JPH0143922B2 - - Google Patents
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- JPH0143922B2 JPH0143922B2 JP58063746A JP6374683A JPH0143922B2 JP H0143922 B2 JPH0143922 B2 JP H0143922B2 JP 58063746 A JP58063746 A JP 58063746A JP 6374683 A JP6374683 A JP 6374683A JP H0143922 B2 JPH0143922 B2 JP H0143922B2
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- optical fiber
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 45
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 30
- 101700004678 SLIT3 Proteins 0.000 description 14
- 102100027339 Slit homolog 3 protein Human genes 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、光学式のロータリエンコーダや光
学式のリミツトスイツチ等に使用する光フアイバ
センサに関するものである。
学式のリミツトスイツチ等に使用する光フアイバ
センサに関するものである。
従来、例えばロータリエンコーダに使用してい
る光フアイバセンサは、第１図に示すように、市
販の直経１mmのフアイバ１，２を２本用いて構成
されている。すなわち、光フアイバ１，２の両フ
アイバ先端部をその周面で接合し、これらの両フ
アイバ先端部の端面を検出スリツト３に対し所定
の距離Ｚを隔てて対向配置すると共に、これらの
光フアイバ１，２に対する検出スリツト３の相対
的移動方向Ａに両端面を並設している。そして、
光フアイバ１はLED等の発光素子（図示せず。）
に連結され、また光フアイバ２はフオトトランジ
スタ等の受光素子（図示せず。）に連結されてい
る。
る光フアイバセンサは、第１図に示すように、市
販の直経１mmのフアイバ１，２を２本用いて構成
されている。すなわち、光フアイバ１，２の両フ
アイバ先端部をその周面で接合し、これらの両フ
アイバ先端部の端面を検出スリツト３に対し所定
の距離Ｚを隔てて対向配置すると共に、これらの
光フアイバ１，２に対する検出スリツト３の相対
的移動方向Ａに両端面を並設している。そして、
光フアイバ１はLED等の発光素子（図示せず。）
に連結され、また光フアイバ２はフオトトランジ
スタ等の受光素子（図示せず。）に連結されてい
る。
斯る構成を有する従来の光フアイバセンサで
は、発光素子の発した光は光フアイバ１中をＢ方
向に伝搬され、検出スリツト３の反射面３ａと非
反射面３ｂとを照射する。そして、反射面３ａで
反射した光の一部は光フアイバ２内に入射され、
光フアイバ２内をＣ方向に伝搬されて受光素子に
至る。このとき、検出スリツト３はＡ方向へ移動
しているから、受光素子は、検出スリツト３の反
射面３ａと非反射面３ｂの光フアイバセンサに対
する相対的位置関係の変化に基づいて、ハイレベ
ルの光量Hoとロウレベルの光量Loとを交互に検
知することができる。一般に、ハイレベルの光量
Hoとロウレベルの光量Loとは距離Ｚの変動に伴
つて変化する。第３図は、光フアイバ１，２とし
て直経0.75mmのフアイバを使用し、検出スリツト
３としてエンコーダ用円盤のスリツトを使用した
場合の距離Ｚと受光素子の出力との関係を表わす
特性線図である。そして、ハイレベルの光量Ho
とロウレベルの光量Loの光量差が大きい程、光
フアイバセンサの出力が安定し、より微小幅のス
リツトの検出が可能になる。
は、発光素子の発した光は光フアイバ１中をＢ方
向に伝搬され、検出スリツト３の反射面３ａと非
反射面３ｂとを照射する。そして、反射面３ａで
反射した光の一部は光フアイバ２内に入射され、
光フアイバ２内をＣ方向に伝搬されて受光素子に
至る。このとき、検出スリツト３はＡ方向へ移動
しているから、受光素子は、検出スリツト３の反
射面３ａと非反射面３ｂの光フアイバセンサに対
する相対的位置関係の変化に基づいて、ハイレベ
ルの光量Hoとロウレベルの光量Loとを交互に検
知することができる。一般に、ハイレベルの光量
Hoとロウレベルの光量Loとは距離Ｚの変動に伴
つて変化する。第３図は、光フアイバ１，２とし
て直経0.75mmのフアイバを使用し、検出スリツト
３としてエンコーダ用円盤のスリツトを使用した
場合の距離Ｚと受光素子の出力との関係を表わす
特性線図である。そして、ハイレベルの光量Ho
とロウレベルの光量Loの光量差が大きい程、光
フアイバセンサの出力が安定し、より微小幅のス
リツトの検出が可能になる。
さて、第３図から明らかなように、従来の光フ
アイバセンサでは、距離Ｚの増加に伴うハイレベ
ルの光量Hoの増加率はロウレベルの光量Loのそ
れよりも小さい。一般に、断面円形の従来の光フ
アイバ１，２では、光フアイバ１，２の光の最大
出射角及び最大入射角はそれぞれ約30度に設定さ
れているため、第１図に示すようなハイレベル検
出時の反射有効面積は光フアイバ１の照射領域
Xoと光フアイバ２の入射可能領域Yoとの重合部
分（第２図中の斜線部分）Poとなる。したがつ
て、ハイレベルの光量Hoが距離Ｚの増加にも拘
らず十分に増大しない理由は、反射有効面積が小
さく反射面３ａの一部としか重合しないためであ
ると考えられる。これに対し、ロウレベル検出時
の光量Loが距離Ｚの増大に伴つて急激に増加す
る理由は、距離Ｚが増加すると第２図中の重合部
分Poの横幅も増大するため、重合部分Poの左右
端に非反射面３ｂの両側に位置する反射面３ａ，
３ａの一部がそれぞれ入り、この反射面３ａ，３
ａでの反射光が光フアイバ２に入射するからであ
ると考えられる。
アイバセンサでは、距離Ｚの増加に伴うハイレベ
ルの光量Hoの増加率はロウレベルの光量Loのそ
れよりも小さい。一般に、断面円形の従来の光フ
アイバ１，２では、光フアイバ１，２の光の最大
出射角及び最大入射角はそれぞれ約30度に設定さ
れているため、第１図に示すようなハイレベル検
出時の反射有効面積は光フアイバ１の照射領域
Xoと光フアイバ２の入射可能領域Yoとの重合部
分（第２図中の斜線部分）Poとなる。したがつ
て、ハイレベルの光量Hoが距離Ｚの増加にも拘
らず十分に増大しない理由は、反射有効面積が小
さく反射面３ａの一部としか重合しないためであ
ると考えられる。これに対し、ロウレベル検出時
の光量Loが距離Ｚの増大に伴つて急激に増加す
る理由は、距離Ｚが増加すると第２図中の重合部
分Poの横幅も増大するため、重合部分Poの左右
端に非反射面３ｂの両側に位置する反射面３ａ，
３ａの一部がそれぞれ入り、この反射面３ａ，３
ａでの反射光が光フアイバ２に入射するからであ
ると考えられる。
前述したように、２本の光フアイバを使用して
微小幅の検出スリツトを読む場合には電気的処理
の関係からハイレベルとロウレベルとの光量差が
大きいことが必要である。したがつて、光フアイ
バの端面と検出スリツトとの距離を増大させても
十分な光量差を得ることができない従来の光フア
イバセンサでは、未だ満足すべき解析能を得るこ
とができない。
微小幅の検出スリツトを読む場合には電気的処理
の関係からハイレベルとロウレベルとの光量差が
大きいことが必要である。したがつて、光フアイ
バの端面と検出スリツトとの距離を増大させても
十分な光量差を得ることができない従来の光フア
イバセンサでは、未だ満足すべき解析能を得るこ
とができない。
この発明の目的は、ハイレベルとロウレベルと
の光量差が十分に大きく、安定した出力を有する
光フアイバセンサを提供することにある。
の光量差が十分に大きく、安定した出力を有する
光フアイバセンサを提供することにある。
この目的を達成するため、この発明の光フアイ
バセンサは次のような構成を有する。すなわち、
発光素子に連結した光フアイバと受光素子に連結
した光フアイバの両先端部をホツトプレス等の方
法によつてそれぞれ扁平形状に形成し、両フアイ
バ先端部をその周面で面接触させて接合する。そ
して、このようにして形成した両フアイバヘツド
を検出スリツトに対向して配置すると共に、両フ
アイバ先端部の端面を検出スリツトの相対的移動
方向に並設するのである。
バセンサは次のような構成を有する。すなわち、
発光素子に連結した光フアイバと受光素子に連結
した光フアイバの両先端部をホツトプレス等の方
法によつてそれぞれ扁平形状に形成し、両フアイ
バ先端部をその周面で面接触させて接合する。そ
して、このようにして形成した両フアイバヘツド
を検出スリツトに対向して配置すると共に、両フ
アイバ先端部の端面を検出スリツトの相対的移動
方向に並設するのである。
２本の光フアイバの反射有効面積は２本のフア
イバ先端部の接合部を挟んでその両側に形成され
るから、両フアイバの接合部を面接触させること
によつて反射有効面積は増大する。したがつて、
この発明の光フアイバセンサのように、この反射
有効面積を検出スリツトの反射面の伸長する方向
に位置させれば、十分に大きなハイレベルの光量
を得ることができる。また、フアイバ先端部を扁
平形状としたから、たとえ反射有効面積の両端
に、非反射面の両側に位置する反射面の一部が入
ることがあつても、これらの反射面での反射光は
受光素子に連結された光フアイバ内には入射し難
い。したがつて、光フアイバセンサの端面と検出
スリツトの距離を増加させてもロウレベルの光量
の増加率は小さくおさえられる。これによつて、
ハイレベルとロウレベルの光量差を十分に大きく
とることができるから、この発明の光フアイバセ
ンサによれば安定した出力を得ることが可能とな
り、微小スリツトの検出精度が大巾に向上する。
イバ先端部の接合部を挟んでその両側に形成され
るから、両フアイバの接合部を面接触させること
によつて反射有効面積は増大する。したがつて、
この発明の光フアイバセンサのように、この反射
有効面積を検出スリツトの反射面の伸長する方向
に位置させれば、十分に大きなハイレベルの光量
を得ることができる。また、フアイバ先端部を扁
平形状としたから、たとえ反射有効面積の両端
に、非反射面の両側に位置する反射面の一部が入
ることがあつても、これらの反射面での反射光は
受光素子に連結された光フアイバ内には入射し難
い。したがつて、光フアイバセンサの端面と検出
スリツトの距離を増加させてもロウレベルの光量
の増加率は小さくおさえられる。これによつて、
ハイレベルとロウレベルの光量差を十分に大きく
とることができるから、この発明の光フアイバセ
ンサによれば安定した出力を得ることが可能とな
り、微小スリツトの検出精度が大巾に向上する。
以下、第４図ないし第８図を参照してこの発明
の一実施例を説明する。
の一実施例を説明する。
図示しないLEDに連結された光フアイバのフ
アイバ先端部４と、同様に図示しないフオトトラ
ンジスタに連結された光フアイバのフアイバ先端
部５とは、ホツトプレス等の手段によつて、厚み
ｔの扁平形状に形成される。ここで、厚みｔは検
出スリツト３のピツチＳと、フアイバ端面と検出
スリツト３の反射面３ａとの距離Ｚとを考慮に入
れて適当な大きさに決定される。そして、両フア
イバ先端部４，５はその周面を互いに面接触させ
て一体に束ねられる。これによつて、フアイバ先
端部４，５の反射有効面積は第５図中Ｐで表わさ
れる。
アイバ先端部４と、同様に図示しないフオトトラ
ンジスタに連結された光フアイバのフアイバ先端
部５とは、ホツトプレス等の手段によつて、厚み
ｔの扁平形状に形成される。ここで、厚みｔは検
出スリツト３のピツチＳと、フアイバ端面と検出
スリツト３の反射面３ａとの距離Ｚとを考慮に入
れて適当な大きさに決定される。そして、両フア
イバ先端部４，５はその周面を互いに面接触させ
て一体に束ねられる。これによつて、フアイバ先
端部４，５の反射有効面積は第５図中Ｐで表わさ
れる。
そして、このようにして一体化されたフアイバ
先端部４，５は検出スリツト３に対して距離Ｚを
隔てて対向配置されると共に、フアイバ先端部
４，５を検出スリツト３の移動方向Ａに並設して
反射有効面積Ｐの伸長する方向と反射面３ａの伸
長する方向とを一致させる。なお、図中、３ｂは
非反射面を表わし、また、０は最大出射・入射角
度、１，２は従来の光フアイバである。
先端部４，５は検出スリツト３に対して距離Ｚを
隔てて対向配置されると共に、フアイバ先端部
４，５を検出スリツト３の移動方向Ａに並設して
反射有効面積Ｐの伸長する方向と反射面３ａの伸
長する方向とを一致させる。なお、図中、３ｂは
非反射面を表わし、また、０は最大出射・入射角
度、１，２は従来の光フアイバである。
以下、作用を説明する。
第４図はハイレベル検出時のフアイバ先端部
４，５と検出スリツト３との相対位置関係を表わ
し、斯る場合には反射有効面積Ｐと反射面３ａと
が重合している。したがつて、フアイバ先端部４
内をＢ方向に伝搬されて、フアイバ先端部４の端
面から出射した光は反射面３ａで反射し、フアイ
バ先端部５内に入射してその内部をＣ方向に伝搬
される。これによつて、フオトトランジスタ（図
示せず。）が反射光を検出してハイレベルの光量
に相当する出力を発生する。
４，５と検出スリツト３との相対位置関係を表わ
し、斯る場合には反射有効面積Ｐと反射面３ａと
が重合している。したがつて、フアイバ先端部４
内をＢ方向に伝搬されて、フアイバ先端部４の端
面から出射した光は反射面３ａで反射し、フアイ
バ先端部５内に入射してその内部をＣ方向に伝搬
される。これによつて、フオトトランジスタ（図
示せず。）が反射光を検出してハイレベルの光量
に相当する出力を発生する。
次に、第６図はロウレベル検出時のフアイバ先
端部４，５と検出スリツト３との相対的位置関係
を表わし、斯る場合には反射有効面積Ｐが非反射
面３ｂと重合する結果、原則としてフオトトラン
ジスタ（図示せず。）は出力を発しない。しかし、
第６図に示すように、反射有効面積Ｐの左右両端
部P1，P2が非反射面３ｂの両側に位置する反射
面３ａ，３ａと一部重合する場合がある。このよ
うな場合には、右端部P2で反射した光は従来の
光フアイバ２中には入射するが、扁平形状を有す
るこの発明のフアイバ先端部５中には入射できな
い。したがつて、距離Ｚを増大させて、反射面３
ａ，３ａと反射有効面積Ｐとの重合部分P1，P2
の面積が増加した場合にも、フオトトランジスタ
が受光する光量は小さくおさえられる。
端部４，５と検出スリツト３との相対的位置関係
を表わし、斯る場合には反射有効面積Ｐが非反射
面３ｂと重合する結果、原則としてフオトトラン
ジスタ（図示せず。）は出力を発しない。しかし、
第６図に示すように、反射有効面積Ｐの左右両端
部P1，P2が非反射面３ｂの両側に位置する反射
面３ａ，３ａと一部重合する場合がある。このよ
うな場合には、右端部P2で反射した光は従来の
光フアイバ２中には入射するが、扁平形状を有す
るこの発明のフアイバ先端部５中には入射できな
い。したがつて、距離Ｚを増大させて、反射面３
ａ，３ａと反射有効面積Ｐとの重合部分P1，P2
の面積が増加した場合にも、フオトトランジスタ
が受光する光量は小さくおさえられる。
これにより、ハイレベルとロウレベルの光量差
は十分に大きくなる。
は十分に大きくなる。
なお、第７図はフアイバ先端部４，５の端面形
状をｔ＝0.5mm、ｌ＝0.88mmとし、また、検出ス
リツト３をロータリエンコーダ用円盤としたとき
のハイレベルの光量H1とロウレベルの光量L1と
の関係を表わす特性線図である。また、第８図は
フアイバ先端部４，５の端面形状をｔ＝0.3mm、
ｌ＝1.2mmとし、検出スリツト３をロータリエン
コーダ用円盤とした場合のハイレベルの光量H2
とロウレベルの光量L2との関係を表わす特性線
図である。第７図、第８図を第３図と比較すれ
ば、この発明の光フアイバセンサの方がはるかに
大きな光量差をとれることがわかる。
状をｔ＝0.5mm、ｌ＝0.88mmとし、また、検出ス
リツト３をロータリエンコーダ用円盤としたとき
のハイレベルの光量H1とロウレベルの光量L1と
の関係を表わす特性線図である。また、第８図は
フアイバ先端部４，５の端面形状をｔ＝0.3mm、
ｌ＝1.2mmとし、検出スリツト３をロータリエン
コーダ用円盤とした場合のハイレベルの光量H2
とロウレベルの光量L2との関係を表わす特性線
図である。第７図、第８図を第３図と比較すれ
ば、この発明の光フアイバセンサの方がはるかに
大きな光量差をとれることがわかる。
以上説明したように、この発明の光フアイバセ
ンサによれば、ハイレベルの光量を増大すること
ができると共に、光フアイバセンサと検出スリツ
トとの距離を増大させてもロウレベルの光量の急
激な増加をおさえることができるから、ハイレベ
ルとロウレベルの光量差を大きくすることができ
る。したがつて、安定した出力を発生し、微小ス
リツトの検出を行なうことができる光フアイバセ
ンサを提供することができるという効果を得る。
ンサによれば、ハイレベルの光量を増大すること
ができると共に、光フアイバセンサと検出スリツ
トとの距離を増大させてもロウレベルの光量の急
激な増加をおさえることができるから、ハイレベ
ルとロウレベルの光量差を大きくすることができ
る。したがつて、安定した出力を発生し、微小ス
リツトの検出を行なうことができる光フアイバセ
ンサを提供することができるという効果を得る。
第１図は従来の光フアイバセンサのフアイバ先
端部の正面図、第２図は第１図の−線に沿う
矢視図、第３図は従来の光フアイバセンサのハイ
レベルとロウレベルの光量を表わす特性線図、第
４図はこの発明の光フアイバセンサのフアイバ先
端部の正面図、第５図は第４図の−線に沿う
矢視図、第６図はこの発明の光フアイバセンサの
ロウレベル検出時における要部正面図、第７図は
この発明の光フアイバセンサのハイレベルとロウ
レベルの光量を表わす特性線図、第８図はこの発
明の光フアイバセンサのハイレベルとロウレベル
の光量を表わす他の特性線図である。 ３…検出スリツト、３ａ…反射面、３ｂ…非反
射面、４，５…フアイバ先端部。
端部の正面図、第２図は第１図の−線に沿う
矢視図、第３図は従来の光フアイバセンサのハイ
レベルとロウレベルの光量を表わす特性線図、第
４図はこの発明の光フアイバセンサのフアイバ先
端部の正面図、第５図は第４図の−線に沿う
矢視図、第６図はこの発明の光フアイバセンサの
ロウレベル検出時における要部正面図、第７図は
この発明の光フアイバセンサのハイレベルとロウ
レベルの光量を表わす特性線図、第８図はこの発
明の光フアイバセンサのハイレベルとロウレベル
の光量を表わす他の特性線図である。 ３…検出スリツト、３ａ…反射面、３ｂ…非反
射面、４，５…フアイバ先端部。
Claims (1)
- １ 発光素子に連結した光フアイバと受光素子に
連結した光フアイバの両先端部をその周面で接合
し、該両フアイバ先端部の端面を検出スリツトに
対向して配設すると共に、前記両端面を前記検出
スリツトの相対的移動方向に並設してなる光フア
イバセンサにおいて、前記両フアイバ先端部を扁
平形状にすることにより前記両フアイバを互いに
面接触させて接合したことを特徴とする光フアイ
バセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58063746A JPS59206802A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 光フアイバセンサ |
| US06/599,944 US4617460A (en) | 1983-04-13 | 1984-04-13 | Optical fiber sensor having shaped ends |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58063746A JPS59206802A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 光フアイバセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206802A JPS59206802A (ja) | 1984-11-22 |
| JPH0143922B2 true JPH0143922B2 (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13238270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58063746A Granted JPS59206802A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 光フアイバセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4617460A (ja) |
| JP (1) | JPS59206802A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0726806B2 (ja) * | 1985-06-13 | 1995-03-29 | 株式会社日立製作所 | 距離測定装置 |
| US4800286A (en) * | 1987-08-10 | 1989-01-24 | Macmillan Bloedel Limited | Measurement of variation in flute profile height |
| DE59101604D1 (de) * | 1990-08-09 | 1994-06-16 | Hohner Elektrotechnik Kg | Optoelektronische Abtasteinrichtung. |
| US5250805A (en) * | 1991-06-12 | 1993-10-05 | Bei Electronics, Inc. | Optical sensing technique providing built in test |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4096383A (en) * | 1976-11-08 | 1978-06-20 | Gilbert & Barker Manufacturing Company | Pulse-generating apparatus responsive to shaft rotation |
| US4547668A (en) * | 1983-09-14 | 1985-10-15 | Siemens Corporate Research & Support, Inc. | Two-dimensional pressure sensor using retro-reflective tape and semi-transparent medium |
-
1983
- 1983-04-13 JP JP58063746A patent/JPS59206802A/ja active Granted
-
1984
- 1984-04-13 US US06/599,944 patent/US4617460A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59206802A (ja) | 1984-11-22 |
| US4617460A (en) | 1986-10-14 |
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