JPH02191000A - 光センサ多点測定装置 - Google Patents
光センサ多点測定装置Info
- Publication number
- JPH02191000A JPH02191000A JP1009754A JP975489A JPH02191000A JP H02191000 A JPH02191000 A JP H02191000A JP 1009754 A JP1009754 A JP 1009754A JP 975489 A JP975489 A JP 975489A JP H02191000 A JPH02191000 A JP H02191000A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical sensor
- light
- optical
- waveguide
- physical quantity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Optical Transform (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〕
本発明は光学的に物理量を測定する光センサによる多点
測定装置に関する。
測定装置に関する。
従来の光センサは、特開昭６３−４７６０２号公報に記
載のように、１個の物理量を測定するのに１組の光セン
サシステムが必要となっていた。なお、この種の光セン
サに関連するものには例えば特開昭６３−６５３２９号
、特開昭６３−６５４０４号等が挙げられる。
載のように、１個の物理量を測定するのに１組の光セン
サシステムが必要となっていた。なお、この種の光セン
サに関連するものには例えば特開昭６３−６５３２９号
、特開昭６３−６５４０４号等が挙げられる。
上記従来技術は、１個の物理量測定に１組の光センサシ
ステムが必要であるため、多数点の物理量測定ではその
数に応じた光センサシステムが必要であるという問題が
あった。
ステムが必要であるため、多数点の物理量測定ではその
数に応じた光センサシステムが必要であるという問題が
あった。
本発明の目的は、１組の光センサシステムで多数点の物
理量を測定する光センサの多点測定装置を提供すること
にある。
理量を測定する光センサの多点測定装置を提供すること
にある。
上記目的は、多数の物理量測定用光センサを光導波路で
直列に結合し、光センサに与える光に振幅変調を加え、
その変調周波数により上記光センサの中から１個の光セ
ンサのみを選択するようにし、変調周波数を変え多数の
光センサを逐次選択することにより達成される。
直列に結合し、光センサに与える光に振幅変調を加え、
その変調周波数により上記光センサの中から１個の光セ
ンサのみを選択するようにし、変調周波数を変え多数の
光センサを逐次選択することにより達成される。
光導波路により結合された光センサは、入射される光の
変調周波数がそれぞれの光センサに決められた周波数と
一致したときのみ光を光センサ内のセンシング部に導び
き、それ以外の変調周波数のときは、入射光をそのまま
通過させることにより、光導波路と光センサにより形成
された光ループの中に、変調周波数により選択された光
センサ内のセンシング部のみが存在することになり、そ
れに加わる物理量を測定することが出来るとともに、変
調周波数を変化することによりその測定個所を変えるこ
とが出来る。
変調周波数がそれぞれの光センサに決められた周波数と
一致したときのみ光を光センサ内のセンシング部に導び
き、それ以外の変調周波数のときは、入射光をそのまま
通過させることにより、光導波路と光センサにより形成
された光ループの中に、変調周波数により選択された光
センサ内のセンシング部のみが存在することになり、そ
れに加わる物理量を測定することが出来るとともに、変
調周波数を変化することによりその測定個所を変えるこ
とが出来る。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す。
光センサ基板１上の各光学素子の製法に付いては公知で
あるため説明を詳略する。透過導波路２は、光センサ基
板１を横切って設けられ、その両端Ａ、Ｂは光の入出口
としている。透過導波路２のＡ側には導入導波路４が若
干の間隔を開けて設けられており、その上には、透過導
波路２と導入導波路４の結合係数を印加電圧により変化
させる光スィッチ３ａを設けている。この部分の結合係
数は電圧印加時には１ （透過導波路２のＡ側から入っ
た光は全て導入導波路４に入る）、無印加時には後述す
る選択受光素子１２を動作させるのみの光量が導入導波
路４に入るように設定している。
あるため説明を詳略する。透過導波路２は、光センサ基
板１を横切って設けられ、その両端Ａ、Ｂは光の入出口
としている。透過導波路２のＡ側には導入導波路４が若
干の間隔を開けて設けられており、その上には、透過導
波路２と導入導波路４の結合係数を印加電圧により変化
させる光スィッチ３ａを設けている。この部分の結合係
数は電圧印加時には１ （透過導波路２のＡ側から入っ
た光は全て導入導波路４に入る）、無印加時には後述す
る選択受光素子１２を動作させるのみの光量が導入導波
路４に入るように設定している。
また、導入導波路２のＢ側にも光スィッチ３６が設けて
あり、その結合係数は、電圧印加時に１、無印加時に０
となるように設定している。導入導波路４を出た光はコ
リメータレンズ５により平行光にされ、回折格子６．結
像レンズ７により検出導波路８．参照導波路１０．選択
導波路１１に導びかれる。この時、入射光の周波数をｆ
ｏ、振幅変調の変調周波数をｆｌとすると、光の周波数
成分は、ｉ ｏ＋ ｆ １． ｆ Ｏ，ｉｏ −ｆ １
の３つになり、回折格子６と結像レンズ７により分光さ
れ、上記３つの周波数に応じた位置に結像される。従っ
て、検出導波路８．参照導波路１０２選択導波路１１の
入口の位置を上記周波数成分の結像位置に置くこと−に
より、変調周波数ｆｘ （以下、同調周波数と呼ぶ）
のときのみ３つの導波路に光が導びかれ、同調周波数の
ときは、参照導波路１０のみに光が導びかれる。したが
って、変調周波数ｆｘのときには、ｆｏ ｆｒの周波
数成分の光は、選択導波路１１に入り、選択受光素子１
２に導びかれ、その信号によりスイッチ１３を閉じ、電
［１４の電圧を光スイッチ３ａ、３ｂに印加し、それら
の結合結数を１にすることにより、透過導波路２のＡ側
より入射した光のうち、ｉｏ＋ｆｘとｆｘの周波数成分
の光はそれぞれが全て検出導波路８．参照導波路１０を
通り、光スィッチ３ｂを介して透過導波路２のＢ側に導
びかれる。検出導波路８上には物理量の変化に応じて見
掛上、光路長が変化する受感部９が設けられており、光
センサに加わる物理量の変化に応じて、検出導波路を通
るｆｏ＋ｆ１の周波数成分の光の位相を変化させる。従
って、透過導波路２のＢ側から出る光は、参照導波路１
０を通るｆｏの周波数成分の光と上記ｆｏ＋ｊｔの周波
数成分の光とが干渉したものとなり、入射光と同じ周波
数ｆｌの振幅変調を受けたものとなる。しかし、その位
相は、受感部９の光路長により変化するので、入射光と
、Ｂ側から出る光の位相を測定することにより光センサ
１が受けた物理量の変化を検出することが出来る。なお
、変調周波数を変化させ、他の光センサを選択した場合
には選択導波路１１には光が入らず、光スイッチ３ａ、
３ｂに電圧が印加されないため、光スィッチ３ａで導入
導波路４に入る若干の光を除くほとんどの光がそのまま
、透過導波路２を通ってＢ側に導びかれ、単なる導波路
として機能する。
あり、その結合係数は、電圧印加時に１、無印加時に０
となるように設定している。導入導波路４を出た光はコ
リメータレンズ５により平行光にされ、回折格子６．結
像レンズ７により検出導波路８．参照導波路１０．選択
導波路１１に導びかれる。この時、入射光の周波数をｆ
ｏ、振幅変調の変調周波数をｆｌとすると、光の周波数
成分は、ｉ ｏ＋ ｆ １． ｆ Ｏ，ｉｏ −ｆ １
の３つになり、回折格子６と結像レンズ７により分光さ
れ、上記３つの周波数に応じた位置に結像される。従っ
て、検出導波路８．参照導波路１０２選択導波路１１の
入口の位置を上記周波数成分の結像位置に置くこと−に
より、変調周波数ｆｘ （以下、同調周波数と呼ぶ）
のときのみ３つの導波路に光が導びかれ、同調周波数の
ときは、参照導波路１０のみに光が導びかれる。したが
って、変調周波数ｆｘのときには、ｆｏ ｆｒの周波
数成分の光は、選択導波路１１に入り、選択受光素子１
２に導びかれ、その信号によりスイッチ１３を閉じ、電
［１４の電圧を光スイッチ３ａ、３ｂに印加し、それら
の結合結数を１にすることにより、透過導波路２のＡ側
より入射した光のうち、ｉｏ＋ｆｘとｆｘの周波数成分
の光はそれぞれが全て検出導波路８．参照導波路１０を
通り、光スィッチ３ｂを介して透過導波路２のＢ側に導
びかれる。検出導波路８上には物理量の変化に応じて見
掛上、光路長が変化する受感部９が設けられており、光
センサに加わる物理量の変化に応じて、検出導波路を通
るｆｏ＋ｆ１の周波数成分の光の位相を変化させる。従
って、透過導波路２のＢ側から出る光は、参照導波路１
０を通るｆｏの周波数成分の光と上記ｆｏ＋ｊｔの周波
数成分の光とが干渉したものとなり、入射光と同じ周波
数ｆｌの振幅変調を受けたものとなる。しかし、その位
相は、受感部９の光路長により変化するので、入射光と
、Ｂ側から出る光の位相を測定することにより光センサ
１が受けた物理量の変化を検出することが出来る。なお
、変調周波数を変化させ、他の光センサを選択した場合
には選択導波路１１には光が入らず、光スイッチ３ａ、
３ｂに電圧が印加されないため、光スィッチ３ａで導入
導波路４に入る若干の光を除くほとんどの光がそのまま
、透過導波路２を通ってＢ側に導びかれ、単なる導波路
として機能する。
つぎに光センサの多点測定装置のシステム全体に付いて
第２図および第３図により説明する。物理量を測定する
ための光センサ基板１ａ〜１ｄは光導波路１５ ａ ＝
１５ ｅにより光学的に結合され、その両端には発光
素子１６と受光素子１７が設けられでいる、各光センサ
基板１ａ〜１ｄの同調周波数をｆｓ〜ｉｎとすれば、発
光素子１６の発光周波数をｆ１〜ｆ、のどれかに設定す
ることにより光センサ基板１ａ〜１ｄに加わる物理量の
うち、一つを選択し、受光素子１７にその物理量により
位相が変化した光が導びかれ、制御回路１８によりその
位相を測定することにより、選択した物理量を測定でき
る。第３図に制御装置の詳細を示す。
第２図および第３図により説明する。物理量を測定する
ための光センサ基板１ａ〜１ｄは光導波路１５ ａ ＝
１５ ｅにより光学的に結合され、その両端には発光
素子１６と受光素子１７が設けられでいる、各光センサ
基板１ａ〜１ｄの同調周波数をｆｓ〜ｉｎとすれば、発
光素子１６の発光周波数をｆ１〜ｆ、のどれかに設定す
ることにより光センサ基板１ａ〜１ｄに加わる物理量の
うち、一つを選択し、受光素子１７にその物理量により
位相が変化した光が導びかれ、制御回路１８によりその
位相を測定することにより、選択した物理量を測定でき
る。第３図に制御装置の詳細を示す。
選択指令２２の指示により発振器２０の発振周波数が光
センサ基板１ａ〜１ｄの同調周波数ｌｘ〜！、のうち１
つに選定され、増幅器１９ａを介して発光素子１６の光
を振幅変調する。つぎに光センサ基板１ａ〜１ｄ、光導
波路１５ａ〜１５ｅを通ってきた光は受光素子１７によ
り電気信号に変換され増幅器１９ｂにより増幅した後、
位相検出器２１により発信器２０どの位相を検出し、３
１１定結果２３として出力する。なお、測定結果２３を
選択指令２２に同期して分配するスイッチを設ければ、
時分割の多点同時測定も可能である。
センサ基板１ａ〜１ｄの同調周波数ｌｘ〜！、のうち１
つに選定され、増幅器１９ａを介して発光素子１６の光
を振幅変調する。つぎに光センサ基板１ａ〜１ｄ、光導
波路１５ａ〜１５ｅを通ってきた光は受光素子１７によ
り電気信号に変換され増幅器１９ｂにより増幅した後、
位相検出器２１により発信器２０どの位相を検出し、３
１１定結果２３として出力する。なお、測定結果２３を
選択指令２２に同期して分配するスイッチを設ければ、
時分割の多点同時測定も可能である。
第４図および第５図に光センサ基板の他の実施例を示す
、第４図は第１図の選択受光素子１２に換えて太陽電池
２４を設けたもので、第１図に比べ、スイッチ１３．電
源１４が不用になると言う利点がある。その他の部分は
第１図と同様でありその説明を省略する。
、第４図は第１図の選択受光素子１２に換えて太陽電池
２４を設けたもので、第１図に比べ、スイッチ１３．電
源１４が不用になると言う利点がある。その他の部分は
第１図と同様でありその説明を省略する。
第５図は物理量に対する受感部を２ヶ設けたもので、異
なる物理量に対して感じる受感部９ａ。
なる物理量に対して感じる受感部９ａ。
９ｂを通る検出導波路８ａ、８ｂに対する同調周波数を
異なるよう設定すれば、１つの光センサ基板１で２つの
物理量を測定することが出来る。もちろん受感部の設定
は３個以上でも可能である。
異なるよう設定すれば、１つの光センサ基板１で２つの
物理量を測定することが出来る。もちろん受感部の設定
は３個以上でも可能である。
その他の部分は第１図と同様でありその説明を省略する
。
。
本発明は、以上説明したように構成されているので次の
ような効果がある。
ような効果がある。
１組の光センサシステムで多数の物理量測定が出来る。
また全ての動作が光のみで可能なため。
防火性の高いセンサシステムが構成できる。
第１図は本発明の一実施例の光センサ部の外観斜視図、
第２図は測定装置の全体構成図、第３図は制御回路の構
成図、第４図、第５図は夫々光センサ部の他の実施例の
構成図である。 １・・・光センサ基板、３・・・光スィッチ、９・・・
受感部、１５・・・先導波路、１６・・・発光素子、１
７・・・受光素子、１８・・・制御回路。 第 １ 図 循 園 猶 ダ 杯 ニ巧く、や−琶し１１【ンＣ
第２図は測定装置の全体構成図、第３図は制御回路の構
成図、第４図、第５図は夫々光センサ部の他の実施例の
構成図である。 １・・・光センサ基板、３・・・光スィッチ、９・・・
受感部、１５・・・先導波路、１６・・・発光素子、１
７・・・受光素子、１８・・・制御回路。 第 １ 図 循 園 猶 ダ 杯 ニ巧く、や−琶し１１【ンＣ
Claims (1)
- １、適数個の物理量により見掛の光路長が変化し、その
光路長変化より物理量を測定する光センサと、光センサ
に光を与える発光素子と、光センサに加わる物理量によ
り変調された光センサからの光を電気信号に変える受光
素子と、上記光センサ、発光素子および受光素子間を光
学的に結ぶ光導波路より成る光センサ多点測定装置にお
いて、発光素子から発光させる光に振幅変調を加え、そ
の変調周波数により上記光センサの中から１個の光セン
サのみを選択し、その物理量により変調された光から光
センサに加わる物理量を測定する装置を設けたことを特
徴とする光センサ多点測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009754A JP2644869B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 光センサ多点測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009754A JP2644869B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 光センサ多点測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02191000A true JPH02191000A (ja) | 1990-07-26 |
| JP2644869B2 JP2644869B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=11729078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009754A Expired - Lifetime JP2644869B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 光センサ多点測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644869B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311610A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Occ Corp | 光ファイバグレーティング測定装置および光ファイバグレーティング測定方法 |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1009754A patent/JP2644869B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311610A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Occ Corp | 光ファイバグレーティング測定装置および光ファイバグレーティング測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2644869B2 (ja) | 1997-08-25 |
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