JPH01291102A - 光学式センサ装置 - Google Patents

光学式センサ装置

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JPH01291102A
JPH01291102A JP63121455A JP12145588A JPH01291102A JP H01291102 A JPH01291102 A JP H01291102A JP 63121455 A JP63121455 A JP 63121455A JP 12145588 A JP12145588 A JP 12145588A JP H01291102 A JPH01291102 A JP H01291102A
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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】 [発明の目的コ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光源からの光を被測定物に投光し、この光に
応じて被測定物が放つ光を受光して電気的信号に変換す
る光学式センサ装置に関する。
〈従来の技術〉 従来から、例えば被測定物の表面形状、変位等を測定す
るべく種々の光学式センサ装置が知られており、実開昭
63−7305号公報にはその−例が開示されている。
このような光学式センサ装置の1つとして、レーザ光を
液状の被測定物に向けて投光し、被測定物に含まれる蛍
光体の励起光を受光し、光電変換して測定結果を得るも
のがある。
しかるに、上記センサ装置では、被測定物に対して投光
系及び受光系の位置関係が決まっており、比較的大きな
レーザ光発生装置や光電変換装置等の配置を自由に行う
ことができないことがらセンサ装置全体が大型化する問
題があった。また、例えば駆動中のエンジンに於けるシ
リンダ内壁面とピストンとの間のオイル膜厚の測定する
場合、エンジンが撮動することから上記したような大型
のセンサ装置をエンジンに一体的に組付けることが困難
であるため、各々互いに別途に固定しなければならず、
そのために測定点が動揺し、測定精度を高めることが困
難でめった。
一方、上記したセンサ装置で複数箇所を同時に測定する
には、測定点の数だけ投光系及び受光系を設け、これら
と同数のレーザ光発生装置から光を投光系に供給するこ
とが考えられるが、センサ装置全体が大型化するばかり
でなく、特にレーザ光発生装置は高価であるためコスト
が高騰化する問題がある。そこで、レーザ光発生装置か
らの光を各投光手段に分配すると良いが、ミラー或いは
レンズ等を用いて各投光手段に均等に光を分配すること
は困難であり、また、この光を分配する機構が複雑化、
大型化することがらセンサ装置全体が一層大型化する問
題がある。
〈発明が解決しようとする課題〉 このような従来技術の問題点に鑑み本発明の主な目的は
、小型化が可能でおると共に振動する被測定物にも好適
に用いることができ、また複数箇所を同時に測定可能な
光学式センサを安価に提供することにある。
[発明の構成] 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は本発明によれば、光源と、前記光源か
らの光を被測定物に投光する手段と、前記被測定物から
の光を受光する手段と、前記受光手段により受光した光
を検知する手段とを有し、前記光源と前記投光手段との
間及び前記光検知手段と前記受光手段、との間が各々光
ファイバをもって接続されたことを特徴とする光学式セ
ンサ装置を提供することにより達成される。
〈作用〉 光源と投光手段との間及び受光手段と光検知手段との間
を光ファイバをもって接続することにより、各々の配置
を自由に行うことができ、振動する被測定物にも比較的
軽量な投光手段及び受光手段のみを一体的に固定し得る
ため、相対的に動揺せずに好適に測定することができる
。また、複数の投光手段に一端が接続された光ファイバ
の他端面を光源からの光の光軸を中心とする同一円周上
に配置することにより各投光手段に光を分配すれば、セ
ンサ装置が大型化することなく、単一の光源から複数の
投光手段に対して均等に光を分配することが可能となる
。更に、投光手段の投光面を中心として受光手段の受光
面を環状に配置し、両手段に用いる集光レンズを共用す
れば部品点数を削減し1qると共にセンサ装置を小型化
することが可能となる。
〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。
第1図は、エンジン1のシリンダ内壁面とピストンとの
間のオイル膜厚を測定するための本発明に基づく光学式
センサ装置の模式的な構成を示す。
上記オイルに対して投光及び受光を行うべくエンジン1
に固着された複数のセンサ部2は、投光用光ファイバ3
を介して光分配コネクタ4に接続されている。この光分
配コネクタ4にはレーザ光発生装置6からレンズ5を介
してレーザ光が供給されるようになっている。また、各
センサ部2は各々複数の受光用光ファイバ7を介してフ
ォトディテクタ8の入力端9にも接続されている。ここ
で、第2図に示すように、光分配コネクタ4のレーザ光
発生装置6と対向する面即ち端面4aに於て、各投光用
光ファイバ3の受光側端面3aが同一円周上に配設され
ており、その中心線がレーザ光発主装置6から発せられ
る光の光軸と一致するようになっている。
第3図はセンサ部2の1つを拡大して示す縦断面図でお
る。エンジン1は、通常のエンジンのシリンダブロック
10及びスリーブ11に通孔12を開設し、外部とシリ
ンダ内部との間を連通したものであり、この通孔12の
内部側即ち第3図に於ける下側にはガラス材であって良
い透光材13が充塞され、かつその外部側から該通孔と
同軸的にセンサ部2が嵌入されている。
センサ部2は、円筒状のホルダ15と、両光ファイバ3
.7の端部を保持するべくホルダ15内の基端側即ち第
3図に於ける上側端部に設けられた光フアイバ端保持部
17と、ホルダ15内の中間部に設けられたレンズ18
及び19とを有しており、ホルダ15の遊端雄ねじ部1
5aがシリンダブロック10の雌ねじ部10aに螺合す
ることによりエンジン1にセンサ部2が固定されている
ここで、光フアイバ端保持部17に於て、両光ファイバ
3.7の端面3b、7aが露出する端面17aには、第
4図に示すように投光用光ファイバ3の端面(投光面>
3bを中心とし、複数の受光用光ファイバ7の端面(受
光面)7aが環状をなすように配設されている。また、
投光用のコリメータレンズ18は、該レンズとホルダ1
5の内壁面との間に環状の通路20を確保するべく、そ
の周縁部が切除されると共にレンズホルダ21の4本の
アーム21aをもってホルダ15に対して保持されてい
る。
次に本実施例の作動要領を説明する。
レーザ光発生装置6からの光は、レンズ5を介して光分
配コネクタ4の端面4aに照射され、該端面に於て各セ
ンサ部2に接続する投光用光ファイバ3に分配される。
ここで、前記したように端面4aに於て、各光ファイバ
3の受光側端面3aが同一円周上に配設されており、そ
の中心線がレーザ光発生装置6から発せられる光の光軸
と一致するようになっているため、各端部3aに光が均
等に分配される。
分配された光はセンサ部2に至り、第3図に矢印で示す
ように、光ファイバ3の端面3bからコリメータレンズ
18及びレンズ19を介して通孔12を通りシリンダ内
の蛍光体を含むオイル膜に投光される。そして、このオ
イル内の蛍光体が励起し発光することにより、この光が
レンズ19から環状通路20を通り受光用光ファイバ7
の端面7aに到達する。そして、該光ファイバを介して
フォトディテクタ8の入力端9に至り、光電変換され、
オイル膜厚が測定される。
ここで、センサ部2とレーザ光発生装置6及びフォトデ
ィテクタ8との間が各々柔軟性のある光ファイバを介し
て接続されているため、エンジン1が振動しても絶縁さ
れ、レーザ光発生装置6及びフォトディテクタ8に撮動
が伝わることがない。
また、レンズ19は投光時の集光レンズと受光時の集光
レンズとを兼用するようになっているため、部品点数が
削減されている。
[発明の効果] このように本発明によれば、投光手段及び受光手段と、
比較的大型な光源及び光検知手段との間を光ファイバを
もって接続することにより、センサ装置を被測定物に対
して自由に配置することができ、従って光学式センサ装
置を振動する被測定物に対しても好適に用いることがで
きる。また、複数の投光手段に一端が接続された光ファ
イバの他端面を光源からの光の光軸を中心に同一円周上
に配置した光分配手段を用いれば、各投光手段に光源か
らの光を均等に分配することが可能となるため、装置が
大型化することなく複数箇所を同時に測定することが可
能となり、そのコストが高騰化することもない。更に、
受光手段の受光面を投光手段の投光面を中心として環状
に配置し、両手段に用いる集光レンズを共用すれば、部
品点数を削減でき、かつセンサ装置金体を小型化できる
以上のことから本発明の効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基づく光学式センサ装置の模式的な構
成図でおる。 第2図は第1図の■−■線から見た矢視図でおる。 第3図は本発明に基づく光学式センサ装置のセン]ノ″
部を拡大して示す縦断面図である。 第4図は第3図のIV −IV線から見た矢視図でおる
。 第5図は第3図のv−v線から見た矢視図である。 1・・・エンジン    2・・・センサ部3・・・投
光用光ファイバ3a、3b・・・端面4・・・光分配コ
ネクタ 4a・・一端面5・・・レンズ     6・
・・レーザ光発生装置7・・・受光用光ファイバ7a・
・・端面8・・・フォトディテクタ9・・・入力端10
・・・シリンダブロック 10a・・・雌ねじ部  11・・・スリーブ12・・
・通孔     13・・・透光材15・・・ボルダ 
   15a・・・雄ねじ部17・・・光フフイバ端保
持部 17a・・・端面    18・・・コリメータレンズ
19・・・レンズ    20・・・環状通路21・・
・レンズホルダ 21a・・・アーム第1 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源と、前記光源からの光を被測定物に投光する
    手段と、前記被測定物からの光を受光する手段と、前記
    受光手段により受光した光を検知する手段とを有し、 前記光源と前記投光手段との間及び前記光検知手段と前
    記受光手段との間が各々光ファイバをもって接続された
    ことを特徴とする光学式センサ装置。
  2. (2)前記投光手段及び前記受光手段が、該両手段の投
    光軸線及び受光軸線が互いに概ね平行となるように設け
    られたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    光学式センサ装置。
  3. (3)前記投光軸線及び前記受光軸線が互いに同軸をな
    すように、前記受光手段の受光面が前記投光手段の投光
    面を外囲して環状に配置され、かつ前記両手段が同一の
    集光レンズを共用したことを特徴とする特許請求の範囲
    第2項に記載の光学式センサ装置。
  4. (4)前記投光手段及び該投光手段に一端が接続された
    前記光ファイバが複数の投光手段及び複数の光ファイバ
    からなり、 前記各光ファイバの他端面を前記光源からの光の光軸を
    中心とする同一円周上に配置した光分配手段を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいず
    れかに記載の光学式センサ装置。
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