JPH02201203A - 螢光ファイバセンサ - Google Patents
螢光ファイバセンサInfo
- Publication number
- JPH02201203A JPH02201203A JP2130289A JP2130289A JPH02201203A JP H02201203 A JPH02201203 A JP H02201203A JP 2130289 A JP2130289 A JP 2130289A JP 2130289 A JP2130289 A JP 2130289A JP H02201203 A JPH02201203 A JP H02201203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- fiber
- fluorescent
- fluorescent fiber
- fiber sensor
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (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】
〔概 要〕
蛍光ファイバを用いる位置センサに関し、特に、高電界
放電や落雷などの光花発生点の測定も可能な光源位置測
定を目的とし、 プラスチックなどからなる蛍光ファイバ内の蛍光体を、
ファイバ側面からの入射光により励起させ、伝搬する励
起光をファイバ端部に設けた受光素子により、その光強
度を測定して入射光位置を検出する蛍光ファイバセンサ
で構成し、特に、蛍光ファイバ両端に受光素子を設け、
その各光強度より入射光位置の絶対測定をすることも可
能な構成とする。
放電や落雷などの光花発生点の測定も可能な光源位置測
定を目的とし、 プラスチックなどからなる蛍光ファイバ内の蛍光体を、
ファイバ側面からの入射光により励起させ、伝搬する励
起光をファイバ端部に設けた受光素子により、その光強
度を測定して入射光位置を検出する蛍光ファイバセンサ
で構成し、特に、蛍光ファイバ両端に受光素子を設け、
その各光強度より入射光位置の絶対測定をすることも可
能な構成とする。
本発明は蛍光ファイバを用い、光源位置を検出・測定す
るファイバセンサに関する。
るファイバセンサに関する。
特に、有機蛍光色素を含有させた蛍光ファイバ内に、蛍
光ファイバ側面から検出光を入射させ、蛍光ファイバ端
部に設けた受光素子により、蛍光体により波長変換され
た伝搬光強度を測定し、その強度から光の検出位置を測
定する光フアイバセンサに関するものである。
光ファイバ側面から検出光を入射させ、蛍光ファイバ端
部に設けた受光素子により、蛍光体により波長変換され
た伝搬光強度を測定し、その強度から光の検出位置を測
定する光フアイバセンサに関するものである。
従来、関連する技術として、例えば光導電体を用いた非
接触型の可変抵抗器がある（特開昭５２−１０４８８７
）。それは可変抵抗器ではあるが、第７図に示すように
電圧が印加される抵抗体膜８と、一端が抵抗体膜と接続
され他端に出力電極端子１１を備えた光導電膜９とが設
けられ、光導電膜に沿って光スリット７が移動すること
により、出力電極から光スリットの位置に応じた出力電
圧が得られるものである。 すなわち、スポット光の場
合であれば、光源位置と光スリットとが一致した点で出
力電圧が発生しセンサとして用いることが可能である。
接触型の可変抵抗器がある（特開昭５２−１０４８８７
）。それは可変抵抗器ではあるが、第７図に示すように
電圧が印加される抵抗体膜８と、一端が抵抗体膜と接続
され他端に出力電極端子１１を備えた光導電膜９とが設
けられ、光導電膜に沿って光スリット７が移動すること
により、出力電極から光スリットの位置に応じた出力電
圧が得られるものである。 すなわち、スポット光の場
合であれば、光源位置と光スリットとが一致した点で出
力電圧が発生しセンサとして用いることが可能である。
なお、スポット光でなくとも測定できることは容易に類
推可能である。
推可能である。
ファイバを用いた場合には、単一のファイバやマルチコ
アファイバを用いたものがあるが、いずれもファイバ端
部よりの導入光を利用するものである。
アファイバを用いたものがあるが、いずれもファイバ端
部よりの導入光を利用するものである。
従来の光電膜を用いたセンサでは、薄膜を用いるため製
造法が複雑であり、均一な特性を再現性良く得ることや
、比較的大きい長尺な形状のものを容易に得ることが困
難であり、電磁ノイズなどの影響を受は易く、応答性に
も問題があった。
造法が複雑であり、均一な特性を再現性良く得ることや
、比較的大きい長尺な形状のものを容易に得ることが困
難であり、電磁ノイズなどの影響を受は易く、応答性に
も問題があった。
また、光ファイバを用いる場合でも、単一ファイバの場
合ではファイバ端のコアへ入力光を効率良く結合させる
必要上、センサ構成に制限が生じたり、特に比較的大き
な面積を短時間で測定する場合などでは、光ファイバを
マルチファイバ化するなどの必要がありコスト高となる
などの問題点があった。
合ではファイバ端のコアへ入力光を効率良く結合させる
必要上、センサ構成に制限が生じたり、特に比較的大き
な面積を短時間で測定する場合などでは、光ファイバを
マルチファイバ化するなどの必要がありコスト高となる
などの問題点があった。
本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、光ファイ
バを蛍光ファイバとすることにより、ファイバの側面か
ら蛍光ファイバ内への光の導入を可能とし、ファイバ端
部に受光素子を設け、ファイバ内を伝播する検出光の光
強度を測定し光源位置を決定する。
バを蛍光ファイバとすることにより、ファイバの側面か
ら蛍光ファイバ内への光の導入を可能とし、ファイバ端
部に受光素子を設け、ファイバ内を伝播する検出光の光
強度を測定し光源位置を決定する。
また、受光素子をファイバ両端に設けることにより、絶
対位置の測定や、円形状の蛍光ファイバによる角度セン
サとしての応用や、拡散光源に対しては光スリットを蛍
光ファイバ前面に設置することによりＳＮ比の向上や、
より高精度な測定を可能とする。
対位置の測定や、円形状の蛍光ファイバによる角度セン
サとしての応用や、拡散光源に対しては光スリットを蛍
光ファイバ前面に設置することによりＳＮ比の向上や、
より高精度な測定を可能とする。
蛍光ファイバ内の蛍光色より低波長の入射光により、フ
ァイバ内の蛍光体は励起され、ファイバ内を伝播する。
ァイバ内の蛍光体は励起され、ファイバ内を伝播する。
第１図の本発明の原理図に示したように、ファイバ上の
任意箇所に、説明を簡単にするためにレーザ光が入力光
Ｐｌとして入射したとすると、蛍光体からの励起光Ｐ１
、Ｐ、２は蛍光ファイバの両端部に向かって入射点では
均等に分配されファイバ内を伝播する。その伝播距離Ｘ
ｔ、Ｘｚに応じて減衰した光強度をファイバ両端部に設
けた受光素子５により測定し、光の入射位置を決定する
ことが可能となる。
任意箇所に、説明を簡単にするためにレーザ光が入力光
Ｐｌとして入射したとすると、蛍光体からの励起光Ｐ１
、Ｐ、２は蛍光ファイバの両端部に向かって入射点では
均等に分配されファイバ内を伝播する。その伝播距離Ｘ
ｔ、Ｘｚに応じて減衰した光強度をファイバ両端部に設
けた受光素子５により測定し、光の入射位置を決定する
ことが可能となる。
以下添付図により本発明の詳細な説明する。
第２図は蛍光ファイバ内への入射光λ１がファイバコア
内を伝播光λ２として伝播する様子を示している。
内を伝播光λ２として伝播する様子を示している。
蛍光ファイバのファイバ径は［■Φで、コアにはポリカ
ーボネートを、クラッドにはポリメチルメタクリレート
とポリフッ化ビニリデンとの混合体を用い、コア内には
ペリレン系蛍光色素を０．０２ｗｔ％含有させたものを
用いた。
ーボネートを、クラッドにはポリメチルメタクリレート
とポリフッ化ビニリデンとの混合体を用い、コア内には
ペリレン系蛍光色素を０．０２ｗｔ％含有させたものを
用いた。
第３図はＨｅ−Ｃｄレーザを、赤色蛍光色を含有した１
ｆｆｌ−Φ蛍光ファイバに照射した時の照射位置と出射
スペクトルとの関係を示したものである。このスペクト
ルのピーク出射強度と検出距離３との関係は第４図のよ
うになる。
ｆｆｌ−Φ蛍光ファイバに照射した時の照射位置と出射
スペクトルとの関係を示したものである。このスペクト
ルのピーク出射強度と検出距離３との関係は第４図のよ
うになる。
すなわち、ピーク強度は検出距離に対して指数関数で表
され位置検出が可能であることを示している。
され位置検出が可能であることを示している。
その関係は、次の（１）式で表される。
ＸＩ ＝
ｅＸＰ （ＰＩ −Ｐｚ）／ａ＋１の高速現象の検
出が可能である。
出が可能である。
また、蛍光ファイバを円形状とすれば、光の入射位置か
ら光の入射角を求めることが容易で角度センサとしての
応用が可能である（第６図）。
ら光の入射角を求めることが容易で角度センサとしての
応用が可能である（第６図）。
また、光源がスポット光で無い場合などには、蛍光ファ
イバの入射面側にスリット７を設け、ＳＮ比を増大させ
ることや、測定を高精度化する構成とすることが可能で
ある。
イバの入射面側にスリット７を設け、ＳＮ比を増大させ
ることや、測定を高精度化する構成とすることが可能で
ある。
すなわち、ファイバ両端部で光強度を測定すれば、その
各光強度よりファイバ基準点からの位置決定が可能であ
る。
各光強度よりファイバ基準点からの位置決定が可能であ
る。
第５図は、本発明に用いた蛍光ファイバの発光スペクト
ルの応答速度を示したもので、６１０ｎｍのＮｄ−ＷＡ
Ｇレーザのパルス光を５ｎｓ照射した時の出力光の時間
特性である。
ルの応答速度を示したもので、６１０ｎｍのＮｄ−ＷＡ
Ｇレーザのパルス光を５ｎｓ照射した時の出力光の時間
特性である。
すなわち、位置検出点の発光源が数μｓのパルス光でも
応答することを示し、落雷や火花放電など〔発明の効果
〕 本発明による蛍光ファイバセンサは、非接触で発光点の
位置を高速で検出できるとともに、電磁ノイズ障害の影
響も受は難く、構成を極めて簡易なものとすることがで
き広範囲の面積を測定する場合にも有効である。
応答することを示し、落雷や火花放電など〔発明の効果
〕 本発明による蛍光ファイバセンサは、非接触で発光点の
位置を高速で検出できるとともに、電磁ノイズ障害の影
響も受は難く、構成を極めて簡易なものとすることがで
き広範囲の面積を測定する場合にも有効である。
第１図は、本発明の詳細な説明するための図であり、
第２図は、蛍光ファイバへの入射光と伝播光との様子を
説明する図であり、 第３図は、Ｈｅ−Ｃｄレーザスポット高照射位置による
出力光スペクトルを示す図であり、第４図は、出射光強
度と検出距離との関係を示す図であり、 第５図は、蛍光ファイバの発光応答速度を示す図であり
、 第、６図は、蛍光ファイバセンサの構成応用例を説明す
る図であり、 第７図は、従来例を説明する光導電型可変抵抗器を示す
図である。 ８：抵抗体膜 ９：光導電膜 ｌＯ：電圧端子 １１：出力電圧端子 １２：基板 を示す。 図において、 ｌ・入力光Ｐ ２、出力光Ｐ、、Ｐ。 ３：距離Ｘ＋ 、Ｘｔ 、Ｌ−ＸＩ＋Ｘｇ４、蛍光ファ
イバ ５・受光素子 ６ 光源 ７：スリット 本発”Ｑ−７ＦＦ、チ里図 矛 １ 図 ４大搬光↓兇明図 ？九作泉 Ｃａｒｂ。 ｔ）ｎｉｔｓ） ５＋！ 長 （ｎｍ） Ｈｅ−（”ｄＬ−サ゛−人小゛−ｌト光匪射４！置によ
る出力九スペ クトル 茅 ｊ 図 ピーク謹＾ （相対イ１（）
説明する図であり、 第３図は、Ｈｅ−Ｃｄレーザスポット高照射位置による
出力光スペクトルを示す図であり、第４図は、出射光強
度と検出距離との関係を示す図であり、 第５図は、蛍光ファイバの発光応答速度を示す図であり
、 第、６図は、蛍光ファイバセンサの構成応用例を説明す
る図であり、 第７図は、従来例を説明する光導電型可変抵抗器を示す
図である。 ８：抵抗体膜 ９：光導電膜 ｌＯ：電圧端子 １１：出力電圧端子 １２：基板 を示す。 図において、 ｌ・入力光Ｐ ２、出力光Ｐ、、Ｐ。 ３：距離Ｘ＋ 、Ｘｔ 、Ｌ−ＸＩ＋Ｘｇ４、蛍光ファ
イバ ５・受光素子 ６ 光源 ７：スリット 本発”Ｑ−７ＦＦ、チ里図 矛 １ 図 ４大搬光↓兇明図 ？九作泉 Ｃａｒｂ。 ｔ）ｎｉｔｓ） ５＋！ 長 （ｎｍ） Ｈｅ−（”ｄＬ−サ゛−人小゛−ｌト光匪射４！置によ
る出力九スペ クトル 茅 ｊ 図 ピーク謹＾ （相対イ１（）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）蛍光ファイバ４の側面からの入力光１により、該フ
ァイバ内の蛍光体を励起してファイバ内を伝播する光を
、該蛍光ファイバのファイバ端部に設けた受光素子５に
より、その光強度を測定し光源６の位置を決定すること
を特徴とする蛍光ファイバセンサ。 ２）受光素子５を蛍光ファイバ両端部に設け、それらの
各光強度より光源６の位置を決定することを特徴とする
請求項１記載の蛍光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130289A JPH02201203A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 螢光ファイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2130289A JPH02201203A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 螢光ファイバセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02201203A true JPH02201203A (ja) | 1990-08-09 |
Family
ID=12051351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2130289A Pending JPH02201203A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 螢光ファイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02201203A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015111322A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 位置検出装置、位置入力装置および画像表示システム |
| JP2016075505A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 株式会社日立製作所 | 光ファイバひずみゲージ、光ファイバひずみセンサ、および光ファイバひずみセンシングシステム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61207914A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2130289A patent/JPH02201203A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61207914A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | 距離測定装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015111322A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 位置検出装置、位置入力装置および画像表示システム |
| JP2016075505A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 株式会社日立製作所 | 光ファイバひずみゲージ、光ファイバひずみセンサ、および光ファイバひずみセンシングシステム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gupta | Fiber optic sensors: principles and applications | |
| DE69032810T2 (de) | Fernmessung physikalischer Variablen mit faseroptischen Systemen | |
| CN108844919B (zh) | 包层反射式倾斜光纤光栅折射率传感器及制作、测量方法 | |
| US4562348A (en) | Fiber optical luminescence measuring system for measuring physical quantities with time- or frequency-divided signal information | |
| EP0811154A4 (en) | OPTICAL FLUORESCENCE SENSOR | |
| JPH0364812B2 (ja) | ||
| US4763009A (en) | Method and apparatus for remotely measuring the distribution of a physico-chemical parameter in a medium | |
| CN114113809B (zh) | 一种分布式电场光纤传感系统 | |
| JP2635732B2 (ja) | 光ファイバセンシング方式 | |
| JPH02201203A (ja) | 螢光ファイバセンサ | |
| CN111537445A (zh) | 基于倏逝波的环形谐振腔增强型液体组分及浓度传感器 | |
| Kashyap et al. | Single-ended fibre strain and length measurement in frequency domain | |
| Henning et al. | Application of time-correlated single photon counting and stroboscopic detection methods with an evanescent-wave fibre-optic sensor for fluorescence-lifetime-based pH measurements | |
| JP2927829B2 (ja) | 蛍光ファイバセンサ | |
| Wallace et al. | Development of a quasi-distributed optical fibre pH sensor using a covalently bound indicator | |
| JPH0219730A (ja) | 光ファイバ温度センサ | |
| JP2756707B2 (ja) | 発光位置検出装置 | |
| JPS63241375A (ja) | 電子ビ−ムの電流計測方法 | |
| JP2559818B2 (ja) | 光ファイバセンサおよびその使用方法 | |
| CN119043198B (zh) | 一种利用回音壁模式分裂光谱筛选尺寸相近微球的装置及方法 | |
| JP2691723B2 (ja) | 温度検出装置 | |
| EP0006960B1 (en) | Coordinate input apparatus | |
| Ashworth et al. | Transducer mechanisms for optical biosensors. Part 2: Transducer design | |
| JP2935247B2 (ja) | 光ファイバ温度センサ | |
| JPH05172657A (ja) | 分布型光ファイバー温度センサー |