JPS61223612A - 光学式測定装置 - Google Patents
光学式測定装置Info
- Publication number
- JPS61223612A JPS61223612A JP61063889A JP6388986A JPS61223612A JP S61223612 A JPS61223612 A JP S61223612A JP 61063889 A JP61063889 A JP 61063889A JP 6388986 A JP6388986 A JP 6388986A JP S61223612 A JPS61223612 A JP S61223612A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- sensor
- measuring device
- light
- sensor body
- 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
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 153
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 38
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 37
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 3
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MTRJKZUDDJZTLA-UHFFFAOYSA-N iron yttrium Chemical compound [Fe].[Y] MTRJKZUDDJZTLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000005308 flint glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
-
- 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
-
- 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
- G01D5/32—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/344—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 with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using polarisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (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】
本発明は、光遅延線及び光学路を介して光カップラに接
続した光学式センサを具え、前記光カップラは接続ファ
イバにより光電トランスジューサユニットに接続され、
この光電トランスジューサユニットは光パルスを供給及
び受光すると共に受光した光パルスの強度に対応する振
幅の電圧パルスを少なくとも１本の電気的ラインを介し
て測定回路に供給し、この測定回路が前記光学式センサ
により検出される物理量を前記振幅に基いて決定し、そ
の結果を表示装置に転送する光学式測定装置に関するも
のである。
続した光学式センサを具え、前記光カップラは接続ファ
イバにより光電トランスジューサユニットに接続され、
この光電トランスジューサユニットは光パルスを供給及
び受光すると共に受光した光パルスの強度に対応する振
幅の電圧パルスを少なくとも１本の電気的ラインを介し
て測定回路に供給し、この測定回路が前記光学式センサ
により検出される物理量を前記振幅に基いて決定し、そ
の結果を表示装置に転送する光学式測定装置に関するも
のである。
光圧力センサを有するこの種の光学式測定装置は米国特
許第４．２９３．１１８号公報に開示されており、この
光学式測定装置では光遅延線及び光ファイバで構成され
ている光学路のファイバ端の終端が自在に平行移動可能
に構成されている。ファイバの端面にはミラーが対向配
置され、ファイバ端面及びミラーには共に理想的な格子
構造を有する不透明層が形成されている。可動ファイバ
端は弾性振動板に機械的に連結され、振動板を圧力によ
って動かして対向する格子構造層を互いに相対的に移動
し、この結果ミラーによって反射されてファイバ端に戻
る光量が圧力の関数として変化する。従って、振動板に
作用する圧力は、光強度を測定することにより決定する
ことができる。光は反射して出射したファイバ端と同一
のファイバ端に戻るので、光遅延線から出射した光も反
射して光遅延線に戻り、光路長が一層長くなって短い光
学路を伝播する光に比べて一層大きな減衰を受けること
になる。更に、機械的な負荷、周囲温度の変動及び経時
変化に伴なう光遅延線の伝送特性における変化によって
減衰に依存する測定誤差が生じてしまう。このような誤
差を補正するには、光遅延線を通過する光パルスの瞬時
の減衰量を見越すだけの複雑な補正回路が必要となる。
許第４．２９３．１１８号公報に開示されており、この
光学式測定装置では光遅延線及び光ファイバで構成され
ている光学路のファイバ端の終端が自在に平行移動可能
に構成されている。ファイバの端面にはミラーが対向配
置され、ファイバ端面及びミラーには共に理想的な格子
構造を有する不透明層が形成されている。可動ファイバ
端は弾性振動板に機械的に連結され、振動板を圧力によ
って動かして対向する格子構造層を互いに相対的に移動
し、この結果ミラーによって反射されてファイバ端に戻
る光量が圧力の関数として変化する。従って、振動板に
作用する圧力は、光強度を測定することにより決定する
ことができる。光は反射して出射したファイバ端と同一
のファイバ端に戻るので、光遅延線から出射した光も反
射して光遅延線に戻り、光路長が一層長くなって短い光
学路を伝播する光に比べて一層大きな減衰を受けること
になる。更に、機械的な負荷、周囲温度の変動及び経時
変化に伴なう光遅延線の伝送特性における変化によって
減衰に依存する測定誤差が生じてしまう。このような誤
差を補正するには、光遅延線を通過する光パルスの瞬時
の減衰量を見越すだけの複雑な補正回路が必要となる。
従って、本発明の目的は、簡単な構成で光遅延線の減衰
から影響を受けず誤差のない測定値が得られる光学式測
定装置を提供するものである。
から影響を受けず誤差のない測定値が得られる光学式測
定装置を提供するものである。
このため、本発明の光学式測定装置は、光学式センサが
、前記光学路及び光遅延線からの光パルスを受光すると
共に光学路及び光遅延線から発した光パルスの偏光面が
互いに直交するように前記光パルスを直線偏光させる偏
光スプリッタを有し、この偏光スプリッタの次には偏光
された光パルスを通すセンサ体が設けられ、このセンサ
体はセンサ体に作用する物理量に応じて光パルスの偏光
状態を変化させると共に、前記光パルスをセンサ体の入
射側とは反対側に配置したミラーにより反射して偏光ス
プリッタに戻すように構成され、前記偏光スプリッタが
各光パルスから第１の直線偏光成分を取り出して前記光
遅延線に入射させる共に、第１の直線偏光成分の偏光面
と直交する偏光面を有する第２の直線偏光成分を取り出
して前記光学路に入射させるように構成したことを特徴
とするものである。
、前記光学路及び光遅延線からの光パルスを受光すると
共に光学路及び光遅延線から発した光パルスの偏光面が
互いに直交するように前記光パルスを直線偏光させる偏
光スプリッタを有し、この偏光スプリッタの次には偏光
された光パルスを通すセンサ体が設けられ、このセンサ
体はセンサ体に作用する物理量に応じて光パルスの偏光
状態を変化させると共に、前記光パルスをセンサ体の入
射側とは反対側に配置したミラーにより反射して偏光ス
プリッタに戻すように構成され、前記偏光スプリッタが
各光パルスから第１の直線偏光成分を取り出して前記光
遅延線に入射させる共に、第１の直線偏光成分の偏光面
と直交する偏光面を有する第２の直線偏光成分を取り出
して前記光学路に入射させるように構成したことを特徴
とするものである。
光センサは、光電トランスジューサから供給される各光
パルスから光電トランスジューサユニットに戻る３個の
光パルスを取り出す。これらの光パルスは、光遅延線の
光路長によって制御され得る時間間隔Ｊｔだけ互いに相
対的に遅延して光電トランスジユーサに入射する。第１
の光パルスに対して時間間隔Ｊｔだけ遅延された第２の
光パルスは光遅延線を１回通過し、時間間隔Δｔの２倍
だけ遅延した第３の光パルスは光遅延線を２回通過する
ので、光遅延線での光パルス強度減衰に基く測定誤差は
、計算手段が光電トランスジューサユニットから供給さ
れ振幅が光パルスの強度に対応する電圧パルスの振幅間
の比を算出することによって訂正される。更に、接続フ
ァイバでの光パルス減衰に基く測定誤差及び光源から放
射した光の強度変動に暴く測定誤差も、別の補正回路を
用いることなく補正される。
パルスから光電トランスジューサユニットに戻る３個の
光パルスを取り出す。これらの光パルスは、光遅延線の
光路長によって制御され得る時間間隔Ｊｔだけ互いに相
対的に遅延して光電トランスジユーサに入射する。第１
の光パルスに対して時間間隔Ｊｔだけ遅延された第２の
光パルスは光遅延線を１回通過し、時間間隔Δｔの２倍
だけ遅延した第３の光パルスは光遅延線を２回通過する
ので、光遅延線での光パルス強度減衰に基く測定誤差は
、計算手段が光電トランスジューサユニットから供給さ
れ振幅が光パルスの強度に対応する電圧パルスの振幅間
の比を算出することによって訂正される。更に、接続フ
ァイバでの光パルス減衰に基く測定誤差及び光源から放
射した光の強度変動に暴く測定誤差も、別の補正回路を
用いることなく補正される。
測定すべき圧力としてセンサ体に作用する圧力、差圧又
は力を測定すためには、センサ体を光透過性固体材を以
て構成してピエゾ光学効果を利用するのが好適である。
は力を測定すためには、センサ体を光透過性固体材を以
て構成してピエゾ光学効果を利用するのが好適である。
センサ体をイントリュームー鉄ガーネットで構成すれば
、センサ体に作用する磁界を測定することができる。
、センサ体に作用する磁界を測定することができる。
センサ体をリチューム−ニオベエイトで構成すれば、セ
ンサ体に作用する電界を測定することができる。
ンサ体に作用する電界を測定することができる。
センサ体をリチェームータンクレイト又は結晶水晶を以
て構成すれば、光センサを温度センサとして用いること
ができる。
て構成すれば、光センサを温度センサとして用いること
ができる。
前記偏光スプリッタが、長手軸線が互いに直交する前記
光遅延線のファイバ端及び前記光学路を形成する光ファ
イバのファイバ端に対して対向配置した偏光スプリッタ
プリズムを以て構成され、光学式センサに接続されるこ
れらファイバ端が各ファイバ端の長手軸線が偏光スプリ
ッタプリズムの外表面に対して垂直に延在するように配
置され、前記偏光スプリッタプリズムが、前記２個のフ
ァイバ端の長手軸線の二等分線に平行に配置され光パル
スの一部分を反射し及び透過する分割面を有するように
構成すれば、簡単な構成でしかも安価な光学式センサを
得ることができる。
光遅延線のファイバ端及び前記光学路を形成する光ファ
イバのファイバ端に対して対向配置した偏光スプリッタ
プリズムを以て構成され、光学式センサに接続されるこ
れらファイバ端が各ファイバ端の長手軸線が偏光スプリ
ッタプリズムの外表面に対して垂直に延在するように配
置され、前記偏光スプリッタプリズムが、前記２個のフ
ァイバ端の長手軸線の二等分線に平行に配置され光パル
スの一部分を反射し及び透過する分割面を有するように
構成すれば、簡単な構成でしかも安価な光学式センサを
得ることができる。
本発明による光学式測定装置を操作するに際し、光学的
遅延板、例えば、１個のλ／８板を偏光スプリッタとセ
ンサ体との間又はセンサ体とミラーとの間に配置するこ
とにより調整することができる。
遅延板、例えば、１個のλ／８板を偏光スプリッタとセ
ンサ体との間又はセンサ体とミラーとの間に配置するこ
とにより調整することができる。
以下本発明の一実施例を図面に基き詳細に説明する。図
面はピエゾ光センサ体を有する光センサを具える光学式
測定装置を示す。
面はピエゾ光センサ体を有する光センサを具える光学式
測定装置を示す。
図面の光学式測定装置は、光センサ１を具え、この先セ
ンサ１は光透過性センサ体２及び偏光スプリッタプリズ
ム３を具えている。センサ体２と偏光スプリッタプリズ
ム３との間に光学的遅延板、好ましくはλ／８板を配置
することができる。この遅延板３７はセンサ体２とミラ
ー４との間に配置することもできる。
ンサ１は光透過性センサ体２及び偏光スプリッタプリズ
ム３を具えている。センサ体２と偏光スプリッタプリズ
ム３との間に光学的遅延板、好ましくはλ／８板を配置
することができる。この遅延板３７はセンサ体２とミラ
ー４との間に配置することもできる。
図面に示すセンサ体２は、例えば石英ガラスや光透過性
合成材料のような光透過性、固体材料から成るピエゾ光
学センサ体とする。ミラー４をセンサ体２の偏光スプリ
ッタプリズム３とは反対側に配置する。光が通過するセ
ンサ体２の領域に生ずる主応力軸が紙面に４５″の角度
をなすように圧力ｐを矢印５で示す方向にセンサ体２に
作用させる。
合成材料のような光透過性、固体材料から成るピエゾ光
学センサ体とする。ミラー４をセンサ体２の偏光スプリ
ッタプリズム３とは反対側に配置する。光が通過するセ
ンサ体２の領域に生ずる主応力軸が紙面に４５″の角度
をなすように圧力ｐを矢印５で示す方向にセンサ体２に
作用させる。
他の例として偏光状態がセンサ体に作用する磁 、界
に応じて変化するイントリュームー鉄ガーネットや、偏
光状態が電界に応じて変化するりチュームニオベエイト
（ｌｉｔｈｉｕｍ ＰＩｉｏｂａｔｅ） 、又は偏光状
態がセンサ体２の温度に応じて変化するリチュームタン
タレイト（ｌｉｔｈｉｕｍ ｔａｎｔａｌａｔｅ）を以
てセンサ体を構成することもできる。更に、偏光状態が
温度に応じて変化する結晶水晶でセンサ体２を構成する
こともできる。
に応じて変化するイントリュームー鉄ガーネットや、偏
光状態が電界に応じて変化するりチュームニオベエイト
（ｌｉｔｈｉｕｍ ＰＩｉｏｂａｔｅ） 、又は偏光状
態がセンサ体２の温度に応じて変化するリチュームタン
タレイト（ｌｉｔｈｉｕｍ ｔａｎｔａｌａｔｅ）を以
てセンサ体を構成することもできる。更に、偏光状態が
温度に応じて変化する結晶水晶でセンサ体２を構成する
こともできる。
偏光スプリッタプリズム３は、分割層１１を介して互い
に接着した２個のフリントガラス直角プリズムを具えて
いる。この分割層１１は、例えば、プリズム３への入射
光のうち紙面に直交する直線偏光成分を反射し紙面に平
行な直線偏光成分を透過する。この分割層１１は、例え
ば硫化亜鉛と氷晶石との交互層のように誘電体材料から
成る複数層を有している。
に接着した２個のフリントガラス直角プリズムを具えて
いる。この分割層１１は、例えば、プリズム３への入射
光のうち紙面に直交する直線偏光成分を反射し紙面に平
行な直線偏光成分を透過する。この分割層１１は、例え
ば硫化亜鉛と氷晶石との交互層のように誘電体材料から
成る複数層を有している。
光ファイバで形成した光遅延線１４及び光学路１５のフ
ァイバ端１２及び１３を、これらの長手軸線が互いに直
交すると共に各々が偏光プリズム３の外側表面１６及び
１７に対してそれぞれ垂直に延在するように整列させる
。ファイバ端１２から発する光はレンズ１８を経て偏光
プリズム３の外側表面１６に垂直に入射し、ファイバ端
１３から発した光はレンズ１９を経て偏光プリズム３の
外側表面１７に垂直に入射する。センサ体２を適切に配
置してファイバ端１２から出射する光が分割面１１で反
射され、またファイバ端１３から出射する光が分割面１
１を透過して両方の光がセンサ体を通過するように配置
する。ミラー４は光を反射して偏光プリズム３に戻し、
このようにして戻された光の一部分が分割面１１によっ
て反射されてレンズ１８を経てファイバ端１２の端面に
向けて逆行すると共に残りの光が分割面１１を透過して
レンズ１９を通りファイバ端１３の端面に向けて逆行す
るように配置されている。
ァイバ端１２及び１３を、これらの長手軸線が互いに直
交すると共に各々が偏光プリズム３の外側表面１６及び
１７に対してそれぞれ垂直に延在するように整列させる
。ファイバ端１２から発する光はレンズ１８を経て偏光
プリズム３の外側表面１６に垂直に入射し、ファイバ端
１３から発した光はレンズ１９を経て偏光プリズム３の
外側表面１７に垂直に入射する。センサ体２を適切に配
置してファイバ端１２から出射する光が分割面１１で反
射され、またファイバ端１３から出射する光が分割面１
１を透過して両方の光がセンサ体を通過するように配置
する。ミラー４は光を反射して偏光プリズム３に戻し、
このようにして戻された光の一部分が分割面１１によっ
て反射されてレンズ１８を経てファイバ端１２の端面に
向けて逆行すると共に残りの光が分割面１１を透過して
レンズ１９を通りファイバ端１３の端面に向けて逆行す
るように配置されている。
光遅延線１４は、コイル成形機のような枠に複層で巻付
き付けたガラスファイバで構成することができる。この
光遅延線１４及び光路を形成する光ファイバ端１５を光
カップラ２０により相互接続し、図示の例ではこの光カ
ップラ２０をファイバカップラで構成する。この光カッ
プラ２０は、他の方法としてはハーフミラ−を有するビ
ームスプリフタで構成することもでき、この場合ハーフ
ミラ−は光源からの光の一部を反射して光遅延線に入射
させると共に、光源から放射した光の残りの部分を透過
してレンズ１９を介して偏光プリズム３上に投射する。
き付けたガラスファイバで構成することができる。この
光遅延線１４及び光路を形成する光ファイバ端１５を光
カップラ２０により相互接続し、図示の例ではこの光カ
ップラ２０をファイバカップラで構成する。この光カッ
プラ２０は、他の方法としてはハーフミラ−を有するビ
ームスプリフタで構成することもでき、この場合ハーフ
ミラ−は光源からの光の一部を反射して光遅延線に入射
させると共に、光源から放射した光の残りの部分を透過
してレンズ１９を介して偏光プリズム３上に投射する。
光路１５としての光ファイバは、ビームスプリフタで構
成した光カップラ２０をレンズ１９から遠く離して配置
した場合にのみ必要となる。素子１から２０はハウジン
ク内に配置することができる。
成した光カップラ２０をレンズ１９から遠く離して配置
した場合にのみ必要となる。素子１から２０はハウジン
ク内に配置することができる。
光カップラ２０は適当な長さの接続ファイバ２１により
光電トランスジューサユニット３５に接続される。この
光電トランスジューサユニット３５ハ、ファイバ２１に
接続されたファイバオプテック中継部材２２を有し、こ
の中継部材２２は接続ファイバ２１を光検出器３４に光
学的に接続されている第１の光導体２３及び光源３６に
接続されている第２の光導体２５とに分岐している。図
示の例ではファイバオブラック中継部材２２をファイバ
カップラで構成する。
光電トランスジューサユニット３５に接続される。この
光電トランスジューサユニット３５ハ、ファイバ２１に
接続されたファイバオプテック中継部材２２を有し、こ
の中継部材２２は接続ファイバ２１を光検出器３４に光
学的に接続されている第１の光導体２３及び光源３６に
接続されている第２の光導体２５とに分岐している。図
示の例ではファイバオブラック中継部材２２をファイバ
カップラで構成する。
光源駆動装置２６は電気的パルス発生器２７により制御
される。光検出回路２４はデマルチプレクサ２８に接続
されており、このデマルチプレクサ２８はパ′ルス発生
器２７から供給される電圧パルスにより光検出器３４か
ら連続的に供給される電圧パルスの３本の並列出力ライ
ン２９への送出経路を定めて計算手段３０へ供給する。
される。光検出回路２４はデマルチプレクサ２８に接続
されており、このデマルチプレクサ２８はパ′ルス発生
器２７から供給される電圧パルスにより光検出器３４か
ら連続的に供給される電圧パルスの３本の並列出力ライ
ン２９への送出経路を定めて計算手段３０へ供給する。
計算手段３０は測定回路３６の一部分を形成し、例えば
マイクロコンピュータとすることができ、３本の出力ラ
イン２９を経て同時に転送される３個の電圧パルスの振
幅１．、Ｉｇ及び■３からセンサ体２に作用する圧力Ｐ
を次式に従って計算を行う。
マイクロコンピュータとすることができ、３本の出力ラ
イン２９を経て同時に転送される３個の電圧パルスの振
幅１．、Ｉｇ及び■３からセンサ体２に作用する圧力Ｐ
を次式に従って計算を行う。
Ｐ＝トｊａｎ −’１ ＋ ａ
ことができる。Ｋは測定装置の形態に依存する較正定数
である。
である。
計算手段３０は圧力Ｐを次式に従って計算するこここで
、Ｌは光学式測定装置の形態に依存する較正定数であり
、ｂは遅延板３７をλ／８板とした場合にはπ／２に等
しい。遅延板３７がλ／ｎ板の場合にはｂ＝４ π／ｎ
となる。
、Ｌは光学式測定装置の形態に依存する較正定数であり
、ｂは遅延板３７をλ／８板とした場合にはπ／２に等
しい。遅延板３７がλ／ｎ板の場合にはｂ＝４ π／ｎ
となる。
測定回路３６は、計算手段３０によって計算した圧力Ｐ
を表示する表示装置３１を具えている。更に、圧力値Ｐ
を図示しないパスラインを介して計算機（図示せず）に
供給して別の処理を行なうこともできる。
を表示する表示装置３１を具えている。更に、圧力値Ｐ
を図示しないパスラインを介して計算機（図示せず）に
供給して別の処理を行なうこともできる。
光源駆動装置２６に接続されている光源３２からパルス
発生器２７の周期で光パルスを放射し、この光パルスを
レンズ３３とにより第２の光導体２５に入射させる。光
源３２は光放射ダイオード又はレーザダイオードとする
ことができる。第２光導体２５及び接続ファイバ２１を
通過した光パルスは、光カップラ２０により光路１５及
び光遅延線１４に向けて進行する。信号経路を一層長（
することにより、光遅延線１４を通過する光パルスは、
光路１５を伝播しファイバ端１３から出射する光パルス
に比べてΔｔの遅延時間を以てファイバ端１２から出射
する。その後、ファイバ端１３から出射した光パルスは
レンズ１９を一経て偏光プリズム３に入射し、この光パ
ルスのうち紙面に平行に直線偏光した成分が偏光プリズ
ム３の分割層１１を透過し光遅延板３７を経てセンサ体
２に入射する。
発生器２７の周期で光パルスを放射し、この光パルスを
レンズ３３とにより第２の光導体２５に入射させる。光
源３２は光放射ダイオード又はレーザダイオードとする
ことができる。第２光導体２５及び接続ファイバ２１を
通過した光パルスは、光カップラ２０により光路１５及
び光遅延線１４に向けて進行する。信号経路を一層長（
することにより、光遅延線１４を通過する光パルスは、
光路１５を伝播しファイバ端１３から出射する光パルス
に比べてΔｔの遅延時間を以てファイバ端１２から出射
する。その後、ファイバ端１３から出射した光パルスは
レンズ１９を一経て偏光プリズム３に入射し、この光パ
ルスのうち紙面に平行に直線偏光した成分が偏光プリズ
ム３の分割層１１を透過し光遅延板３７を経てセンサ体
２に入射する。
光遅延ｖＡ１４を通過した光パルスはレンズ１８を経て
Δｔの遅延時間を以て偏光プリズム３に入射し、この光
パルスのうち紙面に直角に直線偏光した成分が分割層１
１で反射され、光遅延板３７を経てセンサ体２に入射す
る。
Δｔの遅延時間を以て偏光プリズム３に入射し、この光
パルスのうち紙面に直角に直線偏光した成分が分割層１
１で反射され、光遅延板３７を経てセンサ体２に入射す
る。
センサ体２を通りミラー４で反射した光パルスは、ピエ
ゾ光学性能を有するセンサ体２に作用する圧力が増大す
るに従って大部分が楕円偏光となる。センサ体２に圧力
が作用していない場合でも光学的遅延板３７により光パ
ルスはすでに楕円偏光している。
ゾ光学性能を有するセンサ体２に作用する圧力が増大す
るに従って大部分が楕円偏光となる。センサ体２に圧力
が作用していない場合でも光学的遅延板３７により光パ
ルスはすでに楕円偏光している。
例えば、センサ体２にわずかな力Ｐが作用している場合
遅延していない光パルスの楕円偏光の主軸は紙面に平行
に延在し、一方光遅延線で時間Δｔだけ遅延した光パル
スの主軸は紙面に直交する方向に延在している０分割層
１１は、これら２個の楕円偏光した光パルスの紙面に平
行に直線偏光している成分を透過してレンズ１９を経て
光路１５に入射させると共に、これら２個の楕円偏光し
た光パルスの紙面に垂直に直線偏光している成分をレン
ズ１８に向けて反射して光遅延線１４に入射させる。
遅延していない光パルスの楕円偏光の主軸は紙面に平行
に延在し、一方光遅延線で時間Δｔだけ遅延した光パル
スの主軸は紙面に直交する方向に延在している０分割層
１１は、これら２個の楕円偏光した光パルスの紙面に平
行に直線偏光している成分を透過してレンズ１９を経て
光路１５に入射させると共に、これら２個の楕円偏光し
た光パルスの紙面に垂直に直線偏光している成分をレン
ズ１８に向けて反射して光遅延線１４に入射させる。
光遅延線１４に入射した光パルスは、光路１５を伝播す
る光パルスに対してΔｔだけ遅延して光カップラ２０に
入射する。
る光パルスに対してΔｔだけ遅延して光カップラ２０に
入射する。
従って、光カップラ２０は光路１５から出射する光パル
ス及び光路１５に戻る光パルスを受光するので、この結
果この光パルスが光遅延線１４によって遅延されること
はない。この光パルスの強度Ｉ、は圧力が増加するに従
って減少する。更に、光カップラ２０は遅延時間Δｔを
以て２種類の光パルスを受光し、第１の種類の光パルス
は光路１５から出射し光センサｌの経路を通過した後光
遅延線１４に入射する光パルスであり、第２の種類の光
パルスは光遅延線１４から出射し光路１５に入射する光
パルスである。これら２種類の光パルスの強さすなわち
Ｉｔ／２はセンサ体２に作用する圧力Ｐの大きさに比例
する。
ス及び光路１５に戻る光パルスを受光するので、この結
果この光パルスが光遅延線１４によって遅延されること
はない。この光パルスの強度Ｉ、は圧力が増加するに従
って減少する。更に、光カップラ２０は遅延時間Δｔを
以て２種類の光パルスを受光し、第１の種類の光パルス
は光路１５から出射し光センサｌの経路を通過した後光
遅延線１４に入射する光パルスであり、第２の種類の光
パルスは光遅延線１４から出射し光路１５に入射する光
パルスである。これら２種類の光パルスの強さすなわち
Ｉｔ／２はセンサ体２に作用する圧力Ｐの大きさに比例
する。
最終的に、光カップラ２０は、光遅延線１４から出射し
た後に光遅延線１４に戻るため２．ｄｔの遅延を有する
光パルスを受光する。この光パルスの強度Ｉ、は圧力Ｐ
が増加するにつれて減少する。光カップラ２０で順次受
光される３個の光パルスは、更に接ｍ７アイバ２１、フ
ァイバオプテック中継部材２２及び第１光導体２３を通
り光検出器３４に入射する。
た後に光遅延線１４に戻るため２．ｄｔの遅延を有する
光パルスを受光する。この光パルスの強度Ｉ、は圧力Ｐ
が増加するにつれて減少する。光カップラ２０で順次受
光される３個の光パルスは、更に接ｍ７アイバ２１、フ
ァイバオプテック中継部材２２及び第１光導体２３を通
り光検出器３４に入射する。
これら３個の光パルスは、検出器回路２４によって振幅
１．、１．及びＩ、を有する連続的な電圧パルスに変換
される。これら３個の電圧パルスは、デマルチプレクサ
２８により３本の出力ライン２９を経て計算手段３０に
供給され、この電圧振幅に基いて計算手段によりセンサ
体２に作用する圧力が決定され、測定結果を表示装置３
１に転送する。
１．、１．及びＩ、を有する連続的な電圧パルスに変換
される。これら３個の電圧パルスは、デマルチプレクサ
２８により３本の出力ライン２９を経て計算手段３０に
供給され、この電圧振幅に基いて計算手段によりセンサ
体２に作用する圧力が決定され、測定結果を表示装置３
１に転送する。
図面は本発明によるピエゾ光学センサ体を有する光セン
サを具える光学式測定装置の構成を示す線図である。 １・・・光センサ ２・・・センサ体３・・・
偏光スプリッタプリズム ４・・・ミラー ５・・・矢印１１・・・分
割１！ １２．１３・・・ファイバ端１４
・・・光遅延線 １５・・・光路１６．１７・
・・外側表面 １Ｂ、 １９．３３・・・レンズ
２０・・・光カップラ ２１・・・ファイバカッ
プラ２２・・・中継部材 ２３．２５・・・光
導体２４・・・光検出器回路 ２６・・・光源駆動
回路２７・・・パルス発生器 ２８・・・デマルチ
プレクサ２９・・・出力ライン ３０・・・計算
手段３１・・・表示装置 ３２・・・光源３４
・・・光検出器 ３５・・・光電トランスジューサユニット３６・・・測
定回路
サを具える光学式測定装置の構成を示す線図である。 １・・・光センサ ２・・・センサ体３・・・
偏光スプリッタプリズム ４・・・ミラー ５・・・矢印１１・・・分
割１！ １２．１３・・・ファイバ端１４
・・・光遅延線 １５・・・光路１６．１７・
・・外側表面 １Ｂ、 １９．３３・・・レンズ
２０・・・光カップラ ２１・・・ファイバカッ
プラ２２・・・中継部材 ２３．２５・・・光
導体２４・・・光検出器回路 ２６・・・光源駆動
回路２７・・・パルス発生器 ２８・・・デマルチ
プレクサ２９・・・出力ライン ３０・・・計算
手段３１・・・表示装置 ３２・・・光源３４
・・・光検出器 ３５・・・光電トランスジューサユニット３６・・・測
定回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光遅延線及び光学路を介して光カップラに接続した
光学式センサを具え、前記光カップラは接続ファイバに
より光電トランスジューサユニットに接続され、この光
電トランスジューサユニットは光パルスを供給及び受光
すると共に受光した光パルスの強度に対応する振幅の電
圧パルスを少なくとも１本の電気的ラインを介して測定
回路に供給し、この測定回路が前記光学式センサにより
検出される物理量を前記振幅に基いて決定し、その結果
を表示装置に転送する光学式測定装置において、前記光
学式センサが、前記光学路及び光遅延線からの光パルス
を受光すると共に光学路及び光遅延線から発した光パル
スの偏光面が互いに直交するように前記光パルスを直線
偏光させる偏光スプリッタを有し、この偏光スプリッタ
の次には偏光された光パルスを通すセンサ体が設けられ
、このセンサ体はセンサ体に作用する物理量に応じて光
パルスの偏光状態を変化させると共に、前記光パルスを
センサ体の入射側とは反対側に配置したミラーにより反
射して偏光スプリッタに戻すように構成され、前記偏光
スプリッタが各光パルスから第１の直線偏光成分を取り
出して前記光遅延線に入射させる共に、第１の直線偏光
成分の偏光面と直交する偏光面を有する第２の直線偏光
成分を取り出して前記光学路に入射させるように構成し
たことを特徴とする光学式測定装置。 ２、前記光学式センサが、光透過性固体材料のピエゾ光
学性センサ体を有する圧力センサとして構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学式測
定装置。 ３、前記光学式センサが、イットリューム−鉄ガーネッ
トのセンサ体を有する磁界センサとして構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学式測
定装置。 ４、前記光学式センサが、リチューム−ニオベエイトの
センサ体を有する電界センサとして構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学式測定装
置。 ５、前記光学式センサが、リチューム−タンタレイト又
は結晶水晶のセンサ体を有する温度センサとして構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光学式測定装置。 ６、前記偏光スプリッタが、長手軸線が互いに直交する
前記光遅延線のファイバ端及び前記光学路を形成する光
ファイバのファイバ端に対して対向配置した偏光スプリ
ッタプリズムを以て構成され、光学式センサに接続され
るこれらファイバ端が各ファイバ端の長手軸線が偏光ス
プリッタプリズムの外表面に対して垂直に延在するよう
に配置され、前記偏光スプリッタプリズムが、前記２個
のファイバ端の長手軸線の二等分線に平行に配置され光
パルスの一部分を反射し及び透過する分割面を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいず
れか１に記載の光学式測定装置。 ７、前記偏光スプリッタとセンサ体との間、及び／又は
センサ体とミラーとの間に光学的遅延板が配置されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の
いずれか１に記載の光学式測定装置。 ８、前記光学的遅延板が、λ／８板で構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の光学式測定
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3510704.9 | 1985-03-23 | ||
| DE19853510704 DE3510704A1 (de) | 1985-03-23 | 1985-03-23 | Optisches messgeraet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61223612A true JPS61223612A (ja) | 1986-10-04 |
Family
ID=6266218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61063889A Pending JPS61223612A (ja) | 1985-03-23 | 1986-03-20 | 光学式測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4740081A (ja) |
| EP (1) | EP0199384B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61223612A (ja) |
| DE (2) | DE3510704A1 (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3817568C2 (de) * | 1987-05-25 | 1995-06-22 | Hitachi Ltd | Optischer Modulator mit einem supraleitenden Oxid |
| US5004911A (en) * | 1989-06-20 | 1991-04-02 | Honeywell Inc. | Time multiplexed fiber optic sensor |
| US5094534A (en) * | 1989-12-27 | 1992-03-10 | Dylor Corporation | Coherence selective fiber optic interferometric sensor system |
| US5107445A (en) * | 1990-12-04 | 1992-04-21 | Luxtron Corporation | Modular luminescence-based measuring system using fast digital signal processing |
| US5322361A (en) * | 1993-01-28 | 1994-06-21 | C.I. Systems (Israel) Ltd. | Method and apparatus for measuring temperature |
| CA2097781A1 (en) * | 1993-06-04 | 1994-12-05 | Peter O. Paulson | Apparatus and method for non-destructive testing of structures |
| CA2122782C (en) * | 1994-05-03 | 1999-07-27 | Wojtek J. Bock | Apparatus for measuring an ambient physical parameter applied to a highly birefringent sensing fiber and method |
| US5978003A (en) * | 1997-06-30 | 1999-11-02 | Imation Corp. | Belt position detection system for belt registration in an electrophotographic imaging system |
| US6867751B1 (en) * | 1998-12-30 | 2005-03-15 | Honeywell Inc. | Methods and apparatus for adjusting the display characteristics of a display unit |
| KR101059822B1 (ko) * | 2007-03-27 | 2011-08-26 | 삼성전자주식회사 | 화상 형성 장치 및 그 제어 방법 |
| EP2203733B1 (en) | 2007-10-25 | 2017-05-03 | Washington University in St. Louis | Confocal photoacoustic microscopy with optical lateral resolution |
| DE102008026967B3 (de) * | 2008-06-05 | 2010-01-28 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Temperatur unter einer Wärmedämmschicht |
| US8416421B2 (en) * | 2008-10-01 | 2013-04-09 | Washington University | Optical coherence computed tomography |
| US9351705B2 (en) | 2009-01-09 | 2016-05-31 | Washington University | Miniaturized photoacoustic imaging apparatus including a rotatable reflector |
| US9086365B2 (en) | 2010-04-09 | 2015-07-21 | Lihong Wang | Quantification of optical absorption coefficients using acoustic spectra in photoacoustic tomography |
| DE102010061950A1 (de) * | 2010-11-25 | 2012-05-31 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren sowie Anordnung zum Bestimmen des Erwärmungszustandes eines Spiegels in einem optischen System |
| US8997572B2 (en) | 2011-02-11 | 2015-04-07 | Washington University | Multi-focus optical-resolution photoacoustic microscopy with ultrasonic array detection |
| US9442095B2 (en) * | 2011-06-15 | 2016-09-13 | Northwestern University | Optical coherence photoacoustic microscopy |
| WO2014063005A1 (en) | 2012-10-18 | 2014-04-24 | Washington University | Transcranialphotoacoustic/thermoacoustic tomography brain imaging informed by adjunct image data |
| JP6452086B2 (ja) * | 2013-10-31 | 2019-01-16 | キヤノン株式会社 | 形状算出装置及び方法、計測装置、物品製造方法、及び、プログラム |
| WO2015077355A1 (en) | 2013-11-19 | 2015-05-28 | Washington University | Systems and methods of grueneisen-relaxation photoacoustic microscopy and photoacoustic wavefront shaping |
| US20150377738A1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-12-31 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | System and method for optically reading a sensor array |
| CN106405447A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-15 | 北京信息科技大学 | 一种利用纤芯失配干涉结构测量磁场的方法 |
| US11672426B2 (en) | 2017-05-10 | 2023-06-13 | California Institute Of Technology | Snapshot photoacoustic photography using an ergodic relay |
| EP3836831A4 (en) | 2018-08-14 | 2022-05-18 | California Institute of Technology | MULTIFOCAL PHOTOACOUSTIC MICROSCOPY THROUGH AN ERGODIC RELAY |
| WO2020051246A1 (en) | 2018-09-04 | 2020-03-12 | California Institute Of Technology | Enhanced-resolution infrared photoacoustic microscopy and spectroscopy |
| US11369280B2 (en) | 2019-03-01 | 2022-06-28 | California Institute Of Technology | Velocity-matched ultrasonic tagging in photoacoustic flowgraphy |
| WO2021092250A1 (en) | 2019-11-05 | 2021-05-14 | California Institute Of Technology | Spatiotemporal antialiasing in photoacoustic computed tomography |
| US12504363B2 (en) | 2021-08-17 | 2025-12-23 | California Institute Of Technology | Three-dimensional contoured scanning photoacoustic imaging and virtual staining |
| US12593986B2 (en) | 2023-04-12 | 2026-04-07 | California Institute Of Technology | Transmission mode-photoacoustic tomography of the human brain through an acoustic window |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3925727A (en) * | 1973-09-28 | 1975-12-09 | Bell Telephone Labor Inc | Optical sampling oscilloscope utilizing organ arrays of optical fibers |
| US4025195A (en) * | 1974-07-22 | 1977-05-24 | Itek Corporation | Image subtraction/addition system |
| GB1540907A (en) * | 1976-12-07 | 1979-02-21 | Standard Telephones Cables Ltd | System for obtaining data from a plurality of condition responsive optical devices |
| US4334781A (en) * | 1979-06-08 | 1982-06-15 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Optical sensing system |
| ATE48033T1 (de) * | 1982-04-14 | 1989-12-15 | Univ Leland Stanford Junior | Fiber-optischer sensor zum detektieren sehr kleiner verschiebungen einer oberflaeche. |
-
1985
- 1985-03-23 DE DE19853510704 patent/DE3510704A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-03-18 US US06/841,127 patent/US4740081A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-19 EP EP86200437A patent/EP0199384B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-19 DE DE8686200437T patent/DE3676537D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-20 JP JP61063889A patent/JPS61223612A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0199384A3 (en) | 1988-07-06 |
| EP0199384B1 (de) | 1990-12-27 |
| EP0199384A2 (de) | 1986-10-29 |
| DE3676537D1 (de) | 1991-02-07 |
| US4740081A (en) | 1988-04-26 |
| DE3510704A1 (de) | 1986-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4740081A (en) | Optical measuring apparatus | |
| JP3677314B2 (ja) | 物理量を光学的に求める方法および装置 | |
| US7176671B2 (en) | Current measuring device | |
| EP0321252B1 (en) | Optical fiber sensor | |
| JPH08504952A (ja) | 温度補償を行った光学的交流測定方法及びこの方法を実施する装置 | |
| JPH02118416A (ja) | 光センサー装置 | |
| JP5630008B2 (ja) | 電磁界測定装置 | |
| JPH068724B2 (ja) | 光学的検出装置 | |
| JPS59166873A (ja) | 光応用電圧・電界センサ | |
| US6404503B1 (en) | Apparatus with a retracing optical circuit for the measurement of physical quantities having high rejection of environmental noise | |
| JPH0376845B2 (ja) | ||
| JPH024864B2 (ja) | ||
| JP3145798B2 (ja) | 光磁界センサおよび磁界測定装置 | |
| JPS62198769A (ja) | 光フアイバ型電圧センサ | |
| JP2918761B2 (ja) | 光位置検出装置 | |
| JPS6135321A (ja) | 光学センサ | |
| JPH0237545B2 (ja) | Hikarinyorudenkai*jikaisokuteiki | |
| JPH0933586A (ja) | 光センサ | |
| JP2722500B2 (ja) | 音響光学光スイッチ | |
| EP0096213B1 (en) | Optical fiber gyroscope | |
| JPS61118633A (ja) | 光フアイバセンサ | |
| JPS6070328A (ja) | 圧力測定装置 | |
| JPS59119334A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0264522A (ja) | 光変調器 | |
| JPS5862799A (ja) | 光応用計測装置 |