JP2003166891A - 物理量測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、距離的に離れた位置で発生する物理
量の差分値を周囲環境などに影響されずに、かつ、非測
定対象の物理量の影響を受けることなく正確に測定でき
るようにする技術の提供を目的とする。 【解決手段】測定対象の物理量と非測定対象の物理量と
に応じて入力光に光路差を発生させるセンサと、その非
測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生させる
センサとの組み合わせで構成されるセンサ対に光源の光
を入力し、その入力に応答して出力される光路差の発生
された光を、別に用意される同一の光路差発生機能を持
つセンサ対に入力して、その入力に応答して出力される
光路差の発生された光を２つに分波して干渉縞を生成す
る。そして、この干渉縞から、測定対象の物理量の差分
値に応じた移動量を非測定対象の物理量の差分値に応じ
た移動量を差し引く形で検出することで、測定対象の物
理量の差分値を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力などのような
物理量の差分値を測定する物理量測定方法及びその装置
に関し、特に、距離的に離れた位置で発生する物理量の
差分値を周囲環境などに影響されずに正確に測定できる
ようにするとともに、非測定対象の物理量に影響されず
に正確に測定できるようにする物理量測定方法及びその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】石油プラントなどのようなプラントを制
御する場合、距離的に離れた位置に存在するプロセス流
体の圧力の差分値を測定することが要求されることがあ
る。

【０００３】従来では、このような場合、図３６（ａ）
に示すように、２か所の測定位置のそれぞれに圧力計を
用意する構成を採って、その２台の圧力計の測定値（電
気信号）を演算回路へ伝送して差分処理することで、２
か所の測定位置で発生する圧力の差分値を測定するよう
にしている。

【０００４】その他に、図３６（ｂ）に示すように、圧
力の差分値を測定する差圧計を用意する構成を採って、
導圧管を使って、２か所の測定位置のそれぞれから差圧
計へプロセス流体を導き入れることで、２か所の測定位
置で発生する圧力の差分値を測定するようにしている。

【０００５】このような導圧管を用いる方法では、導圧
管が詰まって測定できなくなったり、導圧管が破損する
とプロセス流体が外部に流れ出てしまうという問題点が
ある。

【０００６】そこで、図３６（ｃ）に示すように、シリ
コンオイルなどの封入液を封入するリモートシールを使
って、２か所の測定位置のそれぞれから差圧計へプロセ
ス流体の圧力を伝搬させることで、２か所の測定位置で
発生する圧力の差分値を測定するようにすることもあ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２か所
の測定位置のそれぞれに圧力計を用意する構成を採っ
て、その２台の圧力計の測定値を演算回路で差分処理す
るという方法を用いていると、高価な圧力計を２台用意
しなければならず、コストが高くなるという問題点があ
る。

【０００８】一方、導圧管を使って、２か所の測定位置
のそれぞれから差圧計へプロセス流体を導き入れるとい
う方法を用いていると、導圧管が詰まって測定できなく
なるという問題点や、導圧管が破損するとプロセス流体
が外部に流れ出るという問題点がある。

【０００９】一方、リモートシールを使って、２か所の
測定位置のそれぞれから差圧計へプロセス流体の圧力を
伝搬させるという方法を用いていると、導圧管の詰まり
やプロセス流体が外部に流れ出てしまうという危険性は
ないものの、２本のリモートシールが異なる環境下に配
置されるために、温度などの影響を受けることで測定精
度が低下するという問題点がある。しかも、この方法で
は、リモートシールが破損するときに封入液が外部に漏
れるという問題点がある。

【００１０】このような問題点の解決を図る物理量測定
技術の構築が叫ばれているが、この物理量測定技術の構
築にあたっては、非測定対象の物理量に影響されずに正
確に測定できるようにしていく必要がある。

【００１１】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、距離的に離れた位置で発生する物理量の差分
値を周囲環境などに影響されずに正確に測定できるよう
にするとともに、非測定対象の物理量に影響されずに正
確に測定できるようにする新たな物理量測定技術の提供
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、反射構造に従って、測定対象の物理
量と非測定対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発
生させるセンサと、反射構造に従って、その非測定対象
の物理量に応じて入力光に光路差を発生させるセンサと
の組み合わせで構成される複数のセンサ対と、最前段
のセンサ対に対応付けて設けられて、そのセンサ対に光
源の発光する光を伝送する光ファイバ手段と、最前段
のセンサ対以外の各センサ対に対応付けて設けられ、前
段のセンサ対に対応付けて設けられる光ファイバ手段を
逆伝送する光路差の発生された光を入力として、その光
を対となるセンサ対に伝送する光ファイバ手段と、最
後段のセンサ対に対応付けて設けられる光ファイバ手段
を逆伝送する光路差の発生された光を入力として、その
光を２つに分波する光学手段と、光学手段から出射さ
れる２つに分波された光により生成される干渉縞を検知
する検知手段と、検知手段により検知される干渉縞の
縞位置から、非測定対象の物理量の影響を受けずに測定
対象の物理量の差分値を算出する算出手段とを備えるよ
うに構成する。

【００１３】この構成を採るときに、各光ファイバ手段
の光の伝送先となるセンサ対として、測定対象の物理量
と非測定対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生
させるセンサと、その非測定対象の物理量に応じて入力
光に光路差を発生するセンサとが並列接続されるものを
用いたり、そのようなセンサが直列接続されるものを用
いることがある。

【００１４】また、この目的を達成するために、本発明
では、透過構造に従って、測定対象の物理量と非測定
対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生させるセ
ンサと、透過構造に従って、その非測定対象の物理量に
応じて入力光に光路差を発生させるセンサとの組み合わ
せで構成されるセンサ対と、最前段のセンサ対に対応
付けて設けられて、そのセンサ対に光源の発光する光を
伝送する光ファイバ手段と、最前段のセンサ対以外の
各センサ対に対応付けて設けられ、前段のセンサ対に直
列的に接続されて、そのセンサ対により光路差の発生さ
れた光を入力として、その光を対となるセンサ対に伝送
する光ファイバ手段と、最後段のセンサ対により光路
差の発生された光を入力として、その光を２つに分波す
る光学手段と、光学手段から出射される２つに分波さ
れた光により生成される干渉縞を検知する検知手段と、
検知手段により検知される干渉縞の縞位置から、非測
定対象の物理量の影響を受けずに測定対象の物理量の差
分値を算出する算出手段とを備えるように構成する。

【００１５】この構成を採るときに、各光ファイバ手段
の光の伝送先となるセンサ対として、測定対象の物理量
と非測定対象の物理量とに応じて入力光に与える光路長
を変化させるセンサと、その非測定対象の物理量に応じ
て入力光に与える光路長を変化させるセンサと、それら
のセンサをバイパスする光ファイバ手段とが並列接続さ
れるものを用いることがある。

【００１６】このように構成される本発明では、測定対
象の物理量と非測定対象の物理量とに応じて入力光に光
路差を発生させるセンサと、その非測定対象の物理量に
応じて入力光に光路差を発生させるセンサとの組み合わ
せで構成される少なくとも２つのセンサ対が用意されて
いて、最前段のセンサ対の１つのセンサが光路差ｎ₁×
Ｌ₁(ｎ₁ は屈折率、Ｌ₁ は長さ）の発生機能を有し、次
段のセンサ対のそれに対応付けられる１つのセンサが光
路差ｎ₂ ×Ｌ₂(ｎ₂ は屈折率、Ｌ₂ は長さ）の発生機能
を有する場合の例で説明するならば、最前段のセンサ対
に対応付けて設けられる光ファイバを介して、その最前
段のセンサに光源の発光する光が入力されると、その最
前段のセンサの光路差ｎ₁ ×Ｌ₁ の発生機能により、反
射構造のセンサで説明するならば、光路長が変化をしな
い光と、光路長がｎ₁ ×Ｌ₁ 変化する光とが発生する。

【００１７】この２つの光は、次段のセンサ対に対応付
けて設けられる光ファイバを介して、その次段のセンサ
に入力され、その次段のセンサの光路差ｎ₂ ×Ｌ₂ の発
生機能により、反射構造のセンサで説明するならば、こ
の入力光を起点にして、光路長が変化しない光と、光路
長がｎ₂ ×Ｌ₂ 変化する光とが発生する。

【００１８】これから、最前段のセンサでｎ₁ ×Ｌ₁ の
光路長の変化を受けて次段のセンサに入力され、そこで
はｎ₂ ×Ｌ₂ の光路長の変化を受けないで伝送する光
と、最前段のセンサでｎ₁ ×Ｌ₁ の光路長の変化を受け
ないで次段のセンサに入力され、そこではｎ₂ ×Ｌ₂ の
光路長の変化を受けて伝送する光とが存在することで、
（ｎ₁ ×Ｌ₁ −ｎ₂ ×Ｌ₂ ）という因子を持つ位相差が
発生し、これにより、光路差（ｎ₁ ×Ｌ₁ −ｎ₂ ×
Ｌ₂ ）に応じた干渉縞がセンサの上に生成される。

【００１９】この光路差（ｎ₁ ×Ｌ₁ −ｎ₂ ×Ｌ₂ ）に
応じた干渉縞の縞位置は、測定対象の物理量と非測定対
象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生させるセン
サである場合には、測定対象の物理量の差分値と非測定
対象の物理量の差分値とに応じたものとなり、一方、非
測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生させる
センサである場合には、非測定対象の物理量の差分値に
応じたものとなる。

【００２０】これから、測定対象の物理量が圧力で、非
測定対象の物理量が温度である場合で説明するならば、
前者の干渉縞の位置Ｄ_12a と、後者の干渉縞の位置Ｄ
_12b とは、 Ｄ_12a ＝Ｄ_12a （Ｐ，Ｔ） Ｄ_12b ＝Ｄ_12b （Ｔ） 但し、Ｐ＝Ｐ₁ −Ｐ₂ Ｐ₁ ：最前段のセンサ位置で発生する圧力 Ｐ₂ ：次段のセンサ位置で発生する圧力 Ｔ＝Ｔ₁ −Ｔ₂ Ｔ₁ ：最前段のセンサ位置における温度 Ｔ₂ ：次段のセンサ位置における温度 で表される。

【００２１】したがって、センサ対の内の一方のセンサ
により生成される干渉縞位置Ｄ_12aは、差圧と温度差と
が変化すると、 ΔＤ_12a ＝Ｃ_12a ^(P) ×ΔＰ＋Ｃ_12a ^(T) ×ΔＴ と変化する。

【００２２】ここで、Ｃ_12a ^(P) は、差圧に関する感度
を示しており、温度差一定の条件下で求められる単位差
圧量当たりの干渉縞の移動量として、予め実験により求
めることができる。また、Ｃ_12a ^(T) は、温度差に関す
る感度を示しており、差圧一定の条件下で求められる単
位温度差あたりの干渉縞の移動量として、予め実験によ
り求めることができる。

【００２３】一方、センサ対の内のもう一方のセンサに
より生成される干渉縞位置Ｄ_12b は、温度差が変化する
と、 ΔＤ_12b ＝Ｃ_12b ^(T) ×ΔＴ と変化する。

【００２４】ここで、Ｃ_12b ^(T) は、温度差に関する感
度を示しており、差圧一定の条件下で求められる単位温
度差あたりの干渉縞の移動量として、予め実験により求
めることができる。

【００２５】これから、本発明では、先ず最初に、セン
サ対の内の温度にのみ反応するセンサにより生成される
干渉縞位置Ｄ_12b の移動量を求めて、これを予め求めて
ある感度Ｃ_12b ^(T) で割り算することで温度差ΔＴを求
める。

【００２６】続いて、センサ対の内の圧力及び温度の両
方に反応するセンサにより生成される干渉縞位置Ｄ_12a
の移動量を求めて、この求めた移動量ΔＤ_12a と、先に
求めた温度差ΔＴと、予め求めてある感度Ｃ_12a ^(P) ，
Ｃ_12a ^(T) とを、 ΔＤ_12a ＝Ｃ_12a ^(P) ×ΔＰ＋Ｃ_12a ^(T) ×ΔＴ から導出される ΔＰ＝（ΔＤ_12a −Ｃ_12a ^(T) ×ΔＴ）／Ｃ_12a ^(P) に代入することで差圧ΔＰを測定する。

【００２７】このように、本発明では、距離的に離れた
位置で測定される物理量の差分値を測定するにあたっ
て、導圧管やリモートシールなどの代わりに光ファイバ
を用いて、光干渉を使ってその差分値を測定するという
構成を採るとともに、そのときに、非測定対象の物理量
の影響をキャンセルする形で物理量の差分値を測定する
という構成を採ることから、距離的に離れた位置で発生
する物理量の差分値を周囲環境などに影響されずに正確
に測定できるようになるとともに、非測定対象の物理量
に影響されずに正確に測定できるようになる。

【００２８】すなわち、光ファイバ中を伝送する全ての
光波は同じ位相変動を受けることで、外乱による干渉は
キャンセルし合うことになるので、本発明によれば、距
離的に離れた位置で発生する物理量の差分値を周囲環境
などに影響されずに正確に測定できるようになるととも
に、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定でき
るようになるのである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、距離的に離れた測定点で発
生する圧力の差分値を測定する実施の形態に従って、本
発明を詳細に説明する。

【００３０】図１に、本発明の一実施形態例を図示す
る。

【００３１】この実施形態例は、第１の測定点に設置さ
れる第１のセンサ対１００と、第２の測定点に設置され
る第２のセンサ対２００とを使って、第１の測定点で発
生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との差分値を
測定するという構成を採っている。

【００３２】この第１のセンサ対１００は、第１の測定
点における温度の影響を受けつつ、第１の測定点で発生
する圧力に応じて入力光に光路差を発生させる第１の圧
力温度センサ１００ａと、第１の測定点における温度の
みに応じて入力光に光路差を発生させる第１の温度セン
サ１００ｂとで構成される。

【００３３】一方、第２のセンサ対２００は、第２の測
定点における温度の影響を受けつつ、第２の測定点で発
生する圧力に応じて入力光に光路差を発生させる第２の
圧力温度センサ２００ａと、第２の測定点における温度
のみに応じて入力光に光路差を発生させる第２の温度セ
ンサ２００ｂとで構成される。

【００３４】この第１の圧力温度センサ１００ａは、ダ
イアフラムなどの受圧部材にセットされる全反射鏡１０
１ａと、全反射鏡１０１ａに対向して設けられて、入力
光の一部を反射するとともに、残りの一部を透過する半
透過鏡１０２ａと、半透過鏡１０２ａを透過する光を平
行化して全反射鏡１０１ａに照射するレンズ１０３ａと
で構成されており、半透過鏡１０２ａと全反射鏡１０１
ａとの間の距離をＬ_1aで表すならば、入力光に対して、
半透過鏡１０２ａで反射される場合と全反射鏡１０１ａ
で反射される場合とで、２ｎ_1aＬ_1a( ｎ_1aは半透過鏡１
０２ａと全反射鏡１０１ａとの間にある物質の屈折率）
という光路差を発生させる。

【００３５】また、第１の温度センサ１００ｂは、ダイ
アフラムなどの受圧部材にセットされる全反射鏡１０１
ｂと、全反射鏡１０１ｂに対向して設けられて、入力光
の一部を反射するとともに、残りの一部を透過する半透
過鏡１０２ｂと、半透過鏡１０２ｂを透過する光を平行
化して全反射鏡１０１ｂに照射するレンズ１０３ｂとで
構成されており、半透過鏡１０２ｂと全反射鏡１０１ｂ
との間の距離をＬ_1bで表すならば、入力光に対して、半
透過鏡１０２ｂで反射される場合と全反射鏡１０１ｂで
反射される場合とで、２ｎ_1bＬ_1b( ｎ_1bは半透過鏡１０
２ｂと全反射鏡１０１ｂとの間にある物質の屈折率）と
いう光路差を発生させる。

【００３６】一方、第２の圧力温度センサ２００ａは、
第１の圧力温度センサ１００ａと同一の構造を有して、
ダイアフラムなどの受圧部材にセットされる全反射鏡２
０１ａと、全反射鏡２０１ａに対向して設けられて、入
力光の一部を反射するとともに、残りの一部を透過する
半透過鏡２０２ａと、半透過鏡２０２ａを透過する光を
平行化して全反射鏡２０１ａに照射するレンズ２０３ａ
とで構成されており、半透過鏡２０２ａと全反射鏡２０
１ａとの間の距離をＬ_2aで表すならば、入力光に対し
て、半透過鏡２０２ａで反射される場合と全反射鏡２０
１ａで反射される場合とで、２ｎ_2aＬ_2a( ｎ_2aは半透過
鏡２０２ａと全反射鏡２０１ａとの間にある物質の屈折
率）という光路差を発生させる。

【００３７】また、第２の温度センサ２００ｂは、第１
の温度センサ１００ｂと同一の構造を有して、ダイアフ
ラムなどの受圧部材にセットされる全反射鏡２０１ｂ
と、全反射鏡２０１ｂに対向して設けられて、入力光の
一部を反射するとともに、残りの一部を透過する半透過
鏡２０２ｂと、半透過鏡２０２ｂを透過する光を平行化
して全反射鏡２０１ｂに照射するレンズ２０３ｂとで構
成されており、半透過鏡２０２ｂと全反射鏡２０１ｂと
の間の距離をＬ_2bで表すならば、入力光に対して、半透
過鏡２０２ｂで反射される場合と全反射鏡２０１ｂで反
射される場合とで、２ｎ_2bＬ_2b( ｎ_2bは半透過鏡２０２
ｂと全反射鏡２０１ｂとの間にある物質の屈折率）とい
う光路差を発生させる。

【００３８】以下、説明の便宜上、「ｎ_1a＝ｎ_2a」を想
定するとともに、第１の測定点と第２の測定点との間に
圧力差及び温度差がない場合に「Ｌ_1a＝Ｌ_2a」となる第
１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ
２００ａを用いることを想定する。

【００３９】そして、説明の便宜上、「ｎ_1b＝ｎ_2b」を
想定するとともに、第１の測定点と第２の測定点との間
に温度差がない場合に「Ｌ_1b＝Ｌ_2b」となる第１の温度
センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いる
ことを想定する。

【００４０】このように構成されるときにあって、第１
の測定点で発生する圧力及び温度と第２の測定点で発生
する圧力及び温度との間に圧力差及び温度差がない場合
には、「Ｌ_1a＝Ｌ_2a」となり、半透過鏡１０２ａと全反
射鏡１０１ａとの間にある物質と、半透過鏡２０２ａと
全反射鏡２０１ａとの間にある物質とが同じであること
で「ｎ_1a＝ｎ_2a」となることから、第１の圧力温度セン
サ１００ａにより発生する光路差２ｎ_1aＬ_1aと、第２の
圧力温度センサ２００ａにより発生する光路差２ｎ_2aＬ
_2aとは一致することになる。

【００４１】これに対して、第１の測定点で発生する圧
力と第２の測定点で発生する圧力との間に圧力差がある
場合には、この２つの光路差に違いがでる。しかも、こ
の光路差は、温度の影響を受けることになる。

【００４２】一方、第１の測定点における温度と第２の
測定点における温度との間に温度差がない場合には、
「Ｌ_1b＝Ｌ_2b」となり、半透過鏡１０２ｂと全反射鏡１
０１ｂとの間にある物質と、半透過鏡２０２ｂと全反射
鏡２０１ｂとの間にある物質とが同じであることで「ｎ
_1b＝ｎ_2b」となることから、第１の温度センサ１００ｂ
により発生する光路差２ｎ_1bＬ_1bと、第２の温度センサ
２００ｂにより発生する光路差２ｎ_2bＬ_2bとは一致する
ことになる。

【００４３】これに対して、第１の測定点における温度
と第２の測定点における温度との間に温度差がある場合
には、この２つの光路差に違いがでる。

【００４４】図１の実施形態例は、これらの光路差の違
いを検出することで、第１の測定点で発生する圧力と第
２の測定点で発生する圧力との差分値を、第１及び第２
の測定点における温度の影響を受けることなく測定する
という構成を採るものである。

【００４５】これを実現するために、図１の実施形態例
では、低コヒーレント光を発光するＬＥＤなどで構成さ
れる光源１（いわゆる白色光源で構成される光源１）
と、光源１の発光する光を取り出すシングルモードの光
ファイバ２と、第１のセンサ対１００に対応付けて設け
られて、光ファイバ２の取り出す光を第１のセンサ対１
００に伝送するシングルモードの光ファイバ３ａと、光
ファイバ３ａを伝送してくる光を２つに分波して第１の
センサ対１００に入力する光分波結合器５０ａと、光フ
ァイバ２と光ファイバ３ａとを結合するとともに、光フ
ァイバ３ａを逆伝送してくる光を分波する光分波結合器
４ａと、光分波結合器４ａの分波する光を取り出すシン
グルモードの光ファイバ５と、第２のセンサ対２００に
対応付けて設けられて、光ファイバ５の取り出す光を第
２のセンサ対２００に伝送するシングルモードの光ファ
イバ３ｂと、光ファイバ３ｂを伝送してくる光を２つに
分波して第２のセンサ対２００に入力する光分波結合器
５０ｂと、光ファイバ５と光ファイバ３ｂとを結合する
とともに、光ファイバ３ｂを逆伝送してくる光を分波す
る光分波結合器４ｂと、光分波結合器４ｂの分波する光
を取り出すシングルモードの光ファイバ６と、光ファイ
バ６の取り出す光を２つに分波する光分波結合器７と、
光分波結合器７の分波する一方の光を取り出すシングル
モードの光ファイバ８ａと、光分波結合器７の分波する
もう一方の光を取り出すシングルモードの光ファイバ８
ｂと、光ファイバ８ａ及び光ファイバ８ｂから出射され
る光により生成される干渉縞を検出するラインイメージ
センサ９と、ラインイメージセンサ９の検出する干渉縞
の縞位置から、第１の測定点で発生する圧力と第２の測
定点で発生する圧力との間の圧力差を算出する演算装置
１０とを備える。

【００４６】なお、後述するように、光ファイバ３ａ，
３ｂについては、シングルモードのものに限られる必要
はなくマルチモードのものを用いることも可能であり、
これに対応して、光ファイバ２，５，６，８ａ，８ｂに
ついても、シングルモードのものに限られる必要はなく
マルチモードのものを用いることも可能である。

【００４７】このように構成される本発明では、第１の
圧力温度センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００
ａとの関係で説明するならば、図２（ａ）に示すよう
に、全反射鏡１０１ａで反射してから全反射鏡２０１ａ
で反射して伝送する光の伝送パターン（第１の伝送パタ
ーン）と、図２（ｂ）に示すように、半透過鏡１０２ａ
で反射してから半透過鏡２０２ａで反射して伝送する光
の伝送パターン（第２の伝送パターン）と、図２（ｃ）
に示すように、半透過鏡１０２ａで反射してから全反射
鏡２０１ａで反射して伝送する光の伝送パターン（第３
の伝送パターン）と、図２（ｄ）に示すように、全反射
鏡１０１ａで反射してから半透過鏡２０２ａで反射して
伝送する光の伝送パターン（第４の伝送パターン）とい
う、４種類の光の伝送パターンが存在することになる。

【００４８】したがって、ラインイメージセンサ９に向
けて出射される光の位相差としては、（イ）図３に示す
ように、第１の伝送パターンと第２の伝送パターンとの
組み合わせにより発生する位相差＝ｋ×２（ｎ_1aＬ_1a＋
ｎ_2aＬ_2a）と、（ロ）図４に示すように、第２の伝送パ
ターンと第４の伝送パターンとの組み合わせ（図中の
（ａ))と、第１の伝送パターンと第３の伝送パターンと
の組み合わせ（図中の（ｂ))により発生する位相差＝ｋ
×２ｎ_1aＬ_1aと、（ハ）図５に示すように、第２の伝送
パターンと第３の伝送パターンとの組み合わせ（図中の
（ａ))と、第１の伝送パターンと第４の伝送パターンと
の組み合わせ（図中の（ｂ))により発生する位相差＝ｋ
×２ｎ_2aＬ_2aと、（ニ）図６に示すように、第３の伝送
パターンと第４の伝送パターンとの組み合わせにより発
生する位相差＝ｋ×２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という、
４種類の位相差が存在することになる。

【００４９】これと同様して、第１の温度センサ１００
ｂと第２の温度センサ２００ｂとの関係においても、図
２に示した４種類の光の伝送パターンが存在し、これに
より、図３ないし図６に示したものに対応する４種類の
位相差ｋ×２（ｎ_1bＬ_1b＋ｎ _2bＬ_2b），ｋ×２ｎ
_1bＬ_1b，ｋ×２ｎ_2bＬ_2b，ｋ×２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ
_2bＬ_2b）が存在することになる。

【００５０】一方、ラインイメージセンサ９上の任意の
点（ｚ，０）に到達する光ファイバ８ａから出射される
光と光ファイバ８ｂから出射される光との間には、図７
に示す式（ヤングの干渉計の式）に従って算出される光
路差Δが存在する。ここで、“ｈ”は、ラインイメージ
センサ９と光ファイバ８ａ，８ｂの先端との間の距離を
示し、“２ａ”は、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同士の
間の距離を示している。

【００５１】これから、第１の圧力温度センサ１００ａ
と第２の圧力温度センサ２００ａとの関係で説明するな
らば、ラインイメージセンサ９上に生成される干渉縞
は、光源１の発光する光のコヒーレンス長をｌ_c で表す
ならば、 ｌ_c ≧Δ−２（ｎ_1aＬ_1a＋ｎ_2aＬ_2a) ｌ_c ≧Δ−２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a） ｌ_c ≧Δ−２ｎ_1aＬ_1a ｌ_c ≧Δ−２ｎ_2aＬ_2a ｌ_c ≧Δ＋２（ｎ_1aＬ_1a＋ｎ_2aＬ_2a） ｌ_c ≧Δ＋２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a） ｌ_c ≧Δ＋２ｎ_1aＬ_1a ｌ_c ≧Δ＋２ｎ_2aＬ_2a という条件が成立するときに、 Δ＝２（ｎ_1aＬ_1a＋ｎ_2aＬ_2a） Δ＝２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a） Δ＝２ｎ_1aＬ_1a Δ＝２ｎ_2aＬ_2a となる場所で強い干渉強度を示すことになる。

【００５２】このラインイメージセンサ９上に生成され
る干渉縞の強度は、ガウシアン分布のビーム強度を持つ
ビームを想定するならば、図８に示すようなモデル式に
従ってシミュレーションすることができる。

【００５３】ここで、このモデル式は、第１の圧力温度
センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００ａとによ
り生成される干渉縞を示しており、式中に含まれるｎ_1a
Ｌ_1a、ｎ_2aＬ_2aが圧力及び温度により変化することにな
る。

【００５４】なお、第１の温度センサ１００ｂと第２の
温度センサ２００ｂとにより生成される干渉縞について
は、このモデル式の持つｎ_1aＬ_1a、ｎ_2aＬ_2aを、それぞ
れｎ _1bＬ_1b，ｎ_2bＬ_2b（これが温度のみにより変化す
る）に代えたモデル式で強度が計算されることになる。

【００５５】図９に、そのシミュレーションの一例を図
示する。

【００５６】ここで、図９に示すシミュレーションは、
図７中に示すｈを１００ｍｍ、図７中に示すａを１０ｍ
ｍ、ｎ_1aを空気の屈折率である１、ｎ_2aを空気の屈折率
である１として、（イ）Ｌ_1a＝１５０μｍ、Ｌ_2a＝１５
０μｍのときに生成される干渉縞と、（ロ）Ｌ_1a＝１５
０μｍ、Ｌ_2a＝２００μｍのときに生成される干渉縞
と、（ハ）Ｌ_1a＝１５０μｍ、Ｌ_2a＝２５０μｍのとき
に生成される干渉縞とをシミュレーションすることで行
った。

【００５７】図中に示すは中央部の固定位置に出現す
る中央干渉縞、は２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光
路差因子に基づく干渉縞、は２ｎ_1aＬ_1aという光路差
因子に基づく干渉縞、は２ｎ_2aＬ_2aという光路差因子
に基づく干渉縞、は２（ｎ _1aＬ_1a＋ｎ_2aＬ_2a）という
光路差因子に基づく干渉縞である。

【００５８】このシミュレーションから分かるように、
干渉縞は左右対称に出現し、Ｌ_2aの増大に合わせて互い
に逆方向に移動する。

【００５９】２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因
子は、第１の圧力温度センサ１００ａの置かれる第１の
測定点で発生する圧力と、第２の圧力温度センサ２００
ａの置かれる第２の測定点で発生する圧力との差圧を示
しており、これから、この２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）と
いう光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出すること
で、その差圧を測定することができる。

【００６０】但し、第１の圧力温度センサ１００ａと第
２の圧力温度センサ２００ａとは温度の影響を受けるの
で、この２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子に
基づく干渉縞の移動量を検出して、それに基づいて差圧
を算出したのでは、温度の影響を受けた差圧測定にな
る。

【００６１】一方、これと同様にして、第１の温度セン
サ１００ｂと第２の温度センサ２００ｂとの関係におい
ても、同じ条件下で、 Δ＝２（ｎ_1bＬ_1b＋ｎ_2bＬ_2b） Δ＝２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b） Δ＝２ｎ_1bＬ_1b Δ＝２ｎ_2bＬ_2b となる場所で強い干渉強度を示すことになる。

【００６２】そして、この２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）と
いう光路差因子は、第１の温度センサ１００ｂの置かれ
る第１の測定点における温度と、第２の温度センサ２０
０ｂの置かれる第２の測定点における温度との温度差を
示しており、これから、この２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）
という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出するこ
とで、その温度差を測定することができる。

【００６３】なお、第１の圧力温度センサ１００ａと第
１の温度センサ１００ｂとが干渉しないようにするため
の次の条件 ｌ_c ≦Δ−２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_1bＬ_1b) ｌ_c ≦Δ＋２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_1bＬ_1b) が成立するように構成するとともに、第２の圧力温度セ
ンサ２００ａと第２の温度センサ２００ｂとが干渉しな
いようにするための次の条件 ｌ_c ≦Δ−２（ｎ_2aＬ_2a−ｎ_2bＬ_2b) ｌ_c ≦Δ＋２（ｎ_2aＬ_2a−ｎ_2bＬ_2b) が成立するように構成することになる。

【００６４】演算装置１０は、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ
_2aＬ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検
出するとともに、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という光路
差因子に基づく干渉縞の移動量を検出して、それらに基
づいて、温度の影響を受けない形で、第１の測定点で発
生する圧力と第２の測定点で発生する圧力との差圧を算
出する処理を行う。

【００６５】図１０及び図１１に、演算装置１０の処理
内容をフローチャートの形で図示する。

【００６６】演算装置１０は、実際の測定に入る前に
は、図１０に示すフローチャートの処理を行うことで、
実際の測定で必要となる演算パラメータを算出してメモ
リに保存する処理を行う。

【００６７】すなわち、演算装置１０は、実際の測定に
入る前に、図１０に示すフローチャートに示すように、
先ず最初に、ステップ１で、測定の基準となる差圧条件
を決定して、それをメモリに保存する。

【００６８】続いて、ステップ２で、その決定した基準
の差圧条件下で、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ _2aＬ_2a）という光路
差因子に基づく干渉縞の位置を実際に検出するととも
に、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という光路差因子に基づ
く干渉縞の位置を実際に検出して、それらを干渉縞位置
の初期値としてメモリに保存する。

【００６９】ここで、図９のシミュレーション結果から
分かるように、第１の測定点と第２の測定点との間に圧
力差及び温度差がない場合に「ｎ_1aＬ_1a＝ｎ_2aＬ_2a」と
なる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度
センサ２００ａを用いる場合には、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2a
Ｌ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞位置は、２（ｎ
_1aＬ_1a＋ｎ_2aＬ_2a）や２ｎ_1aＬ_1aや２ｎ_2aＬ_2aという光
路差因子に基づく干渉縞の位置よりも中央干渉縞に近い
位置になる。そして、第１の測定点と第２の測定点との
間に温度差がない場合に「ｎ_1bＬ_1b＝ｎ_2bＬ_2b」となる
第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２００
ｂを用いる場合には、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ _2bＬ_2b）という
光路差因子に基づく干渉縞位置は、２（ｎ_1bＬ_1b＋ｎ_2b
Ｌ_2b）や２ｎ_1bＬ_1bや２ｎ_2bＬ_2bという光路差因子に基
づく干渉縞の位置よりも中央干渉縞に近い位置になる。

【００７０】一方、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光
路差因子に基づく干渉縞位置と、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ
_2b）という光路差因子に基づく干渉縞位置のどちらが中
央干渉縞に近い位置となるのかについては、基本的に
は、Ｌ_1a（差圧及び温度差がないときにはＬ_2aと一致す
る）と、Ｌ_1b（温度差がないときにはＬ_2bと一致する）
との間の大小関係により決められる。

【００７１】このことから分かるように、中央干渉縞を
起点とする干渉縞の出現順序については設計的事項によ
り一意に決めることが可能であり、これから、２（ｎ_1a
Ｌ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位
置と、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ _2b）という光路差因子に基
づく干渉縞の位置とについては、それを検出することが
可能となるので、ステップ２では、決定した基準の差圧
条件下で、これらの干渉縞の位置を実際に検出して、そ
れらを干渉縞位置の初期値としてメモリに保存するよう
に処理するのである。

【００７２】このときにおける干渉縞位置の検出は、例
えば、ラインイメージセンサ９の出力する画素値の微分
値をとって、中央干渉縞から規定の順番に従って出現す
る微分極大値の位置を検出することで行う。また、分解
能を上げるために、左右対称位置のものを検出すること
が好ましい。

【００７３】ここで、基準の差圧条件がゼロ差圧である
ときには、中央干渉縞が干渉縞位置の初期値となるの
で、このステップ２の処理を省略することが可能であ
る。

【００７４】続いて、ステップ３で、決定した基準の差
圧条件下の近傍で、温度差一定の条件下で実際に差圧を
変化させ、そのときの２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という
光路差因子に基づく干渉縞位置の移動量に従って、単位
差圧量当たりの干渉縞の移動量として求められる差圧に
関する感度Ｃ_12a ^(P) を求めて、それをメモリに保存す
る。

【００７５】続いて、ステップ４で、決定した基準の差
圧条件下の近傍で、差圧一定の条件下で実際に温度差を
変化させ、そのときの２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という
光路差因子に基づく干渉縞位置の移動量に従って、単位
温度差当たりの干渉縞の移動量として求められる温度に
関する感度Ｃ_12a ^(T) を求めて、それをメモリに保存す
る。

【００７６】続いて、ステップ５で、決定した基準の差
圧条件下の近傍で、差圧一定の条件下で実際に温度差を
変化させ、そのときの２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という
光路差因子に基づく干渉縞位置の移動量に従って、単位
温度差当たりの干渉縞の移動量として求められる温度に
関する感度Ｃ_12b ^(T) を求めて、それらの感度をメモリ
に保存する。

【００７７】一方、演算装置１０は、実際の測定を行う
ときには、図１１に示すフローチャートの処理を行うこ
とで、温度の影響を受けることなく差圧を測定する。

【００７８】すなわち、演算装置１０は、実際の測定に
入ると、図１１に示すフローチャートに示すように、先
ず最初に、ステップ１で、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）と
いう光路差因子に基づく干渉縞の位置を検出する。

【００７９】このときにおける干渉縞位置の検出は、例
えば、ラインイメージセンサ９の出力する画素値の微分
値をとって、中央干渉縞から規定の順番に従って出現す
る微分極大値の位置を検出することで行う。また、分解
能を上げるために、左右対称位置のものを検出すること
が好ましい。

【００８０】続いて、ステップ２で、その検出した干渉
縞位置と、メモリに保存してある対応の干渉縞位置の初
期値との差分値を算出することで、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2b
Ｌ_2b）という光路差因子に基づく干渉縞位置の初期値か
らの移動量ΔＤ_12b を算出する。

【００８１】続いて、ステップ３で、その算出した移動
量ΔＤ_12b を、メモリに保存してある温度に関する感度
Ｃ_12b ^(T) で割り算することで、第１の測定点における
温度と第２の測定点における温度との温度差ΔＴを算出
する。

【００８２】続いて、ステップ４で、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ
_2aＬ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を検出
する。

【００８３】このときにおける干渉縞位置の検出は、例
えば、ラインイメージセンサ９の出力する画素値の微分
値をとって、中央干渉縞から規定の順番に従って出現す
る微分極大値の位置を検出することで行う。また、分解
能を上げるために、左右対称位置のものを検出すること
が好ましい。

【００８４】続いて、ステップ５で、その検出した干渉
縞位置と、メモリに保存してある対応の干渉縞位置の初
期値との差分値を算出することで、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2a
Ｌ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞位置の初期値か
らの移動量ΔＤ_12a を算出する。

【００８５】続いて、ステップ６で、その算出した移動
量ΔＤ_12a と、先に算出した温度差ΔＴと、メモリに保
存してある圧力に関する感度Ｃ_12a ^(P) と、メモリに保
存してある温度に関する感度Ｃ_12a ^(T) とから、上述し
た ΔＰ＝（ΔＤ_12a −Ｃ_12a ^(T) ×ΔＴ）／Ｃ_12a ^(P) という算出式に従って、メモリに保存してある基準の差
圧条件からの差圧の変位を算出する。

【００８６】続いて、ステップ７で、その算出した差圧
の変位と、メモリに保存してある基準の差圧条件とを加
算することで現在の差圧を算出して、それを測定結果と
して出力する。

【００８７】このようにして、演算装置１０は、２（ｎ
_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞の
移動量を検出するとともに、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）
という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出して、
それらに基づいて、温度の影響を受けない形で、第１の
測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生する圧力と
の差圧を算出して出力するように処理するのである。

【００８８】以上に説明した実施形態例では、第１の測
定点と第２の測定点との間に圧力差及び温度差がない場
合に「ｎ_1aＬ_1a＝ｎ_2aＬ_2a」となる第１の圧力温度セン
サ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いる
ことを想定した。

【００８９】この場合には、図９のシミュレーション結
果から分かるように、第１の測定点と第２の測定点との
間の圧力差及び温度差を示す２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）
という光路差因子に基づく干渉縞は、ヤングの干渉計に
基づく中央干渉縞の位置を起点にして、その差圧の絶対
値の大きさが大きくなるに従って中央干渉縞から離れる
形態で移動することになる。

【００９０】本発明は、このような構成の第１の圧力温
度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを
用いることに限られるものではなくて、第１の測定点と
第２の測定点との間に圧力差及び温度差がない場合に
「ｎ_1aＬ_1a≠ｎ_2aＬ_2a」となる第１の圧力温度センサ１
００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａを用いること
も可能であり、この場合には負圧を測定できるようにな
る。

【００９１】すなわち、第１の測定点と第２の測定点と
の間に圧力差及び温度差がない場合に「ｎ_1aＬ_1a≠ｎ_2a
Ｌ_2a」となる第１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の
圧力温度センサ２００ａを用いる場合には、図１２に示
すように、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ _2aＬ_2a）という光路差因子
に基づく干渉縞が中央干渉縞以外の干渉縞位置を起点に
して、その２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）の持つ符号の指定
する向きに応じて移動するので、第１の測定点と第２の
測定点との間の圧力差が逆転するような負圧についても
測定できるようになるのである。

【００９２】但し、第１の圧力温度センサ１００ａは、
基本的には第１の測定点で発生する圧力に応答して光路
差を変化させるとともに、第２の圧力温度センサ２００
ａは、基本的には第２の測定点で発生する圧力に応答し
て光路差を変化させることから、温度差については考慮
しないで、第１の測定点と第２の測定点との間に圧力差
がない場合に「ｎ_1aＬ_1a≠ｎ_2aＬ_2a」となる第１の圧力
温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ２００ａ
を用いることでも、第１の測定点と第２の測定点との間
の圧力差が逆転するような負圧についても測定できるこ
とになる。

【００９３】演算装置１０は、上述したように、基準の
差圧条件を設定し、その基準の差圧条件下での干渉縞の
初期値を検出して、それからの変位を検出することで、
温度差を考慮しつつ圧力の差分値を測定するという構成
を採っているので、図１２に示すような動きを示す干渉
縞の移動についても、その移動を検出することで圧力の
差圧値を測定できるのである。

【００９４】同様に、以上に説明した実施形態例では、
第１の測定点と第２の測定点との間に温度差がない場合
に「ｎ_1bＬ_1b＝ｎ_2bＬ_2b」となる第１の温度センサ１０
０ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いることを想定
したが、本発明は、このような構成の第１の温度センサ
１００ｂ及び第２の温度センサ２００ｂを用いることに
限られるものではなくて、第１の測定点と第２の測定点
との間に温度差がない場合に「ｎ_1bＬ_1b≠ｎ_2bＬ_2b」と
なる第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度センサ２
００ｂを用いることも可能である。

【００９５】また、以上に説明した実施形態例では、光
ファイバ３ａ，３ｂとしてシングルモードのものを用い
ることを想定したが、マルチモードのものを用いること
も可能である。

【００９６】マルチモードの光ファイバのコア径は、シ
ングルモードの光ファイバのコア径よりも大きいことか
ら、光ファイバ３ａ，３ｂとしてマルチモードのものを
用いると、ファブリペロ構造を持つ第１のセンサ対１０
０から戻される光が効率的に光ファイバ３ａのコア（正
確には半透過鏡１０２ａ，１０２ｂに接続する光ファイ
バのコア）に戻されるとともに、ファブリペロ構造を持
つ第２のセンサ対２００から戻される光が効率的に光フ
ァイバ３ｂのコア（正確には半透過鏡２０２ａ，２０２
ｂに接続する光ファイバのコア）に戻されるという利点
が得られることになる。

【００９７】すなわち、図１３に示すように、ファブリ
ペロ構造を持つ第１のセンサ対１００や第２のセンサ対
２００から戻される光の一部は、光ファイバ３ａや光フ
ァイバ３ｂのクラッドに戻されることになるが、光ファ
イバ３ａや光ファイバ３ｂのコア径が大きいと、そのク
ラッドに戻される光の割合が小さくなることで、第１の
センサ対１００や第２のセンサ対２００から戻される光
が効率的に光ファイバ３ａや光ファイバ３ｂのコアに戻
されるという利点が得られるのである。

【００９８】一方、図８に示す干渉縞強度のモデル式か
ら分かるように、ラインイメージセンサ９上に生成され
る干渉縞は、コヒーレンス長ｌ_c で規定される減衰係数
を持つγ（Ａ）という減衰項に従って、コヒーレンス長
ｌ_c で規定される幅を持つことになる。

【００９９】したがって、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）と
いう光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づ
く中央干渉縞の持つ幅から外れないと、２（ｎ_1aＬ_1a−
ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞の移動を検
出できないことになる。

【０１００】そして、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という
光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中
央干渉縞の持つ幅から外れないと、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2b
Ｌ_2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動を検出で
きないことになる。

【０１０１】これから、Ｌ_1aやＬ_2aやＬ_1bやＬ_2bの長さ
を大きくする必要があり、そのときにも、光ファイバ３
ａや光ファイバ３ｂのコアに光を効率的に戻すことがで
きるようにするために、光ファイバ３ａや光ファイバ３
ｂのコア径を大きくする必要がある。

【０１０２】このようにして、光ファイバ３ａ，３ｂと
してマルチモードのものを用いると、第１のセンサ対１
００から戻される光が効率的に光ファイバ３ａのコアに
戻されるようになるとともに、第２のセンサ対２００か
ら戻される光が効率的に光ファイバ３ｂのコアに戻され
るようになるという利点が得られ、それにより、Ｌ_1a、
Ｌ_2a、Ｌ_1b及びＬ_2bの長さを大きくできるようになるこ
とで、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子に基
づく干渉縞の移動を正確に測定できるようになるととも
に、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という光路差因子に基づ
く干渉縞の移動を正確に測定できるようになるという利
点が得られることになる。

【０１０３】次に、第１の圧力温度センサ１００ａや第
２の圧力温度センサ２００ａや第１の温度センサ１００
ｂや第２の温度センサ２００ｂのギャップ長Ｌに基づく
光量ロスについて行ったシミュレーションの結果につい
て説明する。

【０１０４】このシミュレーションは、マクスウエルの
電磁波方程式を解くビーム伝搬法(Beam Propagation Me
thod) を実装した市販のソフトウェアパッケージを使
い、光ファイバの外径を１００μｍ、光ファイバのコア
の屈折率を１.4５、光ファイバのクラッドの屈折率を
１.4４７、光の波長を０.8４μｍ、ギャップ長Ｌの間に
ある媒体を空気層、光ファイバのコア径φを１０／２０
／４０／６０μｍ、第１のセンサ１００ａや第２のセン
サ１００ｂのギャップ長Ｌを０.5／１／２.5／５／１０
／２５／５０／１００μｍとして行った。

【０１０５】図１４ないし図１６に、このシミュレーシ
ョンの結果を図示する。ここで、図１５は、図１４のシ
ミュレーション結果の一部拡大図を示し、図１６は、図
１５のシミュレーション結果の一部拡大図を示してい
る。

【０１０６】図１４ないし図１６において、横軸はギャ
ップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）を表し、縦軸は光
ファイバ中を１ｍｍ逆伝搬した場所での、入射光量に対
する反射光量との比で定義される光量ロス（％）を示し
ている。

【０１０７】図１５のシミュレーション結果から分かる
ように、０.1％の光量ロスを目安とした場合、コア径φ
が１０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比
（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.5となることで、ギャ
ップ長Ｌの上限値はおおよそ５μｍであることが分か
る。また、コア径φが２０μｍの場合には、ギャップ長
Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.8
となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ１６μ
ｍであることが分かる。また、コア径φが４０μｍの場
合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上
限値はおおよそ１.2となることで、ギャップ長Ｌの上限
値はおおよそ４８μｍであることが分かる。また、コア
径φが６０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φと
の比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ１.5となることで、
ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ９０μｍであることが
分かる。

【０１０８】そして、図１６のシミュレーション結果か
ら分かるように、０.0１％の光量ロスを目安とした場
合、コア径φが１０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコ
ア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.2となる
ことで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ２μｍである
ことが分かる。また、コア径φが２０μｍの場合には、
ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はお
およそ０.2となることで、ギャップ長Ｌの上限値はおお
よそ４μｍであることが分かる。また、コア径φが４０
μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／
φ）の上限値はおおよそ０.4となることで、ギャップ長
Ｌの上限値はおおよそ１６μｍであることが分かる。ま
た、コア径φが６０μｍの場合には、ギャップ長Ｌとコ
ア径φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.5となる
ことで、ギャップ長Ｌの上限値はおおよそ３０μｍであ
ることが分かる。

【０１０９】このように、光量ロスの観点から、光ファ
イバ３ａや光ファイバ３ｂのコア径が与えられるとき
に、第１の圧力温度センサ１００ａや第２の圧力温度セ
ンサ２００ａや第１の温度センサ１００ｂや第２の温度
センサ２００ｂのギャップ長Ｌには上限値が存在するこ
とになる。

【０１１０】例えば、コア径φが１２.5μｍとなる市販
のシングルモードの光ファイバを用いる場合には、光量
ロスを０.1％に抑える場合には、ギャップ長Ｌとコア径
φとの比（Ｌ／φ）の上限値はおおよそ０.6となること
で、ギャップ長Ｌは７.5μｍ以下とする必要がある。ま
た、コア径φが５０μｍとなる市販のマルチモードの光
ファイバを用いる場合には、光量ロスを０.1％に抑える
場合には、ギャップ長Ｌとコア径φとの比（Ｌ／φ）の
上限値はおおよそ１.3５となることで、ギャップ長Ｌは
６７μｍ以下とする必要がある。但し、光量ロスが大き
くなることを許容する場合には、この上限値はこれより
も大きくなることは言うまでもない。

【０１１１】なお、この条件は、あくまで、ファブリペ
ロ構造を持つ第１の圧力温度センサ１００ａや第２の圧
力温度センサ２００ａや第１の温度センサ１００ｂや第
２の温度センサ２００ｂを想定したことによりでてきた
ものであり、受圧部が光導波路で構成されるような他の
構造を持つ場合には、このような上限値に制限されるも
のでないことは言うまでもない。

【０１１２】上述したように、第１の圧力温度センサ１
００ａや第２の圧力温度センサ２００ａのギャップ長Ｌ
（Ｌ_{1a ,}Ｌ_2a) を大きくすると、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ
_2a）という光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計
に基づく中央干渉縞の持つ幅から大きく外れることで、
その干渉縞の移動を正確に検出できるようになり有利で
ある。

【０１１３】そして、第１の温度センサ１００ｂや第２
の温度センサ２００ｂのギャップ長Ｌ（Ｌ_{1b ,}Ｌ_2b) を
大きくすると、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という光路差
因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉
縞の持つ幅から大きく外れることで、その干渉縞の移動
を正確に検出できるようになり有利である。

【０１１４】例えば、図１７（ａ）に示すシミュレーシ
ョン結果は、シングルモードの光ファイバを想定するこ
とで「Ｌ_1a＝６μｍ、Ｌ_1b＝５μｍ」として、図８に示
すモデル式に基づいて行ったシミュレーション結果を示
しているが、この場合には、Ｌ_{1a ,}Ｌ_2aが小さいこと
で、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子に基づ
く干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干渉縞の持つ幅
に入ってしまい、実質的にその干渉縞の移動を検出する
ことができない。

【０１１５】これに対して、図１７（ｂ）に示すシミュ
レーション結果は、マルチモードの光ファイバを想定す
ることで「Ｌ_1a＝６０μｍ、Ｌ_1b＝３５μｍ」として、
図８に示すモデル式に基づいて行ったシミュレーション
結果を示しているが、この場合には、Ｌ_{1a ,}Ｌ_2aを大き
くとれることで、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路
差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づく中央干
渉縞の持つ幅から外れることで、その干渉縞の移動を検
出することができるのである。

【０１１６】ここで、図１７（ａ)(ｂ）に示すシミュレ
ーション結果は、ｈ＝１００ｍｍ、ａ＝１.0ｍｍ、中心
波長λ₀ ＝８５０ｎｍ、発光帯域半値全幅Δλ＝２２ｎ
ｍ、コヒーレンス長ｌ_c （０.4４×λ₀ ²／Δλ）＝１４
μｍ、センサ素子長＝８ｍｍを想定して行った。

【０１１７】なお、図中に示すコヒーレンス長ｌ_c はセ
ンサ素子長と対比されるべきものではなくて、コヒーレ
ンス長ｌ_c で規定される干渉縞の持つ幅を示しているも
のに過ぎない。

【０１１８】このシミュレーション結果を見る限り、シ
ングルモードの光ファイバを使えないという結論になっ
てしまうが、そのようなことはない。

【０１１９】例えば、図１８に示すシミュレーション結
果は、シングルモードの光ファイバを想定することで
「Ｌ_1a＝２０μｍ、Ｌ_1b＝７μｍ」として、図８に示す
モデル式に基づいて行ったシミュレーション結果を示し
ているが、この場合には、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）と
いう光路差因子に基づく干渉縞がヤングの干渉計に基づ
く中央干渉縞の持つ幅から外れることで、その干渉縞の
移動を検出することができる。

【０１２０】ここで、この図１８のシミュレーション結
果は、Ｌ_{1a ,}Ｌ_2a以外の条件については、図１７（ａ)
(ｂ）に示すシミュレーション結果と同じである。

【０１２１】この図１８のシミュレーション結果から分
かるように、光ファイバとしては、マルチモードのもの
でなければならないということはなく、シングルモード
のものを用いることも可能である。

【０１２２】次に、図１に示した本発明を構成する各構
成要素について詳細に説明する。

【０１２３】（イ）光源１の構成 光源１は、低コヒーレント光を発光する白色光源であ
る。これは、高いコヒーレンシーの光を用いると、中央
干渉縞がなかなか減衰しないことで、その幅が大きくな
り、これにより、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路
差因子に基づく干渉縞の位置や、２（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ
_2b）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を正確に検
出することが不可能になるからである。

【０１２４】図１９ないし図２２に、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ
_2aＬ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞の位置を具体
例にして、これを検証するために行ったシミュレーショ
ンの結果を図示する。

【０１２５】ここで、このシミュレーションは、図７中
に示すｈを１００ｍｍ、図７中に示すａを１０ｍｍ、ｎ
_1aを空気の屈折率である１、ｎ_2aを空気の屈折率である
１、光源１の発光波長を８５０ｎｍ、Ｌ_1a＝５０μｍ、
Ｌ_2a＝１５０μｍ，２００μｍ，２５０μｍとし、
（イ）光源１の発光帯域半値全幅が０.4４ｎｍのときに
生成される干渉縞と、（ロ）光源１の発光帯域半値全幅
が２.2ｎｍのときに生成される干渉縞と、（ハ）光源１
の発光帯域半値全幅が２２ｎｍのときに生成される干渉
縞と、（ニ）光源１の発光帯域半値全幅が４４ｎｍのと
きに生成される干渉縞とをシミュレーションすることで
行った。

【０１２６】図１９に示すシミュレーション結果が光源
１の発光帯域半値全幅が０.4４ｎｍのときに生成される
干渉縞であり、図２０に示すシミュレーション結果が光
源１の発光帯域半値全幅が２.2ｎｍのときに生成される
干渉縞であり、図２１に示すシミュレーション結果が光
源１の発光帯域半値全幅が２２ｎｍのときに生成される
干渉縞であり、図２２に示すシミュレーション結果が光
源１の発光帯域半値全幅が４４ｎｍのときに生成される
干渉縞である。

【０１２７】ここで、光源１のコヒーレンス長ｌ_c は、
発光波長λ₀ と発光帯域半値全幅Δλとから、 ｌ_c ＝０.4４×（λ₀ ²／Δλ） により求められるので、図１９に示すシミュレーション
結果のコヒーレンス長ｌ _c は７２２μｍ、図２０に示す
シミュレーション結果のコヒーレンス長ｌ_c は１４４μ
ｍ、図２１に示すシミュレーション結果のコヒーレンス
長ｌ_c は１４μｍ、図２２に示すシミュレーション結果
のコヒーレンス長ｌ_c は７μｍとなる。

【０１２８】このシミュレーション結果から、発光帯域
半値全幅が２２ｎｍ程度の低いコヒーレンシーの光を発
光する光源１を用意すれば、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）
という光路差因子に基づく干渉縞の位置を検出すること
が可能になることが検証できた。したがって、２（ｎ_1b
Ｌ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という光路差因子に基づく干渉縞の位
置を検出することが可能になることが検証できた。

【０１２９】すなわち、コヒーレンス長ｌ_c が大きくな
ると、コヒーレンス長ｌ_c で規定される幅を持つ中央干
渉縞の幅が大きくなることで、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ
_2aＬ_2a）という光路差因子に基づく干渉縞が中央干渉縞
の内部に埋もれてしまうことになって、その干渉縞の位
置を検出することが不可能になるので、低いコヒーレン
シーの光を発光する光源１を用いる必要がある。

【０１３０】このような低いコヒーレンシーの発光を実
現するために、図２３に示すように、発光波長の異なる
複数の光源１を用意して、それを光分波結合器４ａに伝
送するという構成を採ってもよい。

【０１３１】（ロ）第１のセンサ対１００／第２のセン
サ対２００の構成 第１のセンサ対１００を構成する第１の圧力温度センサ
１００ａとして、単一構成のものを用いる他に、同一構
造を持つ複数のものを光ファイバを使って並列接続する
ことで構成されるものを用いるようにしてもよい。

【０１３２】第１の圧力温度センサ１００ａとして、こ
のような複数並列接続構成のものを用いると、それぞれ
のセンサが入力光に対して同一の２ｎ_1aＬ_1aという光路
差を発生することで、光学的に平均値を算出しているこ
とになり、第１の測定点で発生する圧力を高精度に検出
できるようになる。

【０１３３】また、第１のセンサ対１００を構成する第
１の温度センサ１００ｂとして、単一構成のものを用い
る他に、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを使っ
て並列接続することで構成されるものを用いるようにし
てもよい。

【０１３４】第１の温度センサ１００ｂとして、このよ
うな複数並列接続構成のものを用いると、それぞれのセ
ンサが入力光に対して同一の２ｎ_1bＬ_1bという光路差を
発生することで、光学的に平均値を算出していることに
なり、第１の測定点における温度を高精度に検出できる
ようになる。

【０１３５】一方、第２のセンサ対２００を構成する第
２の圧力温度センサ２００ａとして、単一構成のものを
用いる他に、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを
使って並列接続することで構成されるものを用いるよう
にしてもよい。

【０１３６】第２の圧力温度センサ２００ａとして、こ
のような複数並列接続構成のものを用いると、それぞれ
のセンサが入力光に対して同一の２ｎ_2aＬ_2aという光路
差を発生することで、光学的に平均値を算出しているこ
とになり、第２の測定点で発生する圧力を高精度に検出
できるようになる。

【０１３７】また、第２のセンサ対２００を構成する第
２の温度センサ２００ｂとして、単一構成のものを用い
る他に、同一構造を持つ複数のものを光ファイバを使っ
て並列接続することで構成されるものを用いるようにし
てもよい。

【０１３８】第２の温度センサ２００ｂとして、このよ
うな複数並列接続構成のものを用いると、それぞれのセ
ンサが入力光に対して同一の２ｎ_2bＬ_2bという光路差を
発生することで、光学的に平均値を算出していることに
なり、第２の測定点における温度を高精度に検出できる
ようになる。

【０１３９】（ハ）ヤングの干渉計の構成 図１に示す実施形態例では、光分波結合器７を使って、
第２のセンサ対２００から逆伝送される光を光ファイバ
８ａと光ファイバ８ｂとに分波することで、ヤングの干
渉計を構成している。

【０１４０】ヤングの干渉計の構成方法としては、この
ような構成方法に限られるものではなくて、図２４や図
２５に示すような様々な構成方法を用いることが可能で
ある。

【０１４１】図２４に示すヤングの干渉計の構成方法で
は、光分波結合器７を介して光ファイバ６に接続される
光ファイバ８ａ，８ｂに代えて、光ファイバ６の前面
に、２つのスリット又はピンホールを持つ光遮蔽板１２
を備えることで、ヤングの干渉計を構成している。

【０１４２】また、図２５に示すヤングの干渉計の構成
方法では、シングルモードの光ファイバ８ａ，８ｂに代
えて、２モードの光ファイバ１３を接続することで、ヤ
ングの干渉計を構成している。

【０１４３】ここで、図２５中に示す１４は光ファイバ
６と光ファイバ１３とを接続するコネクタ、１５ａ，１
５ｂは２モードの光ファイバ１３から出射される光をラ
インイメージセンサ９に照射する全反射鏡である。

【０１４４】（ニ）測定レンジの拡大を実現するヤング
の干渉計の構成 図１に示す実施形態例では、光分波結合器７を使って、
第２のセンサ対２００から逆伝送される光を光ファイバ
８ａと光ファイバ８ｂとに分波することで、ヤングの干
渉計を構成している。

【０１４５】この場合、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同
士の間の距離（図７中に示す２ａ）により、干渉縞の位
置が変化することになる。図９に示したシミュレーショ
ン結果は、ａ＝１０ｍｍとして行ったシミュレーション
の結果である。

【０１４６】図２６に、ａ＝２０ｍｍとし、その他の条
件については図９に示したシミュレーションと変えずに
行ったシミュレーションの結果を図示する。図中の上段
に示すものがａ＝２０ｍｍとして行ったシミュレーショ
ンの結果であり、下段に示すものがａ＝１０ｍｍとして
行ったシミュレーションの結果（図９に示したもの）で
ある。

【０１４７】このシミュレーション結果から分かるよう
に、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同士の間の距離を小さ
くすると、干渉縞位置の展開の広がりが大きくなること
が分かる。

【０１４８】このことから、分かるように、測定する圧
力差が大きいときには、光ファイバ８ａ，８ｂの先端同
士の間の距離を大きくした方がよい。この距離を小さく
すると、測定する圧力差が大きいときに、ラインイメー
ジセンサ９の画素範囲を外れることが起こるからであ
る。一方、測定する圧力差が小さいときには、光ファイ
バ８ａ，８ｂの先端同士の間の距離を小さくした方がよ
い。この距離を小さくすると、分解能が上がるからであ
る。

【０１４９】そこで、図２７に示すように、光ファイバ
８ａを起点として、入力される光を２つに分波する光フ
ァイバの１つ又は複数段の階層構造により構成されると
ともに、光ファイバ８ｂを起点として、入力される光を
２つに分波する光ファイバの１つ又は複数段の階層構造
により構成されて、ラインイメージセンサ９（１つで構
成されることもあるし、複数で構成されることもある）
に光を出射する最終段の光ファイバの出射間隔がそれぞ
れ異なるものとなるものを用いることで、測定レンジの
拡大を図る構成を採ることが好ましい。

【０１５０】この構成を用いる場合には、演算装置１０
は、例えば、最初に、最も差圧測定レンジの大きなもの
で差圧を測定し、次に、その測定した差圧から、ライン
イメージセンサ９の画素範囲に入る差圧測定レンジの内
で、最も分解能の高い差圧測定レンジを選択して、それ
を使って差圧を再測定することで、最終的な差圧を測定
するように処理することになる。

【０１５１】（ホ）装置の小型化を実現する構成 図１に示す実施形態例を実装する装置の小型化を実現す
るには、図２８に示すように、光ファイバ２／光分波結
合器４ａ／光ファイバ５／光分波結合器４ｂ／光ファイ
バ６／光分波結合器７／光ファイバ８ａ／光ファイバ８
ｂを、１つのプラットホームに集積化する構成を採るこ
とが好ましい。

【０１５２】更に、図２７に示す測定レンジの拡大を実
現する構成を用いる場合にも、図２９に示すように、１
つのプラットホームに集積化する構成を採ることが好ま
しい。

【０１５３】ここで、第１のセンサ対１００に接続され
る光ファイバ３ａや、第２のセンサ対２００に接続され
る光ファイバ３ｂについても、可能な範囲で、そのプラ
ットホームに集積化することが好ましい。

【０１５４】図１に示す実施形態例では、第１のセンサ
対１００として、第１の圧力温度センサ１００ａと第１
の温度センサ１００ｂとが光ファイバで並列接続される
ものを用い、第２のセンサ対２００として、第２の圧力
温度センサ２００ａと第２の温度センサ２００ｂとが光
ファイバで並列接続されるものを用いるという構成を採
ったが、図３０に示すように、第１のセンサ対１００と
して、第１の圧力温度センサ１００ａと第１の温度セン
サ１００ｂとが光ファイバで直列接続されるものを用
い、第２のセンサ対２００として、第２の圧力温度セン
サ２００ａと第２の温度センサ２００ｂとが光ファイバ
で直列接続されるものを用いるという構成を採ることも
可能である。

【０１５５】この構成を採る場合には、その直列接続を
実現するために、第１の圧力温度センサ１００ａ（第１
の温度センサ１００ｂ）が前段となる場合には、それが
持つ全反射鏡１０１ａ（全反射鏡１０１ｂ）を半透過鏡
に置き換えたものを使用するとともに、第２の圧力温度
センサ２００ａ（第２の温度センサ２００ｂ）が前段と
なる場合には、それが持つ全反射鏡２０１ａ（全反射鏡
２０１ｂ）を半透過鏡に置き換えたものを使用すること
になる。

【０１５６】この構成を採る場合にも、光学的な平均値
を算出することで測定精度の向上を図るために、第１の
圧力温度センサ１００ａや第２の圧力温度センサ２００
ａや第１の温度センサ１００ｂや第２の温度センサ２０
０ｂについて、同一構造を持つ複数のものを光ファイバ
を使って並列接続することで構成されるものを用いるよ
うにしてもよい。

【０１５７】次に、本発明の他の実施形態例について説
明する。図３１に本発明の他の実施形態例を図示する。

【０１５８】図１に示した実施形態例では測定点が２か
所であったが、この実施形態例では測定点が５か所とな
っている。

【０１５９】これに合わせて、図３１の実施形態例は、
第１のセンサ対１００及び第２のセンサ対２００に加え
て、第３の測定点に設置される第３のセンサ対３００
と、第４の測定点に設置される第４のセンサ対４００
と、第５の測定点に設置される第５のセンサ対５００と
を備える構成を採る。

【０１６０】この第３のセンサ対３００は、第１のセン
サ対１００と同一構造を有して、入力光に対して、圧力
及び温度に反応して、２ｎ_3aＬ_3aという光路差を発生さ
せるとともに、温度のみに反応して、２ｎ_3bＬ_3bという
光路差を発生させる。

【０１６１】一方、第４のセンサ対４００は、第１のセ
ンサ対１００と同一構造を有して、入力光に対して、圧
力及び温度に反応して、２ｎ_4aＬ_4aという光路差を発生
させるとともに、温度のみに反応して、２ｎ_4bＬ_4bとい
う光路差を発生させる。

【０１６２】一方、第５のセンサ対５００は、第１のセ
ンサ対１００と同一構造を有して、入力光に対して、圧
力及び温度に反応して、２ｎ_5aＬ_5aという光路差を発生
させるとともに、温度のみに反応して、２ｎ_5bＬ_5bとい
う光路差を発生させる。

【０１６３】そして、第３のセンサ対３００／第４のセ
ンサ対４００／第５のセンサ対５００を用意することに
合わせて、図１に示した構成に加えて、光分波結合器４
ｂの分波する光を取り出すシングルモードの光ファイバ
５αと、第３のセンサ対３００に対応付けて設けられ
て、光ファイバ５αの取り出す光を第３のセンサ対３０
０に伝送するシングルモードの光ファイバ３ｃと、光フ
ァイバ３ｃを伝送してくる光を２つに分波して第３のセ
ンサ対３００に入力する光分波結合器５０ｃと、光ファ
イバ５αと光ファイバ３ｃとを結合するとともに、光フ
ァイバ３ｃを逆伝送してくる光を分波する光分波結合器
４ｃと、光分波結合器４ｃの分波する光を取り出すシン
グルモードの光ファイバ５βと、第４のセンサ対４００
に対応付けて設けられて、光ファイバ５βの取り出す光
を第４のセンサ対４００に伝送するシングルモードの光
ファイバ３ｄと、光ファイバ３ｄを伝送してくる光を２
つに分波して第４のセンサ対４００に入力する光分波結
合器５０ｄと、光ファイバ５βと光ファイバ３ｄとを結
合するとともに、光ファイバ３ｄを逆伝送してくる光を
分波する光分波結合器４ｄと、光分波結合器４ｄの分波
する光を取り出すシングルモードの光ファイバ５γと、
第５のセンサ対５００に対応付けて設けられて、光ファ
イバ５γの取り出す光を第５のセンサ対５００に伝送す
るシングルモードの光ファイバ３ｅと、光ファイバ３ｅ
を伝送してくる光を２つに分波して第５のセンサ対５０
０に入力する光分波結合器５０ｅと、光ファイバ５γと
光ファイバ３ｅとを結合するとともに、光ファイバ３ｅ
を逆伝送してくる光を分波する光分波結合器４ｅとを備
えるとともに、図１に示した光ファイバ６が、その光分
波結合器４ｅの分波する光を取り出して、光分波結合器
７に伝送するという構成を採る。

【０１６４】この構成に従って、ラインイメージセンサ
９上には、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子
に基づく干渉縞や、２（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_3aＬ_3a）という光
路差因子に基づく干渉縞というように、任意の２つの測
定点の圧力差に対応付けられる干渉縞位置を持つ干渉縞
が生成されることになる。

【０１６５】これから、この実施形態例の本発明を用い
ることで、図３２に示すように、複数の測定点の差圧を
単一構成のセンサで一度に測定することが可能になる。

【０１６６】なお、干渉縞の位置は、圧力差（光路差）
の小さいものほど中央干渉縞に近い位置に生成されるこ
とになるので、干渉縞の出現順序が変動する可能性があ
るが、通常の測定対象では、圧力差の順番が変わるよう
なことは起こらないので、本発明によるこのような複数
の測定点の差圧測定が可能になる。

【０１６７】ここで、図３１の実施形態例の構成を用い
る場合にあっても、光ファイバとして、シングルモード
のものを用いることに限られる必要はなく、マルチモー
ドのものを用いることも可能である。

【０１６８】また、図３１の実施形態例の構成を用いる
場合にあっても、２つの測定点の圧力差がないときに発
生する干渉縞が中央干渉縞と一致しないようになる、図
１２に示すような干渉縞を発生させるセンサを用いるこ
とができることは言うまでもない。

【０１６９】以上に説明した実施形態例では、圧力に応
答して全反射鏡１０１ａなどが動くことで入力光に与え
る光路差を変化させる機能を持つ第１の圧力温度センサ
１００ａなどを用いることで、圧力差を測定するように
している。

【０１７０】全反射鏡１０１ａなどが磁界強度に応答し
て動けば、本発明を用いることで磁界強度差を測定でき
るようになるし、全反射鏡１０１ａなどが電界強度に応
答して動けば、本発明を用いることで電界強度差を測定
できるようになる。このように、本発明は、その適用が
圧力差の測定に限られるものではない。

【０１７１】一方、本発明では、全反射鏡１０１ａなど
が動かなくても、全反射鏡１０１ａなどと半透過鏡１０
２ａなどとの間にある物質の屈折率が変化することで、
入力光に与える光路差を変化させる機能を持つセンサを
用いることもできる。

【０１７２】例えば、高分子ポリマーによっては、図３
３に示すように、温度によって屈折率を変化させるもの
がある。全反射鏡１０１ａなどと半透過鏡１０２ａなど
との間に、このような特性を持つ高分子ポリマーを置い
ておけば、温度差を測定することができるようになる。

【０１７３】一般に、物質は、温度が変化したり、圧力
が変化したり、濃度が変化したり、磁界が変化したり、
電界が変化したりすると、その屈折率や長さが変化し、
これにより、通過する光の位相差を変化させる。

【０１７４】これから、そのような外部要因に敏感に反
応して屈折率や長さを変化させる物質を、全反射鏡１０
１ａなどと半透過鏡１０２ａなどとの間に置くことで、
全反射鏡１０１ａなどが動かなくても、本発明を用いる
ことで、圧力差などを測定することが可能である。

【０１７５】更に、このような外部要因に敏感に反応し
て屈折率や長さを変化させる物質を用いる場合には、図
１に示したような第１の圧力温度センサ１００ａなどの
ような反射型のセンサの代わりに、図３４に示すよう
に、透明なガラス板を平行に配置して、その２つのガラ
ス板の間に、そのような外部要因に敏感に反応して屈折
率や長さを変化させる物質を置くことで入力光に光路長
の変化を与える透過型のセンサが用意されることもあ
る。

【０１７６】図３５に、このような透過型のセンサを用
いるのに好適な本発明の一実施形態例を図示する。

【０１７７】この実施形態例では、第１のセンサ対１０
０として、第１の測定点における温度の影響を受けつ
つ、第１の測定点で発生する圧力に応じて光路長を変化
させる図３４に示すような構造を持つ透過型の第１の圧
力温度センサ１００ａと、第１の測定点における温度の
みに応じて光路長を変化させる図３４に示すような構造
を持つ透過型の第１の温度センサ１００ｂと、それらの
センサをバイパスするシングルモードの光ファイバ６２
ａとの並列接続で構成されるものを用いるという構成を
採っている。

【０１７８】そして、第２のセンサ対２００として、第
２の測定点における温度の影響を受けつつ、第２の測定
点で発生する圧力に応じて光路長を変化させる図３４に
示すような構造を持つ透過型の第２の圧力温度センサ２
００ａと、第２の測定点における温度のみに応じて光路
長を変化させる図３４に示すような構造を持つ透過型の
第２の温度センサ２００ｂと、それらのセンサをバイパ
スするシングルモードの光ファイバ６２ｂとの並列接続
で構成されるものを用いるという構成を採っている。

【０１７９】この場合には、第１の圧力温度センサ１０
０ａは、２つのガラス板の間の距離をＬ_1aで表すなら
ば、入力光に対して、通過する際に、ｎ_1aＬ_1a( ｎ_1aは
２つのガラス板の間にある物質の屈折率）という光路長
を与え、第１の温度センサ１００ｂは、２つのガラス板
の間の距離をＬ_1bで表すならば、入力光に対して、通過
する際に、ｎ_1bＬ_1b( ｎ_1bは２つのガラス板の間にある
物質の屈折率）という光路長を与える。

【０１８０】一方、第２の圧力温度センサ２００ａは、
２つのガラス板の間の距離をＬ_2aで表すならば、入力光
に対して、通過する際に、ｎ_2aＬ_2a( ｎ_2aは２つのガラ
ス板の間にある物質の屈折率）という光路長を与え、第
２の温度センサ２００ｂは、２つのガラス板の間の距離
をＬ_2bで表すならば、入力光に対して、通過する際に、
ｎ_2bＬ_2b( ｎ_2bは２つのガラス板の間にある物質の屈折
率）という光路長を与える。

【０１８１】以下、説明の便宜上、「ｎ_1a＝ｎ_2a」を想
定するとともに、第１の測定点と第２の測定点との間に
圧力差及び温度差がない場合に「Ｌ_1a＝Ｌ_2a」となる第
１の圧力温度センサ１００ａ及び第２の圧力温度センサ
２００ａを用いることを想定する。そして、説明の便宜
上、「ｎ_1b＝ｎ_2b」を想定するとともに、第１の測定点
と第２の測定点との間に温度差がない場合に「Ｌ_1b＝Ｌ
_2b」となる第１の温度センサ１００ｂ及び第２の温度セ
ンサ２００ｂを用いることを想定する。

【０１８２】このように構成されるときにあって、第１
の測定点で発生する圧力及び温度と第２の測定点で発生
する圧力及び温度との間に圧力差及び温度差がない場合
には、「Ｌ_1a＝Ｌ_2a」となり、第１の圧力温度センサ１
００ａの持つ２つのガラス板の間にある物質と、第２の
圧力温度センサ２００ａの持つ２つのガラス板の間にあ
る物質とが同じであることで「ｎ_1a＝ｎ_2a」となること
から、第１の圧力温度センサ１００ａにより与えられる
光路長ｎ_1aＬ_1aと、第２の圧力温度センサ２００ａによ
り与えられる光路長ｎ_2aＬ_2aとは一致することになる。

【０１８３】これに対して、第１の測定点で発生する圧
力と、第２の測定点で発生する圧力との間に圧力差があ
る場合には、この２つの光路長に違いがでる。しかも、
この光路長は、温度の影響を受けることになる。

【０１８４】一方、第１の測定点で発生する温度と第２
の測定点で発生する温度との間に温度差がない場合に
は、「Ｌ_1b＝Ｌ_2b」となり、第１の温度センサ１００ｂ
の持つ２つのガラス板の間にある物質と、第２の温度セ
ンサ２００ｂの持つ２つのガラス板の間にある物質とが
同じであることで「ｎ_1b＝ｎ_2b」となることから、第１
の温度センサ１００ｂにより与えられる光路長ｎ_1bＬ_1b
と、第２の温度センサ２００ｂにより与えられる光路長
ｎ_2bＬ_2bとは一致することになる。

【０１８５】これに対して、第１の測定点で発生する温
度と第２の測定点で発生する温度との間に温度差がある
場合には、この２つの光路長には違いがでる。

【０１８６】図３５の実施形態例は、これらの光路差の
違いを検出することで、第１の測定点で発生する圧力と
第２の測定点で発生する圧力との差分値を、第１及び第
２の測定点における温度の影響を受けることなく測定す
るという構成を採るものである。

【０１８７】これを実現するために、図３２の実施形態
例では、低コヒーレント光を発光するＬＥＤなどで構成
される光源１（いわゆる白色光源で構成される光源１）
と、光源１の発光する光を取り出して第１のセンサ対１
００に伝送するシングルモードの光ファイバ６０ａと、
光ファイバ６０ａを伝送する光を３つに分波して、第１
のセンサ対１００に入力する光分波結合器６１ａと、第
１のセンサ対１００の出力する３つの光を結合する光分
波結合器６３ａと、光分波結合器６３ａの結合する光を
第２のセンサ対２００に伝送するシングルモードの光フ
ァイバ６０ｂと、光ファイバ６０ｂを伝送する光を３つ
に分波して、第２のセンサ対２００に入力する光分波結
合器６１ｂと、第２のセンサ対２００の出力する３つの
光を結合する光分波結合器６３ｂと、光分波結合器６３
ｂの結合する光を取り出すシングルモードの光ファイバ
６と、光ファイバ６の取り出す光を２つに分波する光分
波結合器７と、光分波結合器７の分波する一方の光を取
り出すシングルモードの光ファイバ８ａと、光分波結合
器７の分波するもう一方の光を取り出すシングルモード
の光ファイバ８ｂと、光ファイバ８ａ及び光ファイバ８
ｂから出射される光により生成される干渉縞を検出する
ラインイメージセンサ９と、ラインイメージセンサ９の
検出する干渉縞の縞位置から、第１の測定点で発生する
圧力と第２の測定点で発生する圧力との間に圧力差を算
出する演算装置１０とを備える。

【０１８８】この実施形態例に従う場合には、第１の圧
力温度センサ１００ａと第２の圧力温度センサ２００ａ
との関係で説明するならば、第１の圧力温度センサ１
００ａを透過してから、第２の圧力温度センサ２００ａ
を透過する光の伝送パターンと、第１の圧力温度セン
サ１００ａをバイパスする光ファイバ６２ａを伝送して
から、第２の圧力温度センサ２００ａをバイパスする光
ファイバ６２ｂを伝送する光の伝送パターンと、第１
の圧力温度センサ１００ａをバイパスする光ファイバ６
２ａを伝送してから、第２の圧力温度センサ２００ａを
透過する光の伝送パターンと、第１の圧力温度センサ
１００ａを透過してから、第２の圧力温度センサ２００
ａをバイパスする光ファイバ６２ｂを伝送する光の伝送
パターンという、４種類の光の伝送パターンが存在する
ことになる。

【０１８９】光ファイバ６２ａ，６２ｂが与える光路長
は固定であることを考慮すると、の伝送パターンで伝
送されると、入力光にはｎ_2aＬ_2aという光路長が与えら
れ、の伝送パターンで伝送されると、入力光にはｎ_1a
Ｌ_1aという光路長が与えられ、これにより、ラインイメ
ージセンサ９に向けて出射される光の位相差の中に、位
相差＝ｋ×（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という位相差が存在
することになる。

【０１９０】この（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差
因子は、第１の圧力温度センサ１００ａの置かれる第１
の測定点で発生する圧力と、第２の圧力温度センサ２０
０ａの置かれる第２の測定点で発生する圧力との差圧を
示しており、これから、この（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）と
いう光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検出すること
で、その差圧を測定することができる。

【０１９１】但し、第１の圧力温度センサ１００ａと第
２の圧力温度センサ２００ａとは温度の影響を受けるの
で、この（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子に基
づく干渉縞の移動量を検出して、それに基づいて差圧を
算出したのでは、温度の影響を受けた差圧測定になる。

【０１９２】一方、第１の温度センサ１００ｂと第２の
温度センサ２００ｂとの関係においても、第１の温度セ
ンサ１００ｂを透過あるいはバイパスしてから、第２の
温度センサ２００ｂを透過あるいはバイパスすること
で、上述したような４種類の光の伝送パターンが存在
し、これにより、位相差＝ｋ×（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）
という位相差が存在することになる。

【０１９３】この（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という光路差
因子は、第１の温度センサ１００ｂの置かれる第１の測
定点における温度と、第２の温度センサ２００ｂの置か
れる第２の測定点における温度との温度差を示してお
り、これから、この（ｎ_1bＬ_1b−ｎ_2bＬ_2b）という光路
差因子に基づく干渉縞の移動量を検出することで、その
温度差を測定することができる。

【０１９４】したがって、図３５の実施形態例でも、
（ｎ_1aＬ_1a−ｎ_2aＬ_2a）という光路差因子に基づく干渉
縞の移動量を検出するとともに、（ｎ_1bＬ_1b−ｎ
_2bＬ_2b）という光路差因子に基づく干渉縞の移動量を検
出して、それらに基づいて、温度の影響を受けない形
で、第１の測定点で発生する圧力と第２の測定点で発生
する圧力との差圧を測定できるようになる。

【０１９５】ここで、図３５の実施形態例の構成を用い
る場合にあっても、光ファイバとして、シングルモード
のものを用いることに限られる必要はなく、マルチモー
ドのものを用いることも可能である。

【０１９６】また、図３５の実施形態例の構成を用いる
場合にあっても、２つの測定点の圧力差がないときに発
生する干渉縞が中央干渉縞と一致しないようになる、図
１２に示すような干渉縞を発生させるセンサを用いるこ
とができることは言うまでもない。

【０１９７】また、図３５の実施形態例の構成を採る場
合にも、光学的な平均値を算出することで測定精度の向
上を図るために、第１の圧力温度センサ１００ａや第２
の圧力温度センサ２００ａや第１の温度センサ１００ｂ
や第２の温度センサ２００ｂについて、同一構造を持つ
複数のものを光ファイバを使って並列接続することで構
成されるものを用いるようにしてもよい。

【０１９８】また、図３５の実施形態例では、測定点が
２か所であったが、測定点が３か所以上である場合に
は、センサ対を直列的に接続する形態で光ファイバ及び
光分波結合器を備えることになる。

【０１９９】また、図３５の実施形態例の実現にあたっ
ても、図２７に示したように、光ファイバ８ａを起点と
して、入力される光を２つに分波する光ファイバの１つ
又は複数段の階層構造により構成されるとともに、光フ
ァイバ８ｂを起点として、入力される光を２つに分波す
る光ファイバの１つ又は複数段の階層構造により構成さ
れて、ラインイメージセンサ９（１つで構成されること
もあるし、複数で構成されることもある）に光を出射す
る最終段の光ファイバの出射間隔がそれぞれ異なるもの
となるものを用いることで、測定レンジの拡大を図る構
成を採ることが好ましい。

【０２００】そして、図３５の実施形態例の実現にあた
っても、小型化を実現するために、図２８に示したよう
に、可能な限りの光ファイバや光分波結合器を、１つの
プラットホームに集積化するという構成を採ることが好
ましい。

【０２０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、距離
的に離れた位置で測定される物理量の差分値を測定する
にあたって、導圧管やリモートシールなどの代わりに光
ファイバを用いて、光干渉を使ってその差分値を測定す
るという構成を採るとともに、そのときに、非測定対象
の物理量の影響をキャンセルする形で物理量の差分値を
測定するという構成を採ることから、距離的に離れた位
置で発生する物理量の差分値を周囲環境などに影響され
ずに正確に測定できるようになるとともに、非測定対象
の物理量に影響されずに正確に測定できるようになる。

【０２０２】すなわち、光ファイバ中を伝送する全ての
光波は同じ位相変動を受けることで、外乱による干渉は
キャンセルし合うことになるので、本発明によれば、距
離的に離れた位置で発生する物理量の差分値を周囲環境
などに影響されずに正確に測定できるようになるととも
に、非測定対象の物理量に影響されずに正確に測定でき
るようになるのである。

【０２０３】さらに、本発明では、距離的に離れた３か
所以上の位置で測定される物理量の差分値についても、
周囲環境などに影響されずに同時かつ正確に測定できる
ようになるとともに、非測定対象の物理量に影響されず
に正確に測定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例である。

【図２】光の伝送パターンの説明図である。

【図３】光の伝送パターンの説明図である。

【図４】光の伝送パターンの説明図である。

【図５】光の伝送パターンの説明図である。

【図６】光の伝送パターンの説明図である。

【図７】ヤングの干渉計の説明図である。

【図８】干渉縞の強度のモデル式である。

【図９】干渉縞生成のシミュレーション結果の説明図で
ある。

【図１０】演算装置の実行処理の説明図である。

【図１１】演算装置の実行処理の説明図である。

【図１２】干渉縞の移動の説明図である。

【図１３】ファブリペロ構造を持つセンサの説明図であ
る。

【図１４】ファブリペロ構造を持つセンサの光量ロスの
シミュレーション結果の説明図である。

【図１５】ファブリペロ構造を持つセンサの光量ロスの
シミュレーション結果の説明図である。

【図１６】ファブリペロ構造を持つセンサの光量ロスの
シミュレーション結果の説明図である。

【図１７】干渉縞生成のシミュレーション結果の説明図
である。

【図１８】干渉縞生成のシミュレーション結果の説明図
である。

【図１９】光源コヒーレンシーのシミュレーション結果
の説明図である。

【図２０】光源コヒーレンシーのシミュレーション結果
の説明図である。

【図２１】光源コヒーレンシーのシミュレーション結果
の説明図である。

【図２２】光源コヒーレンシーのシミュレーション結果
の説明図である。

【図２３】光源構成の一実施形態例である。

【図２４】ヤングの干渉計の構成方法の説明図である。

【図２５】ヤングの干渉計の構成方法の説明図である。

【図２６】干渉縞生成のシミュレーション結果の説明図
である。

【図２７】測定レンジを拡大する構成の一実施形態例で
ある。

【図２８】集積化構成の一実施形態例である。

【図２９】集積化構成の一実施形態例である。

【図３０】センサ対の他の構成例である。

【図３１】本発明の他の実施形態例である。

【図３２】本発明の使用形態の説明図である。

【図３３】高分子ポリマーの特性の説明図である。

【図３４】入力光に光路差を与える透過型のセンサの説
明図である。

【図３５】本発明の他の実施形態例である。

【図３６】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光ファイバ ３ａ 光ファイバ ３ｂ 光ファイバ ４ａ 光分波結合器 ４ｂ 光分波結合器 ５ 光ファイバ ６ 光ファイバ ７ 光分波結合器 ８ａ 光ファイバ ８ｂ 光ファイバ ９ ラインイメージセンサ １０ 演算装置 ５０ａ 光分波結合器 ５０ｂ 光分波結合器 １００ 第１のセンサ対 １００ａ 第１の圧力温度センサ １００ｂ 第１の温度センサ １０１ａ 全反射鏡 １０１ｂ 全反射鏡 １０２ａ 半透過鏡 １０２ｂ 半透過鏡 １０３ａ レンズ １０３ｂ レンズ ２００ 第２のセンサ対 ２００ａ 第２の圧力温度センサ ２００ｂ 第２の温度センサ ２０１ａ 全反射鏡 ２０１ｂ 全反射鏡 ２０２ａ 半透過鏡 ２０２ｂ 半透過鏡 ２０３ａ レンズ ２０３ｂ レンズ

フロントページの続き (72)発明者 黒岩 孝朗 東京都渋谷区渋谷２丁目12番19号 株式会 社山武内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB05 CC02 DD20 EE31 FF02 FF34 FF38 GG32

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象の物理量と非測定対象の物理量
   とに応じて入力光に光路差を発生させるセンサと、その
   非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生させ
   るセンサとの組み合わせで構成されるセンサ対に光源の
   発光する光を入力し、 上記入力に応答して出力される上記センサ対により光路
   差の発生された光を、上記センサ対とは別に用意される
   同一の光路差発生機能を持つセンサ対に入力し、 上記別のセンサ対により光路差の発生された光を２つに
   分波して干渉縞を生成し、 上記干渉縞の縞位置から、非測定対象の物理量の影響を
   受けずに測定対象の物理量の差分値を算出することを、 特徴とする物理量測定方法。
2. 【請求項２】 測定対象の物理量と非測定対象の物理量
   とに応じて入力光に光路差を発生させるセンサと、その
   非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生させ
   るセンサとの組み合わせで構成される複数のセンサ対
   と、 最前段のセンサ対に光源の発光する光を伝送する光ファ
   イバ手段と、 前段のセンサ対により光路差の発生された光を対となる
   センサ対に伝送する光ファイバ手段と、 最後段のセンサ対により光路差の発生された光を２つに
   分波する光学手段と、 上記２つに分波された光により生成される干渉縞を検知
   する検知手段と、 上記干渉縞の縞位置から、非測定対象の物理量の影響を
   受けずに測定対象の物理量の差分値を算出する算出手段
   とを備えることを、 特徴とする物理量測定装置。
3. 【請求項３】 反射構造に従って、測定対象の物理量と
   非測定対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生さ
   せるセンサと、反射構造に従って、その非測定対象の物
   理量に応じて入力光に光路差を発生させるセンサとの組
   み合わせで構成される複数のセンサ対と、 最前段のセンサ対に対応付けて設けられて、そのセンサ
   対に光源の発光する光を伝送する光ファイバ手段と、 最前段のセンサ対以外の各センサ対に対応付けて設けら
   れ、前段のセンサ対に対応付けて設けられる光ファイバ
   手段を逆伝送する光路差の発生された光を入力として、
   その光を対となるセンサ対に伝送する光ファイバ手段
   と、 最後段のセンサ対に対応付けて設けられる光ファイバ手
   段を逆伝送する光路差の発生された光を入力として、そ
   の光を２つに分波する光学手段と、 上記２つに分波された光により生成される干渉縞を検知
   する検知手段と、 上記干渉縞の縞位置から、非測定対象の物理量の影響を
   受けずに測定対象の物理量の差分値を算出する算出手段
   とを備えることを、 特徴とする物理量測定装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の物理量測定装置におい
   て、 上記センサ対として、測定対象の物理量と非測定対象の
   物理量とに応じて入力光に光路差を発生させるセンサ
   と、その非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を
   発生させるセンサとが並列接続されるものを用いること
   を、 特徴とする物理量測定装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の物理量測定装置におい
   て、 上記センサ対として、測定対象の物理量と非測定対象の
   物理量とに応じて入力光に光路差を発生させるセンサ
   と、その非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を
   発生させるセンサとが直列接続されるものを用いること
   を、 特徴とする物理量測定装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の物理量測定装置に
   おいて、 上記測定対象の物理量と非測定対象の物理量とに応じて
   入力光に光路差を発生させるセンサとして、同一構造を
   持つ複数のセンサが並列接続されるものを用いること
   を、 特徴とする物理量測定装置。
7. 【請求項７】 請求項４又は５記載の物理量測定装置に
   おいて、 上記非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生
   させるセンサとして、同一構造を持つ複数のセンサが並
   列接続されるものを用いることを、 特徴とする物理量測定装置。
8. 【請求項８】 請求項３ないし７記載のいずれか１項に
   記載の物理量測定装置において、 上記センサとして、反射構造を実現するギャップ長が対
   となる上記光ファイバ手段のコア径から規定される長さ
   以内に入るものを用いることを、 特徴とする物理量測定装置。
9. 【請求項９】 透過構造に従って、測定対象の物理量と
   非測定対象の物理量とに応じて入力光に光路差を発生さ
   せるセンサと、透過構造に従って、その非測定対象の物
   理量に応じて入力光に光路差を発生させるセンサとの組
   み合わせで構成される複数のセンサ対と、 最前段のセンサ対に対応付けて設けられて、そのセンサ
   対に光源の発光する光を伝送する光ファイバ手段と、 最前段のセンサ対以外の各センサ対に対応付けて設けら
   れ、前段のセンサ対に直列的に接続されて、そのセンサ
   対により光路差の発生された光を入力として、その光を
   対となるセンサ対に伝送する光ファイバ手段と、 最後段のセンサ対により光路差の発生された光を入力と
   して、その光を２つに分波する光学手段と、 上記２つに分波された光により生成される干渉縞を検知
   する検知手段と、 上記干渉縞の縞位置から、非測定対象の物理量の影響を
   受けずに測定対象の物理量の差分値を算出する算出手段
   とを備えることを、 特徴とする物理量測定装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の物理量測定装置におい
    て、 上記センサ対として、測定対象の物理量と非測定対象の
    物理量とに応じて入力光に与える光路長を変化させるセ
    ンサと、その非測定対象の物理量に応じて入力光に与え
    る光路長を変化させるセンサと、それらのセンサをバイ
    パスする光ファイバ手段とが並列接続されるものを用い
    ることを、 特徴とする物理量測定装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の物理量測定装置にお
    いて、 上記測定対象の物理量と非測定対象の物理量とに応じて
    入力光に与える光路長を変化させるセンサとして、同一
    構造を持つ複数のセンサが並列接続されるものを用いる
    ことを、特徴とする物理量測定装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の物理量測定装置にお
    いて、 上記非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生
    させるセンサとして、同一構造を持つ複数のセンサが並
    列接続されるものを用いることを、 特徴とする物理量測定装置。
13. 【請求項１３】 請求項２ないし１２のいずれか１項に
    記載の物理量測定装置において、 上記測定対象の物理量と非測定対象の物理量とに応じて
    入力光に光路差を発生させるセンサの組み合わせとし
    て、測定対象の物理量の差分値がゼロであるときに同一
    の光路差を発生させないものを用いることを、 特徴とする物理量測定装置。
14. 【請求項１４】 請求項２ないし１２のいずれか１項に
    記載の物理量測定装置において、 上記非測定対象の物理量に応じて入力光に光路差を発生
    させるセンサの組み合わせとして、非測定対象の物理量
    の差分値がゼロであるときに同一の光路差を発生させな
    いものを用いることを、 特徴とする物理量測定装置。
15. 【請求項１５】 請求項２ないし１４のいずれか１項に
    記載の物理量測定装置において、 上記光学手段により２つに分波された光を入力として、
    入力光を２つに分波する光学手段の１つ又は複数段の階
    層構造により構成され、上記検知手段に光を出射する最
    終段の光学手段の出射間隔がそれぞれ異なるものとなる
    光学手段を備えることを、 特徴とする物理量測定装置。
16. 【請求項１６】 請求項２ないし１５のいずれか１項に
    記載の物理量測定装置において、 上記光ファイバ手段の一部又は全てが１つの基板上に形
    成されるように構成されることを、 特徴とする物理量測定装置。
17. 【請求項１７】 請求項２ないし１６のいずれか１項に
    記載の物理量測定装置において、 上記算出手段は、非測定対象の物理量の差分値の指す干
    渉縞の移動量がマージされた形で検出される、測定対象
    の物理量の差分値の指す干渉縞の移動量を検出するとと
    もに、非測定対象の物理量の差分値のみの指す干渉縞の
    移動量を検出して、それらの検出した移動量に従って、
    非測定対象の物理量の影響を受けずに測定対象の物理量
    の差分値を算出することを、 特徴とする物理量測定装置。