JPH01202679A - 光センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は光センサに関し、詳細には光信号の偏波面を磁
気光学効果により回転させて所定の磁気変化に応じた信
号を出力する光センサに関する。 （従来の技術） 一般に、メカトロニクスを応用したロボットや工作機械
等では動体の位置を検出するセンサ（以下、位置センサ
という）が用いられており、位置センサはＯＡ機器、航
空機あるいは自動生産ライン等の広い分野で利用されて
いる。 位置センサには様々な種類のものがあるが、電気的なノ
イズ信号による誤動作を回避する必要性から光信号によ
って物体の位置を検出する光センサが用いられる傾向に
ある。 このような従来の光センサとしては、例えば第１４図に
示すようなものがある。 同図において、１はフォト・ロータリ・エンコーダであ
り、発光素子２からの光は回転ディスク３のスリット４
および固定ディスク５のスリット６を通過して受光素子
７に入力される。光信号は受光素子７により電気信号に
変換され、シュミット・トリガ回路８により電気信号の
波形が整形されて出力される０回転ディスク３が回転す
ると発光素子２からの光は断続的に受光素子７に入力さ
れ、これにより回転ディスク３の回転速度に応じたパル
ス信号がシュミット・トリガ回路８により出力される。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の光センサにあっては、
発光素子２からの光信号が空間を伝搬して受光素子７に
入光する構成となっていたため、発光素子２および受光
素子７の表面に発生する結露や空間中の塵埃によって光
信号が減衰して劣化あるいは消失するおそれがあり、耐
環境性が悪いという問題点があった。 特に、光センサの適用分野は広いため、例えば航空機の
ように短時間で上昇、下降を繰り返す場合、気圧および
気温の変化によって結露が発生しやすい。 （発明の目的） そこで本発明は、光源からの光をカー効果反射手段を用
いることにより空間を介さずに光の信号制御を行って、
結露等の発生しやすい特殊な環境下であっても光の減衰
や劣化を防止して、耐環境性を高めた光センサを提供す
ることを目的としている。 （課題を解決するための手段） 上記目的達成のため、第１の発明による光センサは、単
一の光源と、光源からの光を導く第１の導波手段と、第
１の導波手段の途中に設けられ、光源からの光を所定数
に分けて分配する分配手段と、分配手段からの光の偏波
面を規制する偏光手段と、第１の導波手段からの光を反
射するとともに、カー効果による磁場の変化に応じて光
の偏波面を回転させるカー効果反射手段と、カー効果反
射手段からの光を導く第２の導波手段と、第２の導波手
段の途中に設けられ、カー効果反射手段からの光の偏光
した光の有無を検出する偏光検出手段（検光子）と、偏
光検出手段からの出力に基づいてカー効果反射手段に対
向する磁場の有無に応じた第２の導波手段からの光を電
気信号に変換して出力する変換手段と、を備えている。 第２の発明による光センサは、複数の光源と各光源の発
光をそれぞれ異なるタイミングで指示する発光指示手段
を有し、第３の発明による光センサは単一の光源と光源
からの光を所定のタイミングで切替えて異なるタイミン
グの光を発生する分割手段を有し、それぞれ時分割多重
の通信方式に適用するものである。 また、第４の発明に光センサは、それぞれ波長の異なる
光を発する複数の光源と各光源の発光をそれぞれ異なる
タイミングで指示する発光指示手段を有する波長多重の
通信方式に適用するものであり、第５の発明による光セ
ンサは、それぞれ波長の異なる光を発光する複数の光源
と、それらの光源からの光を混合する光混合手段を有し
、第６の発明による光センサは、多数の波長を含む単一
の光源とこれを所定の複数の波長に分別する光分側手段
を有し、それぞれ並列通信方式に適用するものである。 （作用） 本発明では、光源からの光がカー効果反射手段によって
与えられる磁場により、反射する光の偏波面が回転する
性質を利用し、磁場の有無を偏光の有無に置き代え、こ
れを検出することにより、光スィッチを構成することが
できる。 したがって、光の断・続が、空間を介することな（行わ
れるので、結露等の発生しやすい特殊な環境下であって
も光の減衰や劣化が回避される。 その結果、光センサの耐環境性を高めることができる。 （実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。 最初に本発明の基本原理である磁気光学効果（以下、カ
ー効果という）について説明する。 ある種の強磁性材料に偏波面の方向が一定の光信号を照
射して反射させると、入射角に応じた角度で反射光が得
られる。このとき、反射光の偏波面は入射光と同じであ
るが、前記強磁性材料に磁気を作用させると反射光の偏
波面の向き、すなわち回転角が磁気の強さに応じて変化
（回転）する。 これをカー効果と呼んでおり、カー効果による光信号の
偏波面の回転は磁気光変調の一種と考えることができる
。 ところで、自然界に存在する一般光線は偏波面がランダ
ムな状態にあり、これをカー効果によって回転させても
回転角の検出は困難である。そこで、一定の方向の偏波
面を持つもののみを選択する必要があり、光源からの光
を偏光手段を用いて偏光して単一の偏波面を備えた光信
号とすることにより、カー効果による反射光の回転角が
検出可能となる。また、カー効果による光の回転角は、
前記強磁性材料（以下、磁気光学効果素子という）に与
えられた磁界の強さに応じて決まる。したがって、反射
光の回転角から与えられた磁気の強さを検出することも
可能であるが、所定の回転角の反射光のみを通過させる
ような装置に反射光を導くことにより、磁気変化によっ
て光信号を０Ｎ１０　Ｆ　Ｆするスイッチとしての機能
を持たせることができる。 このようなスイッチとしての機能は様々な物理量、例え
ば物体の位置、回転体の回転角度あるいは回転数等の検
出を物体に接触することなく光信号のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ
状態、すなわちパルス信号として取り出すことができ、
応用分野も広い。 本発明は、上記基本原理に基づく光信号に対するスイッ
チとしての機能を多数備えたマルチチャンネル型の光セ
ンサであり、物体の直線方向の位置検出を行う、いわゆ
るリニアエンコーダに適用したものである。 第土裏施Ｍ 第１〜３図は第１の発明に係る光センサの一実施例を示
す図である。 まず、構成を説明する。 第１図において、１１はリニアエンコーダであり、リニ
アエンコーダ１１はアクチュエータ１２によって図中矢
印ｘ−ｘ　’の方向に直線運動を行う磁気スケール１３
を有する。アクチュエータ１２は、例えば航空機の方向
舵等の舵面角度を制御するものであり、この場合、磁気
スケール１３の直線運動量は舵面角度と対応する。光セ
ンサヘッド１５と対向する磁気スケール１３の対向面１
４には図示は略されているが、多数の磁性片が格子状に
規則的に配列され、磁性片は磁気を帯びている。磁性片
の配列は磁気スケール１３に非接触に対向して設けられ
た光センサヘッド１５の構造と密接な関係があり、これ
を次に述べる。なお、１６は光センサヘッド１５の光信
号を出力する光フアイバ群であり、１７は光センサヘッ
ド１５へ光信号を入力する光ファイバである。 第２図（ａ）は磁気スケール１３に対向して配された光
センサヘッド１５の平面図であり、同図（ｂ）は光セン
サヘッド１５を同図（ａ）中矢印Ａ方向から見た矢視図
である。同図（ｂ）において、光センサヘッド１５は光
ファイバ１７に連結された光分配器（分配手段）２１を
有し、光分配器２１は光ファイバ１７により導かれた入
力光を７系統に分配する。ここで、７系統に分配された
入力光に対応する各部材にはａ−’−Ｈの符号を付し、
同一機能のものについては重複を避けるため符号ａに関
するものを説明して他は省略するが、これは後述する第
２〜第６の各実施例についても同様である。また、各系
統をチャンネルと呼び、符号ａ−ｇを付してＣＨａ　−
ＣＨｇとする。 光分配器２１には偏光子（偏光手段）２２ａ〜２２ｇが
連なっており、偏光子２２ａは多数の偏波面を持つ入力
光から単一の偏波面の光信号を取り出す。 偏光子２２ａはプリズム２３に連結されており、プリズ
ム２３の磁気スケール１３と対向する側面には磁気光学
効果素子（カー効果反射手段）２４が設けられる。プリ
ズム２３は同図（ａ）に示すように、偏光子２２ａから
の光信号を屈折させて磁気光学効果素子２４に照射し、
磁気光学効果素子２４は照射された光信号を反射する。 磁気光学効果素子２４は前記基本原理によるカー効果を
発揮するものであり、磁気光学効果素子２４に入射した
光信号の偏波面を磁気スケール１３に配設された磁性片
２５ａ〜２５ｇの有無に応じて回転させる。磁気光学効
果素子２４が反射した光信号は再びプリズム２３を通過
して検光子（偏光検出手段）２６ａに導かれ、検光子２
６は特定の偏波面を持つ光信号のみを選択して通過させ
る。 すなわち、磁性片２５ａが所定の位置に移動してくると
、磁気光学効果素子２４により、所定の角度に回転した
偏波面を持つ光信号のみを検光子２６ａが選択して通過
させる。検光子２６ａには先導波路２７ａが連結されて
おり、先導波路２７ａは検光子２６ａを通過した光信号
を光ファイバ２８ａに伝達する。 この場合、光ファイバ２８ａは前述の光フアイバ群１６
の一部を成すものであり、光フアイバ群１６は光ファイ
バ２８ａ〜２８ｇにより構成される。 前記光ファイバ１７、分配器２１、偏光子２２およびプ
リズム２３は第１の導波手段を構成し、プリズム２３、
検光子２６、光導波路２７および光ファイバ２８は第２
の導波手段を構成する。 光ファイバ１７の他端部には第３図に示すように半導体
レーザ（光源）３１が設けられており、半導体レーザ３
１は入力光を発生する光源である。また、光ファイバ２
８ａ〜２８ｇの他端部には光電変換素子アレイ（変換手
段）３２が設けられており、光電変換素子アレイ３２は
チャンネルａ〜ｈに対応する図示されない光電変換素子
を有する。光電変換素子アレイ３２には例えば、フォト
ダイオードアレイやＣＯＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等が用いられ、光センサヘッド
１５からの光信号を電気信号に変換（以下、単に光電変
換という）して出力する。 次に、作用を説明する。 第３図は光センサヘッド１５内の光信号の伝搬経路を示
しており、同図中各矢印Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは偏光子２２の
直前、磁気光学効果素子２４の前後および検光子２６の
直後の光信号の偏波面を表すものである。なお、チャン
ネルＣＨａ　ＮＣＨｈに対応させて２　ｘ　ｇの符号を
付して各部の信号名とするが、これは後述する第２〜第
６の各実施例についても同様である。 半導体レーザ３１により発せられた光信号は光ファイバ
１７により光分配器２１に導かれ、光分配器２１によっ
て７系統の光信号Ａａ％Ａｇに分配される。 この場合、光信号Ａ　ａ　−Ａ　ｇの偏波面はランダム
な状態にあり、それぞれ偏光子２２ａ〜２２ｈにより単
一の偏波面（直線偏波）を持つ光信号Ｂａ−Ｂｇに変換
される。光信号Ｂａ−Ｂｇはプリズム２３を通って磁気
光学効果素子２４に照射され、磁気光学効果素子２４に
より反射されて光信号Ｃａ％Ｃｇとなり、再びプリズム
２３を通って検光子２６ａ〜２６ｇに入力される。この
とき、前述の磁気スケール１３に配列された磁性片２５
が第２図（ｂ）に示すように光信号Ｂ　ａ−Ｂ　ｃ　−
、Ｂ　ｆおよびＢｇに対応して配列されているものとす
ると、光信号Ｂａ％Ｂｃ、ＢｆおよびＢｇのみがカー効
果により偏波面が回転（カー回転）して光信号Ｃａ　ｗ
　Ｃｇとなる。 すなわち、検光、＋２６ａ〜２６ｈに入力される光信号
は磁性片２５の配列に応じてカー回転が発生しており、
カー回転が発生している光信号Ｃａ−Ｃｇ、ｃｒおよび
Ｃｇのみが検光子２６ａ　〜２６ｃ、２６ｆおよび２６
ｇを通過する。この場合、光信号ＤｄおよびＤａはカー
回転が発生していないため、検光子２６ｄ、２６ｅを通
過することができず、通過することのできた光信号Ｄａ
ｘＤｃ、ＤｆおよびＤｇが先導波路２７、光ファイバ２
８を経て光電変換素子アレイ３２に入力される。したが
って、光電変換素子アレイ３２の出力は、受光した場合
の論理を〔１〕、受光しない場合の論理を

〔０〕に対応
させると、ＣＨａ　−ＣＨＨの順に（１１１００１１）
となる。 これは、第２図（ｂ）に示す磁性片２５の配列に応じた
ディジタル出力が得られることを意味しており、磁気ス
ケール１３の位置に応じて磁性片２５の配列を異なるも
のとすることにより磁気スケール１３の絶対位置を検出
することが可能となる。 このように、本実施例では光信号の伝搬経路を空間を介
在させずに光センサヘッド１５内に限定しているので、
光センサヘッド１５の表面に結露が発生することがあっ
ても光信号の伝搬には影響を与えることはない、したが
って、特殊な環境下であっても信号の減衰や劣化を防止
することができ、耐環境性を十分に高めることができる
。 以上の効果に加えて次のような効果もある。 （Ｉ）信号が全て光によって伝達されるので、他の電子
回路等を妨害したり、クロストークの発生も少ないもの
とすることができる。 （ｎ）　　磁気スケール１３の絶対位置をディジタル値
で出力するのでコンピュータを用いた制御装置に、好適
な光センサを得ることができるとともに、ＥＭＩ／ＥＭ
Ｐがあっても直ちに復帰することができる。 （ＤＩ）電子部品が光センサヘッド１５内に含まれてい
ないので電源供給ラインが不要であるとともに、光セン
サヘッド１５が発熱することがないため低コストで信顧
性を高めることができる。 （ＩＶ）検出機能、すなわち光センサヘッド１５と磁気
スケール１３が非接触であるので、耐久性の向上を図る
ことができる。 （Ｖ）光分配器２１を設けたことにより入力光を導く光
ファイバ１７を単一のものとすることができるとともに
、光ファイバ１７に対応する半導体レーザ３１を１系統
とすることができる。これは航空機等で光ファイバ１７
の距離が長くなるような場合に好適であり、光ファイバ
１７の空間占有率を低減することができる。 ところで、本発明は上述のような第１実施例に示した態
様に限らず、他の態様であっても種々に変形して実現可
能であり、次に、これらの他の態様を第２〜第６実施例
として述べる。なお、以下の第２〜第６実施例において
、第１実施例と同一構成部材には同一符号を付し、その
説明を省略する。 ぶ」Ｊ０１陥 第４〜６図は第２の発明に係る光センサの一実施例を示
す図であり、本実施例は入力光を時分割で並列に入力す
るとともに、出力光を単一の信号で出力するものである
。 第４図において、４１はリニアエンコーダであり、４２
は光センサヘッドである。光センサヘッド４２は入力光
を導く光フアイバ群４３と出力光を導く光ファイバ４４
を存する。第５図において、同図（ａ）は光センサヘッ
ド４２の平面図、同図（ｂ）は光センサヘッド４２を同
図（ａ）中矢印Ａ方向から見た矢視図、同図（ｃ）は光
センサヘッド４２を同図（ａ）中矢印Ｂ方向から見た矢
視図である。同図（ａ）において、入力光は光フアイバ
群４３の一部を成す光ファイバ４５ａおよび導波路４６
ａを経て偏光子（偏光手段）２２ａに入力され、直線偏
波されてプリズム２３を介し磁気光学効果素子（カー効
果反射手段）２４に照射される。照射された光は磁性片
２５ａの磁気に応じたカー効果によって磁気光学効果素
子２４により反射され、ＣＨａ　−ＣＨＨに対応する光
は同図（Ｃ）に示すようにプリズム２３および検光子２
６ａを経て光結合器（混合手段）４７に導かれる。光結
合器４７はＣＨａ−ＣＨｇに対応する光を混合合成する
ものであり、合成された光は光ファイバ４４によって導
かれる。 上記、光フアイバ群４３、光導波路４６、偏光子２２お
よびプリズム２３は第１の導波手段を構成し、プリズム
２３、検光子２６、光結合器４７および光ファイバ４４
は第２の導波手段を構成する。 光フアイバ群４３の他端部には半導体レーザ（光源）３
１ａ〜３１ｇが設けられるものであるが、第６図に示す
ように、ＣＨａおよびＣＨｇに対応する半導体レーザ３
１ａおよび半導体レーザ３１ｇは省略しである。半導体
レーザ３１ｂ〜３１ｆはタイミング発生回路（発光指示
手段）４８からのタイミング信号Ｔｂ−Ｔｆに従って発
光するものであり、タイミング信号Ｔｂ−Ｔｆは第７図
（ａ）に示すようにそれぞれ異なるタイミングのパルス
信号である。 したがって、磁気光学効果素子２４により反射される光
信号のタイミングもタイミング信号Ｔｂ−Ｔｆと同様に
異なっており、第６図中矢印Ｃに示すようなカー回転が
与えられたとすると、光ファイバ４４により導かれる光
信号は第７図（ｂ）に示すように、検光子２６を通過し
た光信号Ｄｂ、ＤｃおよびＤｆが光結合器４７により合
成された合成光信号ＬＭとなる０合成光信号ＬＭは光電
変換素子４９により電気信号、すなわち、シリアルデー
タに変換され、さらに復調器５０に入力されて同一タイ
ミングのパラレルデータ、すなわちデコードデータに変
換される。 上記光電変換素子４９および復調器５０は変換手段を構
成する。 このように、本実施例では光信号の伝搬経路に空間が介
在していないので、第１実施例と同様の効果が得られる
他に、光結合器４７を設けて磁気光学効果素子２４の磁
気変化に応じた光信号、すなわちリニアエンコーダ４１
の出力を単一の光信号ＬＭとして導くことができる。 玉１次ｌ拠 第８図は第３の発明に係る光センサの一実施例を示す図
である。なお、本実施例の光センサヘッドは第２実施例
で図示した第４．５図の光センサヘッド４２と同一構成
であることから、図示を省略するが、本実施例では光セ
ンサヘッド４２の入力光の与え方にその特徴があり、以
下、これを詳述する。 第８図において、半導体レーザ（光源）　３１の光は光
スィッチ（分割手段）５１に導かれ、光スィッチ５１は
前述の第７図（ａ）に示すようなタイミングで半導体レ
ーザ３１からの光を切り替えてチャンネルＣＨｂ〜ＣＨ
ｆに時分割で出力する。ここで、光スィッチ５１、光フ
アイバ群４３、光導波路４６、偏光子２２およびプリズ
ム２３は第１の導波手段を構成する。すなわち、第２実
施例と同様に光センサヘッド４２に入力する光は時分割
で人力されるものであるが、第２実施例では所定のタイ
ミング信号Ｔａ−Ｔｇに基づいて半導体レーザ３１ａ〜
３１ｇが発光していたのに対し、本実施例では単一の半
導体レーザ３１からの光を光スィッチ５１によって切り
替えることにより、第２実施例と同様の入力光が得られ
る。したがって、第２実施例と同様の作用効果を得るこ
とができるとともに、半導体レーザ３１を単一のものと
することができるのでコストの低減が期待できる。 棗を実隻桝 第９〜１１図は第４の発明に係る光センサの一実施例を
示す図である。 第９図において、６１はリニアエンコーダであり、６２
は光センサヘッドである。光センサヘッド６２の入力光
および出力光はそれぞれ単一の光ファイバ６３および６
４により導かれ、各光ファイバ６３．６４はそれぞれ複
数の異なる波長の光を同時に伝導する。 これを以下、波長多重という。 第１０図において、同図（ａ）は光センサヘッド６２の
平面図、同図（ｂ）は光センサヘッド６２を同図（ａ）
中矢印Ａ方向から見た矢視図であり、矢印Ｂ方向から見
た矢視図は第２実施例で示した第５図（ｃ）と同一であ
ることから図示を省略する。 同図（ａ）において、入力光は光ファイバ６３により導
かれ、光分波器（第１の分別手段）６５によって所定の
波長毎の光に分波される。光分波器６５は同図（ｂ）に
示すように入力光を７系統の波長の異なる光に分波し、
各波長毎に偏光子２２ａ〜２２ｇによって直線偏波され
る。光ファイバ６３に導かれる入力光は第１１図に示す
ように、光結合器（第１の混合手段）６６から導かれて
おり、光結合器６６は半導体レーザ（光源）６７ｂ〜６
７ｇの光を単一のものとして送出する。 ここで、光結合器６６、光ファイバ６３、光分波器６５
、偏光子２２およびプリズム２３は第１の導波手段を構
成するものである。 各半導体レーザ６７ｂ〜６７ｇは発光する光の波長がそ
れぞれ異なっており、各半導体レーザ６７ｂ〜６７ｇは
タイミング発生回路（発光指示手段）４８からのタイミ
ング信号に基づいて時分割で発光する。 したがって、磁気光学効果素子２４により反射される光
のタイミングはそれぞれ異なるものとなり、光結合器（
第２の混合手段）６８によってシリアルな光信号に混合
されて光ファイバ６４により光分波器（第２の分別手段
）６９に導かれる。 ここで、プリズム２３、検光子２６、光結合器４７、光
ファイバ６４および光分波器６９は第２の導波手段を構
成するものである。 充分波器６９に導かれた光は半導体レーザ６７ｂ〜６７
ｇに対応する波長毎の光に分別され、各チャンネルＣＨ
ｂ−ＣＨｇに対応する光電変換素子アレイ７０に入力さ
れる。光電変換素子アレイ７０は図示されない光電変換
素子からなり、各光電変換素子はそれぞれが受光する光
の波長に対して十分な感度を有しており、波長が異なっ
ていても光電変換の出力レベルは一定のものとなる。光
電変換素子アレイ７０からの電気信号はそれぞれタイミ
ングが異なっており、復調器５０によって同一タイミン
グのパラレルデータ、すなわちデコードデータが出力さ
れる。 このように、本実施例では入力光を時分割で行うととも
に波長多重としているので第１実施例と同様の作用効果
を得ることができるとともに、光センサヘッド６２の光
ファイバ６３．６４を単一のものとすることができる。 １１爽立拠 第１２図は第５の発明に係る光センサの一実施例を示す
図であり、本実施例は第４実施例が時分割に加えて波長
多重を行ったのに対し、波長多重のみを行ったものであ
る。したがって、時分割を行わないことにより、第１１
図で示したタイミング発生回路４８を設ける必要がない
。 第工裏崖■ 第１３＠は第６の発明に係る光センサの一実施例を示す
ものであり、光源を単一のものとして波長多重を行った
ものである。 同図において、７１は半導体レーザ（光源）であり、半
導体レーザ７１は多数の波長の光を発光する、いわゆる
多色光源である。半導体レーザ７１の光は光ファイバ６
３により光分波器６５に導かれ、光分波器６５によって
所定の波長毎の光に分別される。したがって、半導体レ
ーザ７１を多色光源とすることにより、波長多重を行っ
ているので、第５実施例と同様の作用効果を得ることが
できるとともに、構成をより簡単にしてより一層のコス
ト低減が期待できる。 なお、本発明は光センサを位置検出を行うリニアエンコ
ーダに適用したものであるが、回転の検出を行うロータ
リーエンコーダに適用することは勿論のこと検出以外の
用途としては次のような適用が考えられる。 すなわち、磁気光学効果素子２４に与える磁気を発生す
る光センサヘッドと同一チャンネル数を備えた磁気ヘッ
ドを光センサヘッドと対向させて配置し、磁気ヘッドが
発生する磁気の極性を変えることによって光センサヘッ
ド内を通過する光信号が変調されるので変調器としての
適用が可能である。 また、極性の変化のみならず磁気の強さを変化させるこ
とにより、磁気の強さに応じてカー回転角が変化するの
で、磁気ヘッドに印加する電気信号の強弱に応じた複数
で各々独立した光信号を得ることができる。これは、マ
ルチチャンネルの光スィッチとして利用できることを意
味する。 （効果） 本発明では、光源からの光をカー効果反射手段を用いる
ことにより、光を全く空間を介することなく制御するこ
とができ、結露等の発生しやすい特殊な環境下であって
も光の減衰や劣化を回避することができる。その結果、
光センサの耐環境性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜１３図は本発明に係る光センサをリニアエンコー
ダに適用した場合の第１〜第６の各実施例を示す図であ
って、第１〜３図は第１の発明に係る光センサの一実施
例を示す図であり、第１図はその基本構成を示す斜視図
、第２図はその要部構成を示す平面図、第３図はその全
体構成と作用を説明する概念図、第４〜７図は第２の発
明に係る光センサの一実施例を示す図であり、第４図は
その基本構成を示す斜視図、第５図はその要部構成を示
す平面図、第６図はその全体構成と作用を説明する概念
図、第７図はその時分割のタイミングと出力光の関係を
示すタイミングチャート、第８図は第３の発明に係る光
センサの一実施例を示すその全体構成と作用を説明する
概念図、第９〜１１図は第４の発明に係る光センサの一
実施例を示す図であり、第９図はその基本構成を示す図
、第１０図はその要部構成を示す平面図、第１１図はそ
の全体構成と作用を説明する概念図、第１２図は第５の
発明に係る光センサの一実施例を示すその全体構成と作
用を説明する概念図、第１３図は第６の発明に係る光セ
ンサの一実施例を示すその全体構成と作用を説明する概
念図、第１４図は従来の光センサをロータリ・エンコー
ダに適用した場合のその基本構成を示す斜視図である。 ３１．６７ａ〜６７ｇ、７１・・・・・・半導体レーザ
（光源）、２４・・・・・・磁気光学効果素子（カー効
果反射手段）、３２．７０・・・・・・光電変換素子ア
レイ（変換手段）、４８・・・・・・タイミング発生回
路（発光指示手段）、４７．６８・・・・・・光結合器
（混合手段）、４４・・・・・・光ファイバ、 ５１・・・・・・光スィッチ（分割手段）、６９・・・
・・・光分波器（第２の分別手段）、６３．６４・・・
・・・光ファイバ、 ６５・・・・・・光分波器（第１の分別手段）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一の光源と、光源からの光を導く第１の導波手
   段と、第１の導波手段の途中に設けられ、光源からの光
   を所定数に分けて分配する分配手段と、分配手段からの
   光の偏波面を規制する偏光手段と、第１の導波手段から
   の光を反射するとともに、カー効果による磁場の変化に
   応じて光の偏波面を回転させるカー効果反射手段と、カ
   ー効果反射手段からの光を導く第２の導波手段と、第２
   の導波手段の途中に設けられ、カー効果反射手段からの
   光の偏光を検出する偏光検出手段と、偏光検出手段から
   の出力に基づいてカー効果反射手段の磁場の有無に応じ
   た第２の導波手段からの光を電気信号に変換して出力す
   る変換手段と、 を備えたことを特徴とする光センサ。
2. （２）複数の光源と、各光源の発光をそれぞれ異なるタ
   イミングで指示する発光指示手段と、複数の光源からの
   光を導く第１の導波手段と、第１の導波手段の途中に設
   けられ、光源からの光の偏波面を規制する偏光手段と、
   第１の導波手段からの光を反射するとともに、カー効果
   による磁場の変化に応じて光の偏波面を回転させるカー
   効果反射手段と、カー効果反射手段からの光を導く第２
   の導波手段と、第２の導波手段の途中に設けられ、カー
   効果反射手段からの光の偏光を検出する偏光検出手段と
   、偏光検出手段からの光を混合する光混合手段と、偏光
   検出手段の出力に基づいてカー効果反射手段の有無に応
   じた第２の導波手段からの光を電気信号に変換して出力
   する変換手段と、 を備えたことを特徴とする光センサ。
3. （３）単一の光源と、光源からの光を導く第１の導波手
   段と、第１の導波手段の途中に設けられ、光源からの光
   を所定のタイミングで切り替えて分割し、異なるタイミ
   ングの光を発生する分割手段と、分割手段からの光の偏
   波面を規制する偏光手段と、第１の導波手段からの光を
   反射するとともに、カー効果により磁場の変化に応じて
   光の偏波面を回転させるカー効果反射手段と、カー効果
   反射手段からの光を導く第２の導波手段と、第２の導波
   手段の途中に設けられ、カー効果反射手段からの光の偏
   光を検出する偏光検出手段と、偏光検出手段からの光を
   混合する光混合手段と、偏光検出手段の出力に基づいて
   カー効果反射手段の有無の変化に応じた第２の導波手段
   からの光を電気信号に変換して出力する変換手段と、 を備えたことを特徴とする光センサ。
4. （４）それぞれ波長の異なる光を発光する複数の光源と
   、各光源の発光をそれぞれ異なるタイミングで指示する
   発光指示手段と、複数の光源からの光を導く第１の導波
   手段と、第１の導波手段の途中に設けられ、複数の光源
   からの光を混合する第１の混合手段と、第１の混合手段
   からの光を各光源毎の波長に分別する第１の分別手段と
   、第１の分別手段からの光の偏波面を規制する偏光手段
   と、第１の導波手段からの光を反射するとともに、カー
   効果により磁場の変化に応じて光の偏波面を回転させる
   カー効果反射手段と、カー効果反射手段からの光を導く
   第２の導波手段と、第２の導波手段の途中に設けられ、
   カー効果反射手段からの光の偏光を検出する偏光検出手
   段と、偏光検出手段からの光を混合する第２の混合手段
   と、第２の混合手段からの光を各光源毎の波長に分別す
   る第２の分別手段と、偏光検出手段の出力に基づいてカ
   ー効果反射手段の磁場の有無に応じた第２の導波手段か
   らの光を電気信号に変換する変換手段と、 を備えたことを特徴とする光センサ
5. （５）それぞれ波長の異なる光を発光する複数の光源と
   、複数の光源からの光を導く第１の導波手段と、第１の
   導波手段の途中に設けられ、複数の光源からの光を混合
   する第１の混合手段と、第１の混合手段からの光を各光
   源毎の波長に分別する第１の分別手段と、第１の分別手
   段からの光の偏波面を規制する偏光手段と、第１の導波
   手段からの光を反射するとともに、カー効果による磁場
   の変化に応じて光の偏波面を回転させるカー効果反射手
   段と、カー効果反射手段からの光を導く第２の導波手段
   と、第２の導波手段の途中に設けられ、カー効果反射手
   段からの光の偏光を検出する偏光状態検出手段と、偏光
   状態検出手段からの光を混合して単一のものとする第２
   の混合手段と、第２の混合手段からの光を各光源毎の波
   長に分別する第２の分別手段と、偏光検出手段の出力に
   基づいてカー効果反射手段の磁場の有無に応じた第２の
   導波手段からの光を電気信号に変換する変換手段と、 を備えたことを特徴とする光センサ。
6. （６）多数の波長を含む単一の光源と、光源からの光を
   導く第１の導波手段と、第１の導波手段の途中に設けら
   れ、光源からの光を所定の波長毎に分別する第１の分別
   手段と、第１の分別手段からの光の偏波面を規制する偏
   光手段と、第１の導波手段からの光を反射するとともに
   、カー効果による磁場の変化に応じて光の偏波面を回転
   させるカー効果反射手段と、カー効果反射手段からの光
   を導く第２の導波手段と、第２の導波手段の途中に設け
   られ、カー効果反射手段からの光の偏光を検出する偏光
   検出手段と、偏光検出手段からの光を混合する第２の混
   合手段と、第２の混合手段からの光を各光源毎の波長に
   分別する第２の分別手段と、偏光検出手段の出力に基づ
   いてカー効果反射手段の磁場の有無に応じた第２の導波
   手段からの光を電気信号に変換する変換手段と、 を備えたことを特徴とする光センサ。