光学传感器以及光学传感器的异常检测方法技术

技术编号:20793931 阅读:27 留言:0更新日期:2019-04-06 08:02
本发明专利技术提供一种无须设置传感器等附加检测机构便能够检测接合异常的光学传感器及光学传感器的异常检测方法。光学传感器包括:光源装置,产生向对象物照射的光;受光部,接收来自对象物的反射光;分支部,将与光源装置光学耦合的第1光纤及与受光部光学耦合的第2光纤熔接并与朝向对象物的第3光纤的一端接合;以及处理部,以从第3光纤的另一端在无反射的状态下由受光部所检测出的受光量作为基准检测量,基于受光部中检测出的受光量相对于基准受光量的增量是否处于预定范围内,来判断第3光纤与分支部的接合部有无接合异常。

【技术实现步骤摘要】
光学传感器以及光学传感器的异常检测方法
本专利技术涉及一种光学传感器(sensor)以及光学传感器的异常检测方法,尤其涉及一种基于来自对象物的反射光来测量与对象物的距离或对象物的位移的光学传感器、以及光学传感器的异常检测方法。
技术介绍
近年来,广泛开发有使用共焦光学系统等的光学传感器。专利文献1(日本专利特开2017-116493号公报)所记载的共焦位移计具备处理装置、测量头(head)、导光部、个人计算机(PersonalComputer,PC)、主显示部及操作部。处理装置包含框体、投光部、光分支部、受光部、运算处理部、电力供给部及副显示部。导光部包含多个光纤(fiber)、光纤耦合器(fibercoupler)及光纤连接器(fiberconnector)。导光部对处理装置与测量头进行光学连接。
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]专利文献1所记载的共焦位移计中,导光部的光纤耦合器将来自投光部的光经由测量头而输出至测量对象物,并将来自测量对象物的反射光经由光分支部而输出至受光部。此处,若光纤耦合器存在异常,则来自投光部的光有可能传播不到对象物而导致无法测量。若设置用于检测此种光纤接合异常的传感器,则存在成本增加的问题。本专利技术的目的在于提供一种无须设置传感器等附加检测机构便能够检测接合异常的光学传感器以及光学传感器的异常检测方法。[解决问题的技术手段]根据本专利技术的一方面,一种光学传感器,其基于来自对象物的反射光来测量与对象物的距离或对象物的位移,所述光学传感器包括:光源装置,产生向对象物照射的光;受光部,接收来自对象物的反射光;分支部,将与光源装置光学耦合的第1光纤及与受光部光学耦合的第2光纤熔接并与朝向对象物的第3光纤的一端接合;以及处理部,以从第3光纤的另一端在无反射的状态下由受光部所检测出的受光量作为基准检测量,基于受光部中检测出的受光量相对于基准检测量的增量是否处于预定范围内,来判断第3光纤与分支部的接合部有无接合异常。优选的是,受光部是以输出所入射的光强度的波长特性的方式而构成,处理部基于差分波长特性来判断增量是否处于预定范围内,所述差分波长特性相当于与基准检测量对应的基准波长特性和来自受光部的波长特性的差分。优选的是,处理部在差分波长特性所表示的多个波长各自下的强度全部为预定的正的第1阈值以下、且有一个以上大于预定的正的第2阈值时,判断为第3光纤与分支部的接合部存在异常,所述预定的正的第2阈值小于正的第1阈值。优选的是,处理部在差分波长特性所表示的多个波长各自下的强度全部为正的第2阈值以下时,判断为来自光源装置的光的产生存在异常。优选的是,处理部在差分波长特性所表示的多个波长各自下的强度全部为正的第2阈值以下,且有一个以上大于基准检测量的反转负值时,判断为光源装置发生了劣化,当差分波长特性所表示的多个波长各自下的强度全部与基准检测量的反转负值实质上相同时,判断为来自光源装置的光的产生已停止。优选的是,处理部对差分波长特性所表示的各波长的强度进行累计而算出面积值,并且,在所算出的面积值为预定的正的第1阈值以下,且大于预定的正的第2阈值时,判断为第3光纤与分支部的接合部存在异常,所述预定的正的第2阈值小于正的第1阈值。优选的是,处理部在面积值为正的第2阈值以下时,判断为来自光源装置的光的产生存在异常。优选的是,处理部在面积值为正的第2阈值以下且大于零时,判断为光源装置发生了劣化,在面积值实质上为零时,判断为来自光源装置的光的产生已停止。优选的是,处理部在第3光纤与分支部的接合部无异常,且来自光源装置的光的产生无异常时,将受光部的检测信号作为有效的测量信号而输出。优选的是,处理部在判断为来自光源装置的光的产生已停止时,停止光源装置的投光。优选的是,还包括通知部,处理部在判断为第3光纤与分支部的接合部存在异常时或者判断为光源装置发生了劣化时,从通知部通知异常。根据本专利技术的另一方面,一种光学传感器的异常检测方法,所述光学传感器基于来自对象物的反射光来测量与对象物的距离或对象物的位移,所述异常检测方法包括:将光源装置所产生的光照射至对象物,获取由受光部检测出的受光量来作为基准检测量的步骤,其中与光源装置光学耦合的第1光纤及与受光部光学耦合的第2光纤在分支部处熔接并与朝向对象物的第3光纤的一端接合,基准检测量是从第3光纤的另一端在无反射的状态下由受光部检测出的受光量;将光源装置所产生的光照射至对象物,获取由受光部检测出的受光量来作为评价对象检测量的步骤;以及基于评价对象检测量相对于基准检测量的增量是否处于预定范围内,来判断第3光纤与分支部的接合部有无接合异常的步骤。[专利技术的效果]根据本专利技术,无须设置传感器等附加检测机构便能够检测接合异常。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的共焦测量装置50的结构的示意图。图2是表示图1的共焦测量装置50中的、校正时的光纤连接器30的周边结构的示意图。图3是表示光纤连接器30中的返回光RL的每种波长的受光量的图。图4是表示图1的共焦测量装置50中的、测量时的光纤连接器30的周边结构的示意图。图5是表示测量对象物TS的测量时的、相对于波长的受光量的图。图6是表示图1的共焦测量装置50中的、光纤脱落时的光纤连接器30的周边的结构的示意图。图7是表示光纤52从光纤连接器30脱落时的、相对于波长的受光量的图。图8是表示图1的共焦测量装置50中的、光源装置10的异常时的光纤连接器30的周边结构的一例的示意图。图9是表示光源装置10的投光发生了异常时的、相对于波长的受光量的一例的图。图10是从测量对象物TS的测量时的受光信号RM减去返回光RL而进行修正的图。图11是从光纤52从光纤连接器30脱落时的受光信号RE减去返回光RL而进行修正的图。图12是从光源装置10的投光发生了异常时的受光信号RS减去返回光RL而进行修正的图。图13是表示使用采样(sampling)值来对测定时的共焦测量装置50的投光部中的异常进行探测的方法的流程图。图14是表示从差分数据中对代表点进行多点采样的情况的图。图15是表示使用受光信号的面积值来对测定时的共焦测量装置50的投光部中的异常进行探测的方法的流程图。图16是表示算出由差分数据与横轴围成的面积的情况的图。图17是表示使用采样阈值来对非测定时的共焦测量装置50的投光部中的异常进行探测的方法的流程图。图18是表示使用受光信号的面积值来对非测定时的共焦测量装置50的投光部中的异常进行探测的方法的流程图。[符号的说明]10:光源装置15、52、55a、55b:光纤30:光纤连接器45:受光部50:共焦测量装置51:头部51a:衍射透镜51b:物镜51c、57c:聚光透镜53:控制器部54:监控器56:分支光纤57:分光器57a:凹面镜57b:衍射光栅58:摄像元件59:处理部L1~L6:光n0、n1、n2:折射率RE、RM、RS:受光信号REd、RMd、RSd:修正信号RL:返回光Rd:差分数据Rd1~Rd8、Rdk:采样点RdS:面积S10~S22、S30~S42、S50~S61、S70~S81:步骤TH1、TH2:阈值TS:测量对象物具体实施方式图1是表示本专利技术的一实施方式的共焦测量装置50的结构的示意图。共焦测量装置50是光学传感器的一例。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学传感器,其基于来自对象物的反射光来测量与所述对象物的距离或所述对象物的位移,所述光学传感器的特征在于包括:光源装置,产生向所述对象物照射的光;受光部,接收来自所述对象物的反射光;分支部,将与所述光源装置光学耦合的第1光纤及与所述受光部光学耦合的第2光纤熔接并与朝向所述对象物的第3光纤的一端接合;以及处理部,以从所述第3光纤的另一端在无反射的状态下由所述受光部所检测出的受光量作为基准检测量,基于所述受光部中检测出的受光量相对于所述基准检测量的增量是否处于预定范围内,来判断所述第3光纤与所述分支部的接合部有无接合异常。

【技术特征摘要】
2017.09.29 JP 2017-1905211.一种光学传感器,其基于来自对象物的反射光来测量与所述对象物的距离或所述对象物的位移,所述光学传感器的特征在于包括:光源装置,产生向所述对象物照射的光;受光部,接收来自所述对象物的反射光;分支部,将与所述光源装置光学耦合的第1光纤及与所述受光部光学耦合的第2光纤熔接并与朝向所述对象物的第3光纤的一端接合;以及处理部,以从所述第3光纤的另一端在无反射的状态下由所述受光部所检测出的受光量作为基准检测量,基于所述受光部中检测出的受光量相对于所述基准检测量的增量是否处于预定范围内,来判断所述第3光纤与所述分支部的接合部有无接合异常。2.根据权利要求1所述的光学传感器,其特征在于,所述受光部是以输出所入射的光强度的波长特性的方式而构成,所述处理部基于差分波长特性来判断所述增量是否处于预定范围内,所述差分波长特性相当于与所述基准检测量对应的基准波长特性和来自所述受光部的波长特性的差分。3.根据权利要求2所述的光学传感器,其特征在于,所述处理部在所述差分波长特性所表示的多个波长各自下的强度全部为预定的正的第1阈值以下、且有一个以上大于预定的正的第2阈值时,判断为所述第3光纤与所述分支部的接合部存在异常,所述预定的正的第2阈值小于所述正的第1阈值。4.根据权利要求3所述的光学传感器,其特征在于,所述处理部在所述差分波长特性所表示的多个波长各自下的强度全部为所述正的第2阈值以下时,判断为来自所述光源装置的光的产生存在异常。5.根据权利要求4所述的光学传感器,其特征在于,所述处理部在所述差分波长特性所表示的多个波长各自下的强度全部为所述正的第2阈值以下,且有一个以上大于所述基准检测量的反转负值时,判断为所述光源装置发生了劣化,当所述差分波长特性所表示的多个波长各自下的强度全部与所述基准检测量的反转负值实质上相同时,判断为来自所述光源装置的光的产生已停止。6.根据权利要求2所述的光学传感器,其特征在于,所述处理部对所述差分波...

【专利技术属性】
技术研发人员:蓬郷典大近藤智则古川慎也
申请(专利权)人:欧姆龙株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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