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JPH0690050B2 - Optical displacement sensor - Google Patents
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JPH0690050B2 - Optical displacement sensor - Google Patents

Optical displacement sensor

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JPH0690050B2
JPH0690050B2 JP63251411A JP25141188A JPH0690050B2 JP H0690050 B2 JPH0690050 B2 JP H0690050B2 JP 63251411 A JP63251411 A JP 63251411A JP 25141188 A JP25141188 A JP 25141188A JP H0690050 B2 JPH0690050 B2 JP H0690050B2
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light
magnet
magnetic body
displacement
light shield
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盛久 福士
裕幸 樟山
茂生 岡田
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Hitachi Cable Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、被検出体に変位があったときに当該変位の有
無を光学的に検知する変位検知センサに関するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a displacement detection sensor that optically detects the presence or absence of displacement of an object to be detected.

[従来の技術] 変位しあるいは移動する物体の当該位置変位を検出する
センサには、従来よりさまざまな方式が提案されてき
た。
[Prior Art] Various sensors have been proposed in the past as a sensor for detecting the positional displacement of a displaced or moving object.

光学的変位検知センサは、従来のリミットスイッチ等の
ような電気的接点方式によるものと相違し、検知手段が
非接触式であるから、接点部の摩耗といった問題がな
く、寿命を大巾に伸ばし得るのみならず、誘導やノイズ
による誤動作を少ないことから信頼性の向上にも寄与し
得るなど多くの長所を有しており、光関係システムの長
足の進歩に伴い最近注目を集めるようになった。
The optical displacement detection sensor differs from the conventional one that uses an electrical contact method such as a limit switch, etc., and because the detection means is a non-contact type, there is no problem of contact part wear and the life is greatly extended. It has many advantages such as being able to contribute to the improvement of reliability as well as being able to obtain reliability as well as being less likely to malfunction due to induction and noise, and has recently attracted attention with the progress of optical related systems. .

第19〜21図に、この種従来の光学的変位センサの3様の
実施例を示す。
19 to 21 show three embodiments of this kind of conventional optical displacement sensor.

第19図は、光の反射にプリズム4を使用する例を示すも
のであり、図示してない発光素子より出射された光を光
ファイバ1aで導き、ロッドレンズ2により平行光とされ
た出射光3aをプリズム4により反射して反射光3bとな
し、ロッドレンズ2′より入力せしめて光ファイバ1a′
を介し図示してない受光素子により受光するように構成
されるものである。反射光3bの光路部分には、図示して
ない被検出体の変位に応じて図中矢印方向に変位する遮
光板5が設けられており、遮光板5が変位して点線位置
に移動することで反射光3bの光路を遮断し、再び変位し
て実線位置に戻ることにより反射光3bの光路が開かれる
ようにして受光素子が反射光3bの有無を検出することに
より被検出体の変位を検知する。
FIG. 19 shows an example in which the prism 4 is used for reflecting light, and the light emitted from the light emitting element (not shown) is guided by the optical fiber 1a and emitted by the rod lens 2 as parallel light. 3a is reflected by the prism 4 to form reflected light 3b, which is input from the rod lens 2'and the optical fiber 1a '
The light is received by a light receiving element (not shown) via the. The light path portion of the reflected light 3b is provided with a light shielding plate 5 which is displaced in the direction of the arrow in the figure according to the displacement of the detection object (not shown), and the light shielding plate 5 is displaced to move to the dotted line position. The optical path of the reflected light 3b is blocked by and the displacement of the detected object is detected by detecting the presence of the reflected light 3b by opening the optical path of the reflected light 3b by displacing again and returning to the solid line position. Detect.

第20図は、前記第19図のプリズム4の代りに45゜の反射
面を有する2枚の反射鏡6,6′を設置したものであり、
本実施例の場合には2枚の反射鏡6,6′の間に遮光板5
を配置し、この反射鏡の間の光路を遮断できるようにし
てあり、センサの設置条件によってこのよううな位置に
遮光板5を設置した方が能率的な場合に選択される。
FIG. 20 shows an arrangement in which two reflecting mirrors 6 and 6'having a reflection surface of 45 ° are installed in place of the prism 4 shown in FIG.
In the case of this embodiment, the shading plate 5 is provided between the two reflecting mirrors 6 and 6 '.
Is arranged so that the optical path between the reflecting mirrors can be blocked, and it is selected when it is more efficient to install the light shielding plate 5 in such a position depending on the sensor installation conditions.

また、第21図はさらに別な実施例を示すもので、2本の
光ファイバ1a,1a′を端面突合せ状態に配置し、両光フ
ァイバ1a,1a′が同一線上にあるときには光の導通が可
能に構成しておく。ここで、被検出体の変位により外力
Pが付加されると、光ファイバ1a,1a′はそれぞれ点線
で示したように軸ずれが生じ光が導通されないように構
成し、光の導通の有無により被検出体の変位を検知する
ものである。
Further, FIG. 21 shows still another embodiment, in which two optical fibers 1a and 1a ′ are arranged in an end face butted state, and when both the optical fibers 1a and 1a ′ are on the same line, the conduction of light does not occur. Be configured as possible. Here, when an external force P is applied by the displacement of the object to be detected, the optical fibers 1a and 1a 'are configured so that the axes are displaced as shown by the dotted lines so that the light is not conducted. The displacement of the object to be detected is detected.

しかし、上記第19〜21図に示された従来構成のセンサに
はつぎのような問題点がある。
However, the conventional sensor shown in FIGS. 19 to 21 has the following problems.

第1に遮光板5の変位移動が被検出体とのメカニカルな
接触により行なわれるという問題である。確かに変位の
検知手段は光学的な非接触状態で行なわれるが、遮光板
を接触方式で移動させたのでは結局従来の電気的接点方
式と余り変りがなく、接触部の摩耗は不可避であり、そ
のための動作不良のおそれはなお避け難い。
First, there is a problem that the displacement movement of the light shielding plate 5 is performed by mechanical contact with the detected body. Certainly, the displacement detection means is performed in an optical non-contact state, but if the light shielding plate is moved by a contact method, it will not change much from the conventional electrical contact method and wear of the contact part is unavoidable. However, it is still difficult to avoid the risk of malfunction.

第2に、センサ部分を塵埃や湿度、外力あるいは放射線
などから防護するためにセンサ部をケース内に収納した
い場合が多いが、上記の通り遮光板を機械的な接触によ
り変位させる以上、ケース内に完全密封することができ
ないという問題がある。
Second, it is often desirable to store the sensor part in the case in order to protect the sensor part from dust, humidity, external force, radiation, etc. There is a problem that it cannot be completely sealed.

さらに、第21図に示す方式では、光路の軸ずれを生じさ
せることは容易ではあるが、これを元の位置に復元させ
ることが難しい。その上、曲率が大きなものであるにし
ても上記のように光ファイバに繰り返し曲げを与えるこ
とは、材料の疲労の面で好ましいものではない。
Further, with the method shown in FIG. 21, it is easy to cause an axis deviation of the optical path, but it is difficult to restore this to the original position. Moreover, even if the curvature is large, it is not preferable to repeatedly bend the optical fiber as described above in terms of material fatigue.

上記のような諸問題点を解決するために、出願人におい
ては先に、センサ部分を完全密閉可能なケース内に収納
し、遮光体の移動は密閉ケース外の外部磁石による遮光
体側磁性体への移動誘起により行なわせ得るように構成
した光学的変位センサを提案した。(特願昭63−6223
4) 第18図は、当該提案に係る光学的変位センサの具体例を
示す断面図である。
In order to solve the above-mentioned problems, the applicant first stored the sensor portion in a case capable of being completely sealed, and the movement of the light shielding body was performed by moving the light shielding body to a magnetic body on the light shielding body by an external magnet outside the sealed case. We have proposed an optical displacement sensor that is configured so that it can be induced by the movement induction of. (Japanese Patent Application Sho 63-6223
4) FIG. 18 is a sectional view showing a specific example of the optical displacement sensor according to the proposal.

非磁性体よりなる密封ケース9内に発・受光端2,2′お
よび発光端2よりの出射光3aを当該出射光3aと平行方向
に反射させる2枚の反射鏡6,6′を収納配置し、同じく
密閉ケース9内に収納されている遮光体5は少なくとも
一部が強磁性体7をもって構成されかつ前記出・反射光
に平行方向に前後移動可能に構成されると共に、当該遮
光体5の遮光片5aは前記2枚の反射鏡6,6′の間で遮光
し得るように構成し、被検出体の変位があった場合には
密閉ケース外の外部磁石8が非接触的にケース内の遮光
体5の強磁性体7に変位移動を誘起せしめ得るように構
成してなるものである。
Arranged in a sealed case 9 made of a non-magnetic material are two receiving mirrors 6 and 6'for reflecting light emitted from and emitted from the light emitting and receiving ends 2 and 2a in a direction parallel to the emitted light 3a. At least a part of the light shield 5 housed in the closed case 9 has a ferromagnetic body 7 and is movable back and forth in a direction parallel to the emitted / reflected light. The light-shielding piece 5a is constructed so as to shield light between the two reflecting mirrors 6 and 6 ', and when the detected body is displaced, the external magnet 8 outside the hermetically sealed case does not contact the case. It is configured so that displacement movement can be induced in the ferromagnetic body 7 of the light shield 5 inside.

[発明が解決しようとする課題] 上記密閉式変位検知センサによれば、非接触状態で変位
検知を行なうから摩耗がないため長期安定性を確立させ
ることができ、かつ密閉ケース内に収容することで防
塵、防湿を図り精度を保持することが可能である上、外
部ノイズを十分排除できるといった大きなメリットがあ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] According to the hermetically-sealed displacement detection sensor described above, since displacement is detected in a non-contact state, long-term stability can be established because there is no wear, and it is housed in a hermetically sealed case. With this, it is possible to maintain the accuracy by preventing dust and moisture, and there is a great merit that external noise can be sufficiently eliminated.

しかし、基本的構成が外部磁石8を変位させることで遮
光体側磁性体7を誘導変位させ、それによって遮光体5
を移動さるものであるため、外部磁石8の変位がある範
囲以内にあれば問題はないが、それを越えると磁性体7
はもはや外部磁石8による拘束力の及ぶ範囲外になり、
遮光体5は外部よりの振動などによって半ば自由に動い
てしまうという状態となり、センサとしての信頼性を大
巾に低下させる結果ともなりかねない。
However, the basic configuration is to displace the external magnet 8 to induce the light-shielding body side magnetic body 7 to be displaced, thereby causing the light-shielding body 5 to move.
However, if the displacement of the external magnet 8 is within a certain range, there is no problem.
Is no longer within the range of the binding force of the external magnet 8,
The light-shielding body 5 is in a state in which it moves halfway freely due to vibrations from the outside, which may result in a great decrease in reliability as a sensor.

本発明の目的は、上記したような問題点を解消し、外部
磁石により遮光体に移動を与えそれにより被検出体の変
位を検知する変位検知センサにおいて、外部磁石が遮光
体側磁性体を拘束し得る範囲以上に移動しても内部の遮
光体が勝手に動いてしまったりするおそれのない新規な
光学的変位検知センサを提供しようとするものであり、
またそのような光学的センサにおける光路の反射を簡易
化し、一回の反射で済ませることのできるよう入反射系
を改善した光学的変位検知センサを提供しようとするも
のである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in a displacement detection sensor that moves a light shield by an external magnet to detect the displacement of an object to be detected, the external magnet restrains the light shield side magnetic body. It is intended to provide a new optical displacement detection sensor that does not cause the internal light shield to move arbitrarily even if it moves beyond the obtainable range,
Further, another object of the present invention is to provide an optical displacement detection sensor in which the reflection / reflectance system is improved so that the reflection of the optical path in such an optical sensor can be simplified and only one reflection is required.

[課題を解決するための手段] 本発明は、外部磁石と遮光体側磁性体あるいは磁石との
間に別途内部磁性体あるいは磁石を配置し、変位した遮
光体側磁性体を内部磁性体または磁石により吸着しロッ
クすることができるようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] In the present invention, an internal magnetic body or a magnet is separately arranged between an external magnet and a light shielding body side magnetic body or a magnet, and the displaced light shielding body side magnetic body is attracted by the internal magnetic body or the magnet. It is designed so that it can be locked.

この際、好ましくは内部磁性体あるいは磁石の移動範囲
の両側にロック用磁石を設置する。
At this time, lock magnets are preferably installed on both sides of the moving range of the internal magnetic body or the magnet.

また、そのような遮光体が遮光する光路について、発・
受光のためのレンズに角度を持たせ、一つの反射面より
の反射光をそのまま受光レンズで受け得るようにし、構
造の簡易化を図ったものである。
Also, regarding the optical path blocked by such a light shield,
The lens for receiving light has an angle so that the reflected light from one reflecting surface can be directly received by the light receiving lens, thereby simplifying the structure.

[作用] 内部磁性体あるいは磁石が遮光体側の磁性体の移動に伴
い、一定範囲動き得るように構成しておけば、外部磁石
が大巾に移動して遮光体を拘束し得る範囲を逸脱して
も、内部磁性体あるいは磁石が変位した遮光体をその変
位状態でロックする。外部磁石が元に復帰すればそれに
伴い遮光体も元に復帰することとなり、誤動作は防止さ
れる。内部磁性体あるいは磁石の移動範囲の両側にこれ
を一時的にロックし得る磁石を設けておくことでその誤
動作防止効果は一層確実となる。
[Operation] If the internal magnetic body or the magnet is configured to move within a certain range in accordance with the movement of the magnetic body on the side of the light shield, the external magnet moves largely and deviates from the range where the light shield can be restrained. However, the light shielding body in which the internal magnetic body or the magnet is displaced is locked in the displaced state. When the external magnet returns to its original state, the light shield also returns to its original state, and malfunction is prevented. By providing magnets capable of temporarily locking the internal magnetic body or the magnet on both sides of the moving range of the magnet, the malfunction preventing effect can be further ensured.

[実施例] 以下に、本発明について実施例図面を参照し、順次説明
する。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be sequentially described with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明に係る実施例の一を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention.

1,1′は内部に光ファイバを有する光ファイバケール、1
0,10′は当該光ファイバケーブルの端末に取付けられた
コネクタ、11,11′はコネクタ10,10′と対をなすレセプ
タクル、12,12′は前記レセプタクル11,11′内の光ファ
イバの端末に設けられたロッドレンズである。
1,1 'is an optical fiber kale with an optical fiber inside, 1
0,10 'is a connector attached to the end of the optical fiber cable, 11,11' is a receptacle paired with the connector 10,10 ', 12 and 12' is an end of the optical fiber in the receptacle 11,11 '. It is a rod lens provided in.

図示してない発光素子により発光された光は、光ファイ
バケーブル1の光ファイバを介しロッドレンズ12より平
行出射光3aとなって出射される。出射光3aの先方には45
゜方向の反射面を有する第1の反射鏡6があり、当該反
射鏡6によって90゜方向転換せしめられた光は第2の反
射鏡6′でもう一度90゜方向転換せられ、出射光3aと平
行な反射光3bとなって全光がロッドレンズ12′に入射
し、光ファイバケーブル1′を介して図示してない受光
素子に受光される。
Light emitted by a light emitting element (not shown) is emitted as parallel emission light 3a from the rod lens 12 via the optical fiber of the optical fiber cable 1. 45 ahead of the outgoing light 3a
There is a first reflecting mirror 6 having a reflecting surface in the direction of °, and the light whose direction is changed by 90 ° by the reflecting mirror 6 is again changed by 90 ° by the second reflecting mirror 6 ', and emitted light 3a and All of the parallel reflected light 3b enters the rod lens 12 'and is received by a light receiving element (not shown) via the optical fiber cable 1'.

一方、本実施例においては、前記出・反射光3a,3bと平
行方向に前後移動し得る遮光体5があり、遮光体5の一
部は遮光片5aに形成され、該遮光片5aが図中点線位置ま
で変位することで前記反射鏡6および6′の間で光路を
遮断し得るようになっている。13は上記遮光体5を保持
しているホルダであり、7は遮光体5の外郭に取付けら
れた強磁性体あるいは磁石(以下単に磁性体という)で
ある。磁性体7の外側には図示してない被検出体側に取
付けられた別個の外部磁石8があり、外部磁石8が被検
出体の変位により第1図中点線8′のように移動するこ
とで遮光体5側の磁性体7を非接触的に引き付け移動さ
せ、それによって前記遮光片5aが移動せしめられ、反射
鏡6,6′間の光路を前記第1図中点線で示したように遮
断するように構成される。
On the other hand, in this embodiment, there is a light shield 5 which can move back and forth in a direction parallel to the outgoing / reflected light 3a, 3b, and a part of the light shield 5 is formed on the light shield 5a, and the light shield 5a is shown in FIG. The optical path between the reflecting mirrors 6 and 6'can be cut off by displacing to the position of the middle dotted line. Reference numeral 13 is a holder for holding the light shield 5, and reference numeral 7 is a ferromagnetic material or a magnet (hereinafter simply referred to as a magnetic material) attached to the outer surface of the light shield 5. Outside the magnetic body 7, there is a separate external magnet 8 attached to the side of the detected body (not shown), and the external magnet 8 moves as indicated by the dotted line 8'in FIG. 1 due to the displacement of the detected body. The magnetic body 7 on the light shield 5 side is attracted and moved in a non-contact manner, whereby the light shield piece 5a is moved, and the optical path between the reflecting mirrors 6 and 6'is blocked as shown by the dotted line in FIG. To be configured.

しかして、本発明においては、前記遮光体側磁性体7と
外部磁石8の間に別個の内部磁性体(または磁石)14が
あり、前記外部磁石8の移動に追随して当該内部磁性体
(または磁石)14も一定範囲内において動き得るように
構成されている。
Therefore, in the present invention, there is a separate inner magnetic body (or magnet) 14 between the light-shielding body side magnetic body 7 and the outer magnet 8, and the inner magnetic body (or magnet) 14 is tracked as the outer magnet 8 moves. The magnet) 14 is also configured to be movable within a certain range.

遮光体側磁性体7を強磁性体で構成するか磁石で構成す
るか、あるいは内部磁性体14を強磁性体とするか磁石と
するかの選択については、上記動作が円滑となる組合せ
となるように選択すればよいものである。従って、以下
に内部磁性体または磁石14については単に内部磁性体14
と記述するが、上記のように磁石との選択性を含むもの
であることはいうまでもない。
Regarding the selection of whether the light-shielding body side magnetic body 7 is made of a ferromagnetic body or a magnet, or whether the internal magnetic body 14 is made of a ferromagnetic body or a magnet, the above operation should be carried out smoothly. You can choose to. Therefore, in the following, the internal magnetic body or magnet 14 will be referred to simply as the internal magnetic body 14
However, it goes without saying that it includes the selectivity with respect to the magnet as described above.

第3図は、上記磁性体7および14の挙動について外部磁
石8との関係をより詳細に説明するための説明断面図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view for explaining the relationship between the behavior of the magnetic bodies 7 and 14 and the external magnet 8 in more detail.

外部磁石8が点線で示した8′まで移動すると、それに
追随して遮光体側磁性体7および内部磁性体14も点線で
示した7′および14′まで移動する。そこで外部磁性体
8が白抜き矢印方向にさらに大きく移動して行ったとす
る。従来はそれによってもはや遮光体側磁性体7を拘束
するものがなくなり、磁性体7はいわば宙ぶらりんの状
態となって、外部よりの振動などによって自由に動き得
る状態となる。そのために遮光体5が動いて遮光状態を
解除してしまったりすれば、センサとしての信頼性を大
巾に損ねてしまうことになる。
When the external magnet 8 moves to 8'shown by the dotted line, the light-shielding body side magnetic body 7 and the internal magnetic body 14 also move to 8'shown by the dotted line. Therefore, it is assumed that the external magnetic body 8 is moved further in the direction of the white arrow. Conventionally, there is no longer any means for restraining the magnetic material 7 on the light-shielding body side, the magnetic material 7 is in a so-called dangling state, and can freely move due to vibrations from the outside. Therefore, if the light blocking body 5 moves and the light blocking state is released, the reliability of the sensor will be greatly impaired.

本発明に係るセンサにおいては、外部磁石8が大きく移
動して行ってしまっても、なお内部磁性体14がその位置
に残留し、遮光体側磁性体7をそのまま高速しつづけ、
いわば磁性体7を一時的にロックした状態を得る。
In the sensor according to the present invention, even if the external magnet 8 largely moves, the internal magnetic body 14 still remains at that position, and the light shield side magnetic body 7 continues to operate at high speed.
In other words, the magnetic body 7 is temporarily locked.

その後、外部磁石8が戻って来て元の位置に復帰すると
きは、内部磁性体14と共に遮光体側磁性体7を元の位置
に復帰させ、前記遮光片5aによる光路遮断は解除され
る。
After that, when the external magnet 8 returns and returns to the original position, the light shielding body side magnetic body 7 is returned to the original position together with the internal magnetic body 14, and the light blocking by the light shielding piece 5a is released.

上記により、変位センサとしての信頼性は十分に確立さ
れるのである。
From the above, the reliability as the displacement sensor is sufficiently established.

内部磁性体14は上記したようにある範囲において動き得
ることが必要であるから、滑りをよくする意味で摺動部
にテフロンコーティングをするなり適宜の摩擦係数を小
さくする材料を配置するなりすることが好ましい。
Since it is necessary for the internal magnetic body 14 to be able to move within a certain range as described above, it is necessary to coat the sliding portion with Teflon or to dispose an appropriate material that reduces the friction coefficient in order to improve sliding. Is preferred.

内部磁性体14については上記のように滑りのよいことが
望まれるが、例えば第2図に示すように外部磁石8が
8″に移動し、内部磁性体14に対する拘束力が及ばない
状態においては、滑りのよい内部磁性体14が振動などに
より動いてしまい遮光体5に誤動作を与えるおそれがあ
る。それを防止するには、第2および4図に示すように
内部磁性体14が動く範囲の両側にロック用磁石18,18′
を設けておくのがよい。
It is desired that the inner magnetic body 14 has good slipperiness as described above, but in a state where the outer magnet 8 moves to 8 ″ as shown in FIG. However, there is a risk that the slippery inner magnetic body 14 may move due to vibrations and the like, which may cause a malfunction of the light shield 5. In order to prevent this, as shown in FIGS. Locking magnets 18,18 'on both sides
Should be provided.

このロック用磁石18,18′を配置しておけば、外部磁石
8が過剰に移動し内部磁性体14に対する拘束力が及ばな
い状態となっても、内部磁性体14をロック用磁石18ある
いは18′がロックし、内部磁性体14が動いてしまったり
するのを防止することができる。ロック用磁石18,18′
は上記したような作用を具有させるものであるから、内
部磁性体14として磁石が使用された場合にはロック用磁
石18,18′は磁石に限らず強磁性体を用いても差支えは
ないのである。従って、ロック用磁石という表現の中に
はかかる強磁性体を用いる場合も含まれるものであるこ
とは勿論である。
By disposing the locking magnets 18 and 18 ', even if the external magnet 8 moves excessively and the constraint force against the internal magnetic body 14 is not exerted, the internal magnetic body 14 is locked by the magnets 18 or 18 for locking. It is possible to prevent the internal magnetic body 14 from moving due to the locking of ′. Locking magnet 18,18 '
Since it has the above-mentioned action, when a magnet is used as the internal magnetic body 14, the locking magnets 18 and 18 'are not limited to magnets and a ferromagnetic material can be used. is there. Therefore, it goes without saying that the expression "locking magnet" includes the case where such a ferromagnetic material is used.

第5図は、本発明に係る上記センサを距離Lの間での物
体の位置検知に応用した例を示す説明図である。密閉ケ
ース9,9′を距離Lだけ離間させて設置し、外部磁石8
を当該密閉ケース9,9′の外周面に沿って第5図実線か
ら点線のように移動させてやれば、ケース9および9′
内で光路遮断および光路導通が起り、その変化によって
移動物体の位置検知ができる。ケース9の数を必要数設
置し、つぎつぎに移動体の動きを検知することも可能で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example in which the sensor according to the present invention is applied to position detection of an object within a distance L. The sealed cases 9 and 9'are set apart by a distance L, and the external magnet 8
Is moved from the solid line in FIG. 5 to the dotted line along the outer peripheral surface of the closed case 9, 9 '.
The optical path is blocked and the optical path is conducted inside, and the position of the moving object can be detected by the change. It is also possible to install the required number of cases 9 and then detect the movement of the moving body.

第6図は、本発明に係る変位センサの別な実施例を示す
ものであり、ケース9の一部に外部磁石8および内部磁
性体14を配置した例を示す。このように、これらは必ず
しも全周に配置する必要はないのである。この場合も、
必要に応じ第7図に示すようにロック用磁石18,18′を
配置するのが好ましい。
FIG. 6 shows another embodiment of the displacement sensor according to the present invention, and shows an example in which the external magnet 8 and the internal magnetic body 14 are arranged in a part of the case 9. As such, these do not necessarily have to be arranged all around. Also in this case,
If desired, it is preferable to arrange locking magnets 18, 18 'as shown in FIG.

上記第1図に示した実施例においては、反射鏡6,6′の
一対を設置し、光路を2度それぞれ90゜づつ反射させる
場合を示したが、反射鏡の2個を対に設置することはそ
れだけスペースを要することであり、大型化し軸合せも
複雑化することになる。
In the embodiment shown in FIG. 1 above, a pair of reflecting mirrors 6 and 6'is installed and the optical path is reflected by 90 degrees each, but two reflecting mirrors are installed in pairs. This means that it requires a large amount of space, resulting in a large size and complicated axis alignment.

第8〜15図は、反射鏡を1個用い1回の反射鏡で発・受
光することのできる本発明に係るそれぞれの実施例を示
すものである。
FIGS. 8 to 15 show respective embodiments according to the present invention in which one reflecting mirror is used and light can be emitted and received by one reflecting mirror.

本発明においては、光ファイバ1,1′の端部に取付けら
れるコリメート用のレンズ12,12′のいずれか一方ある
いは両方に角度あるいは曲率をもたせ、一の反射鏡6の
入反射角と合致する方向に光が出入射できるように構成
し、2個の反射鏡を使用することなく1個の反射鏡6に
より光路を形成し得るようにしたものである。従って、
本発明の技術思想は外部磁石8を設置する場合にのみ限
定適用されるものではなく、第23図に示したような従来
構成のセンサにも適用できるものであることはいうまで
もない。
In the present invention, either one or both of the collimating lenses 12 and 12 'attached to the ends of the optical fibers 1 and 1'have an angle or a curvature so as to match the incident / reflection angle of one reflecting mirror 6. It is configured such that light can be emitted and incident in directions, and an optical path can be formed by one reflecting mirror 6 without using two reflecting mirrors. Therefore,
It goes without saying that the technical idea of the present invention is not limited to the case where the external magnet 8 is installed, but can also be applied to the sensor having the conventional structure as shown in FIG.

しかして、第8図は、一方のレンズ12に角度をもたせる
と同時に、反射鏡6にも角度をもたせ、出射レンズによ
り出射した光を反射鏡6で1度だけ反射させ、直ちに集
光レンズ12′に集光させた例を示している。第8図にお
いて5は遮光体(以下の実施例図面では遮光体側磁性体
7の図示が省略されているが遮光体の移動は前述と変る
ものではない)、8は外部磁石、14は内部磁性体であ
り、それぞれ矢印で示したように移動することにより光
の導通、遮断が行なわれる。
Therefore, in FIG. 8, one lens 12 is angled, and at the same time, the reflecting mirror 6 is also angled so that the light emitted by the emitting lens is reflected by the reflecting mirror 6 only once, and the condensing lens 12 is immediately turned on. An example is shown in which the light is focused on ′. In FIG. 8, 5 is a light shield (in the drawings of the following embodiments, the light shield side magnetic body 7 is not shown, but the movement of the light shield is not different from the above), 8 is an external magnet, and 14 is an internal magnet. It is a body, and light is conducted and blocked by moving as shown by arrows.

第10図は別な実施例を示す縦断面図、第11図はその横断
面説明図である。本実施例においては、外部磁石8およ
び内部磁性体14を遮光体5の真下に配置し、遮光体5の
被検出体との連動をし易くしたものである。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing another embodiment, and FIG. 11 is a transverse sectional explanatory view thereof. In the present embodiment, the external magnet 8 and the internal magnetic body 14 are arranged directly below the light shield 5 to facilitate the interlocking of the light shield 5 with the object to be detected.

第13図はさらに別な実施例を示すものであり、出射レン
ズ12のみならず集光レンズ12′も角度をもたせ、反射鏡
6については角度をもたせずにケース9の壁面と平行に
設置したものである。反射鏡の調整の必要がなく装置の
組立てを簡素化することができる。
FIG. 13 shows another embodiment, in which not only the exit lens 12 but also the condenser lens 12 'have an angle, and the reflecting mirror 6 is installed parallel to the wall surface of the case 9 without an angle. It is a thing. The assembly of the device can be simplified without the need to adjust the reflector.

上記いずれの実施例においても、第9図あるいは第11図
のA−A断面図である第12図さらには第14図に示すよう
に内部磁性体14の移動範囲の両側にロック用磁石18,1
8′を配置することにより上述した内部磁性体14のロッ
クを行なわせることができる。
In any of the above embodiments, as shown in FIG. 12 and FIG. 14 which are sectional views taken along the line AA of FIG. 9 or FIG. 11, the locking magnets 18, 18 are provided on both sides of the moving range of the internal magnetic body 14. 1
By disposing 8 ', the above-mentioned internal magnetic body 14 can be locked.

第15図は、上記第13図に示した装置を用いて別な遮光体
5を有するセンサに構成した別な実施例を示す横断面説
明図である。
FIG. 15 is a cross-sectional explanatory view showing another embodiment in which the sensor shown in FIG. 13 is used to form a sensor having another light shield 5.

本実施例においては、遮光体5はこれまでの実施例にお
けるように完全に光を遮断する構成となっておらず、部
分的に光が透過し得るように構成される。
In the present embodiment, the light shield 5 is not configured to completely block light as in the previous embodiments, but is configured to allow partial light transmission.

第16図(イ)は、かかる遮光体5の実施例を示す斜視図
であり、シャフト15にガイドされて矢印のように前後移
動可能な遮光体5には出射光3aが減衰透過する減衰透過
窓Tが長さlだけ形成されている。透過窓Tは第16図
(ロ)に示すように長さlの一端から他端に向って連続
的に光の減衰量αが変化するように構成され、その減衰
量を検知することにより変位量がわかるように構成され
ている。すなわち、被検出体が弁であれば、減衰量によ
り弁の全開、半開、全閉、あるいはその途中といった状
態をモニタすることができる。
FIG. 16 (a) is a perspective view showing an embodiment of such a light shield 5, and the attenuated transmission in which the emitted light 3a is attenuated and transmitted to the light shield 5 which is guided by the shaft 15 and can move back and forth as shown by an arrow. The window T is formed by the length l. The transmission window T is configured so that the attenuation amount α of light continuously changes from one end to the other end of the length 1 as shown in FIG. 16B, and the displacement is detected by detecting the attenuation amount. It is structured so that the quantity can be known. That is, if the object to be detected is a valve, it is possible to monitor the state of the valve such as fully open, half open, fully closed, or in the middle thereof according to the amount of attenuation.

第17図(イ)は、さらに別な遮光体5の実施例であり、
前記連続的な減衰窓ではなく、A,B,C,D,E,F,……といっ
た間隔をもった減衰窓によって構成された例を示す。
FIG. 17A shows another embodiment of the light shield 5.
An example is shown in which the attenuation windows are arranged at intervals such as A, B, C, D, E, F, ... Instead of the continuous attenuation windows.

本実施例では第17図(ロ)に示すように各窓A,B,C,D,F,
F,の減衰量αが同じ場合を示してあるが、この減衰量は
異なるものであってもよい。このような間けつ的な窓に
よっても変位を容易にモニタすることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 17B, each window A, B, C, D, F,
Although the case where the attenuation amount α of F, is the same is shown, this attenuation amount may be different. The displacement can be easily monitored even by such an intermittent window.

さらに、第15図のセンサにおいては、出射光3aの通過窓
17および反射光3bの通過窓17′をのこし、コリメートレ
ンズ12,12′側を反射鏡6側より光学的に仕切り得る仕
切り部材16が設置されている。これは、遮光体5により
光を遮断した場合に当該遮光体5において反射した光が
受光側に入射して反射光による誤動作を生ずるのを防止
し、センサの信頼性を格段に高めようとするものであ
る。従って、反射光の散乱をさらに低減させる意味か
ら、ケース9の内側にはツヤ消し塗装など適宜な乱反射
防止処理をしておくことが一層好ましい。
Furthermore, in the sensor of FIG.
There is provided a partition member 16 which can pass through the pass-through window 17 'of 17 and the reflected light 3b and optically separate the collimator lenses 12, 12' side from the reflecting mirror 6 side. This prevents the light reflected by the light shield 5 from entering the light-receiving side and causing a malfunction due to the reflected light when the light is shielded by the light shield 5, thereby significantly improving the reliability of the sensor. It is a thing. Therefore, in order to further reduce the scattering of the reflected light, it is more preferable that the inside of the case 9 is subjected to appropriate diffused reflection prevention treatment such as matte coating.

このような仕切り部材16については他の実施例にはとく
に図示がないが、第15図に示す実施例以外についても広
く適用できるものであることは勿論である。
Such a partition member 16 is not particularly shown in other embodiments, but it is needless to say that it can be widely applied to other than the embodiment shown in FIG.

[発明の効果] 以上の通り、本発明に係る変位検知センサによれば、被
検出体に対してすべて非接触状態で変位移動を検出でき
るから、摩耗などによる損傷部分がないため、接触式に
みられたような故障がなく、長期間にわたり安定状態を
維持し信頼性の向上が大巾に達成されるばかりでなく、
非接触式であるが故に検出系全体を密閉ケース内に収納
することができ、防塵、防湿などを図り得る上、外部磁
性体が大きく移動してその拘束力が及ばない状態になっ
ても遮光体に誤動作を生ずるおそれがないなど、その工
業上に及ぼす意義は非常に大きなものがある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the displacement detection sensor of the present invention, since displacement movement can be detected in a non-contact state with respect to the object to be detected, there is no damaged portion due to abrasion, etc. There is no failure as seen, the stable state is maintained for a long time, and not only the reliability is greatly improved, but also
Since it is a non-contact type, the entire detection system can be housed in a sealed case, dust and moisture can be prevented, and light is shielded even if the external magnetic body moves greatly and the binding force is not reached. It has a great industrial significance, such as the possibility of causing a malfunction in the body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1および2図は本発明に係る実施例の横断面図、第3
および4図はその動作を示す縦断面図、第5図は本発明
に係る実施例を移動体の位置検知に応用する例を示す説
明図、第6および7図は別な実施例を示す縦断面図、第
8および9図は別な実施例を示す横断面説明図、第10図
は別な実施例を示す縦断面説明図、第11図は第10図の横
断面説明図、第12図は第11図のA−A断面図、第13〜15
図は別な実施例を示す横断面説明図、第16および17図は
遮光体の2様の実施例を示す斜視図ならびに透過光の減
衰線図、第18図は既提案のセンサの具体例を示す横断面
図、第19から21図は従来の光学的変位センサの構成を示
す説明図である。 1,1′:光ファイバ、 3a:出射光、 3b:反射光、 5:遮光体、 51:スリット、 5a:遮光片、 6,6′:反射鏡、 7:遮光体側磁性体、 8:外部磁石、 9:密閉ケース、 2,2′,12,12′:ロッドレンズ、 14:内部磁性体、 18,18′:ロック用磁石。
1 and 2 are cross-sectional views of an embodiment according to the present invention, FIG.
4 and 5 are longitudinal sectional views showing the operation thereof, FIG. 5 is an explanatory view showing an example in which the embodiment according to the present invention is applied to position detection of a moving body, and FIGS. 6 and 7 are vertical cross sections showing another embodiment. FIGS. 8 and 9 are transverse sectional explanatory views showing another embodiment, FIG. 10 is a longitudinal sectional explanatory view showing another embodiment, and FIG. 11 is a transverse sectional explanatory view of FIG. The drawing is a sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 16 is a cross-sectional explanatory view showing another embodiment, FIGS. 16 and 17 are perspective views showing two different embodiments of the light shield and attenuation diagrams of transmitted light, and FIG. 18 is a concrete example of the already proposed sensor. And FIG. 19 to FIG. 21 are explanatory views showing a configuration of a conventional optical displacement sensor. 1,1 ': Optical fiber, 3a: Emitted light, 3b: Reflected light, 5: Light shield, 5 1 : Slit, 5a: Light shield, 6,6': Reflector, 7: Light shield side magnetic material, 8: External magnet, 9: hermetically sealed case, 2, 2 ', 12, 12': rod lens, 14: internal magnetic material, 18, 18 ': locking magnet.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 茂生 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (56)参考文献 特開 昭59−147290(JP,A) 特開 昭55−52910(JP,A) 特開 昭50−149025(JP,A) 特開 昭61−118613(JP,A) 実開 昭60−68473(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeo Okada 5-1-1, Hidaka-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Cable Co., Ltd. Hidaka factory (56) Reference JP-A-59-147290 (JP, A) ) JP-A-55-52910 (JP, A) JP-A-50-149025 (JP, A) JP-A-61-118613 (JP, A) Actual development Sho-60-68473 (JP, U)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発光素子より発光された光を受光素子によ
り受光する光学系路の中途に被検出体の変位に応じて移
動可能な遮光体を配置し、当該遮光体の少なくとも一部
を強磁性体あるいは磁石をもって構成し、被検出体の変
位による遮光体の移動を当該被検出体側に別途設けられ
た外部磁石によって非接触的に行なわせ得るように構成
してなる変位検知センサにおいて、前記外部磁石と遮光
体側磁性体あるいは磁石の間に、外部磁石の移動に応じ
一定範囲内で動き得る内部磁性体あるいは磁石を設けて
なる光学的変位センサ。
1. A light shield, which is movable according to the displacement of a detected object, is arranged in the middle of an optical system path for receiving light emitted from a light emitting element by a light receiving element, and at least a part of the light shield is strengthened. A displacement detection sensor comprising a magnetic body or a magnet, wherein the movement of the light shield due to the displacement of the detected body can be performed in a non-contact manner by an external magnet separately provided on the detected body side, An optical displacement sensor comprising an internal magnetic body or a magnet, which can move within a certain range according to the movement of the external magnet, between the external magnet and the magnetic body on the side of the light shield or the magnet.
【請求項2】内部磁性体あるいは磁石が動き得る範囲の
両側に当該内部磁性体あるいは磁石を一時的にロックす
ることのできる磁石あるいは強磁性体を配置してなる請
求項1記載の光学的変位センサ。
2. The optical displacement according to claim 1, wherein a magnet or a ferromagnetic material capable of temporarily locking the inner magnetic body or the magnet is arranged on both sides of a range in which the inner magnetic body or the magnet can move. Sensor.
【請求項3】前記遮光体には、光路を遮断する位置に入
射光を連続的あるいは間けつ的に減衰させる減衰部が設
けられてなる請求項1記載の光学的変位センサ。
3. The optical displacement sensor according to claim 1, wherein the light shielding body is provided with an attenuating portion for attenuating the incident light continuously or intermittently at a position where the light path is blocked.
【請求項4】発・受光のためのコリメートレンズのいず
れか一方または両方に角度あるいは曲率を持たせ、発光
素子側レンズよりの出射光を一つの反射面で反射させて
当該反射光をそのまま受光素子側レンズで受光可能に構
成してなる請求項1記載の光学的変位センサ。
4. One or both of the collimating lenses for emitting and receiving light have an angle or a curvature, and the light emitted from the light emitting element side lens is reflected by one reflecting surface to receive the reflected light as it is. The optical displacement sensor according to claim 1, wherein the element side lens is configured to be capable of receiving light.
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