JPS6285806A - フアイバ光学系反射センサ及びその製造方法 - Google Patents
フアイバ光学系反射センサ及びその製造方法Info
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- JPS6285806A JPS6285806A JP61160674A JP16067486A JPS6285806A JP S6285806 A JPS6285806 A JP S6285806A JP 61160674 A JP61160674 A JP 61160674A JP 16067486 A JP16067486 A JP 16067486A JP S6285806 A JPS6285806 A JP S6285806A
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- G01H9/006—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors the vibrations causing a variation in the relative position of the end of a fibre and another element
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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、光を反射面又は振動板へ導き、反射された光
を再び捕捉して再処理部へ送る少くとも1個の光ファイ
バを有し、この光ファイバの端面が研摩されており、一
方の端部区域が10ツクに固定され、反射する対向面が
該対向面に臨む光ファイバの端面から所定の間隔に設置
されて成る振幅又は強度変調ファイバオプテイクス反射
センサ、特に振動又はノッキングセンサの製造方法に関
する。
を再び捕捉して再処理部へ送る少くとも1個の光ファイ
バを有し、この光ファイバの端面が研摩されており、一
方の端部区域が10ツクに固定され、反射する対向面が
該対向面に臨む光ファイバの端面から所定の間隔に設置
されて成る振幅又は強度変調ファイバオプテイクス反射
センサ、特に振動又はノッキングセンサの製造方法に関
する。
集会やシンポジウムで報告されるファイバオプティクス
・センサの数は近年急増している。例えば力、圧力、変
形又は密度の変化を測定する機械的センサの分野には、
信号変換に適した種々の物理的効果がある。
・センサの数は近年急増している。例えば力、圧力、変
形又は密度の変化を測定する機械的センサの分野には、
信号変換に適した種々の物理的効果がある。
ファイバ自体で測定値を介して情報が得られるか、ある
いは単に検出器へ又は検出器からの光の伝導のためにフ
ァイバが使用されるかを区別することによって、センサ
の第1の区分が生まれる。
いは単に検出器へ又は検出器からの光の伝導のためにフ
ァイバが使用されるかを区別することによって、センサ
の第1の区分が生まれる。
英語で慣用の呼称” 1ntrinsic and e
xtrinsicS6naOrl”(真性及び外因性セ
ンサ)は、ドイツ語ではたいてい”*igentlic
he und hybrid@5en−aor@n”
(真性及び混成センサ)で表される。この区分は「連続
的及び点状センサ」の区分とおおむね一致する。
xtrinsicS6naOrl”(真性及び外因性セ
ンサ)は、ドイツ語ではたいてい”*igentlic
he und hybrid@5en−aor@n”
(真性及び混成センサ)で表される。この区分は「連続
的及び点状センサ」の区分とおおむね一致する。
第2の区分は情報伝達の仕方に従って行うことができる
。この場合4つの可能性がある。すなわち位相、強度、
波長及び分毬である。
。この場合4つの可能性がある。すなわち位相、強度、
波長及び分毬である。
変換のために取上げられる物理的効果に従ってセンサを
記述することももちろん可能である。
記述することももちろん可能である。
しかし、圧力又は変形の測定には複屈折、ピエゾ光学効
果、ピエゾ吸収、摩擦ルミネセンスが好適である。これ
らの方法で動作するセンサはすべて小型であシ、巧妙で
あるが、重大な欠点もある。
果、ピエゾ吸収、摩擦ルミネセンスが好適である。これ
らの方法で動作するセンサはすべて小型であシ、巧妙で
あるが、重大な欠点もある。
すなわち高い温度感受性、高い製造コスト、使用分野又
は用途毎に特別の開発を行う必要性がち名。
は用途毎に特別の開発を行う必要性がち名。
そこで、例えば欧州特許第0025564 A号、欧州
特許第0096262 A号及び米国特許第43229
79号が示すように、在来の機械的効果例えば膜の変形
又は鏡の偏シと鏡の光反射が次第に多く使用される。と
ころがこれらの提案はすべて光学グリズム、レンズ又は
ルミネセンス物質を含み、依然として複雑な構造を用い
ている。
特許第0096262 A号及び米国特許第43229
79号が示すように、在来の機械的効果例えば膜の変形
又は鏡の偏シと鏡の光反射が次第に多く使用される。と
ころがこれらの提案はすべて光学グリズム、レンズ又は
ルミネセンス物質を含み、依然として複雑な構造を用い
ている。
冒頭に述べた種類の反射センサは、これまで光ファイバ
を工具に固定して研摩するというやり方で製造された。
を工具に固定して研摩するというやり方で製造された。
このファイバのための支持ブロックは別個に製造した。
その上で、研摩したファイバを10ツクに挿入して固定
したのである。このセンサにおいては、センサの所望の
性質を得るために、光ファイバの端面と反射面の間隔を
なるべく正確に保持しなければならないという問題があ
る。間隔はミリメートルの何分の1という領域で変動す
るから、その場合もちろん大きな困難が生まれる。
したのである。このセンサにおいては、センサの所望の
性質を得るために、光ファイバの端面と反射面の間隔を
なるべく正確に保持しなければならないという問題があ
る。間隔はミリメートルの何分の1という領域で変動す
るから、その場合もちろん大きな困難が生まれる。
上記のセンサの製造上のもう一つの問題は、光ファイバ
の端面を研摩する時に端面の縁端の破損が起こシやすく
、このためファイバによって導かれる光の入射と出射が
大幅に変化することである。
の端面を研摩する時に端面の縁端の破損が起こシやすく
、このためファイバによって導かれる光の入射と出射が
大幅に変化することである。
つt、b実際上一つの系列のセンサの性質がしばしば互
いに大きく相違する訳である。
いに大きく相違する訳である。
本発明の目的は、これらの欠点を回避し、特に簡単であ
ることを特徴とし、製造されるセンサの特性の十分な均
一性を保証する反射センサの製造法を提案することであ
る。
ることを特徴とし、製造されるセンサの特性の十分な均
一性を保証する反射センサの製造法を提案することであ
る。
本発明に基づき光ファイバなブロックの貫通孔に挿入し
て流し込、接着又は糊付けによって固定し、このコンパ
ウンドの硬化の後に10ツクの端面と共に研摩すること
によって、上記の目的が達成される。
て流し込、接着又は糊付けによって固定し、このコンパ
ウンドの硬化の後に10ツクの端面と共に研摩すること
によって、上記の目的が達成される。
この処置によって光ファイバ又はその芯部がブロック又
は光ファイバとブロックを連結するコン7ぐランドによ
って取囲まれるから、ファイバと10ツクの端面と一緒
に研摩する際に元ファイバの端面の縁端の破損が起こら
ないこととなる。また、これによってファイバがブロッ
クの端面と全く同一面で終端することが保証されるから
、ファイバの端面を反射面に対して調整することが邊か
に容易になる。なぜなら直径が通常50’ないし200
μmの範囲の光ファイバの芯部よりもブロック全体の方
が遥かに扱いやすいからである。
は光ファイバとブロックを連結するコン7ぐランドによ
って取囲まれるから、ファイバと10ツクの端面と一緒
に研摩する際に元ファイバの端面の縁端の破損が起こら
ないこととなる。また、これによってファイバがブロッ
クの端面と全く同一面で終端することが保証されるから
、ファイバの端面を反射面に対して調整することが邊か
に容易になる。なぜなら直径が通常50’ないし200
μmの範囲の光ファイバの芯部よりもブロック全体の方
が遥かに扱いやすいからである。
上記のセンサは、光ファイバを介して光を反射面に向け
て放出し、反射された光を同じ光ファイバにより解析回
路に送るようにして使用することができる。この場合測
定事象に基づき光ファイバの端面と反射面との間隔が変
化すると、それによって反射光の入射率も変化する。一
般的な手法によυ構成し得る適当な解析回路によってこ
の変化を検出し、解析することができる。ブロックの構
造に応じて機械振動と間隔あるいは機械振動と場を検出
することができる。
て放出し、反射された光を同じ光ファイバにより解析回
路に送るようにして使用することができる。この場合測
定事象に基づき光ファイバの端面と反射面との間隔が変
化すると、それによって反射光の入射率も変化する。一
般的な手法によυ構成し得る適当な解析回路によってこ
の変化を検出し、解析することができる。ブロックの構
造に応じて機械振動と間隔あるいは機械振動と場を検出
することができる。
光ファイバの端面と反射面の間隔の等しい絶対豹変化の
もとで、反射光の入射の変化はこれらの2つの面の間隔
に大いに左右される。すなわちこの2つの面の間隔が小
さくなるにつれて、入射の変化が大きくなるのである。
もとで、反射光の入射の変化はこれらの2つの面の間隔
に大いに左右される。すなわちこの2つの面の間隔が小
さくなるにつれて、入射の変化が大きくなるのである。
そこで光ファイバの端面と反射面の間隔が特に小さいこ
とを特徴とするセンサを簡単に製造するために、本発明
の他の特徴に基づき光ファイバの端面とブロックを一緒
に研摩する際にブロックのファイバ区域を凹面に研摩仕
上するようにすればよい。
とを特徴とするセンサを簡単に製造するために、本発明
の他の特徴に基づき光ファイバの端面とブロックを一緒
に研摩する際にブロックのファイバ区域を凹面に研摩仕
上するようにすればよい。
こうして光ファイバの芯部の端面と10ツクの端面の縁
端との間に小さな間隔が保証される。従ってブロックの
縁端に弾性振動板を簡単に張ることができる。
端との間に小さな間隔が保証される。従ってブロックの
縁端に弾性振動板を簡単に張ることができる。
この点に関連して、光ファイバを保持するブロックが反
射面に対向する端面全体に延在す為凹状研摩面を有する
ならば、特に好都合である。それによって1つの系列の
個々のセンサは相互に僅かな相違しかないようになる。
射面に対向する端面全体に延在す為凹状研摩面を有する
ならば、特に好都合である。それによって1つの系列の
個々のセンサは相互に僅かな相違しかないようになる。
なぜなら端面の縁端に振動板を張る場合又はこの縁端が
反射面を有する物体に接する場合に、光ファイバの端面
と反射面の間隔は専ら凹研摩面の深さによって定まるか
らである。しかしこれは使用する工具に主として左右さ
れ、加工されるブロックに対する工具のすこぶる厄介な
調整にはあまシ関係しない。1つの系列のセンサがこの
ように均一であれば、先公知の方法で製造されたセンサ
の場合に1系列のセンサの特性の差異の修正のために必
要な、極めて手数のかかる調整を廃止することができる
。
反射面を有する物体に接する場合に、光ファイバの端面
と反射面の間隔は専ら凹研摩面の深さによって定まるか
らである。しかしこれは使用する工具に主として左右さ
れ、加工されるブロックに対する工具のすこぶる厄介な
調整にはあまシ関係しない。1つの系列のセンサがこの
ように均一であれば、先公知の方法で製造されたセンサ
の場合に1系列のセンサの特性の差異の修正のために必
要な、極めて手数のかかる調整を廃止することができる
。
今日多く使用される、柔軟な外被を備えた光ファイバに
おいては、ブロックに挿入する光7−アイパの端部から
、ブロックへの挿入の前に芯部な取囲む反射層を除く外
被を除去することが好ましい。
おいては、ブロックに挿入する光7−アイパの端部から
、ブロックへの挿入の前に芯部な取囲む反射層を除く外
被を除去することが好ましい。
芯部がブロックの中に固定して保持される光ファイバに
おいて、研摩の際に芯部の端面の縁端が破損しないこと
がこうして保証される。
おいて、研摩の際に芯部の端面の縁端が破損しないこと
がこうして保証される。
光ファイバの端面と反射面の間隔の僅かな変化が既に反
射光の入射率の大きな変化をもたらすようにするために
、本発明の他の特徴によれば本発明方法に基づいて製造
された反射センサ特に振動又はノッキングセンサにおい
て光ファイバの端面とこれに対向する反射面の間隔が光
ファイバの芯部の直径と比較し得る大きさを有し、その
際この間隔が反射面と光ファイバの端面との相互運動の
最大振幅よシ著しく大きくないことを提案する。
射光の入射率の大きな変化をもたらすようにするために
、本発明の他の特徴によれば本発明方法に基づいて製造
された反射センサ特に振動又はノッキングセンサにおい
て光ファイバの端面とこれに対向する反射面の間隔が光
ファイバの芯部の直径と比較し得る大きさを有し、その
際この間隔が反射面と光ファイバの端面との相互運動の
最大振幅よシ著しく大きくないことを提案する。
その場合、光ファイバの端面と反射面の間隔が100μ
m未満であるならば特に好適である。これらの2つの面
の間隔の変化による入射の変化の特性曲線がかなり急斜
するようになるから、極めて小さな振動でも簡単かつ確
実な評価が直ちに可能である。
m未満であるならば特に好適である。これらの2つの面
の間隔の変化による入射の変化の特性曲線がかなり急斜
するようになるから、極めて小さな振動でも簡単かつ確
実な評価が直ちに可能である。
また光ファイバの敏感な端部区域の特に十分な保護を得
るために、ブロックの孔の反射面背き側が大きな直径を
有し、大きな直径を有する孔のこの区域に光ファイバを
外被と共に流し込、糊付は又は接着によって固定するよ
うにすればよい。こうして光ファイバの端部区域ではそ
の外被が確実に保持されるから、ブロックの接続区域で
光ファイバの芯部が折れて損傷することがない。
るために、ブロックの孔の反射面背き側が大きな直径を
有し、大きな直径を有する孔のこの区域に光ファイバを
外被と共に流し込、糊付は又は接着によって固定するよ
うにすればよい。こうして光ファイバの端部区域ではそ
の外被が確実に保持されるから、ブロックの接続区域で
光ファイバの芯部が折れて損傷することがない。
本発明の他の特徴によれば、反射面を振動板に配設する
ことができる。それによって本発明センサの極めて簡単
な構造が得られる。なぜならブロックの端面が凹状研摩
面を具備する場合は、この振動板を単にブロックの端面
に張ればよいからである。その場合振動板に作用する振
動は、凹状研摩面の区域で振動板と光ファイバの端面の
間隔の変化をもたらす。
ことができる。それによって本発明センサの極めて簡単
な構造が得られる。なぜならブロックの端面が凹状研摩
面を具備する場合は、この振動板を単にブロックの端面
に張ればよいからである。その場合振動板に作用する振
動は、凹状研摩面の区域で振動板と光ファイバの端面の
間隔の変化をもたらす。
動過程の検出のために、ブロックに固定した光ファイバ
と振動板の軸線を平行、好ましくは同軸に整列するのが
適当である。またこれによって簡単な製造が可能である
。
と振動板の軸線を平行、好ましくは同軸に整列するのが
適当である。またこれによって簡単な製造が可能である
。
その場合更にブロックに保持された光ファイバが凹んだ
研摩面の軸線に対してずらせて配列されるようにしても
よい。それによって反射面の平面に対してファイバの端
面が傾斜するようになる。
研摩面の軸線に対してずらせて配列されるようにしても
よい。それによって反射面の平面に対してファイバの端
面が傾斜するようになる。
その結果、特にこれら2つの面の相互の静止間隔の領域
で2つの面の間隔の変化に対する反射光の入射の変化の
曲線が一層急斜となる。従ってこの2つの面の間隔の極
めて小さな変化で既に反射光の入射の大きな変化が生じ
る。光ファイバによつて転送されるように、光がファイ
バの軸線に対して傾斜してファイバに入射する角(半受
容角)と振動板の平面に対する光ファイバの端面の傾き
がおおむね等しければ、上記の効果が特に強く現れる。
で2つの面の間隔の変化に対する反射光の入射の変化の
曲線が一層急斜となる。従ってこの2つの面の間隔の極
めて小さな変化で既に反射光の入射の大きな変化が生じ
る。光ファイバによつて転送されるように、光がファイ
バの軸線に対して傾斜してファイバに入射する角(半受
容角)と振動板の平面に対する光ファイバの端面の傾き
がおおむね等しければ、上記の効果が特に強く現れる。
本発明に基づく反射センサの特に好適な実施態様は、ブ
ロックの端面の平坦に研摩した区域に振動板を接着、糊
付は又は圧着し、ブロックの端面の光ファイバの区域に
凹んだ研摩面があることを特徴とする。
ロックの端面の平坦に研摩した区域に振動板を接着、糊
付は又は圧着し、ブロックの端面の光ファイバの区域に
凹んだ研摩面があることを特徴とする。
反射面が無光沢仕上され、光ファイバによって導かれる
光の波長に対して大きな拡散又は非干渉性反射係数を有
するならば、上記の曲線に特に顕著な急斜が得られる。
光の波長に対して大きな拡散又は非干渉性反射係数を有
するならば、上記の曲線に特に顕著な急斜が得られる。
この点に関連して拡散反射面の表面あらさが1μm未満
であることが好ましい。それによって反射光の十分な散
乱が得られ、しかも端面と反射面の間隔又は検出される
振動に基づくこの間隔の変化に比して表面あらさがなお
十分に小さいから、測定結果にあまシ変化が生じない。
であることが好ましい。それによって反射光の十分な散
乱が得られ、しかも端面と反射面の間隔又は検出される
振動に基づくこの間隔の変化に比して表面あらさがなお
十分に小さいから、測定結果にあまシ変化が生じない。
光ファイバと反射面の間隔が光ファイバの芯部の直径に
等しければ、特に有利な条件が生まれる。
等しければ、特に有利な条件が生まれる。
光ファイバの端面と反射面の間隔に光ファイバの受容角
の正弦の3倍を乗じた積がファイバの芯部の直径よシ小
さければ、特定の用途にとって特に好都合である。
の正弦の3倍を乗じた積がファイバの芯部の直径よシ小
さければ、特定の用途にとって特に好都合である。
またかなシ狭い周波数帯にある振動を良く検出すること
ができるように、振動板の固有振動数が優先的に検出さ
れる周波数と一致するようにすることができる。それに
よって共振現象が起こり、振動板の相応に大きな振れ、
従って反射光の入射の大きな変化をもたらす。光ファイ
バの端面はこれを取囲むブロック端面区域と同一面で終
端しているから、振動板が光ファイバの端面に衝接して
も別に支障はない。少く七もこれでセンサが損傷するこ
とはなく、被測定振動の振幅を測定しようとする場合に
測定結果のゆがみをもたらすだけである。
ができるように、振動板の固有振動数が優先的に検出さ
れる周波数と一致するようにすることができる。それに
よって共振現象が起こり、振動板の相応に大きな振れ、
従って反射光の入射の大きな変化をもたらす。光ファイ
バの端面はこれを取囲むブロック端面区域と同一面で終
端しているから、振動板が光ファイバの端面に衝接して
も別に支障はない。少く七もこれでセンサが損傷するこ
とはなく、被測定振動の振幅を測定しようとする場合に
測定結果のゆがみをもたらすだけである。
本発明に基づくセンサのもう一つの設計方式は、振動板
の固有振動数が被61す定振動の周波数帯の遥か外にあ
るというものである。特にこの振動の振幅を御飯的に検
出しようとする場合に、これが有利である。
の固有振動数が被61す定振動の周波数帯の遥か外にあ
るというものである。特にこの振動の振幅を御飯的に検
出しようとする場合に、これが有利である。
また振動板に強い減衰を持たせることもできる。
周波数又は振幅が急激に変化する振動を検出する場合に
、振動板の行過ぎがそれによって回避される。
、振動板の行過ぎがそれによって回避される。
特に固体伝送音を検出するために、反射面を剛体に配設
し、光ファイバを保持するブロックをこの剛体に対向し
て振動するように保持することが好ましい。その場合、
反射面を有する剛体と固体伝送音が検出される部材とを
密接に接触させる。
し、光ファイバを保持するブロックをこの剛体に対向し
て振動するように保持することが好ましい。その場合、
反射面を有する剛体と固体伝送音が検出される部材とを
密接に接触させる。
光ファイバを保持するブロックを弾支することによって
、固体伝送音が現れるとブロックが反射面に対向して振
動するから、反射光の入射が変化する。センサの2つの
部材の弾支のために特にニジストマー材料の中間層が適
当である。その場合反射光の高い入射率を可能にするた
めに、この中間層の厚さを極めて薄くすることが好まし
い。
、固体伝送音が現れるとブロックが反射面に対向して振
動するから、反射光の入射が変化する。センサの2つの
部材の弾支のために特にニジストマー材料の中間層が適
当である。その場合反射光の高い入射率を可能にするた
めに、この中間層の厚さを極めて薄くすることが好まし
い。
その場合特定の周波数に対して特に高い感度な得るため
に、光ファイバを保持し、反射面を有する剛体に対して
振動するように保持されたブロックの固有振動数を、優
先的に測定される周波数と一致させることもできる。
に、光ファイバを保持し、反射面を有する剛体に対して
振動するように保持されたブロックの固有振動数を、優
先的に測定される周波数と一致させることもできる。
本発明に基づくセンサはマイクロホンを組立てるのに特
に好適である。この点に関連して、光ファイバを保持す
るブロックをその上に張った弾性振動板と共にマウント
に弾支することが好ましい。
に好適である。この点に関連して、光ファイバを保持す
るブロックをその上に張った弾性振動板と共にマウント
に弾支することが好ましい。
その場合この系の固有振動数が測定で予想される周波数
帯の遥か外にあることが好ましい。この処置によってマ
イクロホンはケースに対する衝撃に対して不感になシ、
例えば硬い台座の上にマイクロホンをおろした時に現れ
るような衝撃による過度の残響が回避される。またこの
マイクロホンは、機能を検査するために例えば余シに強
く息を吹きかけることによる過大な負荷に対して不感で
ある。
帯の遥か外にあることが好ましい。この処置によってマ
イクロホンはケースに対する衝撃に対して不感になシ、
例えば硬い台座の上にマイクロホンをおろした時に現れ
るような衝撃による過度の残響が回避される。またこの
マイクロホンは、機能を検査するために例えば余シに強
く息を吹きかけることによる過大な負荷に対して不感で
ある。
光ファイバの端面と反射面の相互の静止間隔の領域で、
この2つの面の間隔の変化による、反射光の特に急斜し
た入射特性が望ましければ、光ファイバの軸線がその端
面を貫通する点での接平面の法線とこのファイバの軸線
が挾む角によってきまるファイバの軸線の射出角を10
ないし30°とすればよい。反射光の僅かな一部が入射
されることによって、上記の急斜がもたらされる。振動
板の振動の際に光ファイバの端面に対する振動板の角が
変化するから、振動板の僅かな偏りが既に反射光の入射
の大きな変化を伴なう。
この2つの面の間隔の変化による、反射光の特に急斜し
た入射特性が望ましければ、光ファイバの軸線がその端
面を貫通する点での接平面の法線とこのファイバの軸線
が挾む角によってきまるファイバの軸線の射出角を10
ないし30°とすればよい。反射光の僅かな一部が入射
されることによって、上記の急斜がもたらされる。振動
板の振動の際に光ファイバの端面に対する振動板の角が
変化するから、振動板の僅かな偏りが既に反射光の入射
の大きな変化を伴なう。
本発明センサの特に好適な実施態様は、ブロックに少く
とも2本の光ファイバが保持され、その軸線が互いに平
行に走シ、ファイバの軸線の射出角が10ないし30”
であることを特徴とする。この場合これらの光ファイバ
の2つの端面は振動板の軸線の2つの相対する側に配設
されている。2本の光ファイバのそれぞれに入射する反
射光を比較することにより光伝導の品質、特に差込継手
による光伝導の損失を確かめ、補償することが、上記の
センサで可能である。特に一方のファイバに導かれた反
射光によって生じる信号の中断を他方のファイバの校正
のために使用することができる。
とも2本の光ファイバが保持され、その軸線が互いに平
行に走シ、ファイバの軸線の射出角が10ないし30”
であることを特徴とする。この場合これらの光ファイバ
の2つの端面は振動板の軸線の2つの相対する側に配設
されている。2本の光ファイバのそれぞれに入射する反
射光を比較することにより光伝導の品質、特に差込継手
による光伝導の損失を確かめ、補償することが、上記の
センサで可能である。特に一方のファイバに導かれた反
射光によって生じる信号の中断を他方のファイバの校正
のために使用することができる。
また上記のセンサを用いて極めて低周波数の振動や準定
常状態も検出することができる。その場合率定常状態の
測定は、2つの光ファイ・fに入射した光の差又は商の
測定によって行うことができる。
常状態も検出することができる。その場合率定常状態の
測定は、2つの光ファイ・fに入射した光の差又は商の
測定によって行うことができる。
またセンサの機能を点検することも可能であって、振動
板を点検される零位に置き、2つのファイバに入射した
光の差を測定することによって上記の点検を極めて簡単
に行うことができる。
板を点検される零位に置き、2つのファイバに入射した
光の差を測定することによって上記の点検を極めて簡単
に行うことができる。
本発明に基づく反射センサの更に他の可能な実施態様に
、単数個又は複数個のファイバを保持するブロックが反
射面を有する等しい重量のブロックに対向して弾支され
、この系の固有振動数が検出される周波数又は検出され
る周波数の2倍に等しく、2個のブロックの相対する面
が互いに平行であることを特徴とする。この処置によっ
て特定の比較的狭い周波数帯で特に高い感度が得られる
。
、単数個又は複数個のファイバを保持するブロックが反
射面を有する等しい重量のブロックに対向して弾支され
、この系の固有振動数が検出される周波数又は検出され
る周波数の2倍に等しく、2個のブロックの相対する面
が互いに平行であることを特徴とする。この処置によっ
て特定の比較的狭い周波数帯で特に高い感度が得られる
。
この点に関連して、2個のブロックの間隔が100μm
未満であることが好ましい。それによって反射光の極め
て高い入射率が得られる。
未満であることが好ましい。それによって反射光の極め
て高い入射率が得られる。
上記のセンサの感度を特に高い周波数範囲に置こうとす
るときは、2個のブロックをマウントに対して弾支し、
2個のブロックの間に働くばね力をブロックとマウント
の間で働くばね力より遥かに大きくすればよい。
るときは、2個のブロックをマウントに対して弾支し、
2個のブロックの間に働くばね力をブロックとマウント
の間で働くばね力より遥かに大きくすればよい。
これに対して上記のセンサがむしろ低周波数領域に最高
の感度を持つようにする場合は、2個のブロックをマウ
ントに対して弾支し、2個のブロックの間で働くばね力
がブロックとマウントの間で働くばね力より遥かに小さ
いことが好ましい。
の感度を持つようにする場合は、2個のブロックをマウ
ントに対して弾支し、2個のブロックの間で働くばね力
がブロックとマウントの間で働くばね力より遥かに小さ
いことが好ましい。
この2つのばね系のばね力を適宜調整することによって
、上記のセンサの最高感度を任意の周波数領域に移すこ
とができ、その際著しく異なるばね力を選択することに
よってセンサの帯域幅を極めて狭くすることができる。
、上記のセンサの最高感度を任意の周波数領域に移すこ
とができ、その際著しく異なるばね力を選択することに
よってセンサの帯域幅を極めて狭くすることができる。
本発明の他の特徴によれば、2個のブロックを磁化可能
な材料で製造するものとする。こうして電磁振動又は磁
界を検出することも可能である。
な材料で製造するものとする。こうして電磁振動又は磁
界を検出することも可能である。
これは磁化可能な材料の磁気誘導に基づいて行われ、ブ
ロックが磁界にさらされると、光ファイバの端面と反射
面の間の間隔が変化するのである。
ロックが磁界にさらされると、光ファイバの端面と反射
面の間の間隔が変化するのである。
本発明の好適な実施態様によれば、振動の空間的方位を
検出するために、複数個のブロック対を組合わせて1個
の単位体とし、光ファイバをおおむね互いに垂直の3つ
の方向で当該のブロックに通す。検出される振動の種類
に応じてブロックを種々異なる材料で製造することがで
きるが、’Kr磁振動の検出にはブロックを磁化可能な
材料で作ることが好ましい。
検出するために、複数個のブロック対を組合わせて1個
の単位体とし、光ファイバをおおむね互いに垂直の3つ
の方向で当該のブロックに通す。検出される振動の種類
に応じてブロックを種々異なる材料で製造することがで
きるが、’Kr磁振動の検出にはブロックを磁化可能な
材料で作ることが好ましい。
一方、音波その他の圧力波の検出のために、光ファイバ
な保持するブロックがセラミック又はガラス、好ましく
は石英ガラスから成り、ブロックの材料が光を強く吸収
するならば好都合である。
な保持するブロックがセラミック又はガラス、好ましく
は石英ガラスから成り、ブロックの材料が光を強く吸収
するならば好都合である。
ブロック用材料の選択条件として、この材料が光ファイ
バの芯部と同様の研摩挙動を示すことが挙げられる。
バの芯部と同様の研摩挙動を示すことが挙げられる。
センサが大きな温度変化にさらされる用途において、特
に被測定振動の振幅を検出する場合に測定誤差を回避す
るだめには、単数個又は複数個の光ファイバとこれを保
持するブロックが類似の温度係数を有することが好まし
い。それによって温度応力がほとんど回避される。
に被測定振動の振幅を検出する場合に測定誤差を回避す
るだめには、単数個又は複数個の光ファイバとこれを保
持するブロックが類似の温度係数を有することが好まし
い。それによって温度応力がほとんど回避される。
また複合周波数を有する振動を検出する場合に異なる周
波数領域で感度を確定し、又は大きな振幅範囲にわたっ
て感度を拡張するために、光ファイバを保持するブロッ
クを1個の単位体(まとめ、光源から好ましくはビーム
スプリッタを介して光ファイバに給光することができる
。
波数領域で感度を確定し、又は大きな振幅範囲にわたっ
て感度を拡張するために、光ファイバを保持するブロッ
クを1個の単位体(まとめ、光源から好ましくはビーム
スプリッタを介して光ファイバに給光することができる
。
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳述する。
第1図の曲線aは高反射面又は干渉性反射面の状況を示
す。これで判るように、光ファイバの端面と反射面の間
隔が極めて小さければ、この間隔の僅かな変化が反射光
の入射の顕著な変化をもたらすのである。その場合、屈
折率が段階状に変化する一般的なファイバ(ステップ・
インデックス・ファイバ)においては、約100μmの
間隔に至るまでほとんど直線状の状態が生じる。またこ
の領域まで高い入射率が与えられるから、検出される反
射及び入射光量は光ファイバのレイリー後方散乱と入射
及び出射の際のフレネル反射を必ず堰かに超過する。従
って、解析すべき有効信号と、後方散乱及びフレネル反
射に原因する・妨害信号の間に大きな間隔が生じる。こ
のだめ測定に基づく誤差が極めて小さく、振動のすこぶ
る正確なgi11定が可能である。
す。これで判るように、光ファイバの端面と反射面の間
隔が極めて小さければ、この間隔の僅かな変化が反射光
の入射の顕著な変化をもたらすのである。その場合、屈
折率が段階状に変化する一般的なファイバ(ステップ・
インデックス・ファイバ)においては、約100μmの
間隔に至るまでほとんど直線状の状態が生じる。またこ
の領域まで高い入射率が与えられるから、検出される反
射及び入射光量は光ファイバのレイリー後方散乱と入射
及び出射の際のフレネル反射を必ず堰かに超過する。従
って、解析すべき有効信号と、後方散乱及びフレネル反
射に原因する・妨害信号の間に大きな間隔が生じる。こ
のだめ測定に基づく誤差が極めて小さく、振動のすこぶ
る正確なgi11定が可能である。
第1図の曲線すは拡散又は非干渉性反射面の状況を示す
。このような面の場合は特に急斜した特性曲線が生じる
。但し、その場合おおむね直線状の領域は、光ファイバ
の端面と反射面の間隔が約20μmの範囲に限られる。
。このような面の場合は特に急斜した特性曲線が生じる
。但し、その場合おおむね直線状の領域は、光ファイバ
の端面と反射面の間隔が約20μmの範囲に限られる。
従って、本発明に基づくセンサにおいては、極めて小さ
な間隔をできるだけ正確に保持することが決定的に重要
である。光ファイバ又は本来の芯部(core)とその
被覆(反射層) (ctaading) (以下ではこ
れらを合せて単に「芯部」 1と呼ぶ)を、光ファイバ
の芯部に対応する孔を有するブロックに挿入して、ここ
に糊付け、流し込又は接着により固定することによって
、上記の正確な保持が極めて簡単に行われる。この反射
層は本来の芯部に比して異なる屈折率を有する(第6図
)。
な間隔をできるだけ正確に保持することが決定的に重要
である。光ファイバ又は本来の芯部(core)とその
被覆(反射層) (ctaading) (以下ではこ
れらを合せて単に「芯部」 1と呼ぶ)を、光ファイバ
の芯部に対応する孔を有するブロックに挿入して、ここ
に糊付け、流し込又は接着により固定することによって
、上記の正確な保持が極めて簡単に行われる。この反射
層は本来の芯部に比して異なる屈折率を有する(第6図
)。
芯部なブロック3に固定するだめに、極めて硬剛に硬化
するコンパウンド、例えばエポキシ樹脂又は無溶剤接着
剤や例えば「ロクタイ) J (Loc−ttte)の
商品名で販売される嫌気硬化コン/4’ウンドが使用さ
れる。これらのコンパウンドが硬化した後、場合によっ
ては光ファイバの芯部が僅かに突出するブロックの端面
を、この芯部と共に研摩する。
するコンパウンド、例えばエポキシ樹脂又は無溶剤接着
剤や例えば「ロクタイ) J (Loc−ttte)の
商品名で販売される嫌気硬化コン/4’ウンドが使用さ
れる。これらのコンパウンドが硬化した後、場合によっ
ては光ファイバの芯部が僅かに突出するブロックの端面
を、この芯部と共に研摩する。
光ファイバの端面と反射面の間の必要な極めて小さな間
隔を再現性を以て保持するために、光ファイバがあるブ
ロックの端面区域を凹面に研摩仕上すればよい。
隔を再現性を以て保持するために、光ファイバがあるブ
ロックの端面区域を凹面に研摩仕上すればよい。
第2図はこの実施態様を示す。その場合ガラス好ましく
は石英ガラス、セラミックから成り、また種々の用途の
ために、特に電磁振動又は磁界の検出のために磁化可能
な材料から成るブロックに参照番号3を付した。このブ
ロック3は孔6を有する。孔6の直径は光ファイバ7の
芯部1の直径よシやや太きい。芯部1はこの孔6の中に
硬化したコンパウンド、例えばエポキシ樹脂等によって
保持され、このコンパウンドによって周囲を取囲まれる
。ブロック3の端面8は、硬化したコンパウンドによっ
てブロック3に固定された光ファイバ7の芯部1と共に
平坦に研摩し、その上で光ファイバの芯部の区域を凹面
に研摩仕上した。これは光学部品の製造における通常の
方法で行うことができる。この凹研摩面4の深さが、例
えばグロック3の端面8に張った振動板9に配設するこ
とができる反射面5と芯部1の端面の間隔を実質的に決
定する。
は石英ガラス、セラミックから成り、また種々の用途の
ために、特に電磁振動又は磁界の検出のために磁化可能
な材料から成るブロックに参照番号3を付した。このブ
ロック3は孔6を有する。孔6の直径は光ファイバ7の
芯部1の直径よシやや太きい。芯部1はこの孔6の中に
硬化したコンパウンド、例えばエポキシ樹脂等によって
保持され、このコンパウンドによって周囲を取囲まれる
。ブロック3の端面8は、硬化したコンパウンドによっ
てブロック3に固定された光ファイバ7の芯部1と共に
平坦に研摩し、その上で光ファイバの芯部の区域を凹面
に研摩仕上した。これは光学部品の製造における通常の
方法で行うことができる。この凹研摩面4の深さが、例
えばグロック3の端面8に張った振動板9に配設するこ
とができる反射面5と芯部1の端面の間隔を実質的に決
定する。
第2図に示す実施例では光ファイバ7の端部区域の外被
(coating) 10が除去されているから、芯部
1だけがブロック3の孔6に挿入される。特に柔軟な外
被を有する光ファイバ3の場合は、研摩の際に芯部が動
くことを回避するために、上記のように挿入するのが適
当である。芯部1が動けば、事情によってはその縁端区
域の破損を招く恐れがあるからである。そうなれば光が
元ファイバから射出する時及び反射光が入射する時に変
化を生じることになる。
(coating) 10が除去されているから、芯部
1だけがブロック3の孔6に挿入される。特に柔軟な外
被を有する光ファイバ3の場合は、研摩の際に芯部が動
くことを回避するために、上記のように挿入するのが適
当である。芯部1が動けば、事情によってはその縁端区
域の破損を招く恐れがあるからである。そうなれば光が
元ファイバから射出する時及び反射光が入射する時に変
化を生じることになる。
鏡面仕上を施した振動板9が凹研摩面4の上に張ってあ
り、その縁端はブロック3の端面8の平坦に研摩した区
域に固着、例えば接着されている。
り、その縁端はブロック3の端面8の平坦に研摩した区
域に固着、例えば接着されている。
凹状の研摩面は第2図に誇張して示されておυ、本来の
芯部(eore)の直径が50ないし200μmの慣用
の光ファイバを使用する場合は光ファイバの芯部の直径
の程度の最大深さを有する。鏡面光沢仕上しまた振動板
9の場合はこの深さが100μm未満、拡散反射振動板
では20μm未満であることが好ましい。それによって
最も敏感な、しかもほとんど直線状の条件が与えられる
領域でセンサが動作することとなる。
芯部(eore)の直径が50ないし200μmの慣用
の光ファイバを使用する場合は光ファイバの芯部の直径
の程度の最大深さを有する。鏡面光沢仕上しまた振動板
9の場合はこの深さが100μm未満、拡散反射振動板
では20μm未満であることが好ましい。それによって
最も敏感な、しかもほとんど直線状の条件が与えられる
領域でセンサが動作することとなる。
第3図は特に内燃機関のノッΦングセンサとして適当な
実施態様を示す。この実施態様ではブロック3は振動板
9の背面側に凹陥部11を有し、ここに光ファイバ7の
外被10が挿入され、硬化したコンパウンド2でブロッ
ク3と結合される。
実施態様を示す。この実施態様ではブロック3は振動板
9の背面側に凹陥部11を有し、ここに光ファイバ7の
外被10が挿入され、硬化したコンパウンド2でブロッ
ク3と結合される。
この硬化コンパウンド2は、第2図に基づいて既に説明
したように光ファイバの芯部1も保持する。
したように光ファイバの芯部1も保持する。
このセンサでは端面8が平坦に研摩され、内燃機関に現
れる強い振動に基づき適当に頑丈に構成された振動板9
がマウント12に溶接される。その場合振動板は発生す
る燃焼圧に耐えるように選定しなければならない。マウ
ント12は点火プラグのように内燃機関の燃焼室に岬着
することが好′ましい。
れる強い振動に基づき適当に頑丈に構成された振動板9
がマウント12に溶接される。その場合振動板は発生す
る燃焼圧に耐えるように選定しなければならない。マウ
ント12は点火プラグのように内燃機関の燃焼室に岬着
することが好′ましい。
外被1σをグロック3の孔θに挿入し固定することによ
って、光ファイバ7の破壊に対する高い安全性が得られ
る。しかしその場合、反射面を有する振動板9に対向す
る端面区域に、外被10のない芯部1が固定される。
って、光ファイバ7の破壊に対する高い安全性が得られ
る。しかしその場合、反射面を有する振動板9に対向す
る端面区域に、外被10のない芯部1が固定される。
回転対称のブロック3は光ファイバ7の芯部となるべく
同じ研摩挙動を得るために透明石英ガラスから成り、端
部区域に肩部13を有する。ブロックはこの肩部で振動
板のスリーブ状張出部14に接し、振動部と結合される
。光ファイバをマウント12の中に別に支持するために
、更にスIJ −グ状支持体I5が設けられ、光ファイ
バ7の熱の排出にも役立つ。
同じ研摩挙動を得るために透明石英ガラスから成り、端
部区域に肩部13を有する。ブロックはこの肩部で振動
板のスリーブ状張出部14に接し、振動部と結合される
。光ファイバをマウント12の中に別に支持するために
、更にスIJ −グ状支持体I5が設けられ、光ファイ
バ7の熱の排出にも役立つ。
第4図は特に固体伝送音の検出に適したセンサを示す。
このセンサには光ファイバ7の芯部1を保持するグロッ
ク3のほかにもう一つの、同じ重量のブロック17が設
けられ、ブロック3に対向する端面が反射面5を有する
。2個のブロックI7及び3はエラストマー材料のリン
グ18を介して互いに連結される。このリング18のば
ね力は2個のブロック3及び1?の重tと共にこの系の
固有振¥IIJ数を決定する。この固有振動数は選択的
に測定される周波数と一致し、又は好ましくはその2倍
の値を有する。2個のブロックはエラストマー材料の別
のリング19によってセンサのケース20と連結される
。ブロックとケース20を連結するリング19のばね力
は、2個のリング18を連結するリング18のばね力よ
り著しく小さい。
ク3のほかにもう一つの、同じ重量のブロック17が設
けられ、ブロック3に対向する端面が反射面5を有する
。2個のブロックI7及び3はエラストマー材料のリン
グ18を介して互いに連結される。このリング18のば
ね力は2個のブロック3及び1?の重tと共にこの系の
固有振¥IIJ数を決定する。この固有振動数は選択的
に測定される周波数と一致し、又は好ましくはその2倍
の値を有する。2個のブロックはエラストマー材料の別
のリング19によってセンサのケース20と連結される
。ブロックとケース20を連結するリング19のばね力
は、2個のリング18を連結するリング18のばね力よ
り著しく小さい。
このためケース20を介するブロックの外部結合は微弱
であり、専ら2個のブロック3及び17の相互の振動を
励起するために利用される。
であり、専ら2個のブロック3及び17の相互の振動を
励起するために利用される。
縦方向音波だけをウェブ21と螺着部22まで通す、従
って振動系を構成する2個のブロック3及び17まで通
す薄い管からおおむね成るセンサ・ケースを成形するこ
とによって、このセンサの方向特性が高められる。その
場合管の曲げ振動がこの系の固有振動数又は調波から長
かに隔たるように管を設計する。それによって2個のブ
ロックは事実上ケースの縦方向に走る音波だけを吸収す
る。
って振動系を構成する2個のブロック3及び17まで通
す薄い管からおおむね成るセンサ・ケースを成形するこ
とによって、このセンサの方向特性が高められる。その
場合管の曲げ振動がこの系の固有振動数又は調波から長
かに隔たるように管を設計する。それによって2個のブ
ロックは事実上ケースの縦方向に走る音波だけを吸収す
る。
その結果、2個のブロック3及び17の端面の間隔の変
化が、ブロック17の反射面5によって反射された光の
入射の変化にはっきシと現れる。
化が、ブロック17の反射面5によって反射された光の
入射の変化にはっきシと現れる。
第5図のセンサでは2本の光ファ°イバ7の芯部1がブ
ロック3の孔6に、硬化したコンパウンド2によって固
定されている。ブロック3の端面8は、2本の光ファイ
バ7の芯部1の端面23の区域に伸張する凹状研摩面4
を有する。なお2本のファイバ7の内の一方は凹状研摩
面4の軸線25と同軸であシ、他方のファイバは上記の
ファイバから隔たる。従って一方の光ファイバの端面は
、振動板9にある反射面5に対して傾きを有する。換言
すれば、光ファイバ7の軸線25がファイバの端面23
を貫通する点での接平面の法線26とこのファイバの軸
線25とが射出角βを挾むのである。その場合この射出
角が10ないし3ゲであることが好ましい。
ロック3の孔6に、硬化したコンパウンド2によって固
定されている。ブロック3の端面8は、2本の光ファイ
バ7の芯部1の端面23の区域に伸張する凹状研摩面4
を有する。なお2本のファイバ7の内の一方は凹状研摩
面4の軸線25と同軸であシ、他方のファイバは上記の
ファイバから隔たる。従って一方の光ファイバの端面は
、振動板9にある反射面5に対して傾きを有する。換言
すれば、光ファイバ7の軸線25がファイバの端面23
を貫通する点での接平面の法線26とこのファイバの軸
線25とが射出角βを挾むのである。その場合この射出
角が10ないし3ゲであることが好ましい。
光ファイバのHB面のこの傾きによって、特にファイバ
の1端面と反射面5の静止間隔の領域でセンサの特性曲
線が急勾配になる。振動板9はこの実施態様でもブロッ
ク3の端面に接着され8る。凹状研摩面4の深さは第2
図の実施態様と同様に、ファイバ7の端面と反射面5の
間隔がおおむねファイバ芯部1の直径に相当し、振動板
の最大側シが第2図に破線で示唆したようにほぼこの間
隔に相当するように定められている。
の1端面と反射面5の静止間隔の領域でセンサの特性曲
線が急勾配になる。振動板9はこの実施態様でもブロッ
ク3の端面に接着され8る。凹状研摩面4の深さは第2
図の実施態様と同様に、ファイバ7の端面と反射面5の
間隔がおおむねファイバ芯部1の直径に相当し、振動板
の最大側シが第2図に破線で示唆したようにほぼこの間
隔に相当するように定められている。
このセンサを用いて2本の光ファイバのそれぞれに入射
する反射光を比較することによって、光伝導の品質、特
に差込継手に原因する光伝導の損失を確かめ、補償する
ことができる。また極めて低周波数の振動や準定常状態
をこのセンサで検出することも可能である。その場合、
準定常状態の測定は2本の光ファイバに入射する光の差
又は商の測定によって行うことができる。更にセンサの
機能を点検することも可能であり、その場合は振動板を
点検される零位に置き、2本のファイバに入射する光の
差を測定することによって極めて簡単に点検を行うこと
ができる。
する反射光を比較することによって、光伝導の品質、特
に差込継手に原因する光伝導の損失を確かめ、補償する
ことができる。また極めて低周波数の振動や準定常状態
をこのセンサで検出することも可能である。その場合、
準定常状態の測定は2本の光ファイバに入射する光の差
又は商の測定によって行うことができる。更にセンサの
機能を点検することも可能であり、その場合は振動板を
点検される零位に置き、2本のファイバに入射する光の
差を測定することによって極めて簡単に点検を行うこと
ができる。
振動板のわん曲又は位置が正確に定められている場合に
は、ブロック3の軸線の外に配設された光ファイバ3に
通された反射光に基づく信号を中断して、中心に配設さ
れたファイバ3が送る、反射光に対応する信号の評価を
校正することもこのセンサで可能である。
は、ブロック3の軸線の外に配設された光ファイバ3に
通された反射光に基づく信号を中断して、中心に配設さ
れたファイバ3が送る、反射光に対応する信号の評価を
校正することもこのセンサで可能である。
第6図の実施態様では光ファイバ7又はその芯部1がや
はりブロック3の孔に、硬化したコンパクト2によって
保持される。この芯部は、コア及びこのコアとは屈折率
が異なる反射層1′即ち、クラツディングを有する。ブ
ロック3及び芯部1の平坦に研摩した端面と反射面5と
は、反射面5を有する振動板9の静止位置で光ファイバ
7の芯部1の直径よシ小さな間隔を有する。
はりブロック3の孔に、硬化したコンパクト2によって
保持される。この芯部は、コア及びこのコアとは屈折率
が異なる反射層1′即ち、クラツディングを有する。ブ
ロック3及び芯部1の平坦に研摩した端面と反射面5と
は、反射面5を有する振動板9の静止位置で光ファイバ
7の芯部1の直径よシ小さな間隔を有する。
また第6図には半受容角(α/2)が記載されている。
これは光ファイバ7の芯部の端面から射出する光束の円
錐角の2分の1である。この角α/2は同時に、反射光
がファイバによって転送されるためにファイバ7に入射
する、いわばファイ基に一容される角でもある。
錐角の2分の1である。この角α/2は同時に、反射光
がファイバによって転送されるためにファイバ7に入射
する、いわばファイ基に一容される角でもある。
第7図の実施態様はブロック3又はその孔6に3本の光
ファイバ7が前述のように保持されたセンサを示す。そ
の場合これらのファイバの内の2本はブロック3の回転
軸の一方の側に、第3のファイバはその反対側に配設さ
れている。ブロック3は3本の光ファイバと共に平坦に
研摩され、図示しないばね系統例えばエラストマー中間
層を介して剛体27に対して振動するように保持される
。
ファイバ7が前述のように保持されたセンサを示す。そ
の場合これらのファイバの内の2本はブロック3の回転
軸の一方の側に、第3のファイバはその反対側に配設さ
れている。ブロック3は3本の光ファイバと共に平坦に
研摩され、図示しないばね系統例えばエラストマー中間
層を介して剛体27に対して振動するように保持される
。
この即]体はブロック3の端面に対向する側に反射面を
有する。固体伝送音によって誘起される振動をこのセン
サによって簡単に検出することができる。
有する。固体伝送音によって誘起される振動をこのセン
サによって簡単に検出することができる。
両側にファイバを配設することによって、特に光の供給
を光ファイバ7の内の1本でだけ行えば、反射光量の差
又は商のff1lj定によりセンサを校正することも可
能である。この場合、光を送らない2本の光ファイバ7
への反射光の入射はその端面と反射面5の距離に関係す
るから、これらのファイバのそれぞれに入射する光の比
又は差は上記の距離に対する尺度をなし、従ってこのセ
ンサを近接センサとして使用することができる。光を導
く光ファイバ7を同時に反射光の検出にも使用するなら
ば、場合によっては第3の光ファイバ7と廃止してもよ
い。
を光ファイバ7の内の1本でだけ行えば、反射光量の差
又は商のff1lj定によりセンサを校正することも可
能である。この場合、光を送らない2本の光ファイバ7
への反射光の入射はその端面と反射面5の距離に関係す
るから、これらのファイバのそれぞれに入射する光の比
又は差は上記の距離に対する尺度をなし、従ってこのセ
ンサを近接センサとして使用することができる。光を導
く光ファイバ7を同時に反射光の検出にも使用するなら
ば、場合によっては第3の光ファイバ7と廃止してもよ
い。
第8図は第2図のものに類似するセンサを示す。
すなわちブロック3は凹状の研摩面4を具備し、反射面
5を有する振動板9が張っである。この系はエラストマ
ー中間層28を介してケース29と連結されているから
、ブロックは振動板9と共にケース29に対向して振動
することができる。この配列は特にマイクロホンに使用
するのに適している。それによってマイクロホニック雑
音が十分に防止されるからである。例えばこのマイクロ
ホンを硬い台座の上におろした場合、エラストマー中間
層29によってこのような衝撃が吸収され又は大幅に緩
衝されるので、振動板9の過度の励振が抑制されること
がその理由である。同様にしてこのエラストマー中間層
は、例えばマイクロホンの機能を検査するためにマイク
ロホンに余りに強く息を吹きつけた時に、本来の受音系
統1,3゜9を過負荷から守る。その場合もエラストマ
ー中間層が大部分の力を吸収する。
5を有する振動板9が張っである。この系はエラストマ
ー中間層28を介してケース29と連結されているから
、ブロックは振動板9と共にケース29に対向して振動
することができる。この配列は特にマイクロホンに使用
するのに適している。それによってマイクロホニック雑
音が十分に防止されるからである。例えばこのマイクロ
ホンを硬い台座の上におろした場合、エラストマー中間
層29によってこのような衝撃が吸収され又は大幅に緩
衝されるので、振動板9の過度の励振が抑制されること
がその理由である。同様にしてこのエラストマー中間層
は、例えばマイクロホンの機能を検査するためにマイク
ロホンに余りに強く息を吹きつけた時に、本来の受音系
統1,3゜9を過負荷から守る。その場合もエラストマ
ー中間層が大部分の力を吸収する。
第9図は2本の光ファイバ7又はその芯部を、ブロック
3の軸線に対して傾斜して平行に走る孔ダに硬化したコ
ンパウンド2によって保持したセンサを示す。このブロ
ックもまた平坦に研摩され、振動板9に対向する端面な
有する。従ってファイバの軸線25は法線26に対して
射出角βを有する。光ファイバ7の芯部1の端面は平坦
に研摩されているので、ファイバの軸線25が芯部1の
端面23を貫通する点での接平面は端面の平面と一致す
る。
3の軸線に対して傾斜して平行に走る孔ダに硬化したコ
ンパウンド2によって保持したセンサを示す。このブロ
ックもまた平坦に研摩され、振動板9に対向する端面な
有する。従ってファイバの軸線25は法線26に対して
射出角βを有する。光ファイバ7の芯部1の端面は平坦
に研摩されているので、ファイバの軸線25が芯部1の
端面23を貫通する点での接平面は端面の平面と一致す
る。
前述のようにこの配列によって、反射面5を有する振動
板9の静止位置に近い領域でセンサの特性曲線が急勾配
になる。このセンサを用いれば、2本のファイバがブロ
ック3に配設されているので、ブロック3の端面8に対
する振動板9の位置が判ればセンサを調整することが可
能であシ、また近接センサとして使用することも可能で
ある。
板9の静止位置に近い領域でセンサの特性曲線が急勾配
になる。このセンサを用いれば、2本のファイバがブロ
ック3に配設されているので、ブロック3の端面8に対
する振動板9の位置が判ればセンサを調整することが可
能であシ、また近接センサとして使用することも可能で
ある。
第10図は振動の空間的検出を可能にするセンサ配列を
示す。その場合側々のセンサの構造は第4図に示したも
のと基本的に同じである。光ファイバ7を保持するブロ
ック3は等しいm4iのブロック17と常に相互作用す
る。光ファイバ7の端面に対向するブロック17の面は
反射するように形成されている。ブロック3,17の各
対は、例えば第4図のエラストマーリング18に相当す
る、図示しないニジストマー中間層によって、相互に振
動するように支持される。その場合ブロック3に保持さ
れた光ファイバ7の端面は互いに垂直の平面にある。ま
たブロックの対3,17も第4図のエラストマーリング
19に相当するエラストマー中間層を介して互いに、か
つ図示しないケースと連結される。
示す。その場合側々のセンサの構造は第4図に示したも
のと基本的に同じである。光ファイバ7を保持するブロ
ック3は等しいm4iのブロック17と常に相互作用す
る。光ファイバ7の端面に対向するブロック17の面は
反射するように形成されている。ブロック3,17の各
対は、例えば第4図のエラストマーリング18に相当す
る、図示しないニジストマー中間層によって、相互に振
動するように支持される。その場合ブロック3に保持さ
れた光ファイバ7の端面は互いに垂直の平面にある。ま
たブロックの対3,17も第4図のエラストマーリング
19に相当するエラストマー中間層を介して互いに、か
つ図示しないケースと連結される。
従ってこのセンサ配列によって、光ファイバ7の端面に
垂直のX@、Y軸及びZ軸の振動を検出することができ
る。各個別ブロック対のブロック3.17の間及び個別
ブロック対の間、更にはセンサ配列とこれを取囲む図示
しないケースの間に配設されたばね系を適宜調整するこ
とによって、上述の軸方向の感度を調節することができ
る。異なる方向の感度を調節するもう一つの方法は、光
ファイバを保持するブロックの重量を変えることである
。これはブロック3に対して種々異なる比重の材料を選
定することにより、又はこのブロックの大きさを様々に
定めることにより達成することができる。
垂直のX@、Y軸及びZ軸の振動を検出することができ
る。各個別ブロック対のブロック3.17の間及び個別
ブロック対の間、更にはセンサ配列とこれを取囲む図示
しないケースの間に配設されたばね系を適宜調整するこ
とによって、上述の軸方向の感度を調節することができ
る。異なる方向の感度を調節するもう一つの方法は、光
ファイバを保持するブロックの重量を変えることである
。これはブロック3に対して種々異なる比重の材料を選
定することにより、又はこのブロックの大きさを様々に
定めることにより達成することができる。
第11図は、場合によっては全方向に等しい感度を有す
るマイクロホンの製作に特に適当なセンサ配列を示す。
るマイクロホンの製作に特に適当なセンサ配列を示す。
その場合、例えば第2図及び第8図に示したセンサを空
間的に分布して支持体30上に配設することができる。
間的に分布して支持体30上に配設することができる。
この支持体はもちろん光ファイバ7を通すだめの適当な
通路を持たなければならない。これらの光ファイバはビ
ームスグリツタ又はマルチプレクサ31に到達し、ここ
に別の光ファイバ7が接続される。この別の光ファイバ
7′にもう一つのビームスグリツタ32を介して光源3
3の光が入射され、又は反射光が出射されて、図示しな
い慣用の解析回路に接続した2個の検出器34.J/に
導かれる。その場合一方の検出器は光源の強さの変動を
検出して補償することができるように、常時の修正のた
めに使用される。
通路を持たなければならない。これらの光ファイバはビ
ームスグリツタ又はマルチプレクサ31に到達し、ここ
に別の光ファイバ7が接続される。この別の光ファイバ
7′にもう一つのビームスグリツタ32を介して光源3
3の光が入射され、又は反射光が出射されて、図示しな
い慣用の解析回路に接続した2個の検出器34.J/に
導かれる。その場合一方の検出器は光源の強さの変動を
検出して補償することができるように、常時の修正のた
めに使用される。
従ってこのセンサ配列によっておおむね全方向に均一な
感度を持つマイクロホンを作ることが可能である。各個
別センサの感度が均一であるからこのことが可能であり
、マイクロホンが扱いにくい寸法を取らずに済む。なお
配列全体に対して、第8図のセンサ配列で得られるよう
なマイクロホニック雑音防止を設けることができる。そ
れには各個別センサを振動板と共に、ケースに対して不
動の部材に弾支するだけでよい。
感度を持つマイクロホンを作ることが可能である。各個
別センサの感度が均一であるからこのことが可能であり
、マイクロホンが扱いにくい寸法を取らずに済む。なお
配列全体に対して、第8図のセンサ配列で得られるよう
なマイクロホニック雑音防止を設けることができる。そ
れには各個別センサを振動板と共に、ケースに対して不
動の部材に弾支するだけでよい。
第12図は基本的に第10図と同様のセンサ配列を示す
が、この場合は光ファイバ7の端面が互いに平行の平面
にある。実際には第12図の実施態様では4個のセンサ
が並設され、これらのセンサは基本的に第4図のものに
相当する。つまり光ファイバを保持するブロック3が等
しい重量を有するブロック17に対向して弾支され、プ
ロック17が反射面5を有する訳である。それぞれブロ
ック3と所属のブロック17に作用するばね系統を適当
にね々に調整することによって、ブロック3及び17か
ら成る各個別センサが異なる周波数帯に対して特に敏感
であるか、又は異なる音量範囲を有することとなる。そ
れによって広汎な複合周波数を簡単に検出し、又は極め
て大きな音量範囲を得ることが可能である。個々のブロ
ック対3゜170相互の支持も図示しない弾性中間層を
介して行われる。例えば大きな周波数範囲又は大きな音
量範囲を得るために、それぞれの必要条件に応じて中間
層のばね力を各個別センサのブロック3゜17の間で作
用するばね系のばね力に対して調整することができる。
が、この場合は光ファイバ7の端面が互いに平行の平面
にある。実際には第12図の実施態様では4個のセンサ
が並設され、これらのセンサは基本的に第4図のものに
相当する。つまり光ファイバを保持するブロック3が等
しい重量を有するブロック17に対向して弾支され、プ
ロック17が反射面5を有する訳である。それぞれブロ
ック3と所属のブロック17に作用するばね系統を適当
にね々に調整することによって、ブロック3及び17か
ら成る各個別センサが異なる周波数帯に対して特に敏感
であるか、又は異なる音量範囲を有することとなる。そ
れによって広汎な複合周波数を簡単に検出し、又は極め
て大きな音量範囲を得ることが可能である。個々のブロ
ック対3゜170相互の支持も図示しない弾性中間層を
介して行われる。例えば大きな周波数範囲又は大きな音
量範囲を得るために、それぞれの必要条件に応じて中間
層のばね力を各個別センサのブロック3゜17の間で作
用するばね系のばね力に対して調整することができる。
このセンサ配列においては、個別ブロック3又は17に
対して異なる重量を定めることによりて、配列の特性を
調節することができる。図示の実施例ではブロック3の
内の1つの大きな寸法でこのことを示唆した。
対して異なる重量を定めることによりて、配列の特性を
調節することができる。図示の実施例ではブロック3の
内の1つの大きな寸法でこのことを示唆した。
第13図は上述のセンサの連続生産に適した本発明セン
サの実施態様を示す。この場合光ファイバの芯1は通常
のようにブロック3の孔6の中に硬化したコンパウンド
2によって保持される。第2図のセンサと第13図のセ
ンサの間の本質的な相違は、光ファイバの芯部Iの端面
も含めてブロック3の端面全体が凹面に研摩されている
ことである。このことは、全系列のセンサのブロック3
と同−又は同様の工具で研摩することができるという利
点をもたらす。この場合、凹状の研摩面が全端面に伸張
し、尖ったブロック縁端部が形成されるまで、端面8の
研摩を継続する。なお凹状の研摩面の深さは専ら工具に
よってきまり、工作物に対する工具の整定によってきま
るのではない。
サの実施態様を示す。この場合光ファイバの芯1は通常
のようにブロック3の孔6の中に硬化したコンパウンド
2によって保持される。第2図のセンサと第13図のセ
ンサの間の本質的な相違は、光ファイバの芯部Iの端面
も含めてブロック3の端面全体が凹面に研摩されている
ことである。このことは、全系列のセンサのブロック3
と同−又は同様の工具で研摩することができるという利
点をもたらす。この場合、凹状の研摩面が全端面に伸張
し、尖ったブロック縁端部が形成されるまで、端面8の
研摩を継続する。なお凹状の研摩面の深さは専ら工具に
よってきまり、工作物に対する工具の整定によってきま
るのではない。
従って1つの系列の中で当該の寸法のバラツキが極めて
僅少になる。
僅少になる。
第13図のセンサでは反射面5を有する振動板9で閉じ
たケース35の中にブロックを保持する。
たケース35の中にブロックを保持する。
ブロック3内体はばね36によって振動板9に押付けら
れる。このセンサの機能は、第2図に基づいて説明した
ものと同様である。
れる。このセンサの機能は、第2図に基づいて説明した
ものと同様である。
第14図は、更に他の実施例を示している。この第14
図の実施例と第5図の実施例の相違点は、2本の光ファ
イバ7が、第5図の実施例ではブロック7内で互いに平
行に案内されているのに対し、第14図の実施例では互
いに傾斜して案内されていることにある。その結果、ブ
ロック3の軸線に対して傾斜して延びるファイバ7から
発する光がブロックの軸線の方向へ屈折されるので、フ
ァイバ7は、この領域からの反射光のみを受入れ、それ
を伝送することが出来る。振動板9が静止状態にある場
合、ブロック3の軸線に対して傾斜して延びるファイバ
7は、このファイバ7から発し反射面5に反射された光
をもはや受入れず、それを伝送することが出来ない。振
動板9が、これに応じた適当なサイズによって決められ
たブロック3方向への撓みを有する場合に初めて、ブロ
ック3の軸線に対して傾斜して延びるファイバ7へ光を
送ることが出来る。これによって、傾斜して延びるファ
イバ7に関するセンサの作動中、著しい閾値が発生され
る。その理由は、調度振動板の撓みが僅かである場合に
、反射光をファイバ7へ送ることが出来ないからである
。し刀為し、更に、振動板の撓みによって、振動板の振
動周波数をも極めて容易に検出することが出来る。その
理由は、振動板の振動の半波の2回に1回の割合でのみ
ブロックの軸線に対して傾斜して延びるファイバ7へ反
射光を送ることが出来るからである。
図の実施例と第5図の実施例の相違点は、2本の光ファ
イバ7が、第5図の実施例ではブロック7内で互いに平
行に案内されているのに対し、第14図の実施例では互
いに傾斜して案内されていることにある。その結果、ブ
ロック3の軸線に対して傾斜して延びるファイバ7から
発する光がブロックの軸線の方向へ屈折されるので、フ
ァイバ7は、この領域からの反射光のみを受入れ、それ
を伝送することが出来る。振動板9が静止状態にある場
合、ブロック3の軸線に対して傾斜して延びるファイバ
7は、このファイバ7から発し反射面5に反射された光
をもはや受入れず、それを伝送することが出来ない。振
動板9が、これに応じた適当なサイズによって決められ
たブロック3方向への撓みを有する場合に初めて、ブロ
ック3の軸線に対して傾斜して延びるファイバ7へ光を
送ることが出来る。これによって、傾斜して延びるファ
イバ7に関するセンサの作動中、著しい閾値が発生され
る。その理由は、調度振動板の撓みが僅かである場合に
、反射光をファイバ7へ送ることが出来ないからである
。し刀為し、更に、振動板の撓みによって、振動板の振
動周波数をも極めて容易に検出することが出来る。その
理由は、振動板の振動の半波の2回に1回の割合でのみ
ブロックの軸線に対して傾斜して延びるファイバ7へ反
射光を送ることが出来るからである。
振動板の撓みによる効果は、ブロック3の軸線に対して
傾斜して延びるファイバ7の直径を測るためにも、利用
することができる。直径の測定によって、振動板の撓み
が一定である場合に中央のファイバ7へ送られる反射光
の量を決めることが出来る。例えば、振動板に撓みがあ
る場合、まさに傾斜して延びるファイバ7へ反射光を送
ることが出来る。
傾斜して延びるファイバ7の直径を測るためにも、利用
することができる。直径の測定によって、振動板の撓み
が一定である場合に中央のファイバ7へ送られる反射光
の量を決めることが出来る。例えば、振動板に撓みがあ
る場合、まさに傾斜して延びるファイバ7へ反射光を送
ることが出来る。
このことは、基本的には第5図の実施例においても可能
でちるが、第5図の実施例において、上記の効果は、窪
み部が極小の半径を有する場合のみ、顕著である。極小
の半径によって、ブロックの軸線に対して偏心的に延び
るファイバ7の端面の比較的大きな傾きが決められる。
でちるが、第5図の実施例において、上記の効果は、窪
み部が極小の半径を有する場合のみ、顕著である。極小
の半径によって、ブロックの軸線に対して偏心的に延び
るファイバ7の端面の比較的大きな傾きが決められる。
ブロック3内に保持されたすべての光ファイバ7が、セ
ンサの作動中、光を通すだけでなく反射面5に反射され
た光を伝送するために用いられることは、基本的に言え
る。本発明では、近接センサとしてのみ作動するセンサ
は除外されている。
ンサの作動中、光を通すだけでなく反射面5に反射され
た光を伝送するために用いられることは、基本的に言え
る。本発明では、近接センサとしてのみ作動するセンサ
は除外されている。
このようなセンサの場合、少なくとも1本の光ファイバ
7は、ブロックの別個のファイバを通り反射面5に反射
された光を伝送するために用いられる。このことにより
、光ファイバ7の端面と反射面との間に、10crIL
以上の比較的大きな間隔を設けることが出来る。
7は、ブロックの別個のファイバを通り反射面5に反射
された光を伝送するために用いられる。このことにより
、光ファイバ7の端面と反射面との間に、10crIL
以上の比較的大きな間隔を設けることが出来る。
図に示した本発明センサの実施態様について次の事に言
及しなければならない。すなわちどの実施態様でも反射
面5は鏡面仕上、拡散散乱又は無光沢仕上のいずれでも
よく、その場合表面あらさは1μm未満とすることが好
ましい。光ファイバ7の端面23と尚該の反射面の間隔
は、今日最も多用される50ないし200μmの芯部直
径を有する光ファイバを使用する場合、ブロック3毎に
光ファイバ7が1本しかない実施態様では200μm未
満、好ましくは100μmが適当である。このセンサで
光ファイバ7の異なる芯部直径の場合は、反射面5と光
ファイバの端面23の間隔をファイバ7の半受容角α/
2の正弦の3倍より小さく選定するのが適当である。ま
た反射面5と光ファイバ7の端面の間隔をファイバの芯
部1の直径に等しく選定しても、すこぶる有利な条件が
得られる。
及しなければならない。すなわちどの実施態様でも反射
面5は鏡面仕上、拡散散乱又は無光沢仕上のいずれでも
よく、その場合表面あらさは1μm未満とすることが好
ましい。光ファイバ7の端面23と尚該の反射面の間隔
は、今日最も多用される50ないし200μmの芯部直
径を有する光ファイバを使用する場合、ブロック3毎に
光ファイバ7が1本しかない実施態様では200μm未
満、好ましくは100μmが適当である。このセンサで
光ファイバ7の異なる芯部直径の場合は、反射面5と光
ファイバの端面23の間隔をファイバ7の半受容角α/
2の正弦の3倍より小さく選定するのが適当である。ま
た反射面5と光ファイバ7の端面の間隔をファイバの芯
部1の直径に等しく選定しても、すこぶる有利な条件が
得られる。
電磁振動又は磁界の検出のために、光ファイバ7を保持
するブロック3が他のブロック17又は剛体27に対し
て振動することができるようにした本発明センサの構造
を使用するのが適当である。
するブロック3が他のブロック17又は剛体27に対し
て振動することができるようにした本発明センサの構造
を使用するのが適当である。
この場合は他のブロック17又は剛体27も磁化可能な
材料、好ましくは強磁性体で製造することができる。こ
の場合ファイバを保持するブロック3の振動は磁気誘導
によって励起される。
材料、好ましくは強磁性体で製造することができる。こ
の場合ファイバを保持するブロック3の振動は磁気誘導
によって励起される。
第1図は本発明センサの光ファイバに入射する反射光と
射出光の比及び光ファイバの端面と反射面の間隔の関係
を示す線図、第2図は本発明センサの第1の実施例を示
す断面図、第3図は特にノッキングセンサとして適描な
本発明の実施例を示す図、第4図は本発明センサの他の
実施例を示す図、第5図は極めて低い周波数の振動又は
準定常状態の検出に適した本発明センサの他の実施例を
示す図、第6図は第2図に示される実施例に類似するセ
ンサを示す図、第7図は特に固体伝送音の検出のため又
は近接センサとして適当なセンサを示す図、第8図は特
にマイクロホンに使用するのに適当なセンサを示す図、
第9図は準定常状態の検出に適したセンサを示す図、第
10図は立体的振動の検出に適したセンサを示す図、第
11図は特にマイクロホンに適したセンサ配列を示す図
、第12図は大きな音量範囲又は大きな周波数範囲を特
徴とするセンサ配列を示す図、第13図は僅かなバラツ
キで簡単に連続生産することができるセンサを示す図及
び第14図は、閾値な制御することができるセンサを示
す図である。 1・・・芯部、3・・・ブロック、5・・・反射面、6
・・・プロ+、々/7+VW4山」 グ11.臀フ、λ
バ ρ80.プロ1.々の端面、23・・・光ファイバ
の端面。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ニm? −jtiiζノn JiEi′:iz JgEji:13 關の浄書(内容に変更なし) 手続ネ市正書(方式) %式% 2、発明の名称 ファイ/へ光学系反射センサ及び その製造方法 3、補正をする者 ・1覧件との関係 特許出願人 氏名カール・エム脅フレック 4、代理人 住所 東京都千代田区霞が関3丁目7番2号 tJ B
Eビル下100 電話03(502)3181
(大代表)−・氏名 (5847) 弁理上 鈴
江 武 彦 “5、補正命令の日付 昭和61年9月30日 6、補正の対象 適正な願書(特許出願人の住所)、委任状およびその訳
文、図面(第14図) 7、補正の内容 別紙の通り 図面の作置 (内容に変更なし)
射出光の比及び光ファイバの端面と反射面の間隔の関係
を示す線図、第2図は本発明センサの第1の実施例を示
す断面図、第3図は特にノッキングセンサとして適描な
本発明の実施例を示す図、第4図は本発明センサの他の
実施例を示す図、第5図は極めて低い周波数の振動又は
準定常状態の検出に適した本発明センサの他の実施例を
示す図、第6図は第2図に示される実施例に類似するセ
ンサを示す図、第7図は特に固体伝送音の検出のため又
は近接センサとして適当なセンサを示す図、第8図は特
にマイクロホンに使用するのに適当なセンサを示す図、
第9図は準定常状態の検出に適したセンサを示す図、第
10図は立体的振動の検出に適したセンサを示す図、第
11図は特にマイクロホンに適したセンサ配列を示す図
、第12図は大きな音量範囲又は大きな周波数範囲を特
徴とするセンサ配列を示す図、第13図は僅かなバラツ
キで簡単に連続生産することができるセンサを示す図及
び第14図は、閾値な制御することができるセンサを示
す図である。 1・・・芯部、3・・・ブロック、5・・・反射面、6
・・・プロ+、々/7+VW4山」 グ11.臀フ、λ
バ ρ80.プロ1.々の端面、23・・・光ファイバ
の端面。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦ニm? −jtiiζノn JiEi′:iz JgEji:13 關の浄書(内容に変更なし) 手続ネ市正書(方式) %式% 2、発明の名称 ファイ/へ光学系反射センサ及び その製造方法 3、補正をする者 ・1覧件との関係 特許出願人 氏名カール・エム脅フレック 4、代理人 住所 東京都千代田区霞が関3丁目7番2号 tJ B
Eビル下100 電話03(502)3181
(大代表)−・氏名 (5847) 弁理上 鈴
江 武 彦 “5、補正命令の日付 昭和61年9月30日 6、補正の対象 適正な願書(特許出願人の住所)、委任状およびその訳
文、図面(第14図) 7、補正の内容 別紙の通り 図面の作置 (内容に変更なし)
Claims (35)
- (1)光を反射面又は振動板へ導き、反射された光を再
び捕捉して再処理へ送る少くとも1個の光ファイバを有
し、この光ファイバの端面が研摩されており、一方の端
部区域がブロックに固定され、光を反射する対向面が該
対向面に対向された光ファイバの端面から所定の間隔に
設置されて成る振幅又は強度変調ファイバ光学系反射セ
ンサの製造方法において、光ファイバをブロックの貫通
孔に挿入して接合材によって固定し、この接合材の硬化
の後にブロックの端面と共に研摩することを特徴とする
方法。 - (2)ブロックの端面の少くともファイバの区域を凹面
に研摩仕上することを特徴とする、特許請求の範囲第1
項に記載の方法。 - (3)ブロックに挿入する光ファイバの端部から芯部を
取囲む反射層を除く外被を、ブロックへの挿入の前に除
去することを特徴とする、特許請求の範囲第1項又は第
2項に記載の方法。 - (4)特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1
に記載の方法により製造された反射センサにおいて、光
ファイバ(7)の端面(23)とこれに対向する反射面
(5)の間隔が光ファイバ(7)の芯部(1)の直径と
比較し得る大きさを有し、この間隔が光ファイバ(7)
の端面(23)と反射面との間の相互運動の最大振幅よ
り著しく大きくないことを特徴とする反射センサ。 - (5)光ファイバ(7)の端面(23)と反射面(5)
の間隔が200μm未満、好ましくは100μm未満で
あることを特徴とする、特許請求の範囲第4項に記載の
反射センサ。 - (6)ブロック(3)の孔(6)が反射面(5)の背面
側で大きな直径を有し、孔(6)の大きな直径のこの区
域に光ファイバ(7)が外被(10)と共に接合材によ
り固定されていることを特徴とする、特許請求の範囲第
4項又は第5項に記載の反射センサー。 - (7)反射面(5)が振動板(9)に配設されているこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第6項の
いずれか1に記載の反射センサ。 - (8)ブロックに固定した光ファイバ(7)と振動板(
9)の軸線が互いに平行に、好ましくは互いに同軸に整
列されていることを特徴とする、特許請求の範囲第7項
に記載の反射センサ。 - (9)ブロック(3)に保持された光ファイバ(7)が
凹状の研摩面(4)の軸線(24)に対してずらせて配
設されていることを特徴とする、特許請求の範囲第7項
又は第8項に記載の反射センサ。 - (10)振動板(9)がブロック(3)の端面の縁端に
接着、糊付け又は圧着され、ブロック(3)の端面の光
ファイバ(7)の区域に凹状の研摩面(4)があること
を特徴とする特許請求の範囲第4項ないし第9項のいず
れか1に記載の反射センサ。 - (11)反射面が無光沢仕上されており、光ファイバ(
7)によって導かれる光の波長に対して大きな拡散又は
非干渉性反射係数を有することを特徴とする、特許請求
の範囲第4項ないし第10項のいずれか1に記載の反射
センサ。 - (12)拡散反射面(5)の表面あらさが1μm未満で
あることを特徴とする、特許請求の範囲第11項に記載
の反射センサ。 - (13)光ファイバ(7)の端面(23)と反射面(5
)の間隔が光ファイバ(7)の芯部(1)の直径に等し
いことを特徴とする特許請求の範囲第4項ないし第12
項のいずれか1に記載の反射センサ。 - (14)光ファイバ(7)の端面(23)と反射面(5
)の間隔に光ファイバ(7)の半受容角(α/2)の正
弦の3倍を乗じた積がファイバ(7)の芯部(1)の直
径より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第4項な
いし第13項のいずれか1に記載の反射センサ。 - (15)振動板(9)の固有振動数が、優先的に検出さ
れる周波数と一致することを特徴とする、特許請求の範
囲第4項ないし第14項のいずれか1に記載の反射セン
サ。 - (16)振動板(9)の固有振動数が測定される振動の
周波数帯の遥か外にあることを特徴とする、特許請求の
範囲第4項ないし第14項のいずれか1に記載の反射セ
ンサ。 - (17)振動板が強い減衰を有することを特徴とする、
特許請求の範囲第4項ないし第16項のいずれか1に記
載の反射センサ。 - (18)反射面(5)が剛体(27)に配設され、光フ
ァイバ(7)を保持するブロック(3)が上記の剛体に
対向して振動するように保持されることを特徴とする、
特許請求の範囲第4項ないし第17項のいずれか1に記
載の反射センサ。 - (19)光ファイバ(7)を保持するブロック(3)が
このブロックを蔽う弾性振動板(9)と共にマウント(
29)に弾支され、この系の固有振動数が測定の際に予
想される周波数帯の好ましくは遥か外にあることを特徴
とする特許請求の範囲第4項ないし第17項のいずれか
1に記載の反射センサ。 - (20)反射面(5)を有する剛体(27)に対向して
振動するように保持され、光ファイバ(7)を保持する
ブロック(3)の固有振動数が、優先的に測定される周
波数と一致することを特徴とする、特許請求の範囲第4
項ないし第17項のいずれか1に記載の反射センサ。 - (21)光ファイバ(7)の軸線(25)がその端面を
貫く点での接平面の法線とこのファイバの軸線(25)
が挾む角によってきまる、ファイバの軸線(25)の射
出角(β)が、10ないし30°であることを特徴とす
る特許請求の範囲第4項ないし第21項のいずれか1に
記載の反射センサ。 - (22)ブロック(3)に少くとも2個の光ファイバ(
7)が保持され、その軸線が互いに平行に走り、ファイ
バの軸線(25)の射出角(β)が10ないし30°で
あり、光ファイバ(7)の2つの端面(23)が振動板
(9)の軸線の2つの相対する側に配設されていること
を特徴とする特許請求の範囲第4項ないし第20項のい
ずれか1に記載の反射センサ。 - (23)単数個又は複数個の光ファイバ(7)を保持す
るブロック(3)が、反射面(5)を有する等しい重量
のブロック(17)に対向して弾支され、この系(3、
17)の固有振動数が検出される周波数又は検出される
周波数の2倍に等しく、2個のブロック(3、17)の
相対する面が互いに平行することを特徴とする特許請求
の範囲第4項に記載の反射センサ。 - (24)2個のブロック(3、17)の間隔が100μ
m未満であることを特徴とする特許請求の範囲第23項
に記載の反射センサ。 - (25)2個のブロック(3、17)がマウント(20
)に対して弾支され、その際2個のブロック(3、17
)の間で働くばね力がブロック(3、17)とマウント
(20)の間で働くばね力より遥かに大きいことを特徴
とする特許請求の範囲第23項又は第24項に記載の反
射センサ。 - (26)2個のブロック(3、17)がマウント(20
)に対して弾支され、その際2個のブロック(3、17
)の間で働くばね力がブロック(3、17)とマウント
(20)の間で働くばね力より遥かに小さいことを特徴
とする特許請求の範囲第23項又は第24項に記載の反
射センサ。 - (27)2個のブロック(3、17)が磁化可能な材料
で作られていることを特徴とする特許請求の範囲第23
項ないし第25項のいずれか1に記載の反射センサ。 - (28)複数個のブロック対(3、17)を組合わせて
1個の単位体とし、その際光ファイバ(7)がおおむね
互いに垂直の3つの方向で当該のブロック(3、17)
に通されていることを特徴とする特許請求の範囲第23
項ないし第27項のいずれか1に記載の反射センサ。 - (29)光ファイバ(7)を保持するブロック(3)が
セラミック又はガラス、好ましくは石英ガラスから成り
、ブロックの材料が光を強く吸収することを特徴とする
特許請求の範囲第4項ないし第26項及び第28項のい
ずれか1に記載の反射センサ。 - (30)単数個又は複数個の光ファイバ(7)及びこれ
を保持するブロック(3)が類似する温度係数を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項ないし第29項
のいずれか1に記載の反射センサ。 - (31)光ファイバ(7)を保持する複数個のブロック
(3)が1個の単位体にまとめられ、光源(33)から
好ましくはビームスプリッタを介して光ファイバ(7)
に給光されることを特徴とする、特許請求の範囲第4項
ないし第30項のいずれか1に記載の反射センサ。 - (32)複数個のブロック(3)又はこれに保持される
光ファイバ(7)が種々異なる方向に走り、光源(33
)からビームスプリッタ(31)を介して給光されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第31項に記載の反射セ
ンサ。 - (33)光ファイバ(7)を保持するブロック(3)が
種々異なる重量を有することを特徴とする特許請求の範
囲第32項に記載の反射センサ。 - (34)光ファイバ(7)を保持するブロック(3)が
反射面(5)に対向する端面(8)全体に伸張する凹研
摩面(4)を有することを特徴とする特許請求の範囲第
4項ないし第17項、第19項、第21項、第22項及
び第28項ないし第33項のいずれか1に記載の反射セ
ンサ。 - (35)少なくとも2本の光ファイバ(7)がブロック
(3)に保持されており、光ファイバ(7)の軸線が互
いに傾斜して延びていて、ファイバの軸線(25)の反
射角(β)が種々あることを特徴とする特許請求の範囲
第4項乃至第21項のいずれかの1に記載の反射センサ
。
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