光電感測器

光電感測器技術指南PDF（5.99MB）
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光纖傳感器，通過從在纖維單元中的光纖放大器傳送光的光電傳感器，其能夠檢測在這樣的狹窄的空間。這裡是光纖傳感器的概述。

概要

用語解説

光纖傳感器
特長
原理
分類

光纖傳感器


ファイバアンプからの光をファイバユニットで伝送することで、狭い場所などでの検出を可能とした光電センサです。

特長

①狭い場所での検出が可能

検出部が小型であるのと、ファイバユニットのケーブルの柔軟性により、狭い場所などでの検出が可能です。

②耐環境性に優れる

検出部が電気回路のないファイバユニットであるため、温度、湿度、振動、衝撃、水、電気ノイズなどの悪環境下でも高い信頼性が得られます。

③設置が容易

検出物体までファイバユニットで誘導できるので、ファイバアンプの取付場所を自由に選ぶことができます。

④検出物体に対する制約が少ない

検出物体によるしゃ光や反射を検出原理としているので、近接センサのように検出物体が金属に限定されるのとは異なり、ガラス・プラスチック・木材・液体など、ほとんどの物体を検出できます。

⑤応答時間が短い

光そのものが高速であり、またセンサの回路がすべて電子部品で構成されているので機械的な動作時間を含まず、応答時間は非常に短くなっています。

⑥非接触で検出が可能

検出物体に機械的に触れることなく検出できるので、検出物体もセンサも傷つくことがありません。従って、センサを長期にわたって使用できます。

⑦色の判別が可能

検出物体による光の反射率や吸収率は、投光された光の波長と検出物体の色の組合わせに応じて異なります。この性質を利用して、検出物体の色を検出することが可能です。

⑧調整が容易

可視光を投光するタイプでは投光ビームが目にみえるので、検出物体に対する位置合わせなどが容易です。

原理

①光の性質

直進

光は、空気中や水中を進む場合、常にまっすぐ進みます。

屈折

光が屈折率の異なる境界面に入射した時、その境界面を通過後進行方向が変わる現象をいいます。

反射（正反射、回帰反射、拡散反射）

鏡やガラスのような平面上では、光は入射角と同じ角度で反射し、これを正反射と呼びます。
3つの平面を互いに直交するように組み合わせた形状をコーナーキューブと呼びます。
コーナーキューブに向けて投光すると、正反射を繰り返し、最終的な反射光は投光と対向する方向に進みます。このような反射を回帰反射と呼びます。
多くの回帰反射板は数mm角のコーナーキューブを規則正しく配列した構成となっています。
また、白紙など光沢性のない表面上では光があらゆる方向に反射し、このような反射を拡散反射と呼びます。反射形は、この原理を検出方式としたものです。

偏光

光は、その進行方向と垂直な方向に振動する波として表現できます。ファイバセンサの光源としては、おもにLEDが使用されます。LEDから投光される光は、進行方向と垂直なさまざまな方向に振動しており、この状態の光を無偏光と呼びます。無偏光の光の振動方向を一方向に制限する光学フィルタを偏光フィルタと呼びます。つまり、LEDから投光され偏光フィルタを通過した光は一方向だけに振動しており、この状態の光を偏光（正確には直線偏光）と呼びます。ある方向（たとえば縦方向）で振動する偏光は、それと垂直方向（横方向）に振動を制限する偏光フィルタを通過することができません。
回帰反射形のM.S.R機能（➜「参考資料」参照）は、この原理を応用したものです。