JPS60216216A - 光学的変換手段 - Google Patents
光学的変換手段Info
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- JPS60216216A JPS60216216A JP60043553A JP4355385A JPS60216216A JP S60216216 A JPS60216216 A JP S60216216A JP 60043553 A JP60043553 A JP 60043553A JP 4355385 A JP4355385 A JP 4355385A JP S60216216 A JPS60216216 A JP S60216216A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、光学的変換手段(optical tran
sduc−er)およびこれを用いた測定に関するもの
である。
sduc−er)およびこれを用いた測定に関するもの
である。
(従来技術)
光学的測定装置は種々の目的、例えば容器内の圧力を測
定するために用いられている。このような装置は圧力変
化に応じてこれを光ビームに変える光学的変換手段を必
要とする。
定するために用いられている。このような装置は圧力変
化に応じてこれを光ビームに変える光学的変換手段を必
要とする。
米国特許第3273447号公報には、公知の〜圧力モ
ニター装置が記載されており、そしてこの装置において
は光がある離れた光源から第1の光ファイバを経て、変
換手段に導かれ、そして第2の光ファイバを経て上記の
離れた位置にある受光手段に戻される。この変換手段は
、反射面を有する柔軟な膜からなっている。第1の光フ
ァイバからの光は膜により第2の光ファイバへ反射され
、そしてこの膜は第2の光ファイバへ入射する第1の光
ファイバからの光の割合が膜面の変位の関数となるよう
に配置しである。第2の光ファイバを経て上記離れた位
置にて受けた光の強度は、モニターすべき圧力の大きさ
を与えるためにモニターされている。
ニター装置が記載されており、そしてこの装置において
は光がある離れた光源から第1の光ファイバを経て、変
換手段に導かれ、そして第2の光ファイバを経て上記の
離れた位置にある受光手段に戻される。この変換手段は
、反射面を有する柔軟な膜からなっている。第1の光フ
ァイバからの光は膜により第2の光ファイバへ反射され
、そしてこの膜は第2の光ファイバへ入射する第1の光
ファイバからの光の割合が膜面の変位の関数となるよう
に配置しである。第2の光ファイバを経て上記離れた位
置にて受けた光の強度は、モニターすべき圧力の大きさ
を与えるためにモニターされている。
上記のタイプの測定装置では、光学系が不安定であるた
め、正確な目盛り測定を続けることは非常に難しい。シ
ステムの避けられない不安定さに対する補正が行えるよ
うに、第2の光ファイバを経て戻って来た光の比較が行
える光学的レフ7ランス信号を、離れた位置にて与える
ために、何らかの手段が必要である。
め、正確な目盛り測定を続けることは非常に難しい。シ
ステムの避けられない不安定さに対する補正が行えるよ
うに、第2の光ファイバを経て戻って来た光の比較が行
える光学的レフ7ランス信号を、離れた位置にて与える
ために、何らかの手段が必要である。
英国特許第2010476号公報には、必要なレファラ
ンス信号を与えようとした種々の測定装置が記載しであ
る。基本的には、記載された装置は、光源すなわち離れ
た位置にある光源から変換手段に伝送された光ビームか
ら発生した2本の光ビームを離れた位置に戻している。
ンス信号を与えようとした種々の測定装置が記載しであ
る。基本的には、記載された装置は、光源すなわち離れ
た位置にある光源から変換手段に伝送された光ビームか
ら発生した2本の光ビームを離れた位置に戻している。
ある一つの装置では、変換手段は単一ビームを横切って
測定されるパラメータに応答して動くようにしたミラー
を備えており、一方の帰還ビームはミラーにより反射し
た光から作られ、他方の帰還ビームはミラーによってさ
えぎられなかった単一の光ビームの部分から作られてい
る。このようにして、両帰還ビームはミラーにより効果
的に、一方の強さが逆に他方の強さになるように変調さ
れる。もう一つの装置では二つの光ビームが与えられて
おり、そのうちの一方だけを変調するように置かれ、そ
してこの結果帰還ビームの、一方だけが変調される。
測定されるパラメータに応答して動くようにしたミラー
を備えており、一方の帰還ビームはミラーにより反射し
た光から作られ、他方の帰還ビームはミラーによってさ
えぎられなかった単一の光ビームの部分から作られてい
る。このようにして、両帰還ビームはミラーにより効果
的に、一方の強さが逆に他方の強さになるように変調さ
れる。もう一つの装置では二つの光ビームが与えられて
おり、そのうちの一方だけを変調するように置かれ、そ
してこの結果帰還ビームの、一方だけが変調される。
英国特許第2010476号のシステムは、変調用ミラ
ーが変調されたビームの方向を横切って動くとき、ビー
ム自体の直径が小さいため、非常に小さいミラーの移動
でも全面的な屈折を起こすという問題を有している。し
たがって、測定したパラメータの変化に応答してミラー
を動かす変換手段の機構は非常に正確でなければならな
い。しかしながら、たとえ要求精度が達せられても、ビ
ームを横切るミラーの非常に小さな振動が出力に激しい
変動を引き起こすことがある。
ーが変調されたビームの方向を横切って動くとき、ビー
ム自体の直径が小さいため、非常に小さいミラーの移動
でも全面的な屈折を起こすという問題を有している。し
たがって、測定したパラメータの変化に応答してミラー
を動かす変換手段の機構は非常に正確でなければならな
い。しかしながら、たとえ要求精度が達せられても、ビ
ームを横切るミラーの非常に小さな振動が出力に激しい
変動を引き起こすことがある。
米国特許第3327584号公報には、光ビームの軸に
平行に移動可能な物体の表面から光ビームを反射さlる
ことによって測定用信号を作り出すようにした光学的変
換手段が記載されている。
平行に移動可能な物体の表面から光ビームを反射さlる
ことによって測定用信号を作り出すようにした光学的変
換手段が記載されている。
この結果、物体の非常に小さい移動が変換手段の出力の
全面的な屈折を起こすことはない。また、米国特許第3
327584号において、予め定められた位置にある第
2の反射面から光ビームの一部を反射させ、そして反射
させた光ビームを空間的に分離された帰還ファイバを経
て伝えることによりレファランス信号を与えることが提
案されている。不幸にして、このレファランス信号を作
り出す装置は組立てるのが難しく、そして測定用および
レフ7ランス信号の双方とも、その強さが第2の反射面
の縁の位置に非常に敏感であるので、不安定さ引き起こ
す振動を生じ易い。第2の反射面の縁の、光ビーム軸を
押切るわずかな移動が物体および第2の反射面のそれぞ
れにより反射される光ビームの割合の釧的な変化をもた
らし、その結果測定用およびレファラン入用信号間の関
係があてにならなくなることがある。
全面的な屈折を起こすことはない。また、米国特許第3
327584号において、予め定められた位置にある第
2の反射面から光ビームの一部を反射させ、そして反射
させた光ビームを空間的に分離された帰還ファイバを経
て伝えることによりレファランス信号を与えることが提
案されている。不幸にして、このレファランス信号を作
り出す装置は組立てるのが難しく、そして測定用および
レフ7ランス信号の双方とも、その強さが第2の反射面
の縁の位置に非常に敏感であるので、不安定さ引き起こ
す振動を生じ易い。第2の反射面の縁の、光ビーム軸を
押切るわずかな移動が物体および第2の反射面のそれぞ
れにより反射される光ビームの割合の釧的な変化をもた
らし、その結果測定用およびレファラン入用信号間の関
係があてにならなくなることがある。
米国特許第3327584号公報では、またレフγラン
ス信号を作り出すための装置が記載されており、そして
この装置では、レファランス信号が測定用信号を得るた
めに使われる伝送路から完全に空間的に分離された伝送
路により変換手段に伝えられ、そしてこれから戻されて
来ている。これは光ビームの一部を反射する際に出くわ
す問題を避けているが、測定用とレファランス信号間の
関係をより疎遠にしており、したがって、システムの信
頼性は低下している。
ス信号を作り出すための装置が記載されており、そして
この装置では、レファランス信号が測定用信号を得るた
めに使われる伝送路から完全に空間的に分離された伝送
路により変換手段に伝えられ、そしてこれから戻されて
来ている。これは光ビームの一部を反射する際に出くわ
す問題を避けているが、測定用とレファランス信号間の
関係をより疎遠にしており、したがって、システムの信
頼性は低下している。
上記米国特許公報により示されるように長年の間、光学
的変換手段のシステムが知られて来た表いう事実にも拘
らず、そしてそれらの電気的な受動性(electri
cal passivity)が、例えば石油化学装置
のような危険な装置において遠くから感知するのに明ら
かな利点を有しているにも拘らず、略述した上記の問題
がこれまで、そのようなシステムを全般的に受入れるの
に妨げとなっていた。
的変換手段のシステムが知られて来た表いう事実にも拘
らず、そしてそれらの電気的な受動性(electri
cal passivity)が、例えば石油化学装置
のような危険な装置において遠くから感知するのに明ら
かな利点を有しているにも拘らず、略述した上記の問題
がこれまで、そのようなシステムを全般的に受入れるの
に妨げとなっていた。
(発明の目的)
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、目盛り調べのための光学的レファランス信号を放
出し、さらに上記問題を除き、あるいは緩和する光学的
変換手段を提供することにある。
的は、目盛り調べのための光学的レファランス信号を放
出し、さらに上記問題を除き、あるいは緩和する光学的
変換手段を提供することにある。
(発明の構成)
本発明によれば、光学的変換手段は、予め決められた光
軸方向に光ビームを向けるように配置した入力レンズと
、上記光軸上に中心を位置させ、かつ光軸に平行に移動
可能な変調用ミラーであって、強度に関して入力レンズ
と変調用ミラーとの間の距離に関係する測定用信号を入
力レンズへ反のレンズに対して相対的に定位置で、かつ
上記の光軸上に中心を置き、強度がレンズと変調用ミラ
ーとの間の距離に依存しないレファランス信号を出すよ
うに配置したもう一つの光学エレメントとからなってい
る。
軸方向に光ビームを向けるように配置した入力レンズと
、上記光軸上に中心を位置させ、かつ光軸に平行に移動
可能な変調用ミラーであって、強度に関して入力レンズ
と変調用ミラーとの間の距離に関係する測定用信号を入
力レンズへ反のレンズに対して相対的に定位置で、かつ
上記の光軸上に中心を置き、強度がレンズと変調用ミラ
ーとの間の距離に依存しないレファランス信号を出すよ
うに配置したもう一つの光学エレメントとからなってい
る。
(発明の効果)
変調用ミラーおよびもう一つの光学エレメントの両方が
光軸上に中心を置いているので、これらの構成要素の光
軸を横切る移動が測定用およびレファランス信号に与え
る影響は無視できる。さら ゛に、変調用ミラーが光軸
に平行に移動可能であるので、その方向における変調用
ミラーおよびしう一つの光学エレメントの振動は、測定
用信号の全面的な屈折に必要な移動に対して比較的小さ
く制限することができる。このようにして、本システム
は正規の振動から生じる誤差の殆どを免れるようになっ
ている。
光軸上に中心を置いているので、これらの構成要素の光
軸を横切る移動が測定用およびレファランス信号に与え
る影響は無視できる。さら ゛に、変調用ミラーが光軸
に平行に移動可能であるので、その方向における変調用
ミラーおよびしう一つの光学エレメントの振動は、測定
用信号の全面的な屈折に必要な移動に対して比較的小さ
く制限することができる。このようにして、本システム
は正規の振動から生じる誤差の殆どを免れるようになっ
ている。
変調用ミラーは部分的に銀メッキした(part −5
ilvered)あるいはグイクロイックミラーの形式
771士 ? ミ 丹一本通;品11席1ナーキL十申
±1ノ・ノブにより受光され、あるいは入力レンズへ反
射して戻される。別のダイクロイックミラーを入力レン
ズと変調用ミラーとの間に位置させてもよい。
ilvered)あるいはグイクロイックミラーの形式
771士 ? ミ 丹一本通;品11席1ナーキL十申
±1ノ・ノブにより受光され、あるいは入力レンズへ反
射して戻される。別のダイクロイックミラーを入力レン
ズと変調用ミラーとの間に位置させてもよい。
好ましくは、測定用およびレファランス信号は発信器に
よって作動する位相高感度検知(phasesensi
tive detection)および比率解析(ra
tio an−alysis)回路に結合されたp−1
−nフォトダイオードレシーバによって受信されるのが
よく、この回路は、また変換手段に送るためのビームを
供給する発光ダイオードトランスミッタ(LED tr
a−nsmitter)を作動させている。
よって作動する位相高感度検知(phasesensi
tive detection)および比率解析(ra
tio an−alysis)回路に結合されたp−1
−nフォトダイオードレシーバによって受信されるのが
よく、この回路は、また変換手段に送るためのビームを
供給する発光ダイオードトランスミッタ(LED tr
a−nsmitter)を作動させている。
(実施例)
第1図において、線lによって周囲が示された光ビーム
は、入力レンズ3から破線2によって示された軸に沿う
ように向けられている。出力レンズ4は入力レンズ3と
同軸となるように、入力レンズ3に対して相対的に一定
の位置に固定されている。変調用ミラー5はレンズ3と
4との間に位置しており、矢印6によって示されるよう
に軸2に平行に移動可能となっている。へ レンズ2は図示しない光ファイバに接続されており、そ
してこの光ファイバは光学的入力信号をレンズに送り、
かつ測定用信号をレンズから戻す役割を果している。他
の光ファイバがレンズ4に接続されており、レンズ4か
らレファランス信号を送る役割を果している。
は、入力レンズ3から破線2によって示された軸に沿う
ように向けられている。出力レンズ4は入力レンズ3と
同軸となるように、入力レンズ3に対して相対的に一定
の位置に固定されている。変調用ミラー5はレンズ3と
4との間に位置しており、矢印6によって示されるよう
に軸2に平行に移動可能となっている。へ レンズ2は図示しない光ファイバに接続されており、そ
してこの光ファイバは光学的入力信号をレンズに送り、
かつ測定用信号をレンズから戻す役割を果している。他
の光ファイバがレンズ4に接続されており、レンズ4か
らレファランス信号を送る役割を果している。
レンズ2から出た光ビームの一部は線7によって示され
るように変調用ミラーによって反射する一方、光ビーム
の一部は線8によって示されるようにレンズ4に向かっ
てミラー5を通過して送られる。レンズ3と4は互いに
相対的に一定位置に固定されており、そしてミラー5を
通過する光の強さは、実質的にはミラー5の位置に依存
しないので、レンズ4に当る光の量はレンズ3から出た
光に対して予め決められた割合を表わしている。
るように変調用ミラーによって反射する一方、光ビーム
の一部は線8によって示されるようにレンズ4に向かっ
てミラー5を通過して送られる。レンズ3と4は互いに
相対的に一定位置に固定されており、そしてミラー5を
通過する光の強さは、実質的にはミラー5の位置に依存
しないので、レンズ4に当る光の量はレンズ3から出た
光に対して予め決められた割合を表わしている。
したがって、レンズ4からこれに接続された光ファイバ
(図示せず)を伝わって送られ、レファランス信号を形
成する光はレンズ3から出た光の強さを正確に表わして
いる。
(図示せず)を伝わって送られ、レファランス信号を形
成する光はレンズ3から出た光の強さを正確に表わして
いる。
他方、レンズ3とミラー5との間の距離が太きくなれば
なるほど、レンズ3に当る反射光の割合は小さくなる。
なるほど、レンズ3に当る反射光の割合は小さくなる。
したがって、レンズ3に向かって反射された光から生じ
る測定用信号はレンズ3とミラー5との間の距離を正確
に表示するものである。それゆえ、ミラー5を例えばブ
ルドン管に接続ずろことによって、測定用信号はその管
によってモニターされる圧力の表示となる。明らかに、
ミラー5は、例えばダイヤフラム、ベロー装RCabe
llows arrangement)あるいはバイメ
タル片(abi−metallic 5trip)のよ
うな何らかの感応部材(sensing member
)に機械的に接続してもよい。
る測定用信号はレンズ3とミラー5との間の距離を正確
に表示するものである。それゆえ、ミラー5を例えばブ
ルドン管に接続ずろことによって、測定用信号はその管
によってモニターされる圧力の表示となる。明らかに、
ミラー5は、例えばダイヤフラム、ベロー装RCabe
llows arrangement)あるいはバイメ
タル片(abi−metallic 5trip)のよ
うな何らかの感応部材(sensing member
)に機械的に接続してもよい。
典型的なミラー5は数ミリメータの作動範囲を有するこ
とになるであろう。したがって、業務用設備において、
一般的に予想される大きさの振動はミラー5の予想され
る動きより十分小さいオーダの大きさとなり、それゆえ
に当該装置は相対的に振動による不正確さから逃れてい
る。
とになるであろう。したがって、業務用設備において、
一般的に予想される大きさの振動はミラー5の予想され
る動きより十分小さいオーダの大きさとなり、それゆえ
に当該装置は相対的に振動による不正確さから逃れてい
る。
第2図には、2つのグレーデッド形ロッドレンズ(tw
o graded 1ndex rod 1enses
)3と4の間に4h置した部分的に銀メ・ツキしたミラ
ー5の簀七オ1.−よる第1図に示すタイプの変換手段
を備えた光学測定システムを示している。このミラー5
はいかなる入射光ビームでも、その20%を送信するよ
う配置されるのがよい。
o graded 1ndex rod 1enses
)3と4の間に4h置した部分的に銀メ・ツキしたミラ
ー5の簀七オ1.−よる第1図に示すタイプの変換手段
を備えた光学測定システムを示している。このミラー5
はいかなる入射光ビームでも、その20%を送信するよ
う配置されるのがよい。
入力光ビームは、離れた場所に位置する発光ダイオード
トランスミッタ11から光ファイバ9および3dBカプ
ラーlOを経てレンズ3に放たれている。入力光ビーム
の一部は、ミラー5からレンズ3に反射して、測定用信
号としてファイバ9およびカプラーIOを経てp−1−
nフォトダイオートレシーバ12に送られている。入力
光ビームの一部は、ミラー5を通過してレンズ4に送ら
れ、光ファイバ14を経て離れた場所にあるp −i
−nフォトダイオード13にレファランス信号として送
り戻されている。レシーバ12と13の出力は位相高感
度検出および比率解析回路15によってモニターされて
いる。発光ダイオード11と回路15は共通の発信器1
6によって作動している。
トランスミッタ11から光ファイバ9および3dBカプ
ラーlOを経てレンズ3に放たれている。入力光ビーム
の一部は、ミラー5からレンズ3に反射して、測定用信
号としてファイバ9およびカプラーIOを経てp−1−
nフォトダイオートレシーバ12に送られている。入力
光ビームの一部は、ミラー5を通過してレンズ4に送ら
れ、光ファイバ14を経て離れた場所にあるp −i
−nフォトダイオード13にレファランス信号として送
り戻されている。レシーバ12と13の出力は位相高感
度検出および比率解析回路15によってモニターされて
いる。発光ダイオード11と回路15は共通の発信器1
6によって作動している。
レジ−/(12と13の出力は測定用およびレフ7ラン
ス信号の強度の比の計算を可能とし、発光ダイオード+
1の出力の振動および発光ダイオードから変換手段まで
の光学的回路の減衰の際の振動から独立したミラー5の
位置の測定値を与える。
ス信号の強度の比の計算を可能とし、発光ダイオード+
1の出力の振動および発光ダイオードから変換手段まで
の光学的回路の減衰の際の振動から独立したミラー5の
位置の測定値を与える。
光ファイバ9と14は、一般的にはマルチモードファイ
バてあり、そして発光ダイオードトランスミッタ11に
よって放射された光は、もちろんインコヒーレントとな
るであろう。しかしながら、もし経済的に考えて好まし
いならば単一モードファイバおよびコヒーレントな光源
が使われることは認められるであろう。
バてあり、そして発光ダイオードトランスミッタ11に
よって放射された光は、もちろんインコヒーレントとな
るであろう。しかしながら、もし経済的に考えて好まし
いならば単一モードファイバおよびコヒーレントな光源
が使われることは認められるであろう。
レンズ3と4は別のタイプのものであってもよい。種々
のレンズシステムは、ミラー5の数ミリメータの変位を
許容するのに必要なビームの拡大と照準(col l
imat 1on)を提供するのに有効である。
のレンズシステムは、ミラー5の数ミリメータの変位を
許容するのに必要なビームの拡大と照準(col l
imat 1on)を提供するのに有効である。
例えば、球状および棒状レンズは、エキスパンデッドビ
ームコネクタ(expanded beam conn
ector)、スイッチ、絶縁器、波長によるマルチプ
レクサおよび指向性カプラーのようなファイバに関する
光学分野において幅広い用途が発見されている。しかし
ながら、ビームの照準のために、四分の一ピッチのグレ
ーデッド形ロッド(以下、GRIN−rodという。)
レンズの焦点がその端面と一致し、光ファイバと容易か
つ優れた接続を可能とすることから、このレンズが有利
であることがわかっている。
ームコネクタ(expanded beam conn
ector)、スイッチ、絶縁器、波長によるマルチプ
レクサおよび指向性カプラーのようなファイバに関する
光学分野において幅広い用途が発見されている。しかし
ながら、ビームの照準のために、四分の一ピッチのグレ
ーデッド形ロッド(以下、GRIN−rodという。)
レンズの焦点がその端面と一致し、光ファイバと容易か
つ優れた接続を可能とすることから、このレンズが有利
であることがわかっている。
GRTN−rodレンズの端部(たて方向)の距離。
側面(横方向)のずれそして角度方向の傾きによるカプ
ラー損失は理論的に得られている。商業的に有効なGR
IN−rodレンズの理論的な端部の離隔による損失は
、2つの重要な特徴を示しており、それは変位センサー
機構に使用するごとに対して魅力的な面を有している。
ラー損失は理論的に得られている。商業的に有効なGR
IN−rodレンズの理論的な端部の離隔による損失は
、2つの重要な特徴を示しており、それは変位センサー
機構に使用するごとに対して魅力的な面を有している。
それは、変位の重要な範囲が利用でき、システムが変位
全体にわたって線形であるということである。端部の離
隔による損失は、殆ど結合用ファイバの長さには依存し
ない。これは、供給と帰還ファイバ双方におけるモード
の出力分布に依存するファイバとファイバの直接結合と
著しく異っている。
全体にわたって線形であるということである。端部の離
隔による損失は、殆ど結合用ファイバの長さには依存し
ない。これは、供給と帰還ファイバ双方におけるモード
の出力分布に依存するファイバとファイバの直接結合と
著しく異っている。
第2図の装置では、発光ダイオードトランスミッタ11
はlKH2の方形波に変調され、放射光の出力は、開口
(aperture) 0 、24の数値を有する電気
通信規格50/125のマルチモードグレーデッド形フ
ァイバに投入されるのがよい。レンズ3と4はセルフォ
ック(SELFOC)SLS−1,0−0,25pの商
品名で市場に出されたタイプのG RI N −rod
レンズがよい。
はlKH2の方形波に変調され、放射光の出力は、開口
(aperture) 0 、24の数値を有する電気
通信規格50/125のマルチモードグレーデッド形フ
ァイバに投入されるのがよい。レンズ3と4はセルフォ
ック(SELFOC)SLS−1,0−0,25pの商
品名で市場に出されたタイプのG RI N −rod
レンズがよい。
ついで、第3図、第4図に示された構造物は、第1図に
したがって変換手段の構成要素を支持する一実施例であ
る。この構造物は、任意の望む位置に装着されることを
可能とする取付は穴18を形成したアルミニウムブロッ
ク17を備えている。
したがって変換手段の構成要素を支持する一実施例であ
る。この構造物は、任意の望む位置に装着されることを
可能とする取付は穴18を形成したアルミニウムブロッ
ク17を備えている。
このブロック17に、管状のハウジング20を位置的に
定める2つの支持ブロック19が固定されており、この
ハウジング20内にはレンズ3と4が支持されている。
定める2つの支持ブロック19が固定されており、この
ハウジング20内にはレンズ3と4が支持されている。
光ファイバ(図示せず)は管状のハウジング20内へ伸
びてレンズ3と4に結合されている。
びてレンズ3と4に結合されている。
ミラー5は、管状のハウジング20の外側の表面を支え
るPTFEブツシュ22を有する筒状のキャリッジ21
内に支持されている。したがって、キャリッジ21は、
レンズ3と4に対して相対的にミラー5の位置を調節で
きるように管状のハウジング20に対して相対的にスラ
イド可能となっている。ブラケット23は、例えばブル
ドン管のようなアクチュエータに接続するために設けら
れている。
るPTFEブツシュ22を有する筒状のキャリッジ21
内に支持されている。したがって、キャリッジ21は、
レンズ3と4に対して相対的にミラー5の位置を調節で
きるように管状のハウジング20に対して相対的にスラ
イド可能となっている。ブラケット23は、例えばブル
ドン管のようなアクチュエータに接続するために設けら
れている。
第5図では、第3図、第4図の構造とは別の構造を示し
である。入力レンズ3はファイバ9に接続され、かつ管
状のハウジング24内に支持されている。ミラー5は、
管状のハウジング24と同軸上の筒状のハウジング25
内にスライド可能に受け入れられている。出力レンズ4
は入力レンズ3と同軸上に、図示しない手段により独立
に支持されている。
である。入力レンズ3はファイバ9に接続され、かつ管
状のハウジング24内に支持されている。ミラー5は、
管状のハウジング24と同軸上の筒状のハウジング25
内にスライド可能に受け入れられている。出力レンズ4
は入力レンズ3と同軸上に、図示しない手段により独立
に支持されている。
第6図は、第3図、第4図に示された構造と別のもう−
っの例を示す。第6図の装置では、ミラー5はキャリツ
ノ2I上に支持されているが、第3図の装置と対照的に
キャリッジ21は筒状のハウジング26内にスライド可
能に受け入れられ、レンズ3と4は端部用キャップ29
上に支持された管状のハウジング27.28内に支持さ
れてぃる。ブラケット23は筒状のハウジング26内へ
小孔を通って至っている。
っの例を示す。第6図の装置では、ミラー5はキャリツ
ノ2I上に支持されているが、第3図の装置と対照的に
キャリッジ21は筒状のハウジング26内にスライド可
能に受け入れられ、レンズ3と4は端部用キャップ29
上に支持された管状のハウジング27.28内に支持さ
れてぃる。ブラケット23は筒状のハウジング26内へ
小孔を通って至っている。
第7図に戻ると第1図に示すものの代りに変換手段のた
めの別の基本的な装置が示されている。
めの別の基本的な装置が示されている。
入力レンズ3はその端面上にダイクロイックミラー30
を支持し、かつミラー5は完全に反射させるものである
。レンズ3は図示しない光ファイバにより異なった波長
WlとW2の入力信号を受けている。ダイクロイックミ
ラー30は波長Wlの信号に対しては完全に反射させる
が、波長W2の信号に対しては透明である。したがって
、入力レンズ3を経て信号を供給する光ファイバに戻っ
た信号は、ミラー30から単に直接反射された波長Wl
の第1成分と、レンズ3に対するミラー5の相対的な位
置の関数としての強度が変調される波長W2の第2成分
とからなっている。この装置は、入力光信号と反射され
たレファランスおよび測定用信号の双方を送るのに1本
のファイバがあればよい点で有利である。入力レンズ上
に別個のダイクロイックミラー30を支持するものとし
て、その他入力レンズでの出力端の表面が、そのまま用
いられ、同様の効果を達成することができる。
を支持し、かつミラー5は完全に反射させるものである
。レンズ3は図示しない光ファイバにより異なった波長
WlとW2の入力信号を受けている。ダイクロイックミ
ラー30は波長Wlの信号に対しては完全に反射させる
が、波長W2の信号に対しては透明である。したがって
、入力レンズ3を経て信号を供給する光ファイバに戻っ
た信号は、ミラー30から単に直接反射された波長Wl
の第1成分と、レンズ3に対するミラー5の相対的な位
置の関数としての強度が変調される波長W2の第2成分
とからなっている。この装置は、入力光信号と反射され
たレファランスおよび測定用信号の双方を送るのに1本
のファイバがあればよい点で有利である。入力レンズ上
に別個のダイクロイックミラー30を支持するものとし
て、その他入力レンズでの出力端の表面が、そのまま用
いられ、同様の効果を達成することができる。
第8図では、入力および出力レンズ3.4それぞれが変
調用ミラー5との関係において第1図の実施例と同様に
配置されている。しかしながら、第1図の手帳メッキミ
ラー5の代わりに、第8図の変調用ミラー5はダイクロ
イックミラーである。
調用ミラー5との関係において第1図の実施例と同様に
配置されている。しかしながら、第1図の手帳メッキミ
ラー5の代わりに、第8図の変調用ミラー5はダイクロ
イックミラーである。
波長WlおよびW2の入力信号は入力レンズ3を経て送
られて来る。波長Wlの信号はミラー5により反射され
て測定用信号となる。波長W2の信号はミラー5を通過
して、出力レンズ4により捕えられ、レファランス信号
となる。
られて来る。波長Wlの信号はミラー5により反射され
て測定用信号となる。波長W2の信号はミラー5を通過
して、出力レンズ4により捕えられ、レファランス信号
となる。
第9図では、第1図の装置とは別のもう一つの装置が示
されている。変調用ミラー5はダイクロイックミラーの
形式であり、そしてここでも入力レンズ3により送られ
て来た入力信号は波長W1とW2のものである。波長W
lの信号は入力レンズ3に反射により戻され、測定用信
号となる。波長W2の信号はダイクロイックミラー5を
通過して、そして入力レンズ3に対して相対的に定位置
に固定された他の金銀メッキミラー31によって反射さ
せられろ。ミラ〜31によって反射された光はダイクロ
イックミラー5を通ってレンズ3に戻り、そしてレファ
ランス信号の基となる。
されている。変調用ミラー5はダイクロイックミラーの
形式であり、そしてここでも入力レンズ3により送られ
て来た入力信号は波長W1とW2のものである。波長W
lの信号は入力レンズ3に反射により戻され、測定用信
号となる。波長W2の信号はダイクロイックミラー5を
通過して、そして入力レンズ3に対して相対的に定位置
に固定された他の金銀メッキミラー31によって反射さ
せられろ。ミラ〜31によって反射された光はダイクロ
イックミラー5を通ってレンズ3に戻り、そしてレファ
ランス信号の基となる。
第1図は本発明に係る第1光学的変換手段の概略図、第
2図は第1図の光学的変換手段を組み入れた光学的測定
システムを示す図、第3図は第1図に示すタイプの光学
的変換手段の断面図、第4図は第3図の4−4線方向か
ら見た図、第5図は第1図に示すタイプのもう−っの光
学的変換手段の断面図、第6図は第1図に示すタイプの
さらにもう一つの光学的変換手段の断面図、第7図〜第
9図はそれぞれ本発明に係る第2.第3.第4光学的変
換手段の概略図である。 2 ・破線、3.4・・レンズ、5・・・ミラー、9・
・・光ファイバ、10・・カプラー、11・・発光ダイ
オードトランミッタ、12.13・・・p−1−nフォ
トダイオードレシーバ、14・・・光ファイ/(,15
・・・位相高感度検−出および゛比率解析回路、+6・
・・発振器。 20.24〜27・・・ハウジング、30・・・ダイク
ロイックミラー、31 ・全銀メツキミラ〜。 特許出願人 モニセル・リミテッド 化 理 人 弁理士 前出 葆 はか1名手続補正書(
自発) 昭和60年 4月11日 1、事件の表示 昭和60年特許願第 43553 号 2発明の名称 光学的変換手段・ 3補正をする者 4代理人
2図は第1図の光学的変換手段を組み入れた光学的測定
システムを示す図、第3図は第1図に示すタイプの光学
的変換手段の断面図、第4図は第3図の4−4線方向か
ら見た図、第5図は第1図に示すタイプのもう−っの光
学的変換手段の断面図、第6図は第1図に示すタイプの
さらにもう一つの光学的変換手段の断面図、第7図〜第
9図はそれぞれ本発明に係る第2.第3.第4光学的変
換手段の概略図である。 2 ・破線、3.4・・レンズ、5・・・ミラー、9・
・・光ファイバ、10・・カプラー、11・・発光ダイ
オードトランミッタ、12.13・・・p−1−nフォ
トダイオードレシーバ、14・・・光ファイ/(,15
・・・位相高感度検−出および゛比率解析回路、+6・
・・発振器。 20.24〜27・・・ハウジング、30・・・ダイク
ロイックミラー、31 ・全銀メツキミラ〜。 特許出願人 モニセル・リミテッド 化 理 人 弁理士 前出 葆 はか1名手続補正書(
自発) 昭和60年 4月11日 1、事件の表示 昭和60年特許願第 43553 号 2発明の名称 光学的変換手段・ 3補正をする者 4代理人
Claims (11)
- (1)予め決められた光軸方向に光ビームを向けるよう
に配置した入力レンズと、上記光軸上に中心を位置させ
、かつ光軸に平行に移動可能な変調用ミラーであって、
強度に関して人力レンズと変調用ミラーとの間の距離に
関係する測定用信号を入力レンズへ反射させて戻すよう
に配置した変調用ミラーと、このレンズに対して相対的
に定位置で、かつ上記光軸上に中心を置き、強度がレン
ズと変調用ミラーとの間の距離に依存しないレファラン
ス信号を出すように配置したもう一つの光学エレメント
とからなることを特徴とする光学的変換手段。 - (2)上記変調用ミラーが、光ビームの一部を入力レン
ズへ反射し、かつ光ビームの一部を上記もう一つの光学
エレメントへ送るように配置されての光学的変換手段。 - (3)上記変調用ミラーが部分的に銀メッキされている
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の光学的変
換手段。 - (4)上記変調用ミラーがグイクロイックミラーで、か
つ光ビームが変調用ミラーによって反射される波長成分
と変調用ミラーが実質的に透明となる波長成分とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の光学的
変換手段。 - (5)上記もう一つの光学エレメントが出力レンズであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項から第一項の
いずれかに記載の光学的変換手段。 - (6)上記もう一つの光学エレメントが、受けた光ビー
ムの一部を入力レンズへ反射させて戻すように配置した
ミラーであることを特徴とする特許請求の範囲第2項か
ら第4項のいずれかに記載の光学的変換手段。 - (7)上記もう一つの光学エレメントが、入力レンズと
変調用ミラーとの間に位置するグイクロイッ−によって
反射される波長成分と、グイクロイックミラーが実質的
に透明となる波長成分とからなることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の光学的変換手段。 - (8)上記入力および出力レンズが同軸上の管状のハウ
ジング内に支持され、かつ変調用ミラーが管状のハウジ
ングにスライド可能に装着された管状キャリッジ内に支
持されていることを特徴とする特許請求の範囲第5項に
記載の光学的変換手段。 - (9)上記入力レンズが管状のハウジング内に支持され
、かつ変調用ミラーが管状のハウジングと同軸上にある
筒状のハウジング内にスライド可能に装着されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項から第7項のいず
れかに記載の光学的変換手段。 - (10)上記入力および出力レンズが同軸上の管状のハ
ウジング内に支持され、かつ変調用ミラーが同軸上で、
かつ管状のハウジングを支持する筒状のハウジング内に
スライド可能に装着されている管状のキャリッジ内に支
持されていることを特徴とする特許請求の範囲第5項に
記載の光学的変換手段。 - (11)上記測定用およびレファランス信号を受けるよ
うに接続したp−i −nフォトダイオードレシーバと
、このレシーバに結合した位相高感度検出および比率解
析回路と、上記光ビームを供給する発光ダイオードトラ
ンスミッタと、上記解析回路および発光ダイオードトラ
ンスミッタを作動させる発振器とを有することを特徴と
する上記第1項から第1O項のいずれかに記載の光学的
変換手段。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB848405638A GB8405638D0 (en) | 1984-03-03 | 1984-03-03 | Optical transducer and measuring device |
GB8405638 | 1984-03-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60216216A true JPS60216216A (ja) | 1985-10-29 |
JPH04531B2 JPH04531B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=10557561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60043553A Granted JPS60216216A (ja) | 1984-03-03 | 1985-03-04 | 光学的変換手段 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4670649A (ja) |
EP (1) | EP0167220B1 (ja) |
JP (1) | JPS60216216A (ja) |
DE (1) | DE3574050D1 (ja) |
GB (1) | GB8405638D0 (ja) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8415128D0 (en) * | 1984-06-14 | 1984-07-18 | Chaimowicz J C A | Optical displacement sensors |
GB8415127D0 (en) * | 1984-06-14 | 1984-07-18 | Davies D E N | Optical displacement sensors |
GB2197069B (en) * | 1986-11-03 | 1990-10-24 | Stc Plc | Sensor device |
US5359445A (en) * | 1987-10-30 | 1994-10-25 | Alliedsignal Inc. | Fiber optic sensor |
US4798951A (en) * | 1987-12-14 | 1989-01-17 | Consolidated Controls Corporation | Fiber optic displacement transducer with dichroic target |
IT1216609B (it) * | 1988-04-21 | 1990-03-08 | Pirelli Cavi Spa | Sensore ottico di posizione. |
US5138155A (en) * | 1989-02-13 | 1992-08-11 | Span Instruments, Inc. | Pressure gauge with fiber optic sensor |
US5134386A (en) * | 1991-01-31 | 1992-07-28 | Arbus Inc. | Intruder detection system and method |
US5345076A (en) * | 1991-11-06 | 1994-09-06 | The Boeing Company | Optically trimmed sensor for reducing influence of differential node losses |
US5510895A (en) * | 1993-03-05 | 1996-04-23 | Sahagen; Armen N. | Probe for monitoring a fluid medium |
JPH08510830A (ja) * | 1993-03-05 | 1996-11-12 | アーメン エヌ サハゲン | 流体媒体の監視用プローブ |
US5526112A (en) * | 1993-03-05 | 1996-06-11 | Sahagen; Armen N. | Probe for monitoring a fluid medium |
GB9304738D0 (en) * | 1993-03-09 | 1993-04-28 | Lucas Ind Plc | Optical displacement sensor |
NO305004B1 (no) * | 1997-06-30 | 1999-03-15 | Optoplan As | Trykksensor |
CA2324572A1 (en) * | 2000-10-26 | 2002-04-26 | Gerry M. Kane | Digital vibration transducer |
DE10125885B4 (de) * | 2001-05-28 | 2004-09-16 | Siemens Ag | Sensorvorrichtung zur schnellen optischen Abstandsmessung nach dem konfokalen optischen Abbildungsprinzip |
US8402834B1 (en) * | 2010-02-12 | 2013-03-26 | Intelligent Fiber Optic Systems, Inc. | Fiber optic pressure sensor based on differential signaling |
US9976919B2 (en) | 2015-03-27 | 2018-05-22 | Kettering University | Fiber-optic sensor assembly |
US10871384B2 (en) | 2019-02-26 | 2020-12-22 | Thomas P. Moyer | Apparatus and methods utilizing emissive patterns to determine positional information |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3273447A (en) * | 1963-08-26 | 1966-09-20 | Franklin Institute | Detection and measurement device having a small flexible fiber transmission line |
US3327584A (en) * | 1963-09-09 | 1967-06-27 | Mechanical Tech Inc | Fiber optic proximity probe |
US3842353A (en) * | 1973-02-23 | 1974-10-15 | Nat Res Dev | Photoelectric transducer |
CH639196A5 (de) * | 1977-11-23 | 1983-10-31 | Asea Ab | Messgeraet zum messen von physikalischen groessen mittels optischer mittel. |
US4487206A (en) * | 1982-10-13 | 1984-12-11 | Honeywell Inc. | Fiber optic pressure sensor with temperature compensation and reference |
FR2535452B1 (fr) * | 1982-10-29 | 1986-02-07 | Thomson Csf | Dispositif de mesure d'une grandeur physique a fibres optiques |
-
1984
- 1984-03-03 GB GB848405638A patent/GB8405638D0/en active Pending
-
1985
- 1985-02-26 EP EP85301276A patent/EP0167220B1/en not_active Expired
- 1985-02-26 DE DE8585301276T patent/DE3574050D1/de not_active Expired
- 1985-03-01 US US06/707,062 patent/US4670649A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-03-04 JP JP60043553A patent/JPS60216216A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04531B2 (ja) | 1992-01-07 |
DE3574050D1 (en) | 1989-12-07 |
EP0167220A1 (en) | 1986-01-08 |
GB8405638D0 (en) | 1984-04-04 |
US4670649A (en) | 1987-06-02 |
EP0167220B1 (en) | 1989-11-02 |
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