(57)【要約】【課題】高い検出精度を備えた光式位置検出装置を提供する。【解決手段】発光素子１２からの出射光は、偏光ビームスプリッタ１６によりＰ偏光に変換されて光ファイバ２０に入射される。光ファイバ２０の他方端に設けたセンサ部３０に達したＰ偏光は、ミラー３８により反射されて再び光ファイバ２０に戻される。磁気光学素子３６がフロート７０の磁石７２の磁界を検出していないとき、センサ部３０に入射されたＰ偏光は、同じ偏光状態で反射戻り光となって偏光ビームスプリッタ１６を透過するため、受光素子１４には反射戻り光が一切入射されない。一方、磁気光学素子３６は、磁石７２の磁界を検出すると、Ｐ偏光の偏光面をミラー３８による反射の往復光路で合計９０度回転させてＳ偏光に変換する。信号処理回路６０は、偏光ビームスプリッタ１６を介して受光素子１４に入射されたＳ偏光の強度に基づいてフロート７０の位置を検出する。【選択図】図１
2007333634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する発光素子と、
前記発光素子の出射光を、第１の方向の第１の直線偏光と、前記第１の方向に直交する第２の方向の第２の直線偏光とに分離する偏光ビームスプリッタと、
一方端から入射された前記第１の直線偏光を伝達させる光ファイバと、
磁石を有し、前記光ファイバの長手方向に移動可能な被検出体と、
前記光ファイバの他方端に配され、前記被検出体の磁界を検出する磁界検出部と、
前記光ファイバの一方端に配され、前記光ファイバを伝達した前記磁界検出部からの反射戻り光のうち、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第２の直線偏光を受光する受光素子と、
前記受光素子が受光した前記反射戻り光の強度に基づいて前記被検出体の位置を検出する信号処理回路とを備え、
前記磁界検出部は、
前記光ファイバの他方端から出力された前記第１の直線偏光を前記光ファイバの他方端に反射するように配された反射膜と、
前記光ファイバの他方端と前記反射膜との間に配され、前記被検出体の磁界を検出して前記第１の直線偏光の偏光面を回転させる磁気光学素子とを含み、
前記磁気光学素子は、前記被検出体の磁界を検出したことに応じて前記第１の直線偏光の偏光面を略９０度回転させて前記第２の直線偏光に変換するとともに、変換した前記第２の直線偏光を前記光ファイバの他方端に入力し、
前記受光素子は、前記光ファイバを伝達した前記第２の直線偏光を、前記偏光ビームスプリッタを介して受光し、
前記信号処理回路は、前記第２の直線偏光の強度に基づいて前記被検出体の位置を検出する、光式位置検出装置。
【請求項２】
前記磁気検出素子の回転角度と前記被検出体の磁界との関係は、前記磁気検出素子に前記被検出体の磁界が印加されたとき、前記第１の直線偏光の偏光面が、前記反射膜での反射による往路および復路においてそれぞれ略４５度ずつ回転するように設定される、請求項１に記載の光式位置検出装置。
【請求項３】
前記光ファイバの他方端は、光信号端子に挿通され、
前記磁界検出部は、前記光信号端子から出力された前記第１の直線偏光を集光して前記磁気光学素子に入力するための光学部材をさらに含む、請求項２に記載の光式位置検出装置。
【請求項４】
前記被検出体は、液面に浮遊され、かつ、前記液面と同一の移動を行ない、
前記光ファイバおよび前記磁界検出部は、液中に浸漬されるステムの内部に設置され、
前記発光素子、前記偏光ビームスプリッタおよび前記受光素子は、前記ステムの外部に設置され、かつ、前記ステムの端部から引出された前記光ファイバの一方端に接続される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光式位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光式位置検出装置に関し、より特定的には、高い検出精度を備えた位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液面の変位を検出するための位置検出装置として、磁気抵抗素子やリードスイッチを用いた位置検出装置が用いられている。これによれば、液中に浸漬されたステムの内部に磁気抵抗素子やリードスイッチを設け、フロートに内蔵した磁石が液面とともに移動してこれらに磁力を及ぼしたときに出力される電気信号に基づいて、フロートの位置が検出される。
【０００３】
しかしながら、従来の位置検出装置においては、物理現象を電気信号に変換して計測することから、変換された電気信号を取り込むまでの伝送経路中で電気抵抗や温度の影響を受け、伝送誤差が生じやすいという問題があった。
【０００４】
また、ガソリン等の引火性のある液体が収納された容器内で使用する場合には、リードスイッチ等の作動時に発生する電気火花による引火や爆発の可能性があるため、特殊な防爆構造が必要とされる。そのため、装置が大型で高価なものとなるという問題があった。
【０００５】
かかる問題を解消すべく、最近では、光学式手段を用いて液面の変位を検出する位置検出装置が検討されている（たとえば特許文献１〜３参照）。
【０００６】
図４は、特許文献１に開示される光磁気液面計の模式的な断面図である。
図４（ａ）を参照して、光磁気液面計は、ステム１０１内部に設けられた磁気光学センサ１０４と、磁気光学センサ１０４に接続され、かつ、ステム１０１の上端部まで引出された光ファイバ１１１，１１２と、光ファイバ１１１，１１２にそれぞれ取り付けられた発光素子１１３および受光素子１１４と、制御回路１１５とを備える。
【０００７】
ステム１０１の外周には、内部に磁石１０３を収納した環状のフロート１０２が設けられる。フロート１０２は、液面に浮遊され、液面と同一の移動をするものである。
【０００８】
ステム１０１の内部の所定高さには、磁気光学センサ１０４が固定されている。図４（ｂ）は、磁気光学センサ１０４の断面図である。磁気光学センサ１０４は、磁気光学素子（たとえばファラデー素子）１０５の両側に偏光子１０６と検光子１０７とが配置される。さらにその外側には集光用のボールレンズ１０８，１０９が配置されており、これらが一体化されてケース１１０に封入される。
【０００９】
以上の構成において、フロート１０２が磁気光学センサ１０４から離れた位置にあるときには磁気光学素子１０５での偏光面の回転が小さいため、発光素子１１３からの入力光は減衰することなく、受光素子１１４に到達する。しかしながら、液面の移動によりフロート１０２が磁気光学センサ１０４の近傍に来ると、磁気光学素子１０５が磁石１０３の磁気を検出して偏光面を回転させるため、発光素子１１３からの入力光は減衰して受光素子１１４に達する。
【００１０】
そこで、光磁気液面計は、受光素子１１４において磁気光学センサ１０４からの出力光の強度を電気信号に変換して制御回路１１５で演算処理をすることにより、液面が磁気光学センサ１０４の設置高さと一致したことを検出する。
【００１１】
また、特許文献２には、ビスマス置換磁性ガーネット単結晶膜のファラデー効果を利用した反射型光磁界センサが開示される。
【００１２】
これによれば、光磁界センサは、図５に示すように、偏光子１３０、ビスマス置換磁性ガーネットからなるファラデー回転子１３１および反射膜１３２からなるセンサヘッドと、光入出力装置とから構成される。光入出力装置において、光源１３６から出射された信号光は、レンズ１３５を経て光ファイバからなる光入力路１３３に導かれる。光入力路１３３に入射した信号光は、光信号端子であるフェルール１３８を経てセンサヘッドに至り、偏光子１３０およびファラデー回転子１３１を透過して反射膜１３２に至る。反射膜１３２に到達した信号光は、反射膜１３２で反射して戻り、ファラデー回転子１３１、偏光子１３０およびフェルール１３９を透過して光ファイバからなる光出力路１３４に入射して光検出器１３７に至り、光信号として検出される。すなわち、光入出力装置における光入出力用の光路は、光入力路１３３と光出力路１３４との２つに分離されて構成されるとともに、２つの光路をなす角度αが約５度以上となるように配置・構成される。このときの光入出力路１３３，１３４のなす角度αは、ファラデー回転子１３１に磁界が印加されている状態と磁界が印加されていない状態とで、光検出器１３７で検出される光強度差が２ｄＢ以上となるように設定される。
【００１３】
図６は、特許文献３に開示される磁界測定装置の概略構成図である。
図６を参照して、光源２０９から出た光は、レンズ２０８およびハーフミラー２０５を介してその一部が光ファイバ２０１に結合されて検出部に導かれる。このとき、光の他の一部は、受光器２０７に導かれて電気信号となる。検出部において、光は偏光子２０２によって直線偏光波のみが選択透過されてＹＩＧ（イットリウム・アイアン・ガーネット）２０３に入る。検出部に磁界がないときには、ＹＩＧ２０３を通る光は、同じ偏光状態で反射膜２０４で反射して再び偏光子２０２に入る。この反射光は、偏光方向が偏光子のそれと同じであるために偏光子２０２を透過し、ハーフミラー２０５によって出射光となる。出射光は、受光器２０６によって検出されて電気信号となる。
【００１４】
一方、検出部に磁界が印加されているときには、偏光子２０２を透過した直線偏光波は、ＹＩＧ２０３において反射による往復光路によってファラデー回転角の２倍の角度だけ回転する。したがって、偏光子２０２を通る反射光は、その光強度が減少しハーフミラー２０５で出射光となって受光器２０６で受光される。この出射光の光強度差を求めることにより、磁界の強さを求めることができる。
【特許文献１】特開２００１−１０８５１０号公報
【特許文献２】特開平６−１０２３３１号公報
【特許文献３】特開昭５９−１４５９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載の光磁気液面計においては、磁気光学センサ１０４の両側に入力用および出力用の光ファイバ１１１，１１２をそれぞれ接続し、これらの光ファイバがステム１０１の上端部まで引出すことによって発光素子１１３および受光素子１１４をそれぞれ取り付ける構成を採用するため、光ファイバの曲げ半径に対する伝送効率面からの制約を受けて装置全体が依然として大型となる問題がある。
【００１６】
さらに、特許文献１における磁気光学センサ１０４は、偏光子１０６、磁気光学素子１０５および検光子１０７といった複数の光学部品を用いて構成される。そのため、磁気光学センサ１０４を液中に浸漬されたステムの内部に設置した際に、液温の変化に応じて各々の光学特性が変化してしまい、装置全体の検出精度を一定に保つことが困難とされていた。
【００１７】
また、特許文献２に記載の光磁界センサにおいては、光入出力用の光路が分離されているために、光入力路１３３からセンサヘッドに入射された信号光と、センサヘッドで反射されて光出力路１３４に戻された信号光との間に伝送損失が発生する可能性がある。そのため、伝送損失の発生によって光検出器１３７に入射される信号光の強度が低下し、検出精度を低下させるという問題があった。なお、伝送損失を低減するためには、センサヘッドにおいて光入力路１３３と光出力路１３４との位置関係を高精度に調整することが必要となるが、調整作業が複雑なものとなるため、生産性および信頼性の確保に困難が生じていた。
【００１８】
さらに、特許文献３に記載の磁界測定装置においては、検出部からの反射戻り光は、ハーフミラー２０５を介してその一部のみが受光器２０６に受光されるため、大きな伝送損失を受けてその光強度が著しく減少することになる。したがって、光強度差に基づいた磁界測定を精度良く行なうことが難しいとされていた。
【００１９】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い検出精度を備えた光式位置検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明によれば、光式位置検出装置は、光を出射する発光素子と、発光素子の出射光を、第１の方向の第１の直線偏光と、第１の方向に直交する第２の方向の第２の直線偏光とに分離する偏光ビームスプリッタと、一方端から入射された第１の直線偏光を伝達させる光ファイバと、磁石を有し、光ファイバの長手方向に移動可能な被検出体と、光ファイバの他方端に配され、被検出体の磁界を検出する磁界検出部と、光ファイバの一方端に配され、光ファイバを伝達した磁界検出部からの反射戻り光のうち、偏光ビームスプリッタにより分離された第２の直線偏光を受光する受光素子と、受光素子が受光した反射戻り光の強度に基づいて被検出体の位置を検出する信号処理回路とを備える。磁界検出部は、光ファイバの他方端から出力された第１の直線偏光を光ファイバの他方端に反射するように配された反射膜と、光ファイバの他方端と反射膜との間に配され、被検出体の磁界を検出して第１の直線偏光の偏光面を回転させる磁気光学素子とを含む。磁気光学素子は、被検出体の磁界を検出したことに応じて第１の直線偏光の偏光面を略９０度回転させて第２の直線偏光に変換するとともに、変換した第２の直線偏光を光ファイバの他方端に入力する。受光素子は、光ファイバを伝達した第２の直線偏光を、偏光ビームスプリッタを介して受光する。信号処理回路は、第２の直線偏光の強度に基づいて被検出体の位置を検出する。
【００２１】
好ましくは、磁気検出素子の回転角度と被検出体の磁界との関係は、磁気検出素子に被検出体の磁界が印加されたとき、第１の直線偏光の偏光面が、反射膜での反射による往路および復路においてそれぞれ略４５度ずつ回転するように設定される。
【００２２】
好ましくは、光ファイバの他方端は、光信号端子に挿通される。磁界検出部は、光信号端子から出力された第１の直線偏光を集光して磁気光学素子に入力するための光学部材をさらに含む。
【００２３】
好ましくは、被検出体は、液面に浮遊され、かつ、液面と同一の移動を行なう。光ファイバおよび磁界検出部は、液中に浸漬されるステムの内部に設置される。発光素子、偏光ビームスプリッタおよび受光素子は、ステムの外部に設置され、かつ、ステムの端部から引出された光ファイバの一方端に接続される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、高い検出精度を備えた光式位置検出装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２６】
図１は、この発明の実施の形態による光式位置検出装置の全体構成図である。
図１を参照して、光式位置検出装置は、光入出力部１０と、光ファイバ２０と、センサ部３０と、ステム５０と、信号処理回路６０とを備える。
【００２７】
光入出力部１０は、発光素子１２と、受光素子１４と、偏光ビームスプリッタ１６とを含む。
【００２８】
発光素子１２は、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなり、受光素子１４は、たとえばＰＤ（Photo Diode）からなる。発光素子１２から出射された光は、偏光ビームスプリッタ１６を介して光ファイバ２０に導かれる。受光素子１４は、光ファイバ２０を通過したセンサ部３０からの反射戻り光を偏光ビームスプリッタ１６を介して受光する。
【００２９】
偏光ビームスプリッタ１６は、周知のように、入射光のうち、Ｘ方向の直線偏光（Ｐ偏光）を選択的に透過するとともに、Ｙ方向の直線偏光（Ｓ偏光）を選択的に反射する光学特性を有する。したがって、図１の場合、偏光ビームスプリッタ１６は、発光素子１２からの出射光のうちのＰ偏光を選択的に透過させて光ファイバ２０に導入する。さらに、偏光ビームスプリッタ１６は、センサ部３０からの反射戻り光のうちのＳ偏光を選択的に反射して受光素子１４へ入力する。すなわち、本実施の形態において、受光素子１４は、偏光ビームスプリッタ１６によって反射光のうちのＳ偏光のみを選択的に受光するように配置されている。
【００３０】
光ファイバ２０は、一方端が光入出力部１０に接続され、他方端がセンサ部３０に接続される。光ファイバ２０は、発光素子１２から出射されて偏光ビームスプリッタ１６を透過したＰ偏光が一方端に入射されると、この入射されたＰ偏光をセンサ部３０へ伝送する。
【００３１】
センサ部３０は、フェルール３２と、ロッドレンズ３４と、磁気光学素子３６と、ミラー３８とを含む。
【００３２】
フェルール３２は、中心部分に光ファイバ２０の他方端が挿入される。フェルール３２は、通常、光ファイバのコネクタ接続に用いられ、光信号端子を構成する。
【００３３】
ロッドレンズ３４は、フェルール３２に接続される。ロッドレンズ３４は、所定のレンズ長を有しており、フェルール３２から出射された光を平行光に変換して磁気光学素子３６へ入射する。
【００３４】
磁気光学素子３６は、たとえばファラデー素子からなる。ファラデー素子は、直線偏光の偏光面を磁界の強さに比例して回転させる特性を有する。したがって、センサ部３０に入射されたＰ偏光は、磁気光学素子３６を透過することにより、磁界の強さに応じた回転角度θだけ偏光面が回転することになる。
【００３５】
ミラー３８は、磁気光学素子３６に隣接して配置されており、磁気光学素子３６を透過した光を反射して再び磁気光学素子３６に戻す。このとき、磁気光学素子３６に戻された反射光（反射戻り光）は、再び磁気光学素子３６を透過することにより、その偏光面がさらに回転角度θだけ回転する。すなわち、センサ部３０に入射されたＰ偏光は、ミラー３８を介して磁気光学素子３６を往復して通過することにより、回転角度２θだけ偏光面が回転することになる。
【００３６】
そして、磁気光学素子３６を通過した反射戻り光は、ロッドレンズ３４、フェルール３２および光ファイバ２０の順に伝送する。光ファイバ２０の他方端から出力された反射戻り光は、偏光ビームスプリッタ１６に入射される。
【００３７】
偏光ビームスプリッタ１６は、上述した光学特性に基づき、入射された反射戻り光のうちのＰ偏光を選択的に透過するとともに、Ｓ偏光を選択的に反射する。反射されたＳ偏光は受光素子１４に入力される。
【００３８】
受光素子１４は、受光した反射戻り光（Ｓ偏光のみ）の強度を電気信号に変換して信号処理回路６０へ出力する。信号処理回路６０は、後述する方法によって受光素子１４により検出される反射戻り光の強度に基づいてフロート７０の位置を検出する。
【００３９】
光ファイバ２０とセンサ部３０とは、円筒状のステム５０内部に収納される。ステム５０は、非磁性材料からなり、液中に浸漬される。ステム５０の外周には、フロート７０がステム５０に沿って長手方向に移動可能に設けられる。
【００４０】
フロート７０は、液面に浮遊されており、ステム５０に沿って液面と同一の移動をする。フロート７０の内部には、略環状の磁石７２が埋設される。したがって、磁石７２は、ステム５０に沿って液面と同一の移動を行なう。
【００４１】
次に、図１の光式位置検出装置における測定原理について説明する。
最初に、液面が変位（上昇または下降）すると、この液面の変位に従ってフロート７０がステム５０の外周を移動する。以下においては、フロート７０が、図１に示す位置を初期位置とし、初期位置からセンサ部３０に近接した位置まで移動するものとする。
【００４２】
フロート７０が初期位置にあるときには、フロート７０内部の磁石７２がセンサ部３０の磁気光学素子３６から十分に離れているため、磁気光学素子３６における偏光面の回転角度θは略零となる。よって、センサ部３０に入射されたＰ偏光は、磁気光学素子３６を往復することによっても偏光面がほとんど回転しない。この結果、Ｐ偏光からなる反射戻り光が光ファイバ２０を伝送して偏光ビームスプリッタ１６に入射される。
【００４３】
偏光ビームスプリッタ１６に入射された反射戻り光（Ｐ偏光）は、偏光ビームスプリッタ１６を透過して発光素子１２に戻される。なお、発光素子１２に戻された反射戻り光はインコヒーレント光であるため、発光素子１２の出射光との間で干渉を起こさない。そのため、発光素子１２は反射戻り光によって何ら影響を受けることがない。
【００４４】
さらに、偏光ビームスプリッタ１６から受光素子１４に対しては反射戻り光が全く入射されないため、受光素子１４は、反射戻り光の強度が零であることを示す電気信号を生成して信号処理回路６０へ出力する。
【００４５】
次に、フロート７０がセンサ部３０の近傍に移動したことによりフロート７０内部の磁石７２がセンサ部３０の磁気光学素子３６に近接すると、磁気光学素子３６が磁石７２の磁気を検出して入射光の偏光面を回転角度θだけ回転させる。
【００４６】
このときの回転角度θは、印加される磁界の強さに対して略直線的に変化する。そこで、本実施の形態では、磁気光学素子３６が磁気を検出したときの回転角度θが４５°となるように、磁石７２の磁界の強さを予め設定しておくこととする。これにより、センサ部３０に入射されたＰ偏光は、磁気光学素子３６を往復することによって偏光面が略９０°回転する。すなわち、この発明による光式位置検出装置によれば、センサ部３０がフロート７０内部の磁石７２の磁気を検出することによって、センサ部３０からはＰ偏光からＳ偏光に変換された反射戻り光が出力されることになる。
【００４７】
そして、Ｓ偏光に変換された反射戻り光は、ロッドレンズ３４に戻されると、フェルール３２および光ファイバ２０の順に伝送して偏光ビームスプリッタ１６に入力される。偏光ビームスプリッタ１６は、入力されたＳ偏光を反射して受光素子１４に入力する。受光素子１４は、受光したＳ偏波光の光強度を電気信号に変換して信号処理回路６０へ出力する。
【００４８】
図２は、信号処理回路６０で測定される反射戻り光の光強度と磁界の強さとの関係を示す図である。
【００４９】
図２を参照して、磁界の強さが略零のとき、すなわち、移動開始直後のフロート７０がセンサ部３０から十分に離れている状態では、光強度は略零を示す。これは、センサ部３０からの反射戻り光がＰ偏光であって、受光素子１４に一切戻されていないことを示している。
【００５０】
そして、液面が変位するに従ってフロート７０がセンサ部３０に近づくに従って磁気光学素子３６に印加される磁界の強さが次第に大きくなる。このとき、この磁界の強さに比例して回転角度θが増加することにより、センサ部３０からの反射戻り光の強度は磁界の増加に伴なって増加する。そして、フロート７０の位置がセンサ部３０の設置高さに一致したとき、磁石７２から所定の磁界の強さＨ１を受けて回転角度θは４５°となる。これにより、センサ部３０からの反射戻り光がＳ偏光に変換され、その全てが受光素子１４に入力される。このとき、信号処理回路６０は、反射戻り光の強度が所定の基準値Ａ１以上となったことに応じて、フロート７０の位置（すなわち、液面）がセンサ部３０の設置高さに一致したと判定する。そして、信号処理回路６０は、その判定結果を示す信号を生成して装置外部へ出力する。
【００５１】
以上のように、この発明の実施の形態１による光式位置検出装置は、光入出力部１０とセンサ部３０とを単一の光ファイバ２０で結び、かつ、光入出力部１０に偏光ビームスプリッタ１６を設けることを特徴的な構成とする。これにより、発光素子１２からの出射光は、単一方向の直線偏光に変換されてセンサ部３０に入力されるとともに、センサ部３０から戻された単一方向の直線偏光は、全て受光素子１４に入力される。
【００５２】
このような構成とすることにより、ステム５０の外部に発光素子１２および受光素子１４を配し、ステム５０の内部は全て光信号で処理されるため、電気火花が発生する可能性がない。したがって、防爆装置の設置が不要となり、装置の小型化を図ることができる。
【００５３】
また、図４〜図６で示した従来の位置検出装置と比較して、磁界を検出するセンサ部３０の構成が簡略化されるため、センサ部３０で発生する光伝送損失を低減できるとともに、液温の変化による影響を軽減することができる。
【００５４】
すなわち、従来の位置検出装置のいずれにおいても、センサ部（磁気光学センサ、センサヘッドまたは検出部に相当）には偏光子を設置する必要がある。特に、図５のような透過型の位置検出装置については、磁気光学素子の両側にそれぞれ偏光子が設けられる。これにより、センサ部を構成する光学部品点数が増えてしまい、各々の位置関係を正確に保つために複雑な調整作業が求められていた。そのため、従来の位置検出装置では、センサ部における光伝送損失を低減するには限界が生じていた。さらに、従来の位置検出装置では、センサ部を構成する複数の光学部品が液温の変化に応じてその光学特性が変動するという問題があった。これらの理由により、従来の位置検出装置では検出精度を確保するのが困難とされていた。
【００５５】
これに対し、この発明による光式位置検出装置は、従来の偏光子に換えて、偏光ビームスプリッタ１６をステム５０外部の光入出力部１０に設けたことから、センサ部３０を少ない光学部品点数で構成することができる。これにより、センサ部３０で発生する伝送損失を抑えることができるとともに、液温の変化による影響を軽減することができる。この結果、高い検出精度を実現することができる。さらには、センサ部３０における光学部品の位置調整作業も容易となるため、生産性が向上し、装置の信頼性を高めることができる。
【００５６】
さらに、この発明による光式位置検出装置は、光入出力部１０とセンサ部３０とを単一の光ファイバ２０で結ぶことによってセンサ部３０からの反射戻り光が低損失で光入出力部１０に戻されるとともに、偏光ビームスプリッタ１６によって磁界検出時の反射戻り光の全てが受光素子１４に入力されるため、従来の位置検出装置と比較して光伝送利得が著しく向上するという効果を奏する。
【００５７】
すなわち、図６の磁界測定装置で示したように、従来の位置検出装置では、光源と検出部とが単一の光ファイバで結ばれる一方で、検出部からの反射戻り光を、ハーフミラーを介してその一部を受光素子に入力する構成を採るため、磁界の測定に必要十分な光伝送利得を得ることができないという問題が発生する。
【００５８】
これに対し、この発明による光式位置検出装置は、反射戻り光の全てが受光素子に入力されるため、光伝送利得を著しく改善することができる。この結果、信号処理回路６０における電気信号のＳ／Ｎ比を高め、検出精度を向上することができる。
【００５９】
さらに、光伝送利得が改善されたことによって、フロート７０および磁石７２が小型化されて磁石７２の磁力が低減した場合でも、わずかな磁気を正確に検出することができる。したがって、装置全体のより一層の小型化を促進することができる。
【００６０】
なお、この発明による光式位置検出装置において、使用される光ファイバ２０の口径について特に限定されないが、たとえば図３に示すように、コア径の異なる２種類の光ファイバ２０Ａ，２０Ｂを用いた場合、コア径が相対的に大きい光ファイバ２０Ａの方が、コア径が相対的に小さい光ファイバ２０Ｂに対して光伝送利得がより高いことから、装置の検出精度の確保により有効であるといえる。
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の実施の形態による光式位置検出装置の全体構成図である。
【図２】信号処理回路で測定される反射戻り光の光強度と磁界の強さとの関係を示す図である。
【図３】光式位置検出装置に用いられる光ファイバの構成例を示す断面図である。
【図４】特許文献１に開示される光磁気液面計の模式的な断面図である。
【図５】特許文献２に開示される反射型光磁界センサの構成を示す図である。
【図６】特許文献３に開示される磁界測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  光入出力部、１２，１１３  発光素子、１４，１１４  受光素子、１６  偏光ビームスプリッタ、２０，２０Ａ，２０Ｂ，１１１，１１２，２０１  光ファイバ、３０  センサ部、３２，１３８，１３９，２１０  フェルール、３４  ロッドレンズ、３６，１０５  磁気光学素子、３８  ミラー、５０，１０１  ステム、６０  信号処理回路、７０，１０２  フロート、７２，１０３  磁石、１０６，１３０，２０２  偏光子、１３２，２０４  反射膜、１０４  磁気光学センサ、１０７  検光子、１０８，１０９  ボールレンズ、１１０  ケース、１１５  制御回路、１３１  ファラデー回転子、１３３  光入力路、１３４  光出力路、１３５，２０８  レンズ、１３６，２０９  光源、１３７  光検出器、２０３  ＹＩＧ、２０５  ハーフミラー、２０６，２０７  受光器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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