JPH0734329Y2 - 光電センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は端面が一対一に対向する光ファイバの束を用い
た光電センサに関するものである。

（考案の概要） 投光用と受光用の光ファイバ束を使用して、各光ファイ
バ束の検出用端面間を通過する物体の位置や寸法などを
検出する光電センサにおいては、各光ファイバ束の入出
力用端面とそれに対向配置された投光素子あるいは受光
素子との間の光伝達量が光ファイバ束内での光ファイバ
の位置によって異なることがあり、これが光電センサの
検出精度を低下させていた。そこで本考案では投光素子
及び受光素子と光ファイバ束との間に光混合用の空間を
介在させることにより、各光ファイバの位置による通過
光量の誤差を少なくした。ここで光混合用空間は空であ
っても媒質が満たされていてもよい。

（従来技術） 第２図はいわゆる光電スイッチとして利用されているこ
の種の光電センサを示したもので、一対の光ファイバ１
の一端面に投受光素子3,4を対向させ、他端面を互いに
間隔を隔てて対向させることにより、物体５を検出する
ものである。このような光電スイッチを複数組使用し
て、第３図に示すように、物体５の寸法や位置などを検
出するには、投受光素子3,4を複数組と各受光素子４の
出力を判別するコントローラ８を必要とし、装置が大形
になる上にコスト高になるという問題があった。

その対策として、第４図に示すように、複数の光ファイ
バ１をファイバ結束用スリーブ２で束ねて投光用光ファ
イバ束Ａ及び受光用光ファイバ束Ｂを形成し、各光ファ
イバ束A,Bをそれぞれ１個の投光素子３及び受光素子４
に対向させれば、受光素子４の出力が物体５で遮光され
なかった光ファイバ１の本数に比例するので、１組の投
受光素子3,4を使用するのみで物体５の寸法や位置を検
出することができるという利点がある。

（考案が解決しようとする問題点） しかし第４図の構成では、各光ファイバ束A,Bの入出力
用端面において、投光素子３から各光ファイバ１へ入射
する光量あるいは各光ファイバ１から受光素子４へ入射
する光量を、次のような理由で均等に分布させ難いとい
う欠点がある。

第５図はその理由の一例を示したもので、投受光素子3,
4の透明パッケージ内での半導体チップ６の位置が中心
からずれている場合には、点対称に配置された各光ファ
イバ１の端面に光が均等に伝達されないために、投光素
子３から光ファイバ１への光の伝達あるいは光ファイバ
１から受光素子４への光の伝達が全ての光ファイバ１に
対して均等に行われない。また光ファイバ１が第６図の
ように配置されている場合には、たとえチップ６が正常
位置に配置されていても、中心部よりも周辺部の光ファ
イバ１の方が光伝達量が少なくなり、やはり光電センサ
の物体の位置とか寸法の検出精度を低下させる原因とな
る。

そこで本考案は、極めて簡単な構成によって、投受光素
子内のチップの位置ずれや光ファイバ束内の各光ファイ
バの位置による光伝達量の不均一をなくし、光電センサ
による物体の位置とか寸法の検出精度を向上することを
目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本考案による光電センサ
は、第１図に示すように、投光素子３及び受光素子４と
それらに対向する光ファイバ束Ａ及びＢとの間に、色々
な方向の光の方向による受光素子４の受光面上の光電的
効果の違いを解消するため、内面における繰り返し反射
とか内面における乱反射或は媒質による光散乱等によっ
て光の方向性をなくすための空間（この明細書では光混
合空間と云う）７を設けたものである。ここで空間とい
うのは空であると媒質が満ちているとを問わない。

（作用） 上記の構成によれば、光混合空間７の一端面の一部に入
射した光は内部で散乱されたり側壁面で反射されたりし
て混合され、他端面からほぼ均一な分布で出射する。そ
のため各投光用光ファイバ１で伝送される光量は全て等
しくなり、また受光用光ファイバ束Ｂを介して受光素子
４に入射する光量は物体５によって遮光されなかった光
ファイバ１の本数に正確に比例することになる。このた
め受光素子４の受光量の変化により物体の位置とか寸法
を正確に知ることが可能となる。

（実施例） 第１図は本考案の一実施例を示したもので、複数本の光
ファイバ１がファイバ結束用スリーブ２で束ねられて投
光用光ファイバ束Ａ及び受光用光ファイバ束Ｂを形成し
ているが、このとき光ファイバ束A,Bは結束用スリーブ
２の一半部に嵌挿され、結束用スリーブ２の他半部は光
混合用空間７となっており、光散乱透過性の材料よりな
る円柱形あるいは多角柱形の柱状体7aが嵌挿されてい
る。光ファイバ束A,Bの各一端はこれらの柱状体7aを介
してそれぞれ投光素子３及び受光素子４に対向し、また
光ファイバ束A,Bの他端面は各光ファイバ１の端面が一
対一に対向するように、互いに間隔をおいて対向配置さ
れており、この対向端面間に物体５を通過させることに
より、その寸法や位置を検出するようになってている。

このように構成すれば、投光素子３及び受光素子４とそ
れぞれに対向する光ファイバ束A,Bとの間に介在する柱
状体7aの端面が各光ファイバ束A,Bの全端面を覆ってお
り、しかも柱状体7aの内部ではたとえ一端面に入射する
光の分布が偏っていても、その光が均一に混合されて他
端面へ出射するので、投光用光ファイバ束Ａにおいては
各光ファイバ１で伝送される光量が全て等しくなり、ま
た受光用光ファイバ束Ｂにおいては柱状体7aを介して受
光素子４に入射する光量が物体５によって遮光されなか
った光ファイバ１の本数に正確に比例することになるの
で、従来のような投受光素子3,4のチップ６の位置ずれ
や光ファイバ束A,B内での光ファイバ１の位置による検
出誤差を防止することができるのである。

また上述の実施例では光混合用空間７に光散乱透過性材
料7aを満たしているが、この空間７は内部を空にして周
側内面を光の乱反射面としてもよく、さらにその空間内
に透明材料を満たしてもよい。なお光混合用空間に光散
乱性材料を入れる場合には、同空間の長さを短くするこ
とができるという利点がある。

（考案の効果） 上述のように本考案によれば、光ファイバ束と投受光素
子との間に例えば透光性材料よりなる柱状体を介在させ
るという簡単な構成によって、投受光素子のチップの位
置ずれや光ファイバ束内での各光ファイバの位置による
検出誤差を防止することができるという利点があり、そ
れによって複数本の光ファイバを用いた物体の寸法や位
置の検出装置を１組の投受光素子を用いた安価な構成で
実現し得るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略上面図、第２図は
従来例の概略上面図、第３図は他の従来例の斜視図、第
４図は更に他の従来例の概略上面図、第５図及び第６図
は従来例の動作説明図である。 １……光ファイバ、２……結束用スリーブ、３……投光
素子、４……受光素子、５……物体、６……チップ、７
……光混合用空間、7a……光散乱透過性柱状体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】各端面をそれぞれ一対一に対向させた複数
   の投光用光ファイバと同数の受光用光ファイバとの各他
   端部を束ねてそれぞれ投光素子及び受光素子に対向さ
   せ、対向端面間を通過する物体の位置或は寸法を受光量
   の変化により検知するようにした光量センサにおいて、
   上記投光素子及び受光素子とそれぞれに対向する光フア
   イバ束との間に、光混合用の空間を設けて成る光電セン
   サ。