TWI807351B - 光纖構件及光纖感測器 - Google Patents

Abstract

投光側光纖構件（11）具備：塑膠光纖（13）；玻璃纖維（14），形成為比塑膠光纖（13）小的直徑，基端部與塑膠光纖（13）的頂端部對置配置並光學連結；以及接頭零件（15），在基端側設置有塑膠光纖（13）的頂端側插入的大徑插入部（15a），並且在頂端側設置有玻璃纖維（14）的基端側插入的小徑插入部（15b）。玻璃纖維（14）的外表面被筒狀的套筒（18）覆蓋，該套筒（18）插入並黏接於小徑插入部（15b），在接頭零件（15）的頂端面中的小徑插入部（15b）的周圍設置有錐形凹部（15c）。

Description

光纖構件及光纖感測器

本發明是關於光纖構件及光纖感測器。

以往，作為與光纖感測器的主體連接的光纖構件，有具備塑膠光纖及基端部與該塑膠光纖的頂端部對置配置並光學連結的玻璃纖維的光纖構件(例如參照專利文獻1)。該光纖構件具備將塑膠光纖及玻璃纖維以連結的狀態保持的接頭零件。在接頭零件的基端側設置有塑膠光纖的頂端側插入的大徑插入部，在接頭零件的頂端側設置有玻璃纖維的基端側插入的小徑插入部。在這樣的光纖構件中，藉由在基端側使用塑膠光纖，與將整體設為玻璃纖維的情形相比，能夠確保易彎曲性及價格低廉，並且藉由在頂端側使用玻璃纖維，能夠確保感測區域中的耐熱性、耐藥品性為高。另外，為了高精度地檢測晶片部件等微小物體，需要減小檢測面尺寸，但是藉由使用玻璃纖維，能夠減小檢測面尺寸。

專利文獻1：日本實用新型公開平1-77602號公報

且說，在如上所述的光纖構件中，在玻璃纖維的外表面被筒狀的套筒覆蓋，且該套筒插入並黏接於小徑插入部的結構中，黏接劑有可能在接頭零件的頂端面中的小徑插入部的周圍漏出。此時套筒管徑越粗，越能夠將漏出的黏接劑在固化前充分拭去，但是套筒管徑越細，拭去作業越困難。即，有時黏接劑從接頭零件的頂端面突出並凝固，有接頭零件的頂端面的精度變低之虞。若要實現極細光纖，則套筒管徑變細，變得難以將套筒固定。該情形例如在使接頭零件的頂端面抵接於固定構件的抵接面而定位並保持的情形等，產生接頭零件相對於固定構件的錯位、進而玻璃纖維的錯位，成為使光纖感測器的檢測精度產生降低的原因。

本發明是為了解決上述課題而完成的，其目的在於提供能夠使接頭零件的頂端面高精度化的光纖構件及光纖感測器。

解決上述課題的光纖構件具備：塑膠光纖；玻璃纖維，其形成為比該塑膠光纖小的直徑，基端部與該塑膠光纖的頂端部對置配置並光學連結；以及接頭零件，其在基端側設置有該塑膠光纖的頂端側插入的大徑插入部，並且在頂端側設置有該玻璃纖維的基端側插入的小徑插入部，該玻璃纖維的外表面被筒狀的套筒覆蓋，該套筒插入並黏接於該小徑插入部，在該接頭零件的頂端面中的該小徑插入部的周圍設置有凹部。

根據該結構，因為在接頭零件的頂端面中的小徑插入部的周圍設置有凹部，所以在將覆蓋玻璃纖維的外表面的套筒插入黏接於小徑插入部時，即使黏接劑從小徑插入部漏出，該黏接劑也被收納於凹部內。因此，可抑制黏接劑從接頭零件的頂端面突出，能夠使接頭零件的頂端面為高精度。其結 果，例如在使接頭零件的頂端面抵接於固定構件的抵接面而定位並保持的情形等，可抑制接頭零件相對於固定構件的位置偏移。

在上述光纖構件中，較佳該凹部是越朝向底則直徑越減小的錐形凹部。

根據該結構，因為該凹部是越朝向底則直徑越減小的錐形凹部，所以與例如設為底的深度固定的凹部等情形相比，成形變得容易。

在上述光纖構件中，較佳該玻璃纖維是多成分玻璃纖維。

根據該結構，因為玻璃纖維是多成分玻璃纖維，所以與例如僅由石英構成的玻璃纖維相比，能夠為低廉價格。

在上述光纖構件中，較佳該玻璃纖維的直徑為該塑膠光纖的直徑的一半以下。

根據該結構，玻璃纖維因為其直徑形成為塑膠光纖的直徑的一半以下，所以能夠使投射的光大幅變細。

解決上述課題的光纖感測器具備上述光纖構件作為投光側光纖構件，並且具備以與該投光側光纖構件的該玻璃纖維的頂端對置的方式配置的受光側光纖構件，其中，該投光側光纖構件的該玻璃纖維形成為比該受光側光纖構件的光纖小的直徑。

根據該結構，因為投光側光纖構件的玻璃纖維形成為比受光側光纖構件的光纖小的直徑，所以能夠設為例如使投射的光為細且在檢測微小的感測對象時完全被遮光的結構，並且能夠使投光側光纖構件及受光側光纖構件的位置對準容易。即，例如在將投光側光纖構件的光纖及受光側光纖構件的光纖均設為小直徑的情形下，能夠設為使投射的光為細且在檢測微小的感測對象 時完全被遮光的結構，但是使相互的光纖對置的位置對準需要高精度。對此，在上述結構中，因為受光側光纖構件的光纖的直徑大，所以能受光的範圍變得寬廣，不需要高精度的位置對準，位置對準變得容易。

根據本公開的光纖構件及光纖感測器，接頭零件的頂端面能夠高精度化。

10:光纖感測器

11:投光側光纖構件(光纖構件)

12:受光側光纖構件

13、31:塑膠光纖(光纖)

14:玻璃纖維(光纖)

15:接頭零件

15a:大徑插入部

15b:小徑插入部

15c:錐形凹部(凹部)

16:皮膜

17:頂端零件

17a:筒部

17b:頂端筒部

17c:基端筒部

18:套筒

19:黏接劑

21:電氣部件晶片

22:搬送構件

23、33:固定構件

23a:收納凹部

23b:收納孔

23c:抵接面

32:零件

圖1是用於說明一實施方式中的光纖感測器的示意圖。

圖2是一實施方式中的投光側光纖構件及固定構件的截面圖。

以下，依照圖1及圖2說明光纖感測器的一實施方式。

如圖1所示，光纖感測器10具備作為光纖構件的投光側光纖構件11及受光側光纖構件12。投光側光纖構件11及受光側光纖構件12連接於具有投光元件及受光元件的未圖示的光纖感測器主體。

如圖2所示，投光側光纖構件11具備塑膠光纖13、玻璃纖維14以及接頭零件15。

若詳細敘述，首先，塑膠光纖13是由塑膠構成的光纖，在本實施方式中是由丙烯酸樹脂構成的塑膠光纖。塑膠光纖13的外表面除頂端側的一部分之外被由聚乙烯構成的皮膜16覆蓋。另外，本實施方式的塑膠光纖13中從皮膜16露出的頂端側插入於大致筒狀的頂端零件17而被該頂端零件17覆蓋。詳細而言，頂端零件17具有軸方向中央的筒部17a、從筒部17a的頂端延伸的頂端筒部17b、 以及從筒部17a的基端延伸的基端筒部17c。頂端筒部17b的外徑比筒部17a的外徑小，基端筒部17c的內徑比筒部17a的內徑大。頂端零件17以筒部17a及頂端筒部17b覆蓋塑膠光纖13的露出的頂端側的方式，且基端筒部17c覆蓋皮膜16的頂端側的方式設置。

玻璃纖維14是由玻璃系材料構成的光纖，在本實施方式中是由多成分玻璃構成的多成分玻璃纖維。玻璃纖維14形成為比塑膠光纖13小的直徑，玻璃纖維14的基端部與塑膠光纖13的頂端部對置配置並與塑膠光纖13光學連結。另外，在本實施方式中，玻璃纖維14的直徑為0.05mm，塑膠光纖13的直徑為0.5mm。也就是說，與塑膠光纖13相比，玻璃纖維14的直徑形成為超細。在本實施例中，以玻璃纖維實現塑膠光纖無法實現的細度。玻璃纖維14的外表面被由不銹鋼構成的筒狀的套筒18覆蓋。

接頭零件15以將塑膠光纖13及玻璃纖維14連結的狀態保持塑膠光纖13及玻璃纖維14。詳細而言，在接頭零件15的基端側設置有塑膠光纖13的頂端側插入的大徑插入部15a。在接頭零件15的頂端側設置有玻璃纖維14的基端側插入的小徑插入部15b。大徑插入部15a形成為該頂端零件17能夠插入的直徑。頂端零件17插入於大徑插入部15a，頂端零件17的外周黏接於大徑插入部15a。小徑插入部15b形成為該套筒18能插入的直徑。套筒18插入於小徑插入部15b，套筒18的外周黏接於小徑插入部15b。該玻璃纖維的外表面與該套筒的內周面之間不存在間隙。

另外，在接頭零件15的頂端面中的小徑插入部15b的周圍設置有作為凹部的錐形凹部15c。錐形凹部15c以越朝向底則直徑越小的方式形成，換言之，以從軸方向觀察越朝向中心的小徑插入部15b則深度越深的方式形成。 錐形凹部15c設置為如下，即在覆蓋玻璃纖維14的外表面的套筒18插入並黏接於小徑插入部15b時，即使黏接劑19從小徑插入部15b漏出，該黏接劑19也被收納於錐形凹部15c內。

如圖1所示，投光側光纖構件11配置於搬送構件22的附近位置，該搬送構件22搬送作為感測對象的例如電氣部件晶片21。投光側光纖構件11相對於固定構件23被固定，該固定構件23配置於搬送構件22的附近位置。固定構件23具有：收納凹部23a，其收納接頭零件15；及收納孔23b，其從該收納凹部23a的底部向頂端側延伸而收納從接頭零件15突出的玻璃纖維14及套筒18。投光側光纖構件11藉由接頭零件15的頂端面抵接於固定構件23的收納凹部23a的底部即抵接面23c而定位並固定於固定構件23。再者，投光側光纖構件11的玻璃纖維14的長度設定為如下，即在固定於固定構件23的狀態下，玻璃纖維14的頂端面與固定構件23的頂端面一致。

受光側光纖構件12具備塑膠光纖31及零件32。受光側光纖構件12與上述的投光側光纖構件11不同，是一般的光纖構件，作為光纖僅具備塑膠光纖31，不具備玻璃纖維14。塑膠光纖31的頂端側保持於零件32。塑膠光纖31的頂端部從零件32突出。

受光側光纖構件12藉由相對於與該固定構件23對置配置的固定構件33被固定，從而以塑膠光纖31與投光側光纖構件11的玻璃纖維14的頂端對置的方式配置。即，受光側光纖構件12配置為根據塑膠光纖31是否接收從玻璃纖維14投射的光，而能夠檢測出在投光側光纖構件11與受光側光纖構件12之間是否存在電氣部件晶片21。再者，投光側光纖構件11的玻璃纖維14形成為比受 光側光纖構件12的塑膠光纖31小的直徑。另外，受光側光纖構件12由塑膠光纖31構成，但也可以不是塑膠光纖。

接著，對上述構成的光纖感測器10的作用進行說明。

當未圖示的光纖感測器主體的投光元件發光時，從投光側光纖構件11的玻璃纖維14的頂端投射與玻璃纖維14的直徑相應的細光。並且，當所投射的光到達受光側光纖構件12的塑膠光纖31時，由光纖感測器主體的受光元件檢測出該情形，從而檢測出在玻璃纖維14與塑膠光纖31之間不存在電氣部件晶片21。另外，當所投射的光未到達受光側光纖構件12的塑膠光纖31時，該情形由光纖感測器主體的受光元件檢測出，從而檢測出在玻璃纖維14與塑膠光纖31之間存在電氣部件晶片21。

並且，在投光側光纖構件11中，藉由在基端側使用塑膠光纖13，從而與將整體設為玻璃纖維14的情形相比，能夠確保易彎曲性及價格低廉，並且藉由在頂端側使用玻璃纖維14，能夠確保感測區域中的耐熱性、耐藥品性為高。另外，藉由在頂端側使用玻璃纖維14，能夠實現塑膠光纖13中困難的微細化，可使投射的光為細而能夠進行微小感測對象的高精度檢測。

接著，以下記載上述實施方式的效果。

(1)因為在接頭零件15的頂端面中的小徑插入部15b的周圍設置有錐形凹部15c，所以在覆蓋玻璃纖維14的外表面的套筒18插入並黏接於小徑插入部15b時，即使黏接劑19從小徑插入部15b漏出，該黏接劑19也被收納於錐形凹部15c內。因此，可抑制黏接劑19從接頭零件15的頂端面突出，能夠將接頭零件15的頂端面設為高精度。其結果，例如在使接頭零件15的頂端面抵接於固定構 件23的抵接面23c而定位並保持的情形等，可抑制接頭零件15相對於固定構件23的位置偏離，進而能夠抑制光纖感測器10的檢測精度降低。

(2)因為將在接頭零件15的頂端面設置的凹部設為越朝向底則直徑越減小的錐形凹部15c，因此與例如設為底的深度固定的凹部等情形相比，成形變得容易。

(3)因為玻璃纖維14是多成分玻璃纖維，因此與例如僅由石英構成的玻璃纖維相比能夠設為價格低廉。

(4)因為玻璃纖維14的直徑是塑膠光纖13的直徑的一半以下，所以能夠使投射的光大幅變細。

(5)因為投光側光纖構件11的玻璃纖維14形成為比受光側光纖構件12的塑膠光纖31小的直徑，所以例如能夠設為使投射的光變細且在檢測微小的感測對象時完全被遮光的結構，並且能夠使投光側光纖構件11及受光側光纖構件12的位置對準容易。即，例如在使投光側光纖構件11的光纖及受光側光纖構件12的光纖均為小直徑的情形下，能夠設為使檢測投射的光變細且在檢測微小的感測對象時完全被遮光的結構，但是使相互的光纖對置的位置對準需要高精度。對此，在上述結構中，因為受光側光纖構件12的塑膠光纖31的直徑大，所以能受光的範圍變得寬廣，不需要高精度的位置對準，位置對準變得容易。

本實施方式能夠按如下變更而實施。本實施方式及以下變更例能夠在技術上不矛盾的範圍內相互組合而實施。

在上述實施方式中，能夠將設置在接頭零件15的頂端面的凹部設為越朝向底則直徑越小的錐形凹部15c，但是不限於此，例如也可以設為底的深度固定的凹部等。另外，作為越朝向底則直徑越小的形狀不限於錐形，也可以是階梯狀或者底的截面形狀彎曲的半圓錐狀等。

在上述實施方式中，玻璃纖維14是多成分玻璃纖維，但是不限於此，例如也可以設為僅由石英構成的玻璃纖維。

在上述實施方式中，塑膠光纖13由丙烯酸樹脂構成，但是不限於此，也可以設為由丙烯酸樹脂以外的塑膠構成的塑膠光纖。

在上述實施方式中，作為受光側光纖構件12的光纖的塑膠光纖31的直徑比作為投光側光纖構件11的光纖的玻璃纖維14的直徑大，但是不限於此，例如，受光側光纖構件12的光纖及投光側光纖構件11的光纖也可以為相同直徑。例如，作為受光側光纖構件12，也可以使用與投光側光纖構件11相同的產品編號的構件。

在上述實施方式中，具體化為投光側光纖構件11的玻璃纖維14的頂端及受光側光纖構件12的塑膠光纖31對置配置的光纖感測器10，但是不限於此，例如也可以為在利用反射檢測感測對象的光纖感測器中利用投光側光纖構件11而進行具體化。

在上述實施方式中，玻璃纖維14的直徑為0.05mm，但是不限於此，例如也可以變更為0.07mm、0.03mm等其他的直徑。另外，將玻璃纖維14的直徑設為相對於塑膠光纖13的直徑為一半以下的細度，較佳為一半以下。另外，也可以使玻璃纖維14的直徑相對於塑膠光纖13的直徑為大於一半的細度。

記載關於能夠從上述實施方式及變更例掌握的技術思想。

(A)一種光纖感測器，具備以相互的光纖的頂端對置的方式配置的投光側光纖構件及受光側光纖構件，該投光側光纖構件的光纖形成為比該受光側光纖構件的光纖小的直徑。

根據該結構，因為投光側光纖構件的光纖形成為比受光側光纖構件的光纖小的直徑，因此，例如能夠設為使投射的光為細且在檢測微小的感測對象時完全被遮光的結構，並且能夠使投光側光纖構件及受光側光纖構件的位置 對準容易。即，例如在將投光側光纖構件的光纖及受光側光纖構件的光纖均設為小直徑的情形下，能夠設為使投射的光為細且在檢測微小的感測對象時完全被遮光的結構，但是使相互的光纖對置的位置對準需要高精度。對此，在上述結構中，因為受光側光纖構件的光纖的直徑大，所以能受光的範圍變得寬廣，不需要高精度的位置對準，位置對準變得容易。

(B)一種光纖構件(11)，具備：塑膠光纖(13、31)；玻璃纖維(14)，具有比該塑膠光纖的直徑小的直徑；以及接頭零件(15)，在該塑膠光纖的頂端與該玻璃纖維的基端對置配置並光學連結的狀態下保持該塑膠光纖及該玻璃纖維，該接頭零件包括在該接頭零件的基端面具有第1開口的大徑插入部(15a)及在該接頭零件的頂端面具有第2開口、並與該大徑插入部連通的小徑插入部(15b)，在該大徑插入部插入該塑膠光纖的頂端，在該小徑插入部插入該玻璃纖維的基端，該玻璃纖維的外表面被筒狀的套筒(18)覆蓋，該套筒黏接於該小徑插入部的內周面，在該接頭零件的頂端面中的該小徑插入部的第2開口的周圍形成有凹部。

以下記載參考例。

上述實施方式的投光側光纖構件11是具備塑膠光纖13及玻璃纖維14的特殊的光纖構件，但是與此種結構無關，只要將投光側光纖構件的光纖形成為比受光側光纖構件的光纖小的直徑，就能夠得到上述的技術思想的效果。

例如，即使在將投光側光纖構件11的頂端的光纖設為塑膠光纖，並且形成為比受光側光纖構件的光纖小的直徑的情形下，也能夠設為使投射的光為細且在檢測微小的感測對象時完全被遮光的結構，並且能夠使投光側光纖構件及受光側光纖構件的位置對準容易。

11:投光側光纖構件

13:塑膠光纖

14:玻璃纖維

15:接頭零件

15a:大徑插入部

15b:小徑插入部

15c:錐形凹部

16:皮膜

17:頂端零件

17a:筒部

17b:頂端筒部

17c:基端筒部

18:套筒

19:黏接劑

23:固定構件

23a:收納凹部

23b:收納孔

23c:抵接面

Claims (5)

1. 一種光纖構件，具備：塑膠光纖；玻璃纖維，其形成為比該塑膠光纖小的直徑，基端部與該塑膠光纖的頂端部對置配置並光學連結；以及接頭零件，其在基端側設置有供該塑膠光纖的頂端側插入的大徑插入部，並且在頂端側設置有供該玻璃纖維的基端側插入的小徑插入部，該玻璃纖維的外表面被筒狀的套筒覆蓋，該玻璃纖維的外表面與該套筒的內周面之間不存在間隙，該套筒插入並黏接於該小徑插入部，該套筒為金屬製，在該接頭零件的頂端面中的該小徑插入部的周圍設置有凹部，該套筒從該接頭零件的頂端面突出。
2. 根據請求項1所述的光纖構件，其中，該凹部是越朝向底則直徑越減小的錐形凹部。
3. 根據請求項1或請求項2所述的光纖構件，其中，該玻璃纖維是多成分玻璃纖維。
4. 根據請求項1或請求項2所述的光纖構件，其中，該玻璃纖維的直徑為該塑膠光纖的直徑的一半以下。
5. 一種光纖感測器，具備請求項1或請求項2所述的光纖構件作為投光側光纖構件，並且具備以與該投光側光纖構件的該玻璃纖維的頂端對置的方式配置的受光側光纖構件，其中， 該投光側光纖構件的該玻璃纖維形成為比該受光側光纖構件的光纖小的直徑。