JPH0377026A - 蛍光ファイバセンサ - Google Patents
蛍光ファイバセンサInfo
- Publication number
- JPH0377026A JPH0377026A JP1213507A JP21350789A JPH0377026A JP H0377026 A JPH0377026 A JP H0377026A JP 1213507 A JP1213507 A JP 1213507A JP 21350789 A JP21350789 A JP 21350789A JP H0377026 A JPH0377026 A JP H0377026A
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- JP
- Japan
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- fluorescent
- fibers
- fiber
- light
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
蛍光ファイバを用いた光センサに関し、光源の位置およ
び波長モードを精度良く、且つ簡単な構成により検出す
ることを目的とし、蛍光ファイバの側面からの入力光に
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
素子により検出し光源の位置を決定する蛍光ファイバセ
ンサにおいて、蛍光ファイバを蛍光波長特性の異なる色
素をドープした複数のファイバで構成する。
び波長モードを精度良く、且つ簡単な構成により検出す
ることを目的とし、蛍光ファイバの側面からの入力光に
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
素子により検出し光源の位置を決定する蛍光ファイバセ
ンサにおいて、蛍光ファイバを蛍光波長特性の異なる色
素をドープした複数のファイバで構成する。
本発明は複数の蛍光ファイバを用い、光源の位置と波長
モードとを検出・測定するファイバセンサに関する。
モードとを検出・測定するファイバセンサに関する。
有機蛍光色素を含・有させた蛍光ファイバ内に、蛍光フ
ァイバ光軸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、お
よび、その波長モードを識別、測定する光フアイバセン
サに関するものである。
ァイバ光軸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、お
よび、その波長モードを識別、測定する光フアイバセン
サに関するものである。
従来、光ファイバを使用した分光センサとして光ファイ
バとカラーセンサ、またはカラーフィルタを用いた光学
モニタ装置やカラー識別装置がある。
バとカラーセンサ、またはカラーフィルタを用いた光学
モニタ装置やカラー識別装置がある。
また、位置センサに関連する技術として、例えば光道電
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６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。
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６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。
従来の光ファイバとカラーセンサ、またはカラーフィル
タにより構成された分光センサは、定まった位置の対象
物に対してのみ作用するものであり、広範囲の不確定な
位置の対象にたいしては作用させることができなかった
。
タにより構成された分光センサは、定まった位置の対象
物に対してのみ作用するものであり、広範囲の不確定な
位置の対象にたいしては作用させることができなかった
。
また、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。また、波長モードの測定も困難であっ
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、波長モードの測定も困難であっ
た。
上記課題は、蛍光ファイバの側面からの入力光により該
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に
より検出し光源の位置を決定する蛍光ファイバセンサに
おいて、蛍光ファイバをそれぞれ螢光波長特性の異なっ
た色素をドープした複数の光ファイバで構成した蛍光フ
ァイバセンサを提供することにより解決できる。
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に
より検出し光源の位置を決定する蛍光ファイバセンサに
おいて、蛍光ファイバをそれぞれ螢光波長特性の異なっ
た色素をドープした複数の光ファイバで構成した蛍光フ
ァイバセンサを提供することにより解決できる。
独立した複数本の蛍光ファイバを用いるため、ファイバ
自体に光源位置の測定や波長モードの識別機能を持たせ
ることができ、外部処理回路などを大幅に簡単化するこ
とが可能となる。
自体に光源位置の測定や波長モードの識別機能を持たせ
ることができ、外部処理回路などを大幅に簡単化するこ
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図は蛍光ファイバの原理を説明するものである。外
部からの入射光λ１は一旦蛍光体１３に吸収され、一定
の波長をもった光が発行され、ファイバコア内を伝播光
λ２として伝播する。
部からの入射光λ１は一旦蛍光体１３に吸収され、一定
の波長をもった光が発行され、ファイバコア内を伝播光
λ２として伝播する。
この蛍光ファイバ１６は例えばファイバ径１ｍｍΦで、
コア１４にはポリカーボネートを、クラッドエ５にはコ
ア１４より屈折率の小さい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１４内に
はペリレン系蛍光色素を０．０２ｗｔ％含有させたもの
である。
コア１４にはポリカーボネートを、クラッドエ５にはコ
ア１４より屈折率の小さい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１４内に
はペリレン系蛍光色素を０．０２ｗｔ％含有させたもの
である。
このような複数本の蛍光ファイバを用い、光源位置と波
長モードとを測定する本発明の実施例を第１図に示す。
長モードとを測定する本発明の実施例を第１図に示す。
第１図に示すように、蛍光波長特性の異なる色素をドー
プした複数の蛍光ファイバ６を用いて、各蛍光ファイバ
内の蛍光体をファイバ光軸側面からの入射光２により励
起させ、得られた蛍光を各ファイバ端部に設けた受光素
子４により、その光強度を測定し、光源の波長モードと
位置を測定することが可能である。
プした複数の蛍光ファイバ６を用いて、各蛍光ファイバ
内の蛍光体をファイバ光軸側面からの入射光２により励
起させ、得られた蛍光を各ファイバ端部に設けた受光素
子４により、その光強度を測定し、光源の波長モードと
位置を測定することが可能である。
市販されている緑、黄、赤色のペリレン系蛍光色素の蛍
光スペクトルのピーク波長とその半値幅を表１に示す。
光スペクトルのピーク波長とその半値幅を表１に示す。
また、各蛍光色素が感応する光の波長域を表２に示す。
これら表１および表２より、入力光２の波長が５５０ｎ
ｍの場合、励起される蛍光ファイバ６は、黄色と赤色の
蛍光ファイバであることが受光素子４で検知され、入力
光の波長は、５１２〜５８４ｎｍの間にあることが識別
される。波長検出域は蛍光色素の選択により、各種の範
囲設定が可能である。
ｍの場合、励起される蛍光ファイバ６は、黄色と赤色の
蛍光ファイバであることが受光素子４で検知され、入力
光の波長は、５１２〜５８４ｎｍの間にあることが識別
される。波長検出域は蛍光色素の選択により、各種の範
囲設定が可能である。
表２ 各蛍光色素の感応波長域
表１ 蛍光ファイバの出射光特性
第３図はＨｅ−Ｃｄレーザを、赤色蛍光色素を含有した
１ｍｍΦの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。
１ｍｍΦの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。
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、ピーク強度の測定より位置検出が可能であること
を示している。
され、ピーク強度の測定より位置検出が可能であること
を示している。
その関係は、次の式で表される。
Ｘ、＋Ｘ２
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１μｓ以下のパルス光
でも応答することを示し、落雷や火花放電などの高速現
象の検出が可能である。
でも応答することを示し、落雷や火花放電などの高速現
象の検出が可能である。
ｅｘｐ （ｐ＋ −ｐｚ ）／ａ＋ｔ〔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
位置および波長モード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。
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
位置および波長モード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。
すなわち、ファイバ両端部で光強度を測定すれば、その
各強度よりファイバ基準点からの位置決定ができる。
各強度よりファイバ基準点からの位置決定ができる。
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、６１０ ｎｍのＮｄ−Ｙ
ＡＧレーザ光励起の色素レーザパルス光を５ｎｓ
ルの応答速度を示したもので、６１０ ｎｍのＮｄ−Ｙ
ＡＧレーザ光励起の色素レーザパルス光を５ｎｓ
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、光ファイバ、または蛍光ファイバへの入射光
と伝播光との状態を示す図であり、第３図は、赤色色素
含有の蛍光ファイバからの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、従来例を説明する光導電型可変抵抗器を示す
図である。 図において、 １：光源 ２：入力光 ３：出力光 ４：受光素子 ５：透明光ファイバ ６：蛍光ファイバ ７：スリット ８：抵抗体膜 ９：光導電膜 １０：電圧端子 １１：出力電圧端子 １２：基板 本発明の実範例図 第 １ 辺 Ａ云丁再えｊ乙名先日月図 日前間 （Ａ ｓ） 螢光ファイバｎイｅＬ方□、答檻東墳 第 ５ 図
と伝播光との状態を示す図であり、第３図は、赤色色素
含有の蛍光ファイバからの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、従来例を説明する光導電型可変抵抗器を示す
図である。 図において、 １：光源 ２：入力光 ３：出力光 ４：受光素子 ５：透明光ファイバ ６：蛍光ファイバ ７：スリット ８：抵抗体膜 ９：光導電膜 １０：電圧端子 １１：出力電圧端子 １２：基板 本発明の実範例図 第 １ 辺 Ａ云丁再えｊ乙名先日月図 日前間 （Ａ ｓ） 螢光ファイバｎイｅＬ方□、答檻東墳 第 ５ 図
Claims (1)
- 蛍光ファイバ（６）の側面からの入力光（２）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（
４）により検出し光源（１）の位置を決定する蛍光ファ
イバセンサにおいて、蛍光ファイバを蛍光波長特性の異
なる色素をドープした複数のファイバで構成したことを
特徴とする蛍光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213507A JP2927829B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 蛍光ファイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213507A JP2927829B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 蛍光ファイバセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377026A true JPH0377026A (ja) | 1991-04-02 |
| JP2927829B2 JP2927829B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=16640340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1213507A Expired - Lifetime JP2927829B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 蛍光ファイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2927829B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5585915A (en) * | 1991-09-04 | 1996-12-17 | Fujitsu Ltd. | Light detecting device |
| US6965709B1 (en) * | 2003-05-14 | 2005-11-15 | Sandia Corporation | Fluorescent optical position sensor |
| WO2006027735A1 (en) * | 2004-09-07 | 2006-03-16 | Forimtech Sa | Fluorescence probe with wavelength-shifting fibers |
| US20140150709A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-05 | International Business Machines Corporation | System for Preventing Undue Bending of Cables |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013086784A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-13 | Alps Electric Co Ltd | 光源識別装置及び光源識別方法 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1213507A patent/JP2927829B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5585915A (en) * | 1991-09-04 | 1996-12-17 | Fujitsu Ltd. | Light detecting device |
| US6965709B1 (en) * | 2003-05-14 | 2005-11-15 | Sandia Corporation | Fluorescent optical position sensor |
| WO2006027735A1 (en) * | 2004-09-07 | 2006-03-16 | Forimtech Sa | Fluorescence probe with wavelength-shifting fibers |
| US20140150709A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-05 | International Business Machines Corporation | System for Preventing Undue Bending of Cables |
| US20140150710A1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-05 | International Business Machines Corporation | System for Preventing Undue Bending of Cables |
| US9244046B2 (en) * | 2012-12-03 | 2016-01-26 | International Business Machines Corporation | System for preventing undue bending of cables |
| US9250220B2 (en) * | 2012-12-03 | 2016-02-02 | International Business Machines Corporation | System for preventing undue bending of cables |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2927829B2 (ja) | 1999-07-28 |
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Legal Events
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