JPH0129410B2 - - Google Patents
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- JPH0129410B2 JPH0129410B2 JP57233505A JP23350582A JPH0129410B2 JP H0129410 B2 JPH0129410 B2 JP H0129410B2 JP 57233505 A JP57233505 A JP 57233505A JP 23350582 A JP23350582 A JP 23350582A JP H0129410 B2 JPH0129410 B2 JP H0129410B2
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- Japan
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- optical signal
- waveguide
- light
- optical waveguide
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-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、光信号を用いて物理量の測定を行な
う光応用センサ装置の改良に関する。
う光応用センサ装置の改良に関する。
［考案の技術的背景とその問題点］
第１図および第２図は従来における光応用セン
サ装置の構成図である。先ず第１図に示す光応用
センサ装置について説明する。１は光信号受信部
であり、この発光素子１ａの発行により光信号が
送り側光導波路２を伝送して検出部３へ送られ
る。この検出部３では、光信号を被測定物理量
（例えば圧力）によりイ方向に変位する反射板３
ａにより物理量に対応した光強度にして反射し、
その１部を受け側光導波路４に入射する。ここ
で、受け側光導波路４に入射する光信号は検出部
３における送り側および受け側光導波路２，４の
端面と反射板３ａとの距離の関数の光量となる。
受け側光導波路４に入射した光信号は光信号受信
部５に送られ、光信号受信部５は受光素子５ａに
よつて電気信号に変換し光信号の光量を測定し、
この光量は反射板３ａの変位イの関数となつてい
るため、光量により物理量が求められる。次に第
２図に示す光応用センサ装置について説明する。
この光応用センサ装置は、検出部６が被測定物理
量によつてロ方向に変位するしや光板６ａ、送り
側光導波路７からの光信号をしや光板６ａに当た
る第１の光学レンズ６ｂおよびしや光板６ａを介
して送られてくる光信号を受け側光導波路８へ入
射する第２の光学レンズ６ｃから構成され、第１
図に示すセンサ装置と同様光信号の光量によつて
物理量を測定するものである。
サ装置の構成図である。先ず第１図に示す光応用
センサ装置について説明する。１は光信号受信部
であり、この発光素子１ａの発行により光信号が
送り側光導波路２を伝送して検出部３へ送られ
る。この検出部３では、光信号を被測定物理量
（例えば圧力）によりイ方向に変位する反射板３
ａにより物理量に対応した光強度にして反射し、
その１部を受け側光導波路４に入射する。ここ
で、受け側光導波路４に入射する光信号は検出部
３における送り側および受け側光導波路２，４の
端面と反射板３ａとの距離の関数の光量となる。
受け側光導波路４に入射した光信号は光信号受信
部５に送られ、光信号受信部５は受光素子５ａに
よつて電気信号に変換し光信号の光量を測定し、
この光量は反射板３ａの変位イの関数となつてい
るため、光量により物理量が求められる。次に第
２図に示す光応用センサ装置について説明する。
この光応用センサ装置は、検出部６が被測定物理
量によつてロ方向に変位するしや光板６ａ、送り
側光導波路７からの光信号をしや光板６ａに当た
る第１の光学レンズ６ｂおよびしや光板６ａを介
して送られてくる光信号を受け側光導波路８へ入
射する第２の光学レンズ６ｃから構成され、第１
図に示すセンサ装置と同様光信号の光量によつて
物理量を測定するものである。
このような光応用センサ装置においては、光信
号発信部１の発光パワーの安定化、また送り側お
よび受け側光導波路２，４，７，８の損失変化の
補償を行い光信号の安定化をはかつている。しか
し、発光パワーの安定化と損失変化の補償だけで
は常に安定した光信号が得られない場合があり、
特に光導波路の湾曲あるいは発光源と光導波路と
を接続するコネクタの着脱により光信号に大きな
変動が生じてしまう。
号発信部１の発光パワーの安定化、また送り側お
よび受け側光導波路２，４，７，８の損失変化の
補償を行い光信号の安定化をはかつている。しか
し、発光パワーの安定化と損失変化の補償だけで
は常に安定した光信号が得られない場合があり、
特に光導波路の湾曲あるいは発光源と光導波路と
を接続するコネクタの着脱により光信号に大きな
変動が生じてしまう。
そこで、光導波路の湾曲および着脱により光信
号が変動する原因について説明する。第３図ａ，
ｂは光導波路の構造およびこの光導波路からの出
射パターンを示した図である。ここで、９が光導
波路のクラツドであり、１０がコアであり、その
屈折率分布はステツプ状でコア１０の屈折率がク
ラツド９のそれより少し大きく設定されている。
このため、光信号はコア１０からクラツド９へ向
う時に全反射し、コア１０内に導波モードが存在
するようになる。このような光信号が光導波路２
７から出射されると第３図ｂのような出射パター
ンＳとなる。この出射パターンＳは、装置２，７
における複数の導波モードが一様に励起された場
合のものである。そして光導波路出射端面におけ
るパターン（アフイールドパターン）は屈折率分
布と同じステツプ状分布となるが、端面からわず
かに離れた位置ｒでの出射パターンＳは第３図ｂ
に示すようにほぼ台形に近以される。ここで、光
信号の光導波路端面における出射角θは低次モー
ドから高次モードになるに従つて大きくなる。ま
た、この出射パターンＳは、光導波路の複数の導
波モードから構成されており、導波モードの状
態、モード間のパワー比の影響を大きく受ける。
周知のように光導波路を所定の曲率半径以上に曲
げた場合には、高次の導波モードが放射モードと
なつてリークしたり、またモード変換が起こるの
で、出射角θが小さくなり出射パターンＳが変化
することになる。第４図は光導波路を曲げた場合
における出射パターン変化図を示す。第４図に示
すように高次モードがリークすると出射パターン
Ｓは出射パターンS1から出射パターンS2になる。
このように、光導波路２，４，７，８の曲げの度
合に応じて光信号の光量が変化し、特に受け側光
導波路４，８に入射する光量が減少するので、反
射板３ａおよびしや光板６ａが変位せずとも見か
け上の変位として測定されてしまう。
号が変動する原因について説明する。第３図ａ，
ｂは光導波路の構造およびこの光導波路からの出
射パターンを示した図である。ここで、９が光導
波路のクラツドであり、１０がコアであり、その
屈折率分布はステツプ状でコア１０の屈折率がク
ラツド９のそれより少し大きく設定されている。
このため、光信号はコア１０からクラツド９へ向
う時に全反射し、コア１０内に導波モードが存在
するようになる。このような光信号が光導波路２
７から出射されると第３図ｂのような出射パター
ンＳとなる。この出射パターンＳは、装置２，７
における複数の導波モードが一様に励起された場
合のものである。そして光導波路出射端面におけ
るパターン（アフイールドパターン）は屈折率分
布と同じステツプ状分布となるが、端面からわず
かに離れた位置ｒでの出射パターンＳは第３図ｂ
に示すようにほぼ台形に近以される。ここで、光
信号の光導波路端面における出射角θは低次モー
ドから高次モードになるに従つて大きくなる。ま
た、この出射パターンＳは、光導波路の複数の導
波モードから構成されており、導波モードの状
態、モード間のパワー比の影響を大きく受ける。
周知のように光導波路を所定の曲率半径以上に曲
げた場合には、高次の導波モードが放射モードと
なつてリークしたり、またモード変換が起こるの
で、出射角θが小さくなり出射パターンＳが変化
することになる。第４図は光導波路を曲げた場合
における出射パターン変化図を示す。第４図に示
すように高次モードがリークすると出射パターン
Ｓは出射パターンS1から出射パターンS2になる。
このように、光導波路２，４，７，８の曲げの度
合に応じて光信号の光量が変化し、特に受け側光
導波路４，８に入射する光量が減少するので、反
射板３ａおよびしや光板６ａが変位せずとも見か
け上の変位として測定されてしまう。
また、光導波路２，４，７，８の曲がりによる
影響は光量の減少だけではなく、光信号における
出力特性にも影響を与える。第５図ａ，ｂは光信
号の出力特性を示し、ａは正常な場合の出力特性
図、ｂはリークが生じた場合の特性図である。第
５図ａ，ｂに示すように光導波路にリークが生じ
ると、その出力特性における信号の立ち上がり位
置および最大ピーク位置が変化してしまう。この
ため特に最初の立ち上がり特性を使用して物理量
の測定を行なう場合、感度が変化したり、ゼロ点
ドリフトが生じてしまう。したがつて、物理量の
測定において正確な測定値が得られなくなつてし
まう。このことは、光導波路２，４，７，８がス
テツプインデツクスでない例えば屈折率分布が放
射線状をしたグレーテツドインデツクス光導波路
でも同様である。さらに、第２図に示す光応用セ
ンサ装置においても感度の変化およびゼロ点ドリ
フトが生じる。
影響は光量の減少だけではなく、光信号における
出力特性にも影響を与える。第５図ａ，ｂは光信
号の出力特性を示し、ａは正常な場合の出力特性
図、ｂはリークが生じた場合の特性図である。第
５図ａ，ｂに示すように光導波路にリークが生じ
ると、その出力特性における信号の立ち上がり位
置および最大ピーク位置が変化してしまう。この
ため特に最初の立ち上がり特性を使用して物理量
の測定を行なう場合、感度が変化したり、ゼロ点
ドリフトが生じてしまう。したがつて、物理量の
測定において正確な測定値が得られなくなつてし
まう。このことは、光導波路２，４，７，８がス
テツプインデツクスでない例えば屈折率分布が放
射線状をしたグレーテツドインデツクス光導波路
でも同様である。さらに、第２図に示す光応用セ
ンサ装置においても感度の変化およびゼロ点ドリ
フトが生じる。
［発明の目的］
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、光
導波路の曲げあるいは光信号の伝送路上の接続部
の着脱によつても安定した出射パターンの光信号
を得、感度の変化およびゼロ点ドリフトの生じな
い光応用センサ装置を提供することを目的とす
る。
導波路の曲げあるいは光信号の伝送路上の接続部
の着脱によつても安定した出射パターンの光信号
を得、感度の変化およびゼロ点ドリフトの生じな
い光応用センサ装置を提供することを目的とす
る。
［発明の概要］
本発明は、光信号を用いて物理量の測定を行な
う光応用センサ装置において、前記光応用センサ
装置における信号発信部および光信号受信部と検
出部との間の光信号を伝送する光導波路に前記光
導波路を所定の曲率半径をもつて曲げた部分を設
けて上記目的を達成しようとする光応用センサ装
置である。
う光応用センサ装置において、前記光応用センサ
装置における信号発信部および光信号受信部と検
出部との間の光信号を伝送する光導波路に前記光
導波路を所定の曲率半径をもつて曲げた部分を設
けて上記目的を達成しようとする光応用センサ装
置である。
［発明の実施例］
以下、本発明の第１の実施例について第６図を
参照して説明する。なお、第１図と同一部分には
同一符号を付して詳しい説明は省略する。
参照して説明する。なお、第１図と同一部分には
同一符号を付して詳しい説明は省略する。
第６図は本発明に係る光応用センサ装置の構成
図である。この光応用センサ装置は送り側および
受け側光導波路２，４と検出部３との接続部分に
近接した光導波路２，４部分を所定の半径（例え
ば３cm以下程度）で数ターンないし数十ターン巻
いた出射パターン安定手段２０を設けたものであ
る。
図である。この光応用センサ装置は送り側および
受け側光導波路２，４と検出部３との接続部分に
近接した光導波路２，４部分を所定の半径（例え
ば３cm以下程度）で数ターンないし数十ターン巻
いた出射パターン安定手段２０を設けたものであ
る。
次に上記の如く構成された装置の作用について
説明する。光信号発信部１の発光素止１ａが発光
して、光信号が送り側光導波路２に入射する。こ
れにより、送り側光導波路２に光信号が伝送す
る。そして光信号は、出射パターン安定手段２０
に達すると、次のように伝送する。すなわち、光
信号における高次モードは、前述した如く光導波
路の曲げによつて放射したりまたモード変換が行
われるため、所定の曲率半径（本実施例では半径
３cm以下）の出射パターン安定手段２０を伝送す
ると光導波路の外部へ放射される。これにより、
検出部３における反射板３ａに出射される光信号
は曲がりの影響の少ない低次モードからなるもの
となる。
説明する。光信号発信部１の発光素止１ａが発光
して、光信号が送り側光導波路２に入射する。こ
れにより、送り側光導波路２に光信号が伝送す
る。そして光信号は、出射パターン安定手段２０
に達すると、次のように伝送する。すなわち、光
信号における高次モードは、前述した如く光導波
路の曲げによつて放射したりまたモード変換が行
われるため、所定の曲率半径（本実施例では半径
３cm以下）の出射パターン安定手段２０を伝送す
ると光導波路の外部へ放射される。これにより、
検出部３における反射板３ａに出射される光信号
は曲がりの影響の少ない低次モードからなるもの
となる。
また、反射板３ａから送り側光導波路４に入射
し伝送する光信号は、上述した作用と同様に出射
パターン安定手段２０によつて低次モードからな
る光信号となつて光信号受信部５に入射する。そ
して、光信号受信部５の受光素子５ａにより光信
号が電光変換されて光信号の光量が測定され、こ
の光量から変換部３によつて測定された物理量が
求められる。
し伝送する光信号は、上述した作用と同様に出射
パターン安定手段２０によつて低次モードからな
る光信号となつて光信号受信部５に入射する。そ
して、光信号受信部５の受光素子５ａにより光信
号が電光変換されて光信号の光量が測定され、こ
の光量から変換部３によつて測定された物理量が
求められる。
このように本装置によれば、検出部３に近接し
た部分の光導波路２，４の所定の半径で数ターン
〜数十ターン巻いた出射パターン安定手段２０を
設けたので、たとえ送り側および受け側光導波路
２，４が曲がつて光信号における高次モードが放
射あるいはモード変換したとしても、いずれにせ
よ出射パターン安定手段２０において高次モード
は送り側および受け側光導波路２，４の外部へ放
射され、その出射パターン、特に反射板３ａにお
ける出射パターンは曲がりの影響の少ない低次モ
ードからなる安定したものとなる。したがつて、
高次モードが光導波路２，４の外部へ放射されて
も、これに影響されることなく物理量の判定が行
なえる。
た部分の光導波路２，４の所定の半径で数ターン
〜数十ターン巻いた出射パターン安定手段２０を
設けたので、たとえ送り側および受け側光導波路
２，４が曲がつて光信号における高次モードが放
射あるいはモード変換したとしても、いずれにせ
よ出射パターン安定手段２０において高次モード
は送り側および受け側光導波路２，４の外部へ放
射され、その出射パターン、特に反射板３ａにお
ける出射パターンは曲がりの影響の少ない低次モ
ードからなる安定したものとなる。したがつて、
高次モードが光導波路２，４の外部へ放射されて
も、これに影響されることなく物理量の判定が行
なえる。
ここで、出射パターン安定手段２０は次のよう
な手段を用いて高次モードを放射させても良い。
たとえば凹凸部を多数設けた安定化部材２１で光
導波路２，４を挟む手段である。第７図はこの手
段の構成図を示す。このような手段によつて光導
波路２，４を所定の曲率半径でもつて曲げること
により第１の実施例と同様に、光信号における高
次モードが外部へ放射され低次モードからなる安
定した出射パターンが得られる。
な手段を用いて高次モードを放射させても良い。
たとえば凹凸部を多数設けた安定化部材２１で光
導波路２，４を挟む手段である。第７図はこの手
段の構成図を示す。このような手段によつて光導
波路２，４を所定の曲率半径でもつて曲げること
により第１の実施例と同様に、光信号における高
次モードが外部へ放射され低次モードからなる安
定した出射パターンが得られる。
［発明の効果］
本発明によれば、検出部と光導波路との接続部
分の光導波路を所定の曲率半径をもつて曲げたの
で、光導波路の曲げあるいは光信号の伝送路上の
接続部の着脱によつても安定した出射パターンの
光信号を得、感度の変化およびゼロ点ドリフトの
生じない光応用センサ装置を提供できる。
分の光導波路を所定の曲率半径をもつて曲げたの
で、光導波路の曲げあるいは光信号の伝送路上の
接続部の着脱によつても安定した出射パターンの
光信号を得、感度の変化およびゼロ点ドリフトの
生じない光応用センサ装置を提供できる。
第１図および第２図は従来における光応用セン
サ装置の構成図、第３図ａ，ｂは光導波路の構成
とその出射パターンを示す図、第４図は出射パタ
ーンの変化を示す図、第５図ａ，ｂは従来におけ
る光応用センサ装置の出力特性図、第６図は本発
明に係る光応用センサ装置の第１の実施例を示す
構成図、第７図は第１の実施例における別の出射
パターン安定手段の構成図である。 １……光信号発信部、２……送り側光導波路、
３……検出部、４……受け側光導波路、５……光
信号受信部、２０……出射パターン安定手段、２
１……安定化部材。
サ装置の構成図、第３図ａ，ｂは光導波路の構成
とその出射パターンを示す図、第４図は出射パタ
ーンの変化を示す図、第５図ａ，ｂは従来におけ
る光応用センサ装置の出力特性図、第６図は本発
明に係る光応用センサ装置の第１の実施例を示す
構成図、第７図は第１の実施例における別の出射
パターン安定手段の構成図である。 １……光信号発信部、２……送り側光導波路、
３……検出部、４……受け側光導波路、５……光
信号受信部、２０……出射パターン安定手段、２
１……安定化部材。
Claims (1)
- １ 光通信を用いて物理量の測定を行なう光応用
センサ装置において、前記光通信における光信号
を発生する光信号発生手段と、この光信号発生手
段からの光信号を伝送する複数の光導波路と、こ
の光導波路を伝送してきた光信号を前記物理量の
変化に応じた光強度に変換して前記物理量を検出
する検出手段と、この検出手段により変換された
前記光信号を再び前記光導波路に伝送させ、この
伝送してきた前記光信号の光量を測定して前記物
理量を検出する光信号受信手段と、前記光導波路
を所定の曲率半径をもつて曲げたものであること
を特徴とする光応用センサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57233505A JPS59122902A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光応用センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57233505A JPS59122902A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光応用センサ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28385688A Division JPH01158312A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 光応用センサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59122902A JPS59122902A (ja) | 1984-07-16 |
| JPH0129410B2 true JPH0129410B2 (ja) | 1989-06-09 |
Family
ID=16956074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57233505A Granted JPS59122902A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光応用センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59122902A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6287813A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-22 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | ２波長方式の光フアイバ利用の光センサ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337438A (en) * | 1976-09-18 | 1978-04-06 | Nec Corp | Optical mode filter |
| US4229067A (en) * | 1978-11-17 | 1980-10-21 | Corning Glass Works | Optical waveguide mode scrambler |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57233505A patent/JPS59122902A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59122902A (ja) | 1984-07-16 |
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