DE02711415T1

DE02711415T1 - Vibrationsdetektor

Info

Publication number: DE02711415T1
Application number: DE0001367855T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokorozawa-shi MIYAZAWA; Yoshikazu Yokohama-shi OKA
Original assignee: KENWOOD HACHIOJI KK; Kenwood KK
Current assignee: KENWOOD HACHIOJI KK; Kenwood KK
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2004-07-08
Also published as: DE60222744T2; US7114395B2; EP1367855A4; JP3951613B2; JP2002243537A; WO2002065812A1; EP1367855B1; US20040067005A1; DE60222744D1; EP1367855A1

Abstract

Schwingungsdetektor, umfassend:
eine Membran, die bei Eingang einer Schwingung schwingt; und
einen Lichtleiter, der sich längs einer Richtung einer ebenen Fläche der Membran erstreckt und der mit der Membran bestückt ist, um fest verbunden mit der Membran zu schwingen,
wobei:
sich im Einklang mit der Verformung des Lichtleiters, die durch die Schwingung der Membran hervorgerufen wird, eine Lecklichtstärke des Lichts ändert, das von einem Ende des Lichtleiters her eintrifft und zu einer Außenseite des Lichtleiters hin austritt, und sich eine Lichtfortpflanzungsstärke des Lichts, das sich zum anderen Ende des Lichtleiters hin fortpflanzt, ändert; und
eine durch die Schwingung erzeugte Lageänderung der Membran nachgewiesen wird, indem eine Änderung der Lichtfortpflanzungsstärke des Lichtleiters nachgewiesen wird.

Claims

Schwingungsdetektor, umfassend: eine Membran, die bei Eingang einer Schwingung schwingt; und einen Lichtleiter, der sich längs einer Richtung einer ebenen Fläche der Membran erstreckt und der mit der Membran bestückt ist, um fest verbunden mit der Membran zu schwingen, wobei: sich im Einklang mit der Verformung des Lichtleiters, die durch die Schwingung der Membran hervorgerufen wird, eine Lecklichtstärke des Lichts ändert, das von einem Ende des Lichtleiters her eintrifft und zu einer Außenseite des Lichtleiters hin austritt, und sich eine Lichtfortpflanzungsstärke des Lichts, das sich zum anderen Ende des Lichtleiters hin fortpflanzt, ändert; und eine durch die Schwingung erzeugte Lageänderung der Membran nachgewiesen wird, indem eine Änderung der Lichtfortpflanzungsstärke des Lichtleiters nachgewiesen wird.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 1, wobei: sich im Einklang mit der Verformung des Lichtleiters, die durch die Schwingung der Membran hervorgerufen wird, eine Stoffdichte eines verformten Abschnittes des Lichtleiters ändert, wodurch ein Brechungsindex des verformten Abschnittes verändert wird; und sich die Lecklichtstärke des Lichts aus dem Lichtleiter mit einer Änderung des Brechungsindexes ändert.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 1, wobei ein Durchmesser oder eine Dicke des Lichtleiters längs einer Schwingungsrichtung der Membran so festgelegt wird, dass sich die Lecklichtstärke des Lichts aus dem Lichtleiter mehr oder weniger im Einklang mit der Verformung des Lichtleiters verändert.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 1, wobei ein Brechungsindex des Lichtleiters so uneinheitlich festgelegt wird, dass sich die Lecklichtstärke des Lichts aus dem Lichtleiter mit der Verformung des Lichtleiters ändert.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 1, wobei: der Lichtleiter einen Unstetigkeitsbereich an einer geeigneten Stelle längs einer Erweiterungsrichtung des Lichtleiters aufweist; sich die Lagen der Enden des Lichtleiters, die miteinander dem zwischen ihnen eingefügten Unstetigkeitsbereich gegenüber stehen, in Abhängigkeit von der Schwingung der Membran relativ in eine Schwingungsrichtung hin verschieben; und sich die Lecklichtstärke des Lichts aus dem Unstetigkeitsbereich des Lichtleiters im Einklang mit der relativen Verschiebung ändert.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 1, wobei der Lichtleiter in der Membran eingebunden ist.
Schwingungsdetektor, umfassend: eine Membran, die einen Ablenkbereich aufweist, der bei Eingang einer Schwingung längs einer Schwingungsrichtung ablenkt; einen Lichtleiter, der einen Ablenklichtleiterbereich aufweist, der fest verbunden mit einem Ablenkbereich der Membran ablenkt, wobei sich eine Lichtfortpflanzungsstärke mit der Ablenkung vom Ablenklichtleiterbereich ändert; ein Lichtemissionsbauelement zur Lichterzeugung für das Einspeisen in das eine Ende des Lichtleiters; und ein Lichtempfangsbauelement für den Empfang von Licht, das aus dem anderen Ende des Lichtleiters austritt, und zur Ausgabe einer Änderung der Lichtfortpflanzungsstärke des Lichtleiters in Form eines elektrischen Signals, das eine Größe der Verschiebung des Ablenkbereichs der Membran verkörpert.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 7, wobei der Lichtleiter zusammen mit der Membran durch einen Lichtleiterhalter gehalten und über den Lichtleiterhalter optisch an das Lichtemissionsbauelement sowie an das Lichtempfangsbauelement angekoppelt wird.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 7, wobei: der Ablenklichtleiterbereich des Lichtleiters stufenlos in einem Gebiet ausgebildet ist, das zum Ablenkbereich der Membran passt; sich eine Stoffdichte des Ablenklichtleiterbereichs im Einklang mit der durch die Schwingung der Membran erzeugten Verformung des Ablenklichtleiterbereichs verändert, so dass sich dadurch ein Brechungsindex des Ablenklichtleiterbereichs verändert; und sich eine Lecklichtstärke des Lichts aus dem Ablenklichtleiterbereich mit einer Änderung des Brechungsindexes ändert.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 7, wobei: der Ablenklichtleiterbereich des Lichtleiters stufenlos in einem Gebiet ausgebildet ist, das zum Ablenkbereich der Membran passt; und ein Durchmesser oder eine Dicke des Ablenklichtleiterbereichs längs einer Schwingungsrichtung der Membran so festgelegt wird, dass sich eine Lecklichtstärke des Lichts aus dem Ablenklichtleiterbereich mehr oder weniger im Einklang mit der Verformung des Ablenklichtleiterbereichs verändert, die durch die Schwingung der Membran hervorgerufen wird.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 7, wobei: der Ablenklichtleiterbereich des Lichtleiters stufenlos in einem Gebiet ausgebildet ist, das zum Ablenkbereich der Membran passt; und ein Brechungsindex des Ablenklichtleiterbereichs so uneinheitlich festgelegt wird, dass sich eine Lecklichtstärke des Lichts aus dem Ablenklichtleiterbereich mit der Verformung des Ablenklichtleiterbereichs ändert.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 7, wobei der Ablenklichtleiterbereich des Lichtleiters einen Unstetigkeitsbereich an einer Stelle aufweist, die zum Ablenkbereich der Membran passt; sich die Lagen der Enden des Ablenklichtleiterbereichs, die miteinander dem zwischen ihnen eingefügten Unstetigkeitsbereich gegenüber stehen, in Abhängigkeit von der Schwingung der Membran relativ in eine Schwingungsrichtung hin verschieben; und sich eine Lecklichtstärke des Lichts aus dem Unstetigkeitsbereich im Einklang mit der relativen Verschiebung ändert.
Schwingungsdetektor nach einem der Ansprüche 7, 8 und 12, wobei: die Membran eine Membran ist, welche eine Schwingungsrichtung und eine Dickenausdehnung aufweist, die miteinander übereinstimmen; der Ablenklichtleiterbereich des Lichtleiters einen Unstetigkeitsbereich an einem Ort aufweist, welcher zum Ablenkbereich der Membran passt, und mit Bezug auf den Unstetigkeitsbereich ein Ablenklichtleiterbereich auf der Lichtemissionsbauteil-Seite des Lichtleiters vorgesehen ist und zwei Ablenklichtleiterbereiche auf der Lichtempfangsbauteil-Seite vorgesehen sind; der eine Ablenklichtleiterbereich in einem mittleren Gebiet der Membran längs der Dickenausdehnung der Membran angeordnet ist und die zwei Ablenklichtleiterbereiche in vorderen und hinteren Bereichen des mittleren Gebiets angeordnet sind; sich die Lagen der Enden von allen Ablenklichtleiterbereichen, die miteinander dem zwischen ihnen eingefügten Unstetigkeitsbereich gegenüber stehen, in Abhängigkeit von der Schwingung der Membran relativ in eine Schwingungsrichtung hin verschieben; und sich eine Lecklichtstärke des Lichts aus dem Unstetigkeitsbereich eines jeden Ablenklichtleiterbereichs im Einklang mit der relativen Verschiebung ändert.
Schwingungsdetektor nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Membran, der Lichtleiter und der Lichtleiterhalter als Ganzes aus einer Platte eines optisch durchlässigen Materials angefertigt sind.
Schwingungsdetektor nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei die Membran mit linienförmigen Durchgangslöchern oder Rillen ausgestattet wird, um die Ablenkung vom Ablenkbereich der Membran zu verbessern.
Schwingungsdetektor nach einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei: die Membran eine Membran ist, welche eine Schwingungsrichtung und eine Dickenausdehnung aufweist, die miteinander übereinstimmen; die passende Anzahl von Lichtleiterhaltern längs einer Dickenausdehnung der Membran angeordnet ist, um die Membran am Lichtleiter zu halten; Licht der gleichen Stärke in jeden Lichtleiter von dem Lichtemissionsbauelement eingespeist wird, das an einem Ende eines jeden aus der passenden Anzahl von Lichtleiterhaltern angebracht ist; das Lichtempfangsbauelement, das am anderen Ende eines jeden aus der passenden Anzahl von Lichtleiterhaltern angebracht ist, eine Stärke des Lichtaustritts aus jedem Lichtleiter registriert.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 14 oder 15, wobei: die Membran und der Lichtleiterhalter im Wesentlichen kreisförmig sind; und das Lichtemissionselement sowie das Lichtempfangselement, die an den Lichtleiterhalter angekoppelt sind, auf einem flexiblen Substrat angebracht sind, welches einen peripheren Bereich der Membran und den Lichtleiterhalter umschließt.
Schwingungsdetektor nach Anspruch 15 oder 15, wobei ein peripherer Bereich der Membran und der Lichtleiterhalter zwischen Keramikschichten eingeschlossen sind und das Lichtemissionselement sowie das Lichtempfangselement, die optisch an den Lichtleiterhalter angekoppelt sind, in eine Anzahl von Keramikschichten eingebettet sind.