JPH07225107A - Optical waveguide type displacement sensor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide an optical waveguide type displacement sensor which does not require any reflection preventing film, does not produce much noise, and can be reduced in size and cost. CONSTITUTION:An optical waveguide substrate A is constituted by forming optical waveguides 2 and 3 on an electrooptic crystal substrate 1 and a directional coupler 4 at the adjoining part of the waveguides 2 and 3. The end faces 1c and 1d of the substrate 1 and end faces 6a and 6b of a SELFOC lens 6 are respectively cut diagonally to their length directions. Since the end faces 1d, 6a, and 6b are oblique to the advancing direction of light, the quantity of reflected light which return to the coupler 4 as noise is reduced. The coupler 4 spectrally splits laser light L1 and output interference light L3 by causing measuring light returning from an object to be measured and reference light returning from a reflection mirror 5 to interfere with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学的干渉により被測
定物の変位測定を行うための光導波路型変位センサに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide type displacement sensor for measuring displacement of an object to be measured by optical interference.

【０００２】[0002]

【従来の技術】レーザ、エレクトロニクス、マイクロコ
ンピュータ、センサ素子等の発達により、レーザ光を用
いた光学的干渉により物体表面の微小部分の変位を測定
する方法が普及している。この方法は、非接触で行うこ
とができ、且つ高精度が得られるため、例えば結晶ウエ
ハ、光学部品、Ｘ線用ミラー等の表面粗さの測定に利用
されている。2. Description of the Related Art With the development of lasers, electronics, microcomputers, sensor elements, etc., a method of measuring the displacement of a minute portion of the surface of an object by optical interference using laser light has become widespread. Since this method can be performed in a non-contact manner and high accuracy is obtained, it is used for measuring the surface roughness of, for example, a crystal wafer, an optical component, an X-ray mirror, or the like.

【０００３】このような方法に用いられる変位センサの
一つに、マイケルソン干渉系の原理を利用した光導波路
型変位センサがある。これは、ニオブ酸リチウム（LiNb
O₃）やタンタル酸リチウム（LiTaO₃）等の電気光学結晶
基板の表面に光導波路や方向性結合器を形成した光導波
路基板を用いるものであって、その光導波路基板から出
射されて被測定物に反射されて戻ってきた測定光と、反
射鏡で反射されて戻ってきた参照光とを前記方向性結合
器で干渉させ、その干渉光の出力強度を測定するように
したものである。尚、このような技術については本件出
願人が特願平５−１２２７１６号で提案している。One of the displacement sensors used in such a method is an optical waveguide type displacement sensor utilizing the principle of the Michelson interference system. This is lithium niobate (LiNb
O ₃ ), lithium tantalate (LiTaO ₃ ), etc., which uses an optical waveguide substrate in which an optical waveguide or directional coupler is formed on the surface of an electro-optic crystal substrate, which is emitted from the optical waveguide substrate and measured. The measurement light reflected by the object and returned and the reference light reflected by the reflecting mirror and returned are caused to interfere with each other by the directional coupler, and the output intensity of the interference light is measured. The applicant of the present invention has proposed such a technique in Japanese Patent Application No. 5-122716.

【０００４】ところで、このようにして光導波路基板か
ら出射される光は、そのままでは回折により広がってし
まうため、被測定物から反射してくる測定光を効率よく
得ることが困難である。そのため、被測定物への出射光
を平行光としたり、被測定物に焦点を結ばせる等の工夫
が必要となるが、その一例として図３に示すように、円
柱形をしているセルフォックレンズ（商品名。一種の屈
折率分布形レンズ）を用いたものが知られている。しか
し、単にセルフォックレンズを用いただけでは、光導波
路基板と空気との境界面、及び空気とセルフォックレン
ズとの境界面で、それらの屈折率の差によって発生する
反射光が、被測定物からの反射光に対するノイズとな
り、測定精度を低くしてしまうという問題点がある。そ
のため、この従来例においては、上記の境界面に反射防
止膜を形成しており、それによって境界面での反射光を
−３０dB程度にまで抑制することを可能としている。By the way, the light emitted from the optical waveguide substrate in this way spreads due to diffraction as it is, so that it is difficult to efficiently obtain the measuring light reflected from the object to be measured. Therefore, it is necessary to make the emitted light to the object to be measured into parallel light, to focus on the object to be measured, and the like. As an example, as shown in FIG. It is known to use a lens (trade name; a kind of gradient index lens). However, simply using the SELFOC lens causes reflected light generated by the difference in the refractive index at the interface between the optical waveguide substrate and air and the interface between the air and the SELFOC lens from the DUT. There is a problem in that it becomes noise for the reflected light and the measurement accuracy is lowered. Therefore, in this conventional example, an antireflection film is formed on the boundary surface, which makes it possible to suppress the reflected light at the boundary surface to about -30 dB.

【０００５】しかし、被測定物との距離やその表面状態
によっては、被測定物からの反射光の強度が、境界面で
の反射光の強度より低くなってしまうことがあり、上記
のような工夫をしただけでは未だ不十分である。そこ
で、この従来例においては、更に光導波路基板の長手方
向の両端面を研磨等によって斜めにカットした形状と
し、また光導波路基板から出射されセルフォックレンズ
に入射する光に対し、セルフォックレンズの端面を約１
０度傾けて配置するようにしている。このようにしたこ
とによって上記の境界面での反射光を−６０dBまで低減
することが可能となった。従って、この従来例は、種々
の被測定物の表面粗さを測定することができ、且つ測定
精度を向上させることができた。However, the intensity of the reflected light from the measured object may be lower than the intensity of the reflected light at the boundary surface depending on the distance to the measured object and the surface condition thereof. It is still insufficient to devise a device. Therefore, in this conventional example, the longitudinal end faces of the optical waveguide substrate are further cut obliquely by polishing or the like, and the light emitted from the optical waveguide substrate and incident on the SELFOC lens is About 1
It is arranged to be tilted by 0 degree. By doing so, it becomes possible to reduce the reflected light at the boundary surface to −60 dB. Therefore, in this conventional example, the surface roughness of various objects to be measured can be measured and the measurement accuracy can be improved.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
例において、セルフォックレンズの両端面に反射防止膜
を形成するためには、一般に真空蒸着法を用いるが、反
射防止膜の形成には正確な膜厚の制御が要求され、また
特定の屈折率を得るために材料の選定が難しく、必然的
に製造コストが高くなるという問題点がある。又、上記
の従来例の場合には、セルフォックレンズ内における光
路が光軸の中心線と一致していないため、セルフォック
レンズの長さが短い場合には、レンズの周面から漏光す
ることになる。光が被測定物と対向する端面から出射さ
れるようにできるかどうかは、セルフォックレンズの光
軸中心線に対する光路の傾き、セルフォックレンズの長
さ、屈折率、ピッチ（光線の蛇行周期）、直径等によっ
て決定されるが、セルフォックレンズに限らず屈折率分
布形レンズは、汎用品に比べ、直径を大きくしたり屈折
率を高めたりした特注品の場合、極端に高価となるた
め、変位センサの小型化、低価格化の観点からは汎用
品、特に小型の汎用品が使えるかどうかが大きな問題点
となる。However, in the above-mentioned conventional example, the vacuum deposition method is generally used to form the antireflection film on both end faces of the SELFOC lens, but the formation of the antireflection film is not accurate. There is a problem that it is difficult to control the film thickness, and it is difficult to select a material to obtain a specific refractive index, which inevitably increases the manufacturing cost. Further, in the case of the above-mentioned conventional example, since the optical path in the SELFOC lens does not coincide with the center line of the optical axis, when the SELFOC lens has a short length, light leaks from the peripheral surface of the lens. become. Whether the light can be emitted from the end face facing the object to be measured is determined by the inclination of the optical path with respect to the center line of the SELFOC lens, the SELFOC lens length, the refractive index, and the pitch (the meandering period of the light beam). , Is determined by the diameter, etc., but gradient index lenses, not limited to SELFOC lenses, are extremely expensive for custom-made products with a larger diameter or higher refractive index than general-purpose products. From the viewpoint of downsizing and cost reduction of the displacement sensor, it is a big problem whether general-purpose products, especially small general-purpose products can be used.

【０００７】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、光導波路
基板と屈折率分布形レンズとを備えている変位センサに
おいて、屈折率分布形レンズについての選択範囲が広
く、且つ反射防止膜を特に必要としない、小型化，低価
格化に適した光導波路型変位センサを提供することであ
る。The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a displacement sensor having an optical waveguide substrate and a gradient index lens with a refractive index distribution. An object of the present invention is to provide an optical waveguide type displacement sensor suitable for downsizing and cost reduction, which has a wide selection range of shaped lenses and does not require an antireflection film.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の光導波路型変位センサは、長手方向の両
端面のうち一方の端面を該長手方向に対して斜面とし該
斜面に測定光用入出力端を形成した光導波路基板と、該
測定光用入出力端との間で光の伝達が行えるように配置
された屈折率分布形レンズとを備えており、該屈折率分
布形レンズは、その両端面が光軸中心線に対し斜めに形
成されている。In order to achieve the above object, an optical waveguide type displacement sensor of the present invention is such that one end face of both end faces in the longitudinal direction is an inclined face with respect to the longitudinal direction. An optical waveguide substrate having an input / output end for measurement light and a gradient index lens arranged so that light can be transmitted between the input / output end for measurement light are provided. Both ends of the shaped lens are formed obliquely with respect to the center line of the optical axis.

【０００９】又、上記において、該屈折率分布形レンズ
は、その光軸中心線が光路と略一致するように配置され
ている。Further, in the above description, the gradient index lens is arranged so that its optical axis center line substantially coincides with the optical path.

【００１０】更に、上記において、該屈折率分布形レン
ズは、被測定物への測定光の出射方向が該光導波路基板
の長手方向と略一致するようにして配置されている。Further, in the above, the gradient index lens is arranged so that the emitting direction of the measuring light to the object to be measured is substantially coincident with the longitudinal direction of the optical waveguide substrate.

【００１１】[0011]

【作用】光源から出射された光は、光導波路基板内の方
向性結合器で二つの光導波路に分光され、光導波路基板
の長手方向に対して斜めに形成されている端面に導かれ
る。一方の光は、この端面に設けられている反射鏡に反
射され参照光として再び方向性結合器へ戻ってくる。他
方の光は、上記の端面で屈折し、測定光として屈折率分
布形レンズの一種であるセルフォックレンズの端面に出
射される。セルフォックレンズは両端面が光軸中心線に
対して斜めに形成されており、且つ光軸中心線が光導波
路基板から出射された光に対して所定の角度となるよう
にして配置されているため、セルフォックレンズに入射
した光は該レンズの外周面から漏光することなく、略光
軸中心線を通って正確に他の端面に導かれ、被測定物に
対して出射される。被測定物から反射された光は、前記
とは逆の経路を辿り、光導波路基板に入射する。光導波
路基板に戻ってきた測定光は、方向性結合器において前
記の参照光と干渉し、その干渉光は受光素子に向けて光
導波路基板から出射される。The light emitted from the light source is split into two optical waveguides by the directional coupler in the optical waveguide substrate and guided to the end face formed obliquely to the longitudinal direction of the optical waveguide substrate. One of the lights is reflected by a reflecting mirror provided on this end face and returns to the directional coupler again as a reference light. The other light is refracted at the above-mentioned end surface and is emitted as the measurement light to the end surface of the SELFOC lens, which is a kind of gradient index lens. Both ends of the SELFOC lens are formed obliquely with respect to the optical axis center line, and the SELFOC lens is arranged so that the optical axis center line is at a predetermined angle with respect to the light emitted from the optical waveguide substrate. Therefore, the light incident on the SELFOC lens is accurately guided to the other end surface through the optical axis center line without being leaked from the outer peripheral surface of the lens, and is emitted to the object to be measured. The light reflected from the object to be measured follows a path opposite to the above, and enters the optical waveguide substrate. The measurement light returning to the optical waveguide substrate interferes with the reference light in the directional coupler, and the interference light is emitted from the optical waveguide substrate toward the light receiving element.

【００１２】このように、光導波路基板とセルフォック
レンズとの間の光の伝達面、及びセルフォックレンズの
被測定物に対する出射面が何れも光路に対して斜めにな
るように形成されているため、夫々の端面で反射されて
戻ってくる反射光を低減することができる。又、被測定
物へ測定光を出射するセルフォックレンズの端面を光軸
中心線に対して所定の角度に設定することにより、被測
定物への出射光を光導波路基板の長手方向と略一致する
ようにして出射させたり、所望の角度で出射させたりす
ることができる。In this way, both the light transmission surface between the optical waveguide substrate and the SELFOC lens and the emission surface of the SELFOC lens for the object to be measured are formed so as to be oblique to the optical path. Therefore, it is possible to reduce the reflected light that is reflected by the respective end faces and returns. Also, by setting the end face of the SELFOC lens, which emits the measurement light to the DUT, at a predetermined angle with respect to the optical axis center line, the emitted light to the DUT substantially coincides with the longitudinal direction of the optical waveguide substrate. The light can be emitted as described above or can be emitted at a desired angle.

【００１３】[0013]

【実施例】第１実施例 本発明の第１実施例を図１に示した説明図を用いて説明
する。本実施例に用いられる光導波路基板Ａは、本件出
願人が出願した特願平５−２８４６４３号で提案したも
のと実質的に同じであり、ニオブ酸リチウム（LiNbO₃）
やタンタル酸リチウム（LiTaO₃）等の電気光学結晶基板
１に光導波路２，３が形成されている。基板１は長手方
向に平行な二つの端面１ａ，１ｂと、端面１ｂに対して
８０度の角度となるように研磨加工された二つの端面１
ｃ，１ｄとを有している。光導波路２，３は、夫々一方
の端部を斜面１ｃに、他方の端部を斜面１ｄに臨ませて
いるが、基板１の中央部においては隣接され、方向性結
合器４を形成している。そして、斜面１ｄには金属や酸
化物、好ましくはチタン（Ti）を２０nm蒸着し、その上
にアルミニウム３００nmを蒸着して反射鏡５が形成され
ており、光導波路３はこの反射鏡５の反射面、即ち斜面
１ｄに対して略垂直になるように形成されている。 First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to the explanatory view shown in FIG. The optical waveguide substrate A used in this example is substantially the same as that proposed in Japanese Patent Application No. 5-284843 filed by the applicant of the present application, and lithium niobate (LiNbO ₃ )
Optical waveguides 2 and 3 are formed on an electro-optical crystal substrate 1 made of lithium tantalate (LiTaO ₃ ) or the like. The substrate 1 has two end faces 1a and 1b parallel to the longitudinal direction, and two end faces 1 polished to form an angle of 80 degrees with the end face 1b.
c and 1d. The optical waveguides 2 and 3 have one end facing the slope 1c and the other end facing the slope 1d, respectively, but they are adjacent to each other in the central portion of the substrate 1 to form the directional coupler 4. There is. A metal or oxide, preferably titanium (Ti), is vapor-deposited on the slope 1d to a thickness of 20 nm and aluminum is vapor-deposited thereon to a thickness of 300 nm to form a reflecting mirror 5, and the optical waveguide 3 is reflected by the reflecting mirror 5. It is formed so as to be substantially perpendicular to the surface, that is, the inclined surface 1d.

【００１４】セルフォックレンズ６は円柱形をしてお
り、通常は図３に示すように両端面が長手方向、即ち光
軸方向に対して垂直な面をしているが、本実施例におい
ては、二つの端面６ａ，６ｂは何れも光軸の中心線に対
し所定の角度を持つように斜めに研磨されている。光導
波路基板Ａに対するセルフォックレンズ６の配置は、端
面６ａが端面１ｄから出射された測定光に対して垂直よ
り１０度傾くようにしセルフォックレンズ６に入射され
た光が略光軸中心線を通るようになされている。そし
て、端面６ｂの角度は、被測定物への測定光の出射方向
が光導波路基板Ａの長手方向と略一致するように設定さ
れている。The SELFOC lens 6 has a cylindrical shape, and normally both end surfaces have a longitudinal direction, that is, a surface perpendicular to the optical axis direction, as shown in FIG. 3, but in this embodiment, The two end faces 6a and 6b are both polished obliquely so as to have a predetermined angle with respect to the center line of the optical axis. The arrangement of the SELFOC lens 6 with respect to the optical waveguide substrate A is such that the end surface 6a is tilted 10 degrees from the vertical with respect to the measurement light emitted from the end surface 1d, and the light incident on the SELFOC lens 6 has a substantially optical axis center line. It is designed to pass. The angle of the end face 6b is set so that the emitting direction of the measurement light to the object to be measured is substantially coincident with the longitudinal direction of the optical waveguide substrate A.

【００１５】次に作用を説明する。光軸から出射された
レーザ光Ｌ₁ は、図示していないが光ファイバを介して
端面１ｃから光導波路基板Ａに入射し、方向性結合器４
で分光される。そして、光導波路２を経由した光は測定
光として端面１ｄからセルフォックレンズ６に向けて出
射される。この時、光導波路２に対して端面１ｄが斜め
に形成されているので、端面１ｄと空気との境界面で発
生し、光導波路２へ戻ってくる反射光が低減される。一
方、測定光はセルフォックレンズ６へ入射する時、その
入射方向に対し端面６ａが斜めになっているので、空気
と端面６ａの境界面で発生し、光導波路２のポートへ戻
ってくる反射光は低減される。Next, the operation will be described. The laser beam L ₁ emitted from the optical axis is incident on the optical waveguide substrate A from the end face 1c via an optical fiber (not shown), and the directional coupler 4
Is separated by. Then, the light that has passed through the optical waveguide 2 is emitted as measurement light from the end face 1d toward the SELFOC lens 6. At this time, since the end surface 1d is formed obliquely with respect to the optical waveguide 2, the reflected light that is generated at the boundary surface between the end surface 1d and the air and returns to the optical waveguide 2 is reduced. On the other hand, when the measurement light is incident on the SELFOC lens 6, the end surface 6a is inclined with respect to the incident direction, so that the measurement light is generated at the boundary surface between the air and the end surface 6a and is returned to the port of the optical waveguide 2. Light is reduced.

【００１６】その後、測定光はセルフォックレンズ６の
外周面へ向かうことなく、略光軸中心線を通り、端面６
ｂから被測定物へ向けて出射される。この時、端面６ｂ
と空気との境界面で発生する反射光は、端面６ｂが光軸
中心線に対して斜めに形成されているので、光軸中心線
を辿ることは殆どない。端面６ｂから被測定物へ出射さ
れた測定光Ｌ₂ は略光導波路基板Ａの長手方向と一致す
る方向へ出射される。従ってこの場合には、被測定物へ
の出射方向を、センサヘッド（変位センサを組み込んだ
構成体）の外観から容易に判別することができるので、
光源として安価な赤外（不可視）半導体レーザを使用す
る場合に有効となる。測定光２は、変位センサと相対的
に変位している被測定物の表面で反射され、セルフォッ
クレンズ６の端面６ｂへ戻ってくる。その後は、上記と
同一経路を逆に進行し、方向性結合器４へ戻ってくる。After that, the measurement light does not go to the outer peripheral surface of the SELFOC lens 6, passes through the optical axis center line, and passes through the end surface 6.
It is emitted from b toward the object to be measured. At this time, the end face 6b
Since the end face 6b is formed obliquely with respect to the optical axis center line, the reflected light generated at the boundary surface between the air and the air hardly follows the optical axis center line. The measurement light L ₂ emitted from the end face 6b to the object to be measured is emitted in a direction substantially coinciding with the longitudinal direction of the optical waveguide substrate A. Therefore, in this case, the emission direction to the object to be measured can be easily determined from the appearance of the sensor head (the structure incorporating the displacement sensor).
This is effective when an inexpensive infrared (invisible) semiconductor laser is used as a light source. The measurement light 2 is reflected by the surface of the object to be measured which is relatively displaced with respect to the displacement sensor, and returns to the end face 6b of the SELFOC lens 6. After that, the same route as the above is reversed, and returns to the directional coupler 4.

【００１７】他方、光導波路基板Ａに入射した後、方向
性結合器４で分光され、光導波路３に導かれた光は、端
面１ｄに形成された反射鏡５に垂直に当たるため、その
殆どが参照光として方向性結合器４へ戻ってくる。従っ
て、光導波路２から戻ってきた測定光と、光導波路３か
ら戻ってきた参照光は、方向性結合器４で干渉し、その
干渉光Ｌ₃ は、図示していないが出力側の光ファイバを
介して光検出器へ導かれ、測定装置によって処理され
る。On the other hand, after the light is incident on the optical waveguide substrate A, it is split by the directional coupler 4 and guided to the optical waveguide 3. Since the light impinges vertically on the reflecting mirror 5 formed on the end face 1d, most of it is emitted. It returns to the directional coupler 4 as reference light. Therefore, the measurement light returning from the optical waveguide 2 and the reference light returning from the optical waveguide 3 interfere with each other in the directional coupler 4, and the interference light L ₃ is not shown but is an optical fiber on the output side. Through a photodetector and processed by the measuring device.

【００１８】第２実施例 本発明の第２実施例を図２に示した説明図を用いて説明
する。尚、本実施例における構成及び作用は第１実施例
の場合と殆ど同じであるため、同一部品には同一符号を
付け、その詳細な説明を省略する。本実施例において
は、測定光Ｌ₂ をセルフォックレンズ６から被測定物へ
出射する端面６ｂ′の形状が、第１実施例の場合と異な
っている。即ち、セルフォックレンズ６の光軸中心線に
対する端面６ｂ′の傾き方向が第１実施例における端面
６ｂの場合と逆方向に形成されている。そのため、測定
光Ｌ₂ の出射方向は、光導波路基板Ａの長手方向と一致
せず、一定の角度をなすようになされている。 Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to the explanatory view shown in FIG. Since the structure and operation of this embodiment are almost the same as those of the first embodiment, the same parts are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, the shape of the measurement light L ₂ from the SELFOC lens 6 end face 6b for emitting to the object to be measured 'are different from those of the first embodiment. That is, the inclination direction of the end face 6b 'with respect to the optical axis center line of the SELFOC lens 6 is formed in the opposite direction to the case of the end face 6b in the first embodiment. Therefore, the emission direction of the measurement light L ₂ does not coincide with the longitudinal direction of the optical waveguide substrate A, and forms a constant angle.

【００１９】このような構成にしたことにより、第１実
施例の場合とは異なり、次のような利点がある。即ち、
第１実施例を用いたセンサヘッドでは、設置スペースに
制約があり、測定面に光を当てるためにセンサヘッドの
姿勢を傾けたりすることができない場合でも、本実施例
を用いる場合には、測定光の出射角度を所定の角度に設
定することにより、計測可能とすることができる。従っ
て、斜めに穿孔された穴の底面を計測するような場合な
どには、センサヘッド全体の角度調節をすることなく計
測することが可能となる。With such a structure, unlike the case of the first embodiment, there are the following advantages. That is,
With the sensor head using the first embodiment, even if the sensor head cannot be tilted because the installation space is limited and the measurement surface is exposed to light, when the present embodiment is used, the measurement is performed. By setting the light emission angle to a predetermined angle, measurement can be performed. Therefore, in the case of measuring the bottom surface of the obliquely drilled hole, the measurement can be performed without adjusting the angle of the entire sensor head.

【００２０】尚、上記の二つの実施例においては、何れ
も光導波路基板Ａの端面１ｃを斜めに形成しているが、
これを長手方向に直角に形成しても構わない。その場合
には、ノイズとなる戻り光をカットするために、光源と
光導波路基板Ａとの間に光アイソレータを設けることが
好ましい。In each of the above two embodiments, the end face 1c of the optical waveguide substrate A is formed obliquely.
This may be formed at right angles to the longitudinal direction. In that case, it is preferable to provide an optical isolator between the light source and the optical waveguide substrate A in order to cut off the returning light that becomes noise.

【００２１】[0021]

【発明の効果】上記のように、本発明の光導波路型変位
センサによれば、屈折率分布形レンズの両端面を光軸中
心線に対して斜めに形成したため、ノイズの原因となる
反射光を−６０dB程度に低減でき、高精度な測定が可能
となる。又、測定光が屈折率分布形レンズの略光軸中心
線を進行するようにしたため、該レンズの周面から漏光
する心配がなく、市販の安価なレンズを使用することが
可能となる。更に、屈折率分布形レンズの光軸中心線に
対して、被測定物に対する出射端面の傾斜を適宜選択す
ることにより、設置に融通性のある種々のセンサヘッド
を得ることが可能となる。As described above, according to the optical waveguide type displacement sensor of the present invention, since the both end surfaces of the gradient index lens are formed obliquely with respect to the optical axis center line, the reflected light which causes noise is generated. Can be reduced to about -60 dB, and highly accurate measurement can be performed. Further, since the measuring light is made to travel substantially along the optical axis center line of the gradient index lens, there is no fear of leaking light from the peripheral surface of the lens, and it is possible to use a commercially available inexpensive lens. Further, by appropriately selecting the inclination of the emitting end surface with respect to the object to be measured with respect to the optical axis center line of the gradient index lens, it becomes possible to obtain various sensor heads that are flexible in installation.

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

【図１】本発明の第１実施例を概念的に示した説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory view conceptually showing a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第２実施例を概念的に示した説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory view conceptually showing a second embodiment of the present invention.

【図３】従来例を概念的に示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory view conceptually showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ａ 光導波路基板 １ 電気光学結晶基板 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，６ａ，６ｂ，６ｂ′ 端面 ２，３ 光導波路 ４ 方向性結合器 ５ 反射鏡 ６ セルフォックレンズ Ｌ₁ レーザ光 Ｌ₂ 測定光 Ｌ₃ 干渉光A optical waveguide substrate 1 electro-optical crystal substrate 1a, 1b, 1c, 1d, 6a, 6b, 6b 'end face 2, 3 optical waveguide 4 directional coupler 5 reflecting mirror 6 selfoc lens L ₁ laser light L ₂ measuring light L ₃ interference light

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 長手方向の両端面のうち一方の端面を該
長手方向に対して斜面とし該斜面に測定光用入出力端を
形成した光導波路基板と、該測定光用入出力端との間で
光の伝達が行えるように配置された屈折率分布形レンズ
とを備えており、該屈折率分布形レンズは、その両端面
が光軸中心線に対し夫々斜めに形成されていることを特
徴とする光導波路型変位センサ。1. An optical waveguide substrate having one end face of both longitudinal end faces inclined with respect to the longitudinal direction and having a measuring light input / output end formed on the inclined face, and the measuring light input / output end. And a gradient index lens arranged so that light can be transmitted between them. The gradient index lens has both end surfaces formed obliquely to the optical axis center line. A characteristic optical waveguide displacement sensor. 【請求項２】 該屈折率分布形レンズは、その光軸中心
線が光路と略一致するようにして配置されていることを
特徴とする請求項１に記載の光導波路型変位センサ。2. The optical waveguide displacement sensor according to claim 1, wherein the gradient index lens is arranged such that its optical axis center line substantially coincides with the optical path. 【請求項３】 該屈折率分布形レンズは、被測定物への
測定光の出射方向が該光導波路基板の長手方向と略一致
するようにして配置されていることを特徴とする請求項
１又は２に記載の光導波路型変位センサ。3. The gradient index lens is arranged such that the direction of measurement light emitted to the object to be measured is substantially aligned with the longitudinal direction of the optical waveguide substrate. Alternatively, the optical waveguide type displacement sensor according to item 2. 【請求項４】 該光導波路基板には、その表面に少なく
とも光導波路と方向性結合器が形成され、その長手方向
の一端面には光源光用入力端と干渉光用出力端が形成さ
れ、他端面には該測定光用入出力端と参照光用反射鏡が
形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れ
かに記載の光導波路型変位センサ。4. The optical waveguide substrate has at least an optical waveguide and a directional coupler formed on the surface thereof, and a light source light input end and an interference light output end formed on one end face in the longitudinal direction thereof. 4. The optical waveguide displacement sensor according to claim 1, wherein the measuring light input / output end and a reference light reflecting mirror are formed on the other end surface. 【請求項５】 該光導波路基板は、その長手方向の両端
面が何れも長手方向に対して斜面となるように形成され
ていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
の光導波路型変位センサ。5. The optical waveguide substrate according to claim 1, wherein both end faces in the longitudinal direction of the optical waveguide substrate are inclined with respect to the longitudinal direction. Optical waveguide displacement sensor.