JPH05141923A - 光電センサフアイバユニツト - Google Patents
光電センサフアイバユニツトInfo
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- JPH05141923A JPH05141923A JP3306321A JP30632191A JPH05141923A JP H05141923 A JPH05141923 A JP H05141923A JP 3306321 A JP3306321 A JP 3306321A JP 30632191 A JP30632191 A JP 30632191A JP H05141923 A JPH05141923 A JP H05141923A
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- core
- core optical
- fiber
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 単芯光ファイバの先端部に、多数の小さな芯
で分割された多芯光ファイバを結合した、光ファイバ式
光電センサファイバユニット。 【効果】 ファイバユニットから出射される光の出射パ
ターンを規則的なパターンに整形でき、その結果、光電
センサとして安定した検出感度が得られる。あるいはア
ナログデータが精度良く得られる。
で分割された多芯光ファイバを結合した、光ファイバ式
光電センサファイバユニット。 【効果】 ファイバユニットから出射される光の出射パ
ターンを規則的なパターンに整形でき、その結果、光電
センサとして安定した検出感度が得られる。あるいはア
ナログデータが精度良く得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の有無や大きさ等
を検出する光ファイバ式光電センサを構成するファイバ
ユニットに関する。
を検出する光ファイバ式光電センサを構成するファイバ
ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバ式光電センサを構成す
るファイバユニットに使用する光ファイバとして、通常
大口径にしても可撓性のある、同心円状の芯鞘構造の単
芯のプラスチック光ファイバを、投光用、受光用として
それぞれ１本ずつ使用することが多い。
るファイバユニットに使用する光ファイバとして、通常
大口径にしても可撓性のある、同心円状の芯鞘構造の単
芯のプラスチック光ファイバを、投光用、受光用として
それぞれ１本ずつ使用することが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、投光用ファ
イバ、受光用ファイバに単芯光ファイバを使用する場合
で、物体の有無を単に検出する際は、有無の判定の敷居
値とに余裕が充分あれば問題にならないが、検出限界す
れすれの場合、微妙に判定が振れてしまい、誤動作をお
こす問題があった。更に、このことは、物体の有無の単
なる検出ではなく、大きさや曇りの程度などをアナログ
的に検出するときに微妙な数値変動となって問題であっ
た。原因を究明してみると、１本の光ファイバから出射
される光のパターンを観察すると、光軸ずれや入射角等
の光源からの入射条件により、出射する光の輪がドーナ
ツ状となって、しかもドーナツの径が微妙に変動するこ
とが判った。即ち不規則に光の強度が変わり、敷居値付
近で思いもよらない動きを示していたのである。
イバ、受光用ファイバに単芯光ファイバを使用する場合
で、物体の有無を単に検出する際は、有無の判定の敷居
値とに余裕が充分あれば問題にならないが、検出限界す
れすれの場合、微妙に判定が振れてしまい、誤動作をお
こす問題があった。更に、このことは、物体の有無の単
なる検出ではなく、大きさや曇りの程度などをアナログ
的に検出するときに微妙な数値変動となって問題であっ
た。原因を究明してみると、１本の光ファイバから出射
される光のパターンを観察すると、光軸ずれや入射角等
の光源からの入射条件により、出射する光の輪がドーナ
ツ状となって、しかもドーナツの径が微妙に変動するこ
とが判った。即ち不規則に光の強度が変わり、敷居値付
近で思いもよらない動きを示していたのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討の結
果、単芯光ファイバの先端部に以下のような多数の小さ
な芯で分割された多芯光ファイバを、先端部にわずかの
長さ丈結合することにより、出射パターンを規則的なパ
ターンに整形できる本発明に至った。即ち本発明は、光
ファイバ式光電センサのファイバユニットにおいて、ア
ンプユニット側が単芯光ファイバであり、検出端側が複
数の芯を有する多芯光ファイバで長さ１ｍｍ以上であ
り、該単芯光ファイバと該多芯光ファイバが結合されて
いることを特徴とするファイバユニットである。
果、単芯光ファイバの先端部に以下のような多数の小さ
な芯で分割された多芯光ファイバを、先端部にわずかの
長さ丈結合することにより、出射パターンを規則的なパ
ターンに整形できる本発明に至った。即ち本発明は、光
ファイバ式光電センサのファイバユニットにおいて、ア
ンプユニット側が単芯光ファイバであり、検出端側が複
数の芯を有する多芯光ファイバで長さ１ｍｍ以上であ
り、該単芯光ファイバと該多芯光ファイバが結合されて
いることを特徴とするファイバユニットである。
【０００５】選択的に、該多芯光ファイバが、屈折率の
高い透明な芯樹脂からなる、７個以上の芯樹脂の島とそ
れを取り囲む屈折率の低い鞘樹脂を海とする海島構造
体、あるいは芯樹脂とそれを取り囲む屈折率の低い鞘樹
脂を同心円構造の島とし、その周りを第３の樹脂で充満
した海島構造体として一纏めにした、断面が円状の多芯
光ファイバであることを特徴とする前述のファイバユニ
ット、又は該多芯光ファイバの個々の島の直径が５μｍ
乃至５０μｍであり、島の個数が５００個以上であるこ
とを特徴とする前述のファイバユニット、又は該多芯光
ファイバが細い光ファイバを７本以上束ねた光ファイバ
バンドルからなることを特徴とする前述のファイバユニ
ット、又は該多芯光ファイバの長さが５ｍｍ以上である
ことを特徴とする前述のファイバユニット、又は該単芯
光ファイバと該多芯光ファイバがそれぞれ分離可能な独
立した部品として構成されていることを特徴とする前述
のファイバユニットである。
高い透明な芯樹脂からなる、７個以上の芯樹脂の島とそ
れを取り囲む屈折率の低い鞘樹脂を海とする海島構造
体、あるいは芯樹脂とそれを取り囲む屈折率の低い鞘樹
脂を同心円構造の島とし、その周りを第３の樹脂で充満
した海島構造体として一纏めにした、断面が円状の多芯
光ファイバであることを特徴とする前述のファイバユニ
ット、又は該多芯光ファイバの個々の島の直径が５μｍ
乃至５０μｍであり、島の個数が５００個以上であるこ
とを特徴とする前述のファイバユニット、又は該多芯光
ファイバが細い光ファイバを７本以上束ねた光ファイバ
バンドルからなることを特徴とする前述のファイバユニ
ット、又は該多芯光ファイバの長さが５ｍｍ以上である
ことを特徴とする前述のファイバユニット、又は該単芯
光ファイバと該多芯光ファイバがそれぞれ分離可能な独
立した部品として構成されていることを特徴とする前述
のファイバユニットである。
【０００６】単芯光ファイバの材質に特に限定はない
が、芯がポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポ
リカーボネートなどの材質からなるプラスチック光ファ
イバがよく使用される。大口径のガラスファイバが使用
されることもある。多芯光ファイバの材質に特に限定は
ないが、芯がポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリカーボネートなどの材質からなり海部がそれよ
り低い屈折率からなる樹脂のプラスチック光ファイバが
よく使用される。芯鞘構造からなる島部とその周りの海
部からなる光ファイバであってもよい。バンドルとして
は細径のプラスチック光ファイバ又はガラスファイバを
束ねたものが使用される。
が、芯がポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポ
リカーボネートなどの材質からなるプラスチック光ファ
イバがよく使用される。大口径のガラスファイバが使用
されることもある。多芯光ファイバの材質に特に限定は
ないが、芯がポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリカーボネートなどの材質からなり海部がそれよ
り低い屈折率からなる樹脂のプラスチック光ファイバが
よく使用される。芯鞘構造からなる島部とその周りの海
部からなる光ファイバであってもよい。バンドルとして
は細径のプラスチック光ファイバ又はガラスファイバを
束ねたものが使用される。
【０００７】被覆材としては特に限定はないがポリエチ
レン、ＰＶＣ、ウレタン、フッ素樹脂などの熱可塑性樹
脂あるいは各種ゴムチューブなどがよく使用される。単
芯光ファイバの径は特に限定はないが、０．２５ｍｍ
φ、０．５ｍｍφ、０．７５ｍｍφ、１．０ｍｍφなど
のファイバがよく使用される。多芯光ファイバの径は特
に限定しないが、結合損失を小さくするため該単芯光フ
ァイバに比べて、投光側の場合には、等しいかやや大き
めに設定し、逆に受光側の場合には、等しいかやや小さ
めに設定するのがよい。
レン、ＰＶＣ、ウレタン、フッ素樹脂などの熱可塑性樹
脂あるいは各種ゴムチューブなどがよく使用される。単
芯光ファイバの径は特に限定はないが、０．２５ｍｍ
φ、０．５ｍｍφ、０．７５ｍｍφ、１．０ｍｍφなど
のファイバがよく使用される。多芯光ファイバの径は特
に限定しないが、結合損失を小さくするため該単芯光フ
ァイバに比べて、投光側の場合には、等しいかやや大き
めに設定し、逆に受光側の場合には、等しいかやや小さ
めに設定するのがよい。
【０００８】単芯光ファイバと多芯光ファイバとの結合
部は、単芯光ファイバと多芯光ファイバを直接マッチン
グオイルを介して接続してもよいし、透明な接着剤で接
続してもよい。あるいは機械的に接触させてもよい。好
ましくは、結合に適した部品を用いるのがよい。該結合
部の材質、形状は特に限定しないが真鍮、ステンレス、
アルミニウムなどの金属、ＰＢＴ、ナイロンなどの耐熱
性プラスチック等が使用でき、光ファイバ先端部とネジ
止め、または差し込みロックなどで固定できるように
し、形状は円形、四角形、六角形など適切なものを選ぶ
ことができる。多芯光ファイバの先端部はストレートタ
イプでもよいし、適切な曲げ曲率で９０度等、所定の角
度に曲げてサイドビュータイプにしてもよい。
部は、単芯光ファイバと多芯光ファイバを直接マッチン
グオイルを介して接続してもよいし、透明な接着剤で接
続してもよい。あるいは機械的に接触させてもよい。好
ましくは、結合に適した部品を用いるのがよい。該結合
部の材質、形状は特に限定しないが真鍮、ステンレス、
アルミニウムなどの金属、ＰＢＴ、ナイロンなどの耐熱
性プラスチック等が使用でき、光ファイバ先端部とネジ
止め、または差し込みロックなどで固定できるように
し、形状は円形、四角形、六角形など適切なものを選ぶ
ことができる。多芯光ファイバの先端部はストレートタ
イプでもよいし、適切な曲げ曲率で９０度等、所定の角
度に曲げてサイドビュータイプにしてもよい。
【０００９】該多芯光ファイバコードの長さは１ｍｍ以
上が必要である。１ｍｍより短いと本発明の整形効果が
充分発揮できない。好ましくは５ｍｍ以上である。長さ
の上限に特に制限はないが、操作性を考えると通常は２
００ｍｍ以下の長さで使用することが多い。
上が必要である。１ｍｍより短いと本発明の整形効果が
充分発揮できない。好ましくは５ｍｍ以上である。長さ
の上限に特に制限はないが、操作性を考えると通常は２
００ｍｍ以下の長さで使用することが多い。
【００１０】
【実施例】以下実施例を用いて更に詳細に説明する。
【００１１】
【実施例１】単芯光ファイバとして芯をＰＭＭＡ、鞘を
フッ素樹脂とする直径１ｍｍのプラスチック光ファイバ
を使用した長さ２ｍの透過型ファイバユニットを使用し
た。多芯光ファイバは芯をＰＭＭＡ、鞘をフッ素樹脂と
する、芯の数が１０００個の直径１ｍｍの多芯光ファイ
バで長さ５０ｍｍのものを使用した。光ファイバの被覆
材はいずれもＰＥである。
フッ素樹脂とする直径１ｍｍのプラスチック光ファイバ
を使用した長さ２ｍの透過型ファイバユニットを使用し
た。多芯光ファイバは芯をＰＭＭＡ、鞘をフッ素樹脂と
する、芯の数が１０００個の直径１ｍｍの多芯光ファイ
バで長さ５０ｍｍのものを使用した。光ファイバの被覆
材はいずれもＰＥである。
【００１２】結合は、単芯光ファイバの結合端部に雄ネ
ジが付いた金具、多芯光ファイバの結合端部に雌ネジが
付いた金具を使用することにより行った。アンプユニッ
トにオムロン製Ｅ３ＸＲ−ＣＥ４Ｔ（電源電圧１２Ｖ）
を使用した。試験方法を図４に示す。本発明ファイバユ
ニット先端部からの出射光量の分布は図５の通りであっ
た。
ジが付いた金具、多芯光ファイバの結合端部に雌ネジが
付いた金具を使用することにより行った。アンプユニッ
トにオムロン製Ｅ３ＸＲ−ＣＥ４Ｔ（電源電圧１２Ｖ）
を使用した。試験方法を図４に示す。本発明ファイバユ
ニット先端部からの出射光量の分布は図５の通りであっ
た。
【００１３】このように本発明のファイバユニットから
出射された出射光の光強度分布は光軸延長上の点をピー
クとした左右対称な単純な光強度分布を示している。
出射された出射光の光強度分布は光軸延長上の点をピー
クとした左右対称な単純な光強度分布を示している。
【００１４】
【実施例２】単芯光ファイバ、多芯光ファイバ、両者の
結合部、アンプユニットは実施例１と同じものを使用
し、多芯光ファイバの長さが１０ｍｍと５ｍｍのものを
使用した。本発明ファイバユニットからの出射光量の分
布は図６、および図７の通りであった。
結合部、アンプユニットは実施例１と同じものを使用
し、多芯光ファイバの長さが１０ｍｍと５ｍｍのものを
使用した。本発明ファイバユニットからの出射光量の分
布は図６、および図７の通りであった。
【００１５】このように本発明のファイバユニットから
出射された出射光の光強度分布は光軸延長上の点をピー
クとした左右対称な単純な光強度分布を示している。
出射された出射光の光強度分布は光軸延長上の点をピー
クとした左右対称な単純な光強度分布を示している。
【００１６】
【実施例３】単芯光ファイバとして芯をＰＭＭＡ、鞘を
フッ素樹脂とする直径０．５ｍｍのプラスチック光ファ
イバを使用した長さ２ｍの透過型ファイバユニットを使
用した。多芯光ファイバは芯をＰＭＭＡ、鞘をフッ素樹
脂とする、芯の数が３５００個の直径０．５ｍｍの多芯
光ファイバで長さ５０ｍｍのものを使用した。
フッ素樹脂とする直径０．５ｍｍのプラスチック光ファ
イバを使用した長さ２ｍの透過型ファイバユニットを使
用した。多芯光ファイバは芯をＰＭＭＡ、鞘をフッ素樹
脂とする、芯の数が３５００個の直径０．５ｍｍの多芯
光ファイバで長さ５０ｍｍのものを使用した。
【００１７】結合は、単芯光ファイバの結合端部をコネ
クタのレセプタクルにし、多芯光ファイバの結合端部を
コネクタのフェルールの形状にして差し込むことにより
行った。アンプユニットは実施例１と同じものを使用し
た。本発明ファイバユニット先端部からの出射光量の分
布は図８の通りであった。
クタのレセプタクルにし、多芯光ファイバの結合端部を
コネクタのフェルールの形状にして差し込むことにより
行った。アンプユニットは実施例１と同じものを使用し
た。本発明ファイバユニット先端部からの出射光量の分
布は図８の通りであった。
【００１８】このように本発明のファイバユニットから
出射された出射光の光強度分布は光軸延長上の点をピー
クとした左右対称な単純な光強度分布を示している。
出射された出射光の光強度分布は光軸延長上の点をピー
クとした左右対称な単純な光強度分布を示している。
【００１９】
【実施例４】単芯光ファイバとして芯をＰＭＭＡ、鞘を
フッ素樹脂とする直径０．７５ｍｍのプラスチック光フ
ァイバを使用した長さ２ｍの透過型ファイバユニットを
使用した。多芯光ファイバは芯をＰＭＭＡ、鞘をフッ素
樹脂とする直径０．２５ｍｍの光ファイバ７本からなる
バンドルで、長さ５０ｍｍのものを使用した。
フッ素樹脂とする直径０．７５ｍｍのプラスチック光フ
ァイバを使用した長さ２ｍの透過型ファイバユニットを
使用した。多芯光ファイバは芯をＰＭＭＡ、鞘をフッ素
樹脂とする直径０．２５ｍｍの光ファイバ７本からなる
バンドルで、長さ５０ｍｍのものを使用した。
【００２０】結合は、実施例１と同じネジ方式により行
った。アンプユニットは実施例１と同じものを使用し
た。本発明ファイバユニット先端部からの出射光量の分
布は図９の通りであった。このように本発明のファイバ
ユニットから出射された出射光の光強度分布は光軸延長
上の点をピークとした左右対称な単純な光強度分布を示
している。
った。アンプユニットは実施例１と同じものを使用し
た。本発明ファイバユニット先端部からの出射光量の分
布は図９の通りであった。このように本発明のファイバ
ユニットから出射された出射光の光強度分布は光軸延長
上の点をピークとした左右対称な単純な光強度分布を示
している。
【００２１】
【比較例１】実施例１から多芯光ファイバを取り外した
もの、即ち単芯の直径１ｍｍの光ファイバから直接光を
出射した。その他は実施例１と同様である。比較例の出
射光量の分布は図１０の通りであった。このように単芯
光ファイバから直接出射された出射光の光強度分布は複
雑な形状を示している。
もの、即ち単芯の直径１ｍｍの光ファイバから直接光を
出射した。その他は実施例１と同様である。比較例の出
射光量の分布は図１０の通りであった。このように単芯
光ファイバから直接出射された出射光の光強度分布は複
雑な形状を示している。
【００２２】
【発明の効果】このように、単芯光ファイバの先端部に
多数の小さな芯で分割された多芯光ファイバを結合して
用いることにより、出射パターンを規則的なパターンに
整形できる。その結果安定した検出感度が得られるこ
と、あるいはアナログデータが精度良く得られることが
期待される。
多数の小さな芯で分割された多芯光ファイバを結合して
用いることにより、出射パターンを規則的なパターンに
整形できる。その結果安定した検出感度が得られるこ
と、あるいはアナログデータが精度良く得られることが
期待される。
【図１】本発明のファイバユニットの一例。
【図２】単芯光ファイバの断面図。
【図３】多芯光ファイバの断面図。 １）海島構造 Ａ 海島２層構造の例 Ｂ 海島３
層構造の例 ２）バンドル
層構造の例 ２）バンドル
【図４】出射光の光強度分布の測定系の概略図。
【図５】実施例１の出射光量の光強度分布。
【図６】実施例２の出射光量の光強度分布（多芯光ファ
イバの長さが１０ｍｍ）。
イバの長さが１０ｍｍ）。
【図７】実施例２の出射光量の光強度分布（多芯光ファ
イバの長さが５ｍｍ）。
イバの長さが５ｍｍ）。
【図８】実施例３の出射光量の光強度分布。
【図９】実施例４の出射光量の光強度分布。
【図１０】比較例１での出射光量の光強度分布。
１ 単芯光ファイバ ２ 単芯光ファイバ結合端固定具 ３ 多芯光ファイバ ４ 多芯光ファイバ結合端固定具 ５ ファイバユニット ６ アンプユニット ７ コネクタ ８ コア ９ クラツド １０ 島 コア １１ 海 クラッド １２ クラッド（１０の鞘であり、１０と１２で島とな
る） １３ 海 第３の樹脂 １４ 光源 １５ ディテクタ
る） １３ 海 第３の樹脂 １４ 光源 １５ ディテクタ
Claims (6)
- 【請求項１】 光ファイバ式光電センサのファイバユニ
ットにおいて、アンプユニット側が単芯光ファイバであ
り、検出端側が複数の芯を有する多芯光ファイバで長さ
１ｍｍ以上であり、該単芯光ファイバと該多芯光ファイ
バが結合されていることを特徴とするファイバユニッ
ト。 - 【請求項２】 該多芯光ファイバが、屈折率の高い透明
な芯樹脂からなる、７個以上の芯樹脂の島とそれを取り
囲む屈折率の低い鞘樹脂を海とする海島構造体、あるい
は芯樹脂とそれを取り囲む屈折率の低い鞘樹脂を同心円
構造の島とし、その周りを第３の樹脂で充満した海島構
造体として一纏めにした、断面が円状の多芯光ファイバ
であることを特徴とする請求項１のファイバユニット。 - 【請求項３】 該多芯光ファイバの個々の島の直径が５
μｍ乃至５０μｍであり、島の個数が５００個以上であ
ることを特徴とする請求項２のファイバユニット。 - 【請求項４】 該多芯光ファイバが細い光ファイバを７
本以上束ねた光ファイババンドルからなることを特徴と
する請求項１のファイバユニット。 - 【請求項５】 該多芯光ファイバの長さが５ｍｍ以上で
あることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又
は請求項４のファイバユニット。 - 【請求項６】 該単芯光ファイバと該多芯光ファイバが
それぞれ分離可能な独立した部品として構成されている
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４又は請求項５のファイバユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03306321A JP3076643B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 光電センサファイバユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03306321A JP3076643B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 光電センサファイバユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141923A true JPH05141923A (ja) | 1993-06-08 |
| JP3076643B2 JP3076643B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=17955706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03306321A Expired - Lifetime JP3076643B2 (ja) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | 光電センサファイバユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076643B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178884A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sunx Ltd | 光ファイバセンサヘッド及び光ファイバセンサ |
| JP2008096443A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Robert Bosch Gmbh | 光ファイバープローブ、及び光ファイバープローブを製造するための方法 |
| JP2008216506A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光源装置 |
| JP2013210562A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Azbil Corp | 光ファイバ装置 |
-
1991
- 1991-11-21 JP JP03306321A patent/JP3076643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178884A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sunx Ltd | 光ファイバセンサヘッド及び光ファイバセンサ |
| JP2008096443A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-04-24 | Robert Bosch Gmbh | 光ファイバープローブ、及び光ファイバープローブを製造するための方法 |
| JP2008216506A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光源装置 |
| JP2013210562A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Azbil Corp | 光ファイバ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3076643B2 (ja) | 2000-08-14 |
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