JPH09152525A - 光ファイバセンサ用コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を削減し、製造費用を低減すること
のできる光ファイバセンサ用コネクタを提供する。 【解決手段】 発光側の光ファイバと受光側の光ファイ
バとの間で授受されるビームを移動体が横断するとき、
この移動体を検出するセンサに用いられるコネクタに透
明なプラグ５２と黒色のソケット５３とを設ける。プラ
グ５２には、発光側の光ファイバが固定される第１の固
定部５６と、受光側の光ファイバが固定される第２の固
定部５７を区切る溝５８を形成する。ソケット５３に
は、発光用のＬＥＤと受光用のＰＤＩとを固定すると共
に、プラグ５２が嵌合される嵌合空間６５を形成する。
嵌合空間６５には、プラグ５２の溝に差し込まれ、第１
の固定部５６と第２の固定部５７との間を光学的に遮断
する仕切板６６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば消音ピア
ノや自動演奏ピアノなどの鍵の位置検出に用いて好適な
光ファイバセンサに用いられるコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、消音演奏が可能な消音ピアノ
が知られている。このような消音ピアノは、押鍵しても
ハンマシャンクによる打弦を阻止する機構を備えてお
り、打弦による演奏の代わりに、鍵やハンマの動作をセ
ンサにより検出して、押鍵に対応した音高、発音タイミ
ングおよび音量を有する楽音を電子的に発生する。そし
て、演奏者は、このようにして発生した楽音を、例えば
ヘッドホン等により聴くことによって、近隣者に迷惑を
掛けずに演奏の練習を行うことができる。

【０００３】このような鍵やハンマを検出するセンサと
して、光ファイバセンサが使用されている。光ファイバ
センサは、発光側の光ファイバと受光側の光ファイバと
を備え、発光側の光ファイバの先端から出射したビーム
を受光側の光ファイバの先端で受光させる光路を有して
いる。発光側の光ファイバには、発光ダイオード等の発
光素子によってビームが入射され、受光側の光ファイバ
からの出射光は、フォトダイオード等の受光素子に受光
され、この受光素子が受光側の光ファイバを伝播する光
の強度に対応した大きさの電圧を出力するようになって
いる。これにより、鍵等に取り付けたシャッタが光路を
横断してビームを遮るとき、このシャッタの変位を検出
することが可能である。消音ピアノにおいては、多数の
鍵やハンマの動作を検出するため、複数の発光側および
受光側の光ファイバが用いられている。

【０００４】従来、上記のビームの授受を行わせるた
め、発光側の光ファイバと発光素子は、発光側のコネク
タで接続され、受光側の光ファイバと受光素子は、受光
側のコネクタで接続されていた。各コネクタは、光ファ
イバが固定されるプラグと、素子が固定されるソケット
とを備え、プラグをソケットに装着すると、光ファイバ
の端面が、これに対応する素子に対向するようにされて
いる。そして、複数の発光素子および複数の受光素子を
設け、各素子に各々複数の光ファイバを対向させると共
に、１つの発光素子に対向する複数の発光側光ファイバ
を複数の異なる受光素子に対向する受光側光ファイバに
対向させることにより、マトリクスを構成し、部品数の
削減を図っている。

【０００５】このとき光ファイバのプラグへの取付け
は、プラグに設けられた複数のファイバ貫通孔のそれぞ
れに数本の光ファイバを結束して挿入し、光ファイバの
端部をファイバ貫通孔から突出させ、それから接着剤で
固定することにより行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、発光側と受光側とで別個のコネクタを使用する
場合にあっては、部品点数が多いという問題があった。
また、プラグとソケットとの取付け工程や、コネクタを
基板へ取り付ける工程に時間がかかっていた。これらの
問題は、光ファイバセンサの製造費用を上昇させる要因
となっていた。

【０００７】また、複数の光ファイバを結束して一つの
ファイバ貫通孔に挿入し、ここから突出させた場合、結
束した光ファイバの端部が分離しやすく、端部を揃えて
切断しにくい。このままでは、ファイバの光軸と素子と
がずれて、ファイバと素子との間のビームの損失が増加
してしまうため、一旦、光ファイバを接着した後、光フ
ァイバの端部の周囲の壁部を光ファイバごと凹状にえぐ
って、光ファイバの端部をプラグの内部に保持持するよ
うにしている。しかしながら、そのような加工を光ファ
イバに施すと、光ファイバの切断面が滑らかになりにく
い上に、切断面と受発光素子との間に隙間が生じる。加
えて、そのような切断作業を高い精度で行うのは難し
い。したがって、この切断面を光ファイバの出射面また
は入射面として利用すると、光の透過率が低下してしま
い、やはりビームの損失が増加してしまっていた。

【０００８】この発明は前記の事情を考慮してなされた
ものであり、部品点数を削減し、製造費用を低減するこ
とのできる光ファイバセンサ用コネクタを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明に係る光ファイバセンサ用コネクタにあっ
ては、複数の発光側の光ファイバと複数の受光側の光フ
ァイバとを備え、発光側の光ファイバの先端から出射し
たビームを受光側の光ファイバの先端で受光し、移動体
が前記ビームを遮るとき、この移動体を検出する光ファ
イバセンサに用いられるコネクタであって、前記複数の
発光側と受光側の光ファイバの基端部が固定される透明
または半透明のプラグと、前記プラグが嵌合される嵌合
空間が形成されていると共に、前記発光側の光ファイバ
の基端に向けビームを発光する発光素子と、前記受光側
の光ファイバの基端から出射されるビームを受光する受
光素子とが固定されるソケットとを備え、前記プラグ
に、前記発光側の光ファイバが固定される第１の固定部
と、前記受光側の光ファイバが固定される第２の固定部
と、これら第１の固定部と第２の固定部を区切る溝とが
設けられ、前記嵌合空間には、前記溝に差し込まれ、前
記第１の固定部と第２の固定部との間を光学的に遮断す
る仕切板が設けられたことを特徴としている。

【００１０】この構成においては、一つのソケットに発
光素子と受光素子とを固定し、一つのプラグに発光側の
光ファイバと受光側の光ファイバを固定する。そして、
ソケットに形成された嵌合空間にプラグを嵌合すること
により、一つのコネクタで、発光素子が発光側の光ファ
イバの端面に対向し、受光素子が受光側の光ファイバの
端面に対向し、光ファイバと素子との間のビームの授受
が可能となる。したがって、部品点数を削減し、製造費
用を低減することが可能になる。ここで、光ファイバと
プラグとの固定には光硬化型接着剤を使用して、接着作
業を効率よく行うために、プラグは透明または半透明と
されている。この発明による構成では、プラグの第１の
固定部と第２の固定部とを区切る溝に、嵌合空間に設け
た仕切板を差し込むことにより、プラグが透明または半
透明であっても、第１の固定部と第２の固定部との間が
光学的に遮断される。すなわち、発光素子から発光側の
光ファイバに与えるべき光が漏れても、受光側の光ファ
イバにこれが伝達されて受光素子で受光されてしまうこ
とがなく、検出精度の低下を防止することが可能とな
る。

【００１１】また、前記発光素子および受光素子が接続
される回路が設けられた基板に係合可能、かつ前記ソケ
ットと係合可能なソケットベースを設け、前記ソケット
ベースに前記発光素子および受光素子の端子が貫通する
端子貫通孔を複数形成し、前記端子貫通孔の前記素子側
の断面積を大きくするとよい。この構成では、ソケット
ベースを基板に係合させる一方で、発光素子および受光
素子をソケットに固定した状態で、これら素子の端子を
ソケットベースの端子貫通孔に貫通させながら、ソケッ
トをソケットベースに係合させる。これにより、多数の
素子の端子を円滑に基板上の回路に接続させることが可
能であり、組立作業の能率を上昇させることができる。

【００１２】また、この発明に係る光ファイバセンサ用
コネクタは、光ファイバセンサを構成する複数の光ファ
イバの基端部が固定されるプラグと、前記プラグが嵌合
される嵌合空間が形成されていると共に、前記光ファイ
バとのビームの授受を行う光学素子が固定されるソケッ
トとを設け、前記プラグに、複数の光ファイバの基端を
一括して挿入するファイバ貫通孔を形成すると共に、前
記ファイバ貫通孔の光ファイバ端面側に、このファイバ
貫通孔の周縁部をなす凸部を突設したことを特徴とする
ものであってもよい。この構成では、複数の光ファイバ
をプラグに一括して貫通させて、凸部からその端部を突
出させた状態で、光ファイバをプラグに固定する。そし
て、凸部の先端ごと、光ファイバの端部を切断すると、
端部がそれぞれバラバラに分離することもなく、光ファ
イバの切断面が平滑となり、ビームの入射または出射を
行う端面として使用するのに好ましい状態となる。すな
わち、光ファイバの端面が平滑になり、透過率が向上し
て、ビームを高い効率で利用することが可能となる。さ
らに、このように凸部を形成して、凸部の先端と光ファ
イバの端面とを面一にすることにより、光ファイバと素
子とを接近させ、両者の間を伝達されるビームの損失を
低減させることができる。

【００１３】さらに、この構成において、前記プラグを
透明または半透明とし、前記ソケットは遮光性を有する
ものとし、さらに、前記ソケットに、前記プラグを前記
嵌合空間に嵌合すると前記凸部が嵌合される凹部と、こ
の凹部に連通しその断面積が前記ファイバ貫通孔の断面
積とほぼ同一の連通孔を形成し、この連通孔を通じて、
前記光ファイバと前記素子との間をビームが伝達される
ようにするとよい。この構成では、ファイバ貫通孔とほ
ぼ同一の大きさの連通孔を通じて、前記光ファイバと前
記素子との間をビームが伝達されるから、たとえば受光
側の光ファイバから出射したビームが受光素子側に到達
した後、受光素子側で乱反射した光が前記凸部を通じて
プラグ側に漏れるのを防ぐことができるので、受光素子
側で乱反射してプラグ側に戻る光量がほとんどなくな
る。したがって、戻った光が透明または半透明なプラグ
内でさらに乱反射して、他の受光側の光ファイバに影響
を与えるのがほとんどなくなる。また、発光素子から
は、一旦連通孔を通じて、発光側の光ファイバにビーム
を伝達することになるので、発光素子から出射されるビ
ームが、前記凸部を通じてプラグ側に漏れるのを防ぐこ
とができ、発光側の光ファイバの端面にのみ入射させる
ことができる。

【００１４】なお、この発明に係るコネクタは、光ファ
イバセンサの各種部品を取り付けるブラケットに接着さ
れるようにすると好ましい。これによれば、たとえば、
ネジによってブラケットに取り付ける場合に比べて、取
付作業の効率を向上させることが可能であると同時に、
取付作業に伴う費用も低減することが可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】

１：実施形態の構成 以下、図面を参照してこの発明の一実施形態について説
明する。本実施形態の光ファイバセンサは、消音ピアノ
の鍵の動作タイミングおよび速度を求めるために用いら
れる。ただし、後述のように、鍵により作動されるハン
マの動作タイミングおよび速度を求めるために用いても
よい。

【００１６】１−１：キーの構成 まず、図１は実施形態に係る光ファイバセンサを備えた
消音ピアノの一つの鍵の構成を示す側面図である。この
図に示すように、鍵３２１は、押鍵により中筬２９のバ
ランスピン２９ａを中心にして、ピン２８ａをガイドと
して、図の二点鎖線で示すエンド位置まで反時計回りに
回動するようになっている。そして、離鍵すると、鍵３
２１は、実線で示されるレスト位置まで復帰するように
なっている。このような構成は、ピアノの８８鍵のそれ
ぞれに対して同一である。

【００１７】一方、鍵３２１の前筬２８と中筬２９の間
の自由端付近の下（裏面）側には、鍵３２１の長手方向
と平行に、矩形板のシャッタ３０が取り付けられてい
る。シャッタ３０の近傍には、光ファイバセンサ３１が
配置されている。光ファイバセンサ３１は、棚板３３に
取り付けられた箱状のブラケット４０上に固定されてい
る。

【００１８】１−２：光ファイバセンサの構成 図２は、光ファイバセンサ３１の構成を拡大して示す側
面図であり、図３は、その下面図である。これらの図を
参照し、まず、光ファイバセンサ３１の構成を説明す
る。図３には、隣接する３つの鍵の動作を検出する３組
の光ファイバセンサ３１が示されている。符号４１は、
ブラケット４０に形成された長孔であり、長孔４１内で
は、前記のシャッタ３０が上下（紙面の垂直方向）に移
動可能になされている。各光ファイバセンサ３１は、発
光側の光ファイバ４２から、長孔４１付近つまりシャッ
タ３０が横断可能な区域を通過して、受光側の光ファイ
バ４７に至る光路５０を有している。

【００１９】発光側の光ファイバ４２および受光側の光
ファイバ４７は、共にアクリルにフッ素樹脂をコーティ
ングして形成された同質のものである。発光側の光ファ
イバ４２の図示しない端部には、発光ダイオードが接続
され、これにより一定輝度のビームが光ファイバ４２内
を伝播させられる。また、受光側の光ファイバ４７の図
示しない端部には、フォトダイオードが接続され、光フ
ァイバ４７から出射した光の強度に対応した大きさの電
圧を出力するようになっている。これらの発光ダイオー
ドおよびフォトダイオードは、ブラケット４０の外面に
取り付けられたコネクタに取り付けられている。コネク
タの詳細については後述する。

【００２０】符号４３，４８は、ファイバサポートであ
る。ファイバサポート４３，４８は、発光側の光ファイ
バ４２または受光側の光ファイバ４７をブラケット４０
上に固定するものであり、光ファイバ４２，４７と同質
のアクリルからなる。各ファイバサポート４３または４
８には、嵌合孔が形成され、ここに光ファイバ４２また
は４７が挿入されて接着されている。なお、図３におい
て、符号４３ａは、ファイバサポート４３の底面に一体
成形され、ブラケット４０に嵌合される凸部である。同
様の凸部は、受光側のファイバサポート４８にも形成さ
れている。

【００２１】また、長孔４１，４１の間には、センサヘ
ッド４５，４６が配置されている。センサヘッド４５，
４６は、共にアクリルから形成された同形、同大のもの
であり、斜面を反射面４５ｂ，４６ｂとする直角二等辺
三角形柱状をなすプリズム体をその反射面４５ｂ，４６
ｂが互いに直角をなすように一体化し、これらプリズム
体どうしが連続する面に凸面をなすレンズ４５ａ，４６
ａが形成されて構成されている。

【００２２】発光側の光ファイバ４２から出射して発光
側レンズ４４から放射状に出射されるビームは、センサ
ヘッド４５で側方に向けて反射される。この場合におい
て、一つのビームがセンサヘッド４５の前記の二つの反
射面４５ｂによって二つに分割され、センサヘッド４５
の両側に向けて出射させられる。なお、センサヘッド４
５には、発光側レンズ４４から出射するビームを平行光
にして、反射面４５ｂに向かわせるレンズ４５ａが一体
に形成されている。これにより、センサヘッド４５から
出射するビームも平行光となる。

【００２３】図２および図３に示すように、センサヘッ
ド４５は、縦長であり、発光側レンズ４４から放射状に
出射されたビームのうち、発光側センサヘッド４５の正
面断面より外側の部分はカットされて、反射面４５ｂに
は到達せず、両側の出射面４５ｃから出射するビーム
は、それぞれ片方の反射面４５ｂを正面に投影したのと
断面形状および大きさが等しくなる。図２においてドッ
トを付した部分が、ビームの出射する区域に相当する。
すなわち、センサヘッド４５から出射したビームの断面
形状は矩形となる。

【００２４】センサヘッド４５から出射したビームは、
長孔４１の真下を通過しセンサヘッド４６に到達する。
このビームは、センサヘッド４６の反射面４６ｂによっ
て内面反射され、受光側レンズ４９に向けて出射させら
れる。この場合において、センサヘッド４６は、隣接す
る両側のセンサヘッド４５から二つのビームを二つの反
射面４６ｂによって受光側レンズ４９に向けて出射す
る。

【００２５】ただし、本実施形態では、発光側の光ファ
イバ４２を短い周期で繰り返し発光させると共に、隣り
合う発光側の光ファイバ４２では、発光タイミングが異
なるように制御する。これにより、受光側の光ファイバ
４７に接続されたフォトダイオードでは、どのタイミン
グで受光したかによって、どちらの光ファイバ４２から
のビームを検出しているのかが明確に区別されるように
なっている。したがって、隣接するシャッタ３０のどち
らの変位を検出しているのか混同することはない。

【００２６】なお、センサヘッド４６には、平行光であ
るセンサヘッド４５からのビームを受光側レンズ４９に
向けて収束させるレンズ４６ａが一体に形成されてい
る。受光側のファイバサポート４８には、さらにこのビ
ームを収束し、受光側の光ファイバ４７で入射させる受
光側レンズ４９が一体に突設されている。

【００２７】このように、光ファイバセンサ３１は、発
光側の光ファイバ４２から出射したビームを発光側セン
サヘッド４５で分岐し、受光側センサヘッド４６で反射
させて、受光側の光ファイバ４７に入射させる光路５０
を有している。そして、発光側センサヘッド４５と受光
側センサヘッド４６との間の光路５０をシャッタ３０が
横断すると、受光側の光ファイバ４７に入射する光の量
が変化し、受光側の光ファイバ４７に接続されたフォト
ダイオードにより、この変化を検出することが可能にな
っている。

【００２８】なお、図２において、符号４５ｄは、セン
サヘッド４５に一体成形されたベースであり、このベー
ス４５ｄはブラケット４０に嵌合される凸部４５ｅを有
する。図３では、簡略化のため、ベース４５ｄは省略さ
れている。同様のベースは、受光側センサヘッド４６に
も形成されている。

【００２９】１−３：コネクタの概略構成 図４は、光ファイバセンサ３１が設けられたブラケット
４０およびこの発明に係る光ファイバセンサ用コネクタ
（以下、「コネクタ」と称する）５１を示す平面図であ
る。図１および図４に示すように、ブラケット４０は開
口部を有し、コネクタ５１は、ブラケット４０の開口部
に支持されている。図４において、符号５５は、前記の
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と称する）およびフ
ォトダイオード（「ＰＤＩ」と称する）に接続される電
気回路を設けた基板を示す。なお、図４では、多数ある
光ファイバ４２，４７、ファイバサポート４３，４８等
のうち、一部のみを示す。

【００３０】図５は、コネクタ５１の下面図であり、図
６は側面図である。これらの図に示すように、コネクタ
５１は、プラグ５２と、ソケット５３と、ソケットベー
ス５４とを備える。プラグ５２には、消音ピアノの多数
の鍵３２１の検出用に多数設けられた発光側の光ファイ
バ４２および受光側の光ファイバ４７の基端部の全てが
固定される。このプラグ５２は、ブラケット４０に固定
されている。

【００３１】ソケット５３には、発光側の光ファイバ４
２の基端に向けビームを発する全てのＬＥＤおよび受光
側の光ファイバ４７の基端から出射されるビームを受光
するＰＤＩが装着されている。このソケット５３には、
プラグ５２が嵌合され、これらが嵌合されると、光ファ
イバ４２とＬＥＤ、および光ファイバ４７とＰＤＩとが
対向させられるようになっている。ソケットベース５４
には、前記の基板５５が固定されている。

【００３２】１−４：プラグの構成 次に、図７はプラグ５２の下面図、図８は図７のVIII-V
III線矢視断面図、図９はプラグ５２の側面図である。
これらの図を参照して、プラグ５２の構成を説明する。
プラグ５２は、透明な樹脂製の薄い長板状の部材であっ
て、発光側の光ファイバ４２が固定される第１の固定部
５６と、受光側の光ファイバ４７が固定される第２の固
定部５７とが設けられている。プラグ５２のほぼ中央に
は、プラグ５２の幅方向に沿って溝５８が形成され、こ
の溝５８により第１の固定部５６と第２の固定部５７と
が区切られている。

【００３３】プラグ５２の一側縁部には、断面コ字状の
フランジ５９が形成されている。図７および図９に示す
ように、このフランジ５９の溝５９ａは、プラグ５２の
両端部にまで回り込むように形成されている。この溝５
９ａには、ブラケット４０の一側壁が嵌入されており、
両者の間は接着剤によって固定されている。なお、前記
の溝５８は、プラグ５２のほぼ全幅にわたって形成され
ており、第１の固定部５６と第２の固定部５７とは、フ
ランジ５９だけによって結合されている。

【００３４】さて、プラグ５２には、幅方向に沿って、
光ファイバ４２または４７が挿入されるファイバ貫通孔
６０が形成されている。ここで、第１の固定部５６に
は、ファイバ貫通孔６０が１２本形成され、第２の固定
部５７にはファイバ貫通孔６０が８本形成されている。
各ファイバ貫通孔６０のフランジ５９側には、ほぼＶ字
形の案内溝６１が形成されている。案内溝６１は、プラ
グ５２の側縁部側ほど広くされており、これによって、
光ファイバ４２または４７のファイバ貫通孔６０への挿
入が容易になされている。

【００３５】また、プラグ５２の厚さ方向には、各ファ
イバ貫通孔６０の中央位置にまで達する注入孔６３が形
成されている。光ファイバ４２または４７をファイバ貫
通孔６０に挿入した後、注入孔６３を通して接着剤を注
入する。この接着剤が硬化すると、光ファイバ４２，４
７は、プラグ５２に固定される。ここで使用される接着
剤は、光硬化型接着剤であり、プラグ５２が透明にされ
ているのは、接着作業を効率よく行うためである。

【００３６】また、プラグ５２には、フランジ５９と反
対側の側縁部に、凸部６２が形成されている。ファイバ
貫通孔６０は、それぞれ凸部６２を貫通している。すな
わち、凸部６２は、ファイバ貫通孔６０の周縁部をなし
ている。この実施形態において、一つのファイバ貫通孔
６０には、複数の光ファイバ４２または４７の基端が結
束された状態で一括して挿入固定される。そして、凸部
６２の先端ごと光ファイバ４２，４７の端部を切断して
しまう。これにより、切断された凸部６２の先端と光フ
ァイバ４２，４７の端面とは、面一になされている。な
お、図７において、符号６４は、プラグ５２をソケット
５３にネジ止めするための貫通孔を示す。

【００３７】１−５：ソケットの構成 次に、図１０はソケット５３の平面図、図１１は下面
図、図１２は図１０のXIIーXII矢視図である。ソケット
５３は、黒色の樹脂製であって、薄く長い箱状の部材で
ある。これにより、ソケット５３は遮光性を有してい
る。これらの図に示すように、ソケット５３は、プラグ
５２が装着される嵌合壁部６５ａと、ＬＥＤが装着され
るＬＥＤ装着部７０と、ＰＤＩが装着されるＰＤＩ装着
部７１とから構成されている。

【００３８】１−５−１：嵌合壁部の構成 嵌合壁部６５ａには、一側縁部に向けて開口した細長い
断面矩形の空間である嵌合空間６５が形成されている。
嵌合空間６５のほぼ中央には、遮光性を有する黒色の樹
脂製の仕切板６６が配置され、これが嵌合壁部６５ａに
一体形成されている。これにより嵌合空間６５は、第１
の嵌合部６７と第２の嵌合部６８に区分されている。

【００３９】図５に示すように、ソケット５３の第１の
嵌合部６７には、プラグ５２の第１の固定部５６が挿入
され、第２の嵌合部６８には、第２の固定部５７が挿入
される。これにより、第１の固定部５６に挿入固定され
た発光側の光ファイバ４２の束（図７参照）が、第１の
嵌合部６７内で整列され、第２の固定部５７に固定され
た受光側の光ファイバ４７の束が、第２の嵌合部６８内
で整列される。

【００４０】また、プラグ５２を嵌合空間６５に嵌合す
る際、嵌合空間６５に設けられた仕切板６６が、第１の
固定部５６と第２の固定部５７を二分する溝５８に差し
込まれるようになっている。この仕切板６６によって、
プラグ５２の第１の固定部５６と第２の固定部５７の間
が遮断され、両者の間のクロストークが防止される。

【００４１】図１３は図１２のXIII-XIII線矢視断面
図、図１５は図１２のXV-XV線矢視断面図である。これ
らの図に示すように、嵌合空間６５の奥には、座ぐり孔
６５ｂが形成されている。プラグ５２をソケット５３に
装着すると、これらの座ぐり孔６５ｂに、プラグ５２の
凸部６２が嵌入されるようになっている。これにより、
発光側の光ファイバ４２の束の端面は、第１の嵌合部６
７にある座ぐり孔６５ｂに位置させられ、受光側の光フ
ァイバ４７の束の端面は、第２の嵌合部６８にある座ぐ
り孔６５ｂに位置させられる。

【００４２】また、嵌合壁部６５ａの外側面には、ソケ
ットベース５４への取付用の円筒部７９が突設されてい
る。これらの円筒部７９は、プラグ５２の貫通孔６４に
合致する位置に設けられ、各円筒部７９には、ネジ孔６
９が形成されている。図１２に示すように、各ネジ孔６
９は、嵌合空間６５に連通している。ネジ孔６９とプラ
グ５２の貫通孔６４には、ネジが挿通され、これによっ
てプラグ５２とソケット５３は固定されるようになって
いる。また、円筒部７９とは反対側の外側面には、その
ネジの頭が嵌入する皿もみ孔６９ａが形成されている。

【００４３】１−５−２：ＬＥＤ装着部の構成 図１２に示すように、ＬＥＤ装着部７０とＰＤＩ装着部
７１は、嵌合壁部６５ａに連なるように形成され、嵌合
壁部６５ａの全体厚さよりも肉厚になされている。図１
０および図１１に示すように、ＬＥＤ装着部７０は、嵌
合空間６５の第１の嵌合部６７に対応する位置に設けら
れている。そして、ＬＥＤ装着部７０において、第１の
嵌合部６７とは反対側の側面７０ａから、第１の嵌合部
６７と連通するＬＥＤ挿入孔７２が複数（実施形態では
１２本）形成されている。各ＬＥＤ挿入孔７２には、一
個ずつＬＥＤが挿入され、これにより各ＬＥＤは、プラ
グ５２の第１の固定部５６に固定されて、第１の嵌合部
６７に配置された発光側の光ファイバ４２の束の端面を
照射可能になっている。

【００４４】図１３および図１４に示すように、ＬＥＤ
挿入孔７２は、ＬＥＤの胴部が配置される断面の大きい
胴部配置部７２ａと、その奥に形成されＬＥＤの頂部が
配置される断面の小さい頂部配置部７２ｂとからなる。
頂部配置部７２ｂは断面円形に形成されている一方、胴
部配置部７２ａの断面はほぼ円形であるが、一部が平面
状にされている。そして、この平面部分には、ＬＥＤ挿
入孔７２の深さ方向に沿って突条７２ｃが延在させられ
ている。突条７２ｃは、わずかな断面積を有するように
形成されており、ＬＥＤをＬＥＤ挿入孔７２に挿入する
際に、この突条７２ｃを押し潰すことによって、ＬＥＤ
が容易にぐらつかないように固定されるようになってい
る。

【００４５】そして、頂部配置部７２ｂと、第１の嵌合
部６７との間には、ファイバ貫通孔６０とほぼ同じかわ
ずかに大きな直径の連通孔７４が形成され、これにより
内部のＬＥＤの発する光が、ファイバ貫通孔６０の周縁
部をなす凸部６２を通して、第１の固定部５６の内部に
漏れることなく、座ぐり孔６５ｂにある発光側の光ファ
イバ４２の束の端面だけに届くようになっている。な
お、第１の嵌合部６７に座ぐり孔６５ｂを設けて、ここ
に凸部６２が配置されるようにしたのは、発光側の光フ
ァイバ４２の端面と、ＬＥＤの頂部との距離を短くし、
ＬＥＤの発するビームが発光側の光ファイバ４２に入射
するまでの損失を減少させるためである。

【００４６】さらに、ＬＥＤ装着部７０の側面７０ａに
は、各ＬＥＤの有する二本の端子が配置される端子配置
溝７５が形成されている。本実施形態では、胴部から端
子が直角に折り曲げられたＬＥＤを使用し、ＬＥＤをＬ
ＥＤ挿入孔７２に挿入する際に、二本の端子を端子配置
溝７５に嵌め込むようにする。

【００４７】１−５−３：ＰＤＩ装着部の構成 また、図１０および図１１に示すように、ＰＤＩ装着部
７１は、嵌合空間６５の第２の嵌合部６８に対応する位
置に設けられている。そして、ＰＤＩ装着部７１におい
て、第２の嵌合部６８とは直交する方向に、ＰＤＩ挿入
孔７３が複数（実施形態では８つ）形成されている。各
ＰＤＩ挿入孔７３には、一個ずつＰＤＩが挿入される。

【００４８】図１５に示すように、ＰＤＩ挿入孔７３
は、第２の嵌合部６８の座ぐり孔６５ｂに同軸に形成さ
れ、ファイバ貫通孔６０とほぼ同じかわずかに大きな直
径の連通孔７６によって、第２の嵌合部６８に連通して
いる。これにより各ＰＤＩは、プラグ５２の第２の固定
部５７に固定されて、ファイバ貫通孔６０の周縁部とな
る凸部６２を通して第２の固定部５７の内部にプラグ５
２の外部から入り込んだ散乱光等を受光することなく、
第２の嵌合部６８に配置された受光側の光ファイバ４７
の束の端面からのビームだけを受光可能になっている。
なお、第２の嵌合部６８にも座ぐり孔６５ｂを設けて、
ここに凸部６２が配置されるようにしたのは、受光側の
光ファイバ４７の端面と、ＰＤＩの受光面との距離を短
くし、受光側の光ファイバ４７の発するビームがＰＤＩ
に受光されるまでの損失を減少させるためである。

【００４９】図１７は、図１５のXVII-XVII線矢視断面
図である。同図に示すように、ＰＤＩ挿入孔７３は、ほ
ぼ矩形状であり、連通孔７６と反対側の底面には、突条
７７が形成されている。突条７７は、わずかな断面積に
形成されており、ＰＤＩをＰＤＩ挿入孔７３に挿入する
際に、この突条７７を押し潰すことによって、ＰＤＩが
容易にぐらつかないように固定されるようになってい
る。

【００５０】また、ＰＤＩ装着部７１の側面には、ソケ
ットベース５４と共に基板５５へ取り付けるための円筒
部８０が突設されている。さらに、ソケット５３には、
その長手方向に沿って、ＬＥＤ装着部７０およびＰＤＩ
装着部７１にわたる突条７８が形成されている。各ＰＤ
Ｉ挿入孔７３は、突条７８の範囲内で外側に開口してい
る。また、図１１に示すように、円筒部８０とＬＥＤ装
着部７０において、突条７８には、ネジ孔８１が形成さ
れている。

【００５１】なお、本実施形態では、１２個のＬＥＤで
１２束の発光側の光ファイバ４２を照射し、８束の受光
側の光ファイバ４７から８個のＰＤＩで受光するように
しているが、各束を構成する発光側の光ファイバ４２は
消音ピアノの１オクターブおきの隣り合う鍵３２１の方
向に光ビームを供給し、各束を構成する受光側の光ファ
イバ４７は消音ピアノの１オクターブ中の隣り合う２つ
の鍵３２１の方向から光ビームを供給される。そして、
１２個あるＬＥＤの発光タイミングをずらしておくこと
により、ＰＤＩが受光するタイミングによってどの鍵３
２１の動作を検出したのかが把握されるようになってい
る。

【００５２】１−６：ソケットベースの構成 図１８はソケットベース５４を示す平面図であり、図１
９は図１８のXIX-XIX線矢視断面図である。ソケットベ
ース５４は、黒色の樹脂製の薄板状の部材であり、遮光
性を有している。ソケットベース５４の一面には、ソケ
ット５３の突条７８に嵌合可能な溝８２が形成されてい
る。

【００５３】ソケットベース５４の他方の面には、係合
具８５，８６，８７が突設されている（図５および図６
参照）。図６および図１９に示すように、各係合具８
５，８６，８７は、一対のくさび片から構成され、基板
５５に形成された孔に差込まれると、抜き取ることがで
きないようにされている。コネクタ５１を組み立てる際
には、係合具８５，８６，８７によって、ソケットベー
ス５４を基板５５上に固定し、ソケットベース５４の溝
８２にソケット５３の突条７８を嵌合させる。

【００５４】また、ソケットベース５４の側端には、ソ
ケット５３を基板５５に固定する際に、傾かないように
円板状の座部８３が形成されている。また、ソケットベ
ース５４の反対側の側端には、貫通孔８８が形成された
円環部８４が形成されている。さらに、溝８２の内側底
面にも、貫通孔８８が形成されている。ソケットベース
５４の溝８２にソケット５３の突条７８を嵌合させる
と、ソケット５３の円筒部８０は、円環部８４に当接さ
れ（図５および図１１参照）、ソケット５３の円筒部７
９は、座部８３に当接され、ソケット５３のネジ孔８１
は、貫通孔８８に合致する。この状態で、ソケット５３
と基板５５は、中間にソケットベース５４を挟み込んだ
状態でネジ止めを行うことが可能とされる。なお、ネジ
孔６９にねじこまれるネジは、貫通孔６４を貫通し、プ
ラグ５２とソケット５３とを固定する役割をも果たす。

【００５５】さて、ソケットベース５４は、幅の広いＬ
ＥＤベース部９０と、幅の狭いＰＤＩベース部９１とを
有している。ＬＥＤベース部９０は、ソケット５３のＬ
ＥＤ装着部７０に係合され、ＰＤＩベース部９１は、Ｐ
ＤＩ装着部７１に係合される部分である。ＬＥＤベース
部９０には、ソケット５３に固定されたＬＥＤの端子が
挿通される端子貫通孔９０ａが複数（実施形態では８
対）形成されている。また、ＰＤＩベース部９１の溝８
２の範囲内には、ソケット５３に固定されたＰＤＩの端
子が挿通される端子貫通孔９１ａが複数（実施形態では
１２対）形成されている。

【００５６】各端子貫通孔９０ａ，９１ａは、ソケット
５３に対面する面から奥に向けて狭くなるテーパ状にさ
れており、これによって、ソケット５３をソケットベー
ス５４に係合させる際、ソケット５３に固定されたＬＥ
ＤおよびＰＤＩの端子が端子貫通孔９０ａ，９１ａに挿
通されやすくなっている。また、ソケットベース５４の
ＰＤＩベース部９１は、ソケット５３にソケットベース
５４が係合すると、全てのＰＤＩ挿入孔７３を閉じる蓋
として機能する。

【００５７】２：コネクタの組立手順 次に、このコネクタの組立手順について説明する。ま
ず、プラグ５２のフランジ５９に形成された溝５９ａ
に、ファイバサポート４３，４７、センサヘッド４５，
４６等が取り付けられたブラケット４０の一側壁を嵌入
し、両者の間を接着剤によって固定する。次に、複数本
の発光側の光ファイバ４２を結束した光ファイバ束を１
２本準備すると共に、複数本の受光側の光ファイバ４７
を結束した光ファイバ束を８本準備する。そして、発光
側の光ファイバ４２の束をプラグ５２の第１の固定部５
６側のファイバ貫通孔６０に挿通し、受光側の光ファイ
バ４７の束をプラグ５２の第２の固定部５７側のファイ
バ貫通孔６０に挿通する。この際には、案内溝６１側か
らファイバ束を挿通し、凸部６２からその先端をわずか
に突出させておく。

【００５８】次に、注入孔６３を通じて、光硬化型接着
剤を注入し、これを硬化させて光ファイバ束とプラグ５
２とを固定する。そして、凸部６２の先端ごと、プラグ
５２の座ぐり孔６５ｂに嵌まり込む長さだけ残して、わ
ずかに光ファイバ束の端部を切削し、光ファイバ束の端
面を平滑化する。

【００５９】また、ソケット５３に１２本形成されたＬ
ＥＤ挿入孔７２には、それぞれＬＥＤを挿入し、ＬＥＤ
の端子を端子配置溝７５に嵌入する。この際に、ＬＥＤ
挿入孔７２に形成された前記の突条７２ｃが押し潰され
て、ＬＥＤはＬＥＤ挿入孔７２内で固定される。ソケッ
ト５３に８本形成されたＰＤＩ挿入孔７３には、それぞ
れＰＤＩを挿入する。この際に、ＰＤＩ挿入孔７３に形
成された突条７７が押し潰されて、ＰＤＩはＰＤＩ挿入
孔７３内で固定される。

【００６０】他方、ソケットベース５４の係合具８５，
８６，８７を基板５５に形成された孔に差込むことによ
り、ソケットベース５４を基板５５に固定する。そし
て、ソケット５３に固定されたＬＥＤの端子およびＰＤ
Ｉの端子をソケットベース５４の端子貫通孔９０ａ，９
１ａに挿通しながら、ソケットベース５４の溝８２にソ
ケット５３の突条７８を嵌め込み、基板５５の裏側から
ソケット５３のネジ孔８１にネジをねじ込むことによ
り、ソケット５３とソケットベース５４を基板５５に固
定する。このように、各端子が端子貫通孔９０ａ，９１
ａに挿通されると、基板５５上に形成された電気回路に
端子が接続され、ＬＥＤでの発光およびＰＤＩによる光
の電圧変換が可能とされる。そして、溝８２に突条７８
を嵌め込むことにより、ＰＤＩ挿入孔７３が塞がれ外部
からの光の侵入が防止される。

【００６１】次に、ソケット５３に形成された嵌合空間
６５にプラグ５２を嵌合し、ソケット５３の皿もみ孔６
９ａから貫通孔６４を通り、ソケット５３のネジ孔６９
にネジを螺合させることにより、プラグ５２とソケット
５３を固定する。これにより、コネクタ５１が完成す
る。

【００６２】３：実施形態の作用・効果 上記の実施形態においては、複数のＬＥＤとＰＤＩが固
定された一つのソケット５３に、発光側の光ファイバ４
２と受光側の光ファイバ４７とが固定されたプラグ５２
を嵌合することにより、一つのコネクタ５１で、ＬＥＤ
が発光側の光ファイバ４２の端面に対向し、ＰＤＩが受
光側の光ファイバ４７の端面に対向し、光ファイバと素
子との間のビームの授受が可能となる。したがって、部
品点数を削減し、これに伴い製造費用を大幅に低減する
ことが可能になる。

【００６３】そして、プラグ５２をソケット５３に嵌合
する際に、プラグ５２の第１の固定部５６と第２の固定
部５７とを区切る溝５８に、ソケット５３の嵌合空間６
５に設けた仕切板６６を差し込むことにより、プラグ５
２が透明または半透明であっても、第１の固定部５６と
第２の固定部５７との間のクロストークが防止される。
すなわち、ＬＥＤから発光側の光ファイバ４２に与える
べき光が漏れても、受光側の光ファイバ４７にこれが伝
達されて受光素子で受光されてしまうことがなく、検出
精度の低下を防止することが可能となる。

【００６４】さらに、仕切板６６は、プラグ５２をソケ
ット５３に嵌合する際に、第１の固定部５６と第２の固
定部５７との間に差し込まれるから、特別な作業が不要
であり、コネクタ５１の組立作業を複雑化する必要は全
くない。

【００６５】また、プラグ５２に凸部６２を形成したこ
とにより、前記のように、凸部６２の先端ごと、光ファ
イバ４２または４７の束の端部を切断するだけで、光フ
ァイバの束の切断面を平滑にし、切断面での透過率を向
上させることができる。この場合、プラグの切断部分が
少なくなり、切断中に光ファイバ４２または４７にかか
る力の変動を少なくすることができるからである。した
がって、光ファイバの端面でビームの損失が低減され、
ビームを高い効率で利用することが可能となる。加え
て、切断作業も容易になる。さらに、凸部６２を設け、
ソケット５３に形成した座ぐり孔６５ｂにこれらの凸部
６２を嵌合させることにより、プラグ５２の他の部分よ
りも、光ファイバの束の端面をＬＥＤまたはＰＤＩに接
近させ、両者の間を伝達されるビームの損失を低減させ
ることができる。

【００６６】さらに、ソケット５３に座ぐり孔６５ｂと
連通する連通孔７４，７６を形成し、ＬＥＤからは連通
孔７４を通じて発光側の光ファイバ４２のみにビームが
伝達され、受光側の光ファイバ４７のみから連通孔７６
を通じてＰＤＩにビームが伝達されるようにしている。
そして、ソケットベース５４のＰＤＩベース部９１は、
ソケット５３にソケットベース５４が係合すると、全て
のＰＤＩ挿入孔７３を閉じる蓋として機能する。このた
め、たとえば受光側の光ファイバ４７から出射したビー
ムがＰＤＩに到達した後、ＰＤＩ挿入孔７３内で乱反射
しても、隣のＰＤＩに光が漏れることはない。さらに、
連通孔７４，７６は、ファイバ貫通孔６０とほぼ同じ大
きさになっているため、ＬＥＤから出射したビームが透
明なプラグ５２の凸部６２を通じて、プラグ５２内に入
り込むことはなく、受光側の光ファイバ４７から出射し
たビームがＰＤＩの表面で反射し、凸部６２を通して、
受光側の光ファイバ４７側に戻る光量がほとんどなくな
る。したがって、戻った光が透明なプラグ５２内でさら
に乱反射して、他の受光側の光ファイバ４７に影響を与
えることはない。

【００６７】さらに、この実施形態では、組立の際に、
ソケットベース５４を基板に固定し、ＬＥＤおよびＰＤ
Ｉをソケット５３に固定した状態で、これら素子の端子
をソケットベース５４の端子貫通孔９０ａ，９１ａに貫
通させながら、ソケット５３をソケットベース５４に係
合させる。前記のように、端子貫通孔９０ａ，９１ａ
は、ソケット５３に対面する面から奥に向けて狭くなる
テーパ状にされている。また、ソケット５３には端子配
置溝７５が設けられており、端子が位置決めされる。こ
れにより、多数のＬＥＤやＰＤＩの端子を手間取ること
なく、容易に基板５５上の電気回路に接続させることが
可能である。

【００６８】また、プラグ５２の溝５９ａにブラケット
４０の側壁を接着し、コネクタ５１をブラケット４０に
固定するようにしたことにより、たとえば、ネジによっ
てブラケット４０に取り付ける場合に比べて、取付作業
の効率を向上させることが可能であると同時に、製造費
用も削減することができる。

【００６９】３：変更例 上記の実施形態では、プラグ５２は透明にされている
が、半透明であってもよい。また、上記の実施形態は、
消音ピアノの鍵３２１に取り付けたシャッタ３０を検出
し、鍵３２１の挙動を把握するものであるが、これに限
ることなく、楽器であるか否かを問わず、他の移動体の
検出にも、この光ファイバセンサは応用可能であり、コ
ネクタもまた応用可能である。たとえば、消音ピアノに
あっては、鍵３２１で駆動されるハンマシャンクによる
打弦が阻止されるようになっているが、ハンマシャンク
を打弦途中まで移動可能にし、その挙動を把握すること
によって、鍵３２１の挙動データと併せて、より忠実な
楽音の発生を行わせる場合があり、前記の光ファイバセ
ンサおよびコネクタをこのハンマシャンクの動作検出に
利用することも可能である。また、演奏時の演奏情報を
採取して記憶し、この記憶した演奏情報に基づき自動演
奏を行う自動演奏ピアノに対しても適用可能である。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光ファイバセンサ用コネクタの部品点数を削減し、
製造費用を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係る光ファイバセン
サを備えた消音ピアノの一つの鍵の構成を示す側面図で
ある。

【図２】 同光ファイバセンサの構成を示す側面図であ
る。

【図３】 同光ファイバセンサの構成を示す下面図であ
る。

【図４】 同光ファイバセンサが設けられたブラケット
およびこの発明の一実施形態に係る光ファイバセンサ用
コネクタを示す平面図である。

【図５】 同光ファイバセンサ用コネクタの下面図であ
る。

【図６】 同光ファイバセンサ用コネクタの側面図であ
る。

【図７】 同光ファイバセンサ用コネクタを構成するプ
ラグの下面図である。

【図８】 図７のVIII-VIII線矢視断面図である。

【図９】 同プラグの側面図である。

【図１０】 同光ファイバセンサ用コネクタを構成する
ソケットの平面図である。

【図１１】 同ソケットの下面図である。

【図１２】 図１０のXIIーXII矢視図である。

【図１３】 図１２のXIII-XIII線矢視断面図である。

【図１４】 図１３のXIV-XIV線矢視断面図である。

【図１５】 図１２のXV-XV線矢視断面図である。

【図１６】 図１２のXVI-XVI線矢視断面図である。

【図１７】 図１５のXVII-XVII線矢視断面図である。

【図１８】 同光ファイバセンサ用コネクタを構成する
ソケットベースの平面図である。

【図１９】 図１８のXIX-XIX線矢視断面図である。

【符号の説明】

３０ シャッタ（移動体）、３１ 光ファイバセンサ、
４０ ブラケット、４２ 発光側の光ファイバ、４３
ファイバサポート、４５ 発光側センサヘッド、４６
受光側センサヘッド、４７ 受光側の光ファイバ、４８
受光側のファイバサポート、５０ 光路、５１ 光フ
ァイバセンサ用コネクタ（コネクタ）、５２ プラグ、
５３ ソケット、５４ ソケットベース、５５ 基板、
５６ 第１の固定部、５７ 第２の固定部、５８ 溝、
６０ ファイバ貫通孔、６２ 凸部、６５ 嵌合空間、
６５ａ 嵌合壁部、６５ｂ 座ぐり孔（凹部）、６６
仕切板、６７ 第１の嵌合部、６８ 第２の嵌合部、７
０ ＬＥＤ装着部、７１ＰＤＩ装着部、７２ ＬＥＤ挿
入孔、７４，７６ 連通孔、７５ 端子配置溝、７３
ＰＤＩ挿入孔、８５，８６，８７ 係合具、９０ ＬＥ
Ｄベース部、９０ａ 端子貫通孔、９１ ＰＤＩベース
部、９１ａ 端子貫通孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光側の光ファイバと複数の受光
   側の光ファイバとを備え、発光側の光ファイバの先端か
   ら出射したビームを受光側の光ファイバの先端で受光
   し、移動体が前記ビームを遮るとき、この移動体を検出
   する光ファイバセンサに用いられるコネクタであって、 前記複数の発光側と受光側の光ファイバの基端部が固定
   される透明または半透明のプラグと、 前記プラグが嵌合される嵌合空間が形成されていると共
   に、前記発光側の光ファイバの基端に向けビームを発光
   する発光素子と、前記受光側の光ファイバの基端から出
   射されるビームを受光する受光素子とが固定されるソケ
   ットとを備え、 前記プラグに、前記発光側の光ファイバが固定される第
   １の固定部と、前記受光側の光ファイバが固定される第
   ２の固定部と、これら第１の固定部と第２の固定部を区
   切る溝とが設けられ、 前記嵌合空間には、前記溝に差し込まれ、前記第１の固
   定部と第２の固定部との間を光学的に遮断する仕切板が
   設けられたことを特徴とする光ファイバセンサ用コネク
   タ。
2. 【請求項２】 前記発光素子および受光素子が接続され
   る回路が設けられた基板に係合可能、かつ前記ソケット
   と係合可能なソケットベースを備え、前記ソケットベー
   スに前記発光素子および受光素子の端子が貫通する端子
   貫通孔を複数形成し、前記端子貫通孔の前記素子側の断
   面積を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の光
   ファイバセンサ用コネクタ。
3. 【請求項３】 光ファイバセンサを構成する複数の光フ
   ァイバの基端部が固定されるプラグと、 前記プラグが嵌合される嵌合空間が形成されていると共
   に、前記光ファイバとのビームの授受を行う光学素子が
   固定されるソケットとを設け、 前記プラグに、複数の光ファイバの基端を一括して挿入
   するファイバ貫通孔を形成すると共に、前記ファイバ貫
   通孔の光ファイバ端面側に、このファイバ貫通孔の周縁
   部をなす凸部を突設したことを特徴とする光ファイバセ
   ンサ用コネクタ。
4. 【請求項４】 前記プラグは透明または半透明であり、
   前記ソケットは遮光性を有し、さらに、前記ソケット
   に、前記プラグを前記嵌合空間に嵌合すると前記凸部が
   嵌合される凹部と、この凹部に連通しその断面積が前記
   ファイバ貫通孔の断面積とほぼ同一の連通孔を形成し、
   この連通孔を通じて、前記光ファイバと前記素子との間
   をビームが伝達されるようにしたことを特徴とする請求
   項３に記載の光ファイバセンサ用コネクタ。
5. 【請求項５】 光ファイバセンサの各種部品を取り付け
   るブラケットに接着されることを特徴とする請求項１な
   いし４のいずれかに記載の光ファイバセンサ用コネク
   タ。