JP2005345230A - Optical interference type sensor - Google Patents

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Takao Kawahira
孝雄 川平
Kiichi Doi
喜一 土井
Kiyoshi Mori
喜代志 森
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Tateyama Kagaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an easily miniaturizable optical interference type sensor having a simple optical system and high measurement accuracy. <P>SOLUTION: This sensor has a substrate 12 such as a glass plate, and a body part 20 having a hollow part 22 and provided with a movable part such as a weight 24 on the center. The sensor is equipped with a laser light source 44 such as a laser diode; beam splitters 14, 15, 16 fixed directly or indirectly to the body part 20, for splitting light from the laser light source 44; a fixed reflection part 32 for reflecting laser light b on one side split by the beam splitters 14, 15, 16; and a movable reflection part 30 moved by movement of the weight 24 of the body part 20, for reflecting laser light b on the other side split by the beam splitters 14, 15, 16. Laser light b reflected by the fixed reflection part 32 and laser light b reflected by the movable reflection part 30 are guided respectively onto the same axis and allowed to interfere with each other by the beam splitters 14, 15, 16. The sensor is also equipped with a light receiving element 46 for receiving the interference light. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、圧力や加速度を光学的に検知する光干渉型センサに関する。   The present invention relates to an optical interference sensor that optically detects pressure and acceleration.

従来、例えば加速度を検知するセンサとしては、静電容量型の半導体加速度センサがあった。この加速度センサは、特許文献2に開示されているように、ガラス板等の四角形の絶縁基板と、中空部を有しその中心に加速度により動く重りが設けられ上記絶縁基板とほぼ同形状のシリコン半導体の本体部とから成る。この本体部には、上記重りにより揺動する電極が設けられ、上記絶縁基板に上記本体部を接合した状態で、上記絶縁基板上の電極と上記重りに設けられた電極とが対向する。   Conventionally, for example, as a sensor for detecting acceleration, there is a capacitance type semiconductor acceleration sensor. As disclosed in Patent Document 2, this acceleration sensor has a rectangular insulating substrate such as a glass plate, a silicon having a hollow portion and a weight that moves by acceleration at the center thereof, and has substantially the same shape as the insulating substrate. It consists of a semiconductor body. The body is provided with an electrode that swings due to the weight, and the electrode on the insulating substrate and the electrode provided on the weight face each other in a state where the body is joined to the insulating substrate.

また、半導体レーザを用いた加速度センサとしては、特許文献1に開示されているものがある。この加速度センサは、一対の半導体レーザの光出射面を所定間隔空けて対向させて配置し、その中間位置に片持ち梁の反射部材を設けて、レーザ光を半導体レーザに帰還させて、反対側の光出射面からのレーザ光強度の差により片持ち梁の変位を測定し、加速度を求めるものがある。
特開平5−18988号公報 特開2003−152162号公報
An acceleration sensor using a semiconductor laser is disclosed in Patent Document 1. In this acceleration sensor, the light emitting surfaces of a pair of semiconductor lasers are arranged facing each other at a predetermined interval, a cantilever reflecting member is provided at an intermediate position between them, and the laser light is fed back to the semiconductor laser, so that the opposite side There is a technique for measuring the displacement of the cantilever beam by the difference in the intensity of the laser beam from the light emitting surface and obtaining the acceleration.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-18988 JP 2003-152162 A

上記従来の静電容量型の加速度センサは、互いに対向する電極間の静電容量により加速度を検知するが、静電容量は外部の電界や磁界、回路の配線パターン等による影響を受けやすく、検知精度を上げることが難しいものである。さらに、配線による浮遊容量を抑えるために、センサ本体と駆動回路系を互いに近くに配置しなければならず、一体化したモジュールの場合、大きさに制限のある検知箇所では使えない場合もある。また、電極端子を絶縁基板及び本体から取り出す必要があり、この引出配線の配置や引出配線を挟んで本体と絶縁基板を接合する工程等が難しいものであり、不良の発生も多いものである。その他、互いに対向する電極間の間隔が狭いものであり、製造途中等で電極同士が接触したりする問題もあった。   The conventional capacitance type acceleration sensor detects acceleration by the capacitance between the electrodes facing each other, but the capacitance is easily affected by an external electric field, magnetic field, circuit wiring pattern, etc. It is difficult to increase accuracy. Furthermore, in order to suppress stray capacitance due to wiring, the sensor main body and the drive circuit system must be arranged close to each other. In the case of an integrated module, it may not be used at a detection location with a limited size. In addition, it is necessary to take out the electrode terminals from the insulating substrate and the main body, and it is difficult to arrange the lead wiring and to join the main body and the insulating substrate with the lead wiring interposed therebetween. In addition, there is a problem that the distance between the electrodes facing each other is narrow, and the electrodes are in contact with each other during the manufacturing process.

一方、特許文献1に開示された光学的加速度センサは、レーザ光の光源への帰還を利用した受光強度の差で間隔を検知し、加速度を求めようとしているものであり、装置の製造プロセスが難しく、3軸方向の加速度を検知しようとするとレーザ光源及び光検出器がセンサ内部に必要なため構造が複雑で装置も大がかりなものになってしまうものである。   On the other hand, the optical acceleration sensor disclosed in Patent Document 1 is to detect an interval by a difference in received light intensity using feedback of a laser beam to a light source to obtain an acceleration. When it is difficult to detect acceleration in three axes, a laser light source and a photodetector are required inside the sensor, so that the structure is complicated and the apparatus becomes large.

この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて成されたもので、簡単な光学系でしかも測定精度も高く、小型化も容易な光干渉型センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an optical interference sensor that is a simple optical system, has high measurement accuracy, and can be easily downsized.

この発明は、ガラス板等の基板と、中空部を有しその中心に重りやダイヤフラム等の可動部が設けられたシリコン半導体等の本体部と、レーザダイオード等のレーザ光源と、上記本体部に対して直接または間接に固定され上記レーザ光源からの光を分岐するビームスプリッタと、このビームスプリッタから分岐した一方のレーザ光を反射させる固定反射部と、上記本体部の可動部の動きにより動くとともに上記ビームスプリッタにより分岐した他方のレーザ光を反射させる可動反射部と、上記固定反射部により反射したレーザ光と上記可動反射部により反射したレーザ光とを各々同軸上に導いて互いに干渉させる干渉光形成手段と、この干渉光形成手段による干渉光を受光する受光素子とを備え、上記可動反射部の変位を光学的に検知して、力または加速度を検知する光干渉型センサである。   The present invention includes a substrate such as a glass plate, a body portion such as a silicon semiconductor having a hollow portion and a movable portion such as a weight and a diaphragm provided at the center thereof, a laser light source such as a laser diode, and the body portion. A beam splitter that is directly or indirectly fixed to branch the light from the laser light source, a fixed reflecting portion that reflects one of the laser beams branched from the beam splitter, and a movable portion that moves by the movement of the main body portion. Interfering light that reflects the other laser beam branched by the beam splitter, the laser light reflected by the fixed reflecting portion, and the laser light reflected by the movable reflecting portion coaxially and interfering with each other Forming means and a light receiving element for receiving the interference light by the interference light forming means, optically detecting the displacement of the movable reflecting portion, Or an optical interference sensor for detecting the acceleration.

上記干渉光形成手段は上記ビームスプリッタであり、上記固定反射部は上記ビームスプリッタの一側面に設けられている。上記可動反射部は、上記可動部である重りの下面と上記重りから互いに対称に延びた片持ち梁状可動板の下面に設けられている。そして、上記片持ち梁状の可動板は、互いに対称に四方に延びており、そのうちの互いに直角方向に位置した一対の可動板と上記重りの各可動反射部に、各々上記ビームスプリッタが各々対面している。   The interference light forming means is the beam splitter, and the fixed reflecting portion is provided on one side surface of the beam splitter. The movable reflecting portion is provided on a lower surface of a weight which is the movable portion and a lower surface of a cantilever movable plate extending symmetrically from the weight. The cantilever-like movable plate extends symmetrically in four directions, and the beam splitter faces each of the pair of movable plates positioned at right angles to each other and the movable reflecting portions of the weights. doing.

またこの発明は、ガラス板等の基板と、中空部を有しその中心に加速度により動く重りやダイヤフラム等の可動部が設けられたシリコン半導体等の本体部と、互いに僅かに波長の異なる一対のレーザダイオード等のレーザ光源と、上記各レーザ光源からのレーザ光を分岐するとともに上記各レーザ光源からのレーザ光を同軸上に合わせて干渉させる第一のビームスプリッタと、この第一のビームスプリッタからの干渉光を受光する第一の受光素子と、上記各レーザ光源からのレーザ光を分岐する第二のビームスプリッタと、この第二のビームスプリッタにより一方に分岐された上記レーザ光を反射する固定反射部と、上記本体部の可動部の動きにより動くとともに上記第二のビームスプリッタにより他方に分岐されたレーザ光を反射させる可動反射部と、上記一方のレーザ光源のレーザ光を上記固定反射部からの反射光とし、上記他方のレーザ光源からのレーザ光を可動反射部からの反射光として、各々同軸上で干渉させて上記第二の受光素子に導く干渉光形成手段と、この干渉光形成手段からの干渉光を受光する第二の受光素子とを備え、上記可動反射部の変位を光学的に検知して力または加速度を検知する光干渉型センサである。   The invention also includes a substrate such as a glass plate, a body portion such as a silicon semiconductor having a hollow portion and a movable portion such as a weight or a diaphragm that moves by acceleration at the center thereof, and a pair of wavelengths slightly different from each other. From a laser light source such as a laser diode, a first beam splitter that branches the laser light from each of the laser light sources and interferes the laser light from each of the laser light sources coaxially, and from the first beam splitter A first light receiving element that receives the interference light, a second beam splitter that branches the laser light from each of the laser light sources, and a fixed that reflects the laser light branched to one side by the second beam splitter. It is possible to reflect the laser beam branched to the other by the second beam splitter while moving by the movement of the reflecting portion and the movable portion of the main body portion. The reflection part and the laser light of the one laser light source are reflected light from the fixed reflection part, and the laser light from the other laser light source is reflected as a reflection light from the movable reflection part, respectively, and are caused to interfere with each other on the same axis. An interference light forming means for guiding the light to the second light receiving element; and a second light receiving element for receiving the interference light from the interference light forming means. It is an optical interference type sensor that detects

上記干渉光形成手段は、偏光ビームスプリッタから成る上記第二のビームスプリッタと検光子から成る。また、上記可動反射部は、上記可動部である重りの下面と上記重りから互いに対称に延びた片持ち梁状可動板の下面に設けられているものである。上記片持ち梁状の可動板は、互いに対称に四方に延びており、そのうちの互いに直角方向に位置した一対の可動板と上記重りの可動反射部とに、各々上記1/4波長板が対面している。   The interference light forming means includes the second beam splitter formed of a polarization beam splitter and an analyzer. The movable reflecting portion is provided on the lower surface of the weight which is the movable portion and the lower surface of the cantilever movable plate extending symmetrically from the weight. The cantilevered movable plates extend in four directions symmetrically to each other, and the quarter-wave plate faces each of a pair of movable plates positioned perpendicular to each other and the movable reflecting portion of the weight. doing.

上記重りは、本体部の中空部に梁を介して保持されている。上記重り、可動板及び梁は、上記本体部の形成時にエッチング等の半導体プロセスにより一体に形成されたものである。   The weight is held in the hollow portion of the main body via a beam. The weight, the movable plate, and the beam are integrally formed by a semiconductor process such as etching when the main body is formed.

この発明の光干渉型センサは、加速度や力を受けて可動反射部が変位するものであれば良く、加速度センサや圧力センサ等として用いることができ、外部の電界や磁界等の影響を受けず、これらの雑音の多い箇所でも正確な測定が可能である。また、配線による浮遊容量等の影響がなく、センサと駆動回路とを離して配置することが可能である。また、センサ本体に電極が不要となり、製造が容易であり、電極によるトラブルもなくなり歩留まり良く、効率的な製造が可能である。   The optical interference sensor according to the present invention may be any sensor as long as the movable reflecting portion is displaced by acceleration or force, and can be used as an acceleration sensor, a pressure sensor, etc., and is not affected by an external electric field or magnetic field. Therefore, accurate measurement is possible even in these noisy locations. In addition, there is no influence of stray capacitance or the like due to wiring, and the sensor and the drive circuit can be arranged separately. In addition, the sensor body does not require an electrode, is easy to manufacture, has no trouble due to the electrode, and has a good yield and can be efficiently manufactured.

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図1、図2は、この発明の光干渉型センサの一実施形態を示すもので、この実施形態の光干渉型センサは、加速度センサについてのものである。この実施形態の加速度センサ10は、ガラス板等の透明な基板12と、この基板12の裏面の所定位置に配置された3個のビームスプリッタ14,15,16と、このビームスプリッタ14,15,16を保持した保持板18から成る。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of an optical interference type sensor of the present invention. The optical interference type sensor of this embodiment relates to an acceleration sensor. The acceleration sensor 10 of this embodiment includes a transparent substrate 12 such as a glass plate, three beam splitters 14, 15, 16 disposed at predetermined positions on the back surface of the substrate 12, and the beam splitters 14, 15, It comprises a holding plate 18 holding 16.

基板12の表面には、シリコンによる本体部20が接合されている。本体部20は、図1、図2に示すように、四角形に形成され中央部には中空部22が設けられ、中空部22の中心に可動部である重り24が設けられている。重り24は、本体部20の角部から延びた細い梁26により四方が支持され、各梁26の間には、扇状の片持ち梁の薄い可動板28が重り24と一体に形成されている。この本体部20と重り24、梁26、及び可動板28は、シリコンにより一体に形成されている。重り24と可動板28の裏面は、面一に形成されている。   A main body 20 made of silicon is bonded to the surface of the substrate 12. As shown in FIGS. 1 and 2, the main body 20 is formed in a quadrangular shape, a hollow portion 22 is provided at the center, and a weight 24 that is a movable portion is provided at the center of the hollow portion 22. The weight 24 is supported on all sides by thin beams 26 extending from the corners of the main body 20, and a fan-shaped cantilever thin movable plate 28 is formed integrally with the weight 24 between the beams 26. . The main body 20, the weight 24, the beam 26, and the movable plate 28 are integrally formed of silicon. The back surfaces of the weight 24 and the movable plate 28 are formed flush with each other.

重り24と可動板28の各裏面は、金属蒸着膜等により鏡面に形成されて可動反射部30を構成している。また、ビームスプリッタ14,15,16の一側面も、同様に鏡面に形成され、固定反射部32を構成している。   The back surfaces of the weight 24 and the movable plate 28 are formed in a mirror surface by a metal vapor deposition film or the like to constitute the movable reflecting portion 30. Further, the side surfaces of the beam splitters 14, 15, and 16 are also formed in a mirror surface in the same manner, and constitute a fixed reflecting portion 32.

本体部20の上面開口部は、ガラス板やシリコン板等の覆い蓋34により封止されている。基板12と本体部20及び覆い蓋34の各接着は、低融点ガラス等により気密状態で密着して固定され、本体部20の中空部22内を真空状態で密封している。また、基板12と保持板18は、枠部材36を介して本体部20と固定されている。そして、ビームスプリッタ14,15,16は、保持板18の裏面側に一側面が位置して固定され、保持板18の裏面側には各々光コネクタ38が突設されている。各光コネクタ38には、光ファイバ40が各々接続されている。   The upper surface opening of the main body 20 is sealed with a cover lid 34 such as a glass plate or a silicon plate. Each adhesion between the substrate 12 and the main body 20 and the cover lid 34 is tightly fixed in an airtight state by low melting point glass or the like, and the inside of the hollow portion 22 of the main body 20 is sealed in a vacuum state. Further, the substrate 12 and the holding plate 18 are fixed to the main body 20 via a frame member 36. The beam splitters 14, 15, and 16 are fixed with one side surface positioned on the back surface side of the holding plate 18, and optical connectors 38 project from the back surface side of the holding plate 18. An optical fiber 40 is connected to each optical connector 38.

各光ファイバ40は、本体部20とは別体に設けられた駆動検知回路部42の光コネクタ43に接続されている。駆動検知回路部42には、レーザダイオード等のレーザ光源44と、反射してきたレーザ光bを検知するフォトダイオード等の受光素子46を備える。光コネクタ43とレーザ光源44及び受光素子46の間には、レーザ光源44からのレーザ光bを3個の光コネクタ43に分岐し、さらに各光コネクタ43を経て入射されるレーザ光bを受光素子46に向かわせる図示しないビームスプリッタ等からなる光分岐部48を備えている。そして、受光素子46により受光した信号は、信号変換部50を経て、後述する処理方法により可動反射部30の変位として検知され、加速度を算出する。   Each optical fiber 40 is connected to an optical connector 43 of a drive detection circuit unit 42 provided separately from the main body unit 20. The drive detection circuit unit 42 includes a laser light source 44 such as a laser diode and a light receiving element 46 such as a photodiode that detects the reflected laser beam b. Between the optical connector 43 and the laser light source 44 and the light receiving element 46, the laser light b from the laser light source 44 is branched into three optical connectors 43, and further receives the laser light b incident through each optical connector 43. An optical branching unit 48 including a beam splitter (not shown) or the like that is directed toward the element 46 is provided. Then, the signal received by the light receiving element 46 is detected as a displacement of the movable reflecting portion 30 by the processing method described later through the signal converting portion 50, and the acceleration is calculated.

この実施形態の加速度センサ10の動作は、先ず、レーザ光源44から出射したレーザ光bは、光分岐部48を経て3個の光コネクタ43に送られ、各光ファイバ40を経て3個のビームスプリッタ14,15,16に入射する。ビームスプリッタ14,15,16では、各ビームスプリッタ14,15,16に入射したレーザ光bが、ハーフミラー部で2分され、一方はビームスプリッタ14,15,16の一側面に各々形成された固定反射部32に向かう。また、他方のレーザ光bは、重り24の裏面の可動反射部30、及び一対の可動板28の各可動反射部30に各々出射される。   The operation of the acceleration sensor 10 of this embodiment is as follows. First, the laser beam b emitted from the laser light source 44 is sent to the three optical connectors 43 through the optical branching section 48, and the three beams are transmitted through the optical fibers 40. The light enters the splitters 14, 15 and 16. In the beam splitters 14, 15, and 16, the laser light b incident on the beam splitters 14, 15, and 16 is divided into two at the half mirror portion, and one is formed on one side surface of the beam splitters 14, 15, and 16, respectively. It goes to the fixed reflection part 32. The other laser beam b is emitted to the movable reflector 30 on the back surface of the weight 24 and each movable reflector 30 of the pair of movable plates 28.

可動反射部30と固定反射部32とからの反射光は、ビームスプリッタ14,15,16内で同軸に合わせられ、各々光コネクタ38から光ファイバ40を経て、光コネクタ43に戻り、光分岐部48から受光素子46に向かう。そして、可動反射部30と固定反射部32とからの反射光は、互いに干渉して干渉光となる。ここで、この実施形態では、マイケルソン干渉を利用して、変位を検知するもので、可動反射部30と固定反射部32とからの各反射光の光路差をL、レーザ光源44からのレーザ光bの波長をλ、受光素子46により検知される1波長分の光路差の変動による干渉光の明暗回数をN、明暗の1未満の端数をεとすると、光路差Lは以下の式(1)で表される。   Reflected light from the movable reflecting portion 30 and the fixed reflecting portion 32 is coaxially matched in the beam splitters 14, 15, and 16, and returns to the optical connector 43 from the optical connector 38 through the optical fiber 40, respectively. From 48 to the light receiving element 46. Then, the reflected light from the movable reflecting portion 30 and the fixed reflecting portion 32 interfere with each other and become interference light. Here, in this embodiment, the displacement is detected using Michelson interference, the optical path difference of each reflected light from the movable reflecting portion 30 and the fixed reflecting portion 32 is L, and the laser from the laser light source 44 is used. Assuming that the wavelength of the light b is λ, the number of times of light and dark of the interference light due to the fluctuation of the optical path difference for one wavelength detected by the light receiving element 46 is N, and the fraction of light and dark less than 1 is ε, the optical path difference L is 1).

L=1/2・λ(N+ε) ・・・(1)
この式(1)により、受光素子46で捉えられる干渉光の明暗回数Nとその端数εを求めることにより光路差Lを求めることができる。そして、光路差Lは、梁26のたわみまたは可動板28のたわみであり、そのたわみ量から力Fが求められ、求められた力Fは、重り24にかかる加速度αにより定まる値である。従って、受光素子46で捉えられる干渉光の明暗回数Nとその端数εを求めることにより、加速度αが得られる。これは、図1におけるXYZ3軸方向について独立に算出されるもので、重り24の裏面の可動反射部30がZ軸方向の加速度により梁26のたわみにより変位し、X,Y軸方向の加速度によりビームスプリッタ14,15に対面する各可動板28が変位し、XYZ3軸方向の加速度をこの加速度センサ10により検知することができる。
L = 1/2 · λ (N + ε) (1)
By this equation (1), the optical path difference L can be obtained by obtaining the number N of bright and dark interference light captured by the light receiving element 46 and its fraction ε. The optical path difference L is the deflection of the beam 26 or the deflection of the movable plate 28, and the force F is obtained from the deflection amount, and the obtained force F is a value determined by the acceleration α applied to the weight 24. Therefore, the acceleration α can be obtained by obtaining the number N of bright and dark interference light captured by the light receiving element 46 and its fraction ε. This is calculated independently in the XYZ three-axis directions in FIG. 1, and the movable reflecting portion 30 on the back surface of the weight 24 is displaced by the deflection of the beam 26 due to the acceleration in the Z-axis direction, and by the acceleration in the X and Y-axis directions. The movable plates 28 facing the beam splitters 14 and 15 are displaced, and the acceleration sensor 10 can detect acceleration in the XYZ triaxial directions.

この実施形態の加速度センサ10によれば、加速度を受けて可動反射部30が変位することにより、レーザ光bの光路差を光の波長以下の高精度で検知し、その光路差による梁26や可動板28のたわみから力を求め加速度を算出しているので、極めて敏感に高精度の加速度検知を行うことができる。しかも、電気的な部分は駆動検知回路部42に設けられており、加速度センサ10の本体部20は外部の磁界や電界による影響を受けることがなく、この点からも精度の高い検知が可能となる。しかも、ビームスプリッタ14,15,16は1辺が0.5mm以下のものも可能であり、加速度センサ10の大きさも極めて小さなものにすることができる。また、本体部20や、保持板18、覆い蓋34の素材は適宜選択することができ、材料を選ばず、基板12もレーザ光bを透過可能なものであればよいので、製造が容易であり、コストも安価に製造することができる。   According to the acceleration sensor 10 of this embodiment, the movable reflector 30 is displaced by receiving the acceleration, thereby detecting the optical path difference of the laser beam b with high accuracy below the wavelength of the light. Since the force is obtained from the deflection of the movable plate 28 and the acceleration is calculated, the acceleration detection can be performed with extremely high sensitivity. In addition, the electrical part is provided in the drive detection circuit part 42, and the main body part 20 of the acceleration sensor 10 is not affected by an external magnetic field or electric field. From this point of view, highly accurate detection is possible. Become. Moreover, the beam splitters 14, 15, and 16 can have a side of 0.5 mm or less, and the size of the acceleration sensor 10 can be extremely small. In addition, the material of the main body 20, the holding plate 18, and the cover lid 34 can be appropriately selected, and any material can be used as long as the substrate 12 can transmit the laser beam b. Yes, it can be manufactured at low cost.

なお、この加速度センサ10の可動板28の形状は、図3に示すように、略三角形状に形成されたものや、図4に示すように、略五角形状に形成されたものでも良く、重り24に対して、X軸及びY軸を中心に対称に形成されたものであれば良い。   The shape of the movable plate 28 of the acceleration sensor 10 may be a substantially triangular shape as shown in FIG. 3 or a substantially pentagonal shape as shown in FIG. 24 may be formed symmetrically about the X axis and the Y axis.

また、図5に示すように、重り24を保持した梁26が重り24のZ軸方向の中央部に接続するように本体部20を形成し、重り24の下面にXY軸方向に対称に延びた可動反射部30を接続しても良い。この可動反射部30は、例えば、鏡面を有した金属薄板やガラス薄板である。また、保持板18を省略して、基板12から光コネクタ38を介してレーザ光bの授受を行っても良い。   Further, as shown in FIG. 5, the main body portion 20 is formed so that the beam 26 holding the weight 24 is connected to the center portion in the Z-axis direction of the weight 24, and extends symmetrically in the XY-axis direction on the lower surface of the weight 24. The movable reflector 30 may be connected. The movable reflecting portion 30 is, for example, a metal thin plate or a glass thin plate having a mirror surface. Further, the holding plate 18 may be omitted, and the laser beam b may be transferred from the substrate 12 through the optical connector 38.

さらに、図6に示すように、ビームスプリッタ14,15,16に接続する光路を本体20の側方に位置させ、ビームスプリッタ14,15,16の側面及び枠部材36の側方に光コネクタ38を設けたものでも良い。   Further, as shown in FIG. 6, the optical paths connected to the beam splitters 14, 15, 16 are positioned on the side of the main body 20, and the optical connectors 38 are disposed on the side surfaces of the beam splitters 14, 15, 16 and the side of the frame member 36. It may be provided.

次に、この発明の第二実施形態について、図7〜図9を基にして説明する。ここで、上記実施形態と同様の部材は同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態も加速度センサについてのもので、この実施形態の加速度センサ60は、本体部20に固定される基板12に、上記実施形態のビームスプリッタ14,15,16の代わりに、各々1/4波長板62を設けたもので、本体部20には上記実施形態と同様に、重り24の下面、重りと一体の可動板28の下面に可動反射部30が設けられたものである。1/4波長板62は、重り24の下面、及び互いに直交して延出した一対の可動板28の下面に対面して、3個設けられている。1/4波長板62は、直線偏光したレーザ光が入射すると、円偏光させて出射し、円偏光したレーザ光が入射すると、直線偏光にして出射する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the same members as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. This embodiment also relates to an acceleration sensor. The acceleration sensor 60 of this embodiment is arranged on the substrate 12 fixed to the main body 20 instead of the beam splitters 14, 15, and 16 of the above embodiment. A wave plate 62 is provided, and the main body 20 is provided with a movable reflector 30 on the lower surface of the weight 24 and the lower surface of the movable plate 28 integral with the weight, as in the above embodiment. Three quarter-wave plates 62 are provided to face the lower surface of the weight 24 and the lower surfaces of the pair of movable plates 28 extending orthogonally to each other. The quarter-wave plate 62 emits circularly polarized light when linearly polarized laser light is incident, and emits linearly polarized light when circularly polarized laser light is incident.

この実施形態の加速度センサ60の駆動検知回路部64は、図9に示すように、互いに僅かに波長の異なる一対のレーザダイオード等のレーザ光源66,67と、各レーザ光源66,67からのレーザ光b1,b2を分岐するものであって、レーザ光源66,67からのレーザ光b1,b2を一部透過し一部を反射する第一のビームスプリッタ68を有する。この第一のビームスプリッタ68からの干渉光の光路上には、検光子72と、第一のビームスプリッタ68からの干渉光を受光するフォトダイオード等の第一の受光素子70を有する。   As shown in FIG. 9, the drive detection circuit unit 64 of the acceleration sensor 60 of this embodiment includes a pair of laser light sources 66 and 67 such as laser diodes having slightly different wavelengths, and lasers from the laser light sources 66 and 67. A first beam splitter 68 for splitting the light beams b1 and b2 and partially transmitting the laser beams b1 and b2 from the laser light sources 66 and 67 and reflecting a part thereof. On the optical path of the interference light from the first beam splitter 68, an analyzer 72 and a first light receiving element 70 such as a photodiode for receiving the interference light from the first beam splitter 68 are provided.

さらに、第一のビームスプリッタ68に隣接して、第一のビームスプリッタ68より入射する各レーザ光源66,67からのレーザ光b1,b2のうち、レーザ光の偏光面の向きにより、一方のレーザ光源66からのレーザ光b1を透過させ、他方のレーザ光源67からのレーザ光b2を反射し、後述する固定反射部74に向かわせる偏光ビームスプリッタである第二のビームスプリッタ76を備えている。この実施形態では、レーザ光源66のレーザ光b1の偏光面は図面上において垂直方向であるとすると、レーザ光源67のレーザ光b2の偏光面は図面上において水平方向に設定されている。これにより、第二のビームスプリッタ76により、レーザ光源66,67からのレーザ光b1,b2を選択的に透過または反射させている。   Further, of the laser beams b1 and b2 from the laser light sources 66 and 67 incident from the first beam splitter 68 adjacent to the first beam splitter 68, one of the lasers depends on the direction of the polarization plane of the laser beam. A second beam splitter 76, which is a polarization beam splitter that transmits the laser beam b1 from the light source 66, reflects the laser beam b2 from the other laser light source 67, and directs the laser beam b2 to the fixed reflection unit 74 described later, is provided. In this embodiment, assuming that the plane of polarization of the laser beam b1 of the laser light source 66 is in the vertical direction on the drawing, the plane of polarization of the laser beam b2 of the laser light source 67 is set in the horizontal direction on the drawing. Accordingly, the laser beams b1 and b2 from the laser light sources 66 and 67 are selectively transmitted or reflected by the second beam splitter 76.

第二のビームスプリッタ76で反射したレーザ光源67のレーザ光b2の光路上には、1/4波長板80と固定反射部74が設けられ、固定反射部74で反射したレーザ光b2は、第二のビームスプリッタ67に戻り、透過する。また、第二のビームスプリッタ76を透過したレーザ光源66のレーザ光b1は、駆動検知回路部64内の集光ボールレンズ84を経て、光コネクタ43から出射される。   On the optical path of the laser beam b2 of the laser light source 67 reflected by the second beam splitter 76, a quarter-wave plate 80 and a fixed reflection unit 74 are provided, and the laser beam b2 reflected by the fixed reflection unit 74 is Return to the second beam splitter 67 and transmit. Further, the laser light b 1 of the laser light source 66 that has passed through the second beam splitter 76 is emitted from the optical connector 43 through the condensing ball lens 84 in the drive detection circuit unit 64.

また、駆動検知回路部64には、可動反射部30で反射して戻ってきたレーザ光源66のレーザ光b1が第二のビームスプリッタ76で反射し、レーザ光源66,67のレーザ光b1,b2の光路が一致する。そして、その光路上には、検光子78と、その干渉光を受光するフォトダイオード等の第二の受光素子82が設けられている。   In addition, the laser beam b1 of the laser light source 66 reflected and returned by the movable reflecting unit 30 is reflected by the second beam splitter 76 to the drive detection circuit unit 64, and the laser beams b1 and b2 of the laser light sources 66 and 67 are reflected. The optical paths are consistent. On the optical path, an analyzer 78 and a second light receiving element 82 such as a photodiode for receiving the interference light are provided.

駆動検知回路部64には、受光素子70,82により受光した信号を処理する信号変換部50が接続されている。信号変換部50では、後述する処理方法により、可動反射部30の変位を検知して、加速度を算出する。   A signal converter 50 that processes signals received by the light receiving elements 70 and 82 is connected to the drive detection circuit unit 64. The signal conversion unit 50 detects the displacement of the movable reflection unit 30 and calculates the acceleration by a processing method described later.

この実施形態の加速度センサ60の検知方法は、互いに僅かに波長の異なる一対のレーザ光源66,67からのレーザ光b1,b2の干渉を利用している。即ち、光のヘテロダイン干渉を利用しているもので、一対のレーザダイオード等のレーザ光源66,67の、本体部20の可動反射部30からの反射光であるレーザ光b1と固定反射部74からの反射光であるレーザ光b2とによる干渉光と、固定された光路による同様の干渉光とから、可動反射部30の変位を求めるものである。   The detection method of the acceleration sensor 60 of this embodiment uses interference of laser beams b1 and b2 from a pair of laser light sources 66 and 67 having slightly different wavelengths. That is, using heterodyne interference of light, the laser light sources 66 and 67 such as a pair of laser diodes from the laser light b 1 that is reflected light from the movable reflecting portion 30 of the main body portion 20 and the fixed reflecting portion 74. The displacement of the movable reflecting portion 30 is obtained from the interference light by the laser light b2 that is the reflected light of the same and the similar interference light by the fixed optical path.

この実施形態では、互いに僅かに波長の異なる一対のレーザダイオード等のレーザ光源66,67からの各レーザ光b1,b2は、固定された光路上の第一のビームスプリッタ68により、検光子72を経て第一の受光素子70に各々入射し、干渉により所定の周期で強度が変化する。この強度Iの変化は以下の式(2)で表される。同様に、一対のレーザダイオード等のレーザ光源66,67からのレーザ光b1,b2は、第二のビームスプリッタ76により、固定反射部74と可動反射部30へ向かうレーザ光b1,b2に分けられ、それらの各反射光が第二のビームスプリッタ76に戻り、光路が一致されて検光子78を経て干渉光となり、第二の受光素子82に入射する。この強度Iの変化も、以下の式(2)で表される。   In this embodiment, the laser beams b1 and b2 from a pair of laser light sources 66 and 67 such as a pair of laser diodes having slightly different wavelengths are passed through an analyzer 72 by a first beam splitter 68 on a fixed optical path. Then, the light enters each of the first light receiving elements 70, and the intensity changes at a predetermined period due to interference. The change in the intensity I is expressed by the following formula (2). Similarly, the laser beams b1 and b2 from the laser light sources 66 and 67 such as a pair of laser diodes are divided by the second beam splitter 76 into laser beams b1 and b2 that are directed to the fixed reflecting portion 74 and the movable reflecting portion 30. Each of the reflected lights returns to the second beam splitter 76, the optical paths are matched, and the interference light passes through the analyzer 78 and enters the second light receiving element 82. This change in intensity I is also expressed by the following formula (2).

I=A +A +2Acos[(ω−ω)t+(ψ−ψ)] ・・・(2)
、ω、ψは、レーザ光源66のレーザ光b1の振幅、角速度、位相、A、ω、ψは、レーザ光源67のレーザ光b2の振幅、角速度、位相である。
I = A 1 2 + A 2 2 + 2A 1 A 2 cos [(ω 2 −ω 1 ) t + (φ 2 −φ 1 )] (2)
A 1 , ω 1 , and ψ 1 are the amplitude, angular velocity, and phase of the laser light b 1 of the laser light source 66, and A 2 , ω 2 , and ψ 2 are the amplitude, angular velocity, and phase of the laser light b 2 of the laser light source 67.

これにより、第一の受光素子70での基準となる干渉光の強度Iの変化に対して、第二の受光素子82での干渉光の強度Iの変化の遅れ等を検知することにより、レーザ光源66,67のレーザ光b1,b2の、可動反射部30の移動による光路差を測定することができる。   Thus, the laser beam is detected by detecting a delay in the change in the intensity I of the interference light in the second light receiving element 82 with respect to the change in the intensity I of the interference light serving as a reference in the first light receiving element 70. The optical path difference due to the movement of the movable reflector 30 of the laser beams b1 and b2 of the light sources 66 and 67 can be measured.

そこで、この実施形態におけるレーザ光源66,67の各レーザ光b1,b2の動きを詳述する。先ずこの実施形態では、レーザ光源66のレーザ光b1の偏光面は図面上において垂直方向であり、レーザ光源67のレーザ光b2の偏光面は図面上において水平方向に設定されているので、第一のビームスプリッタ68を透過したレーザ光源66のレーザ光b1と、第一のビームスプリッタ68で反射したレーザ光源67のレーザ光b2とは、偏光面が互いに直角で検光子72に入射する。検光子72は、偏光面が図面上で斜め45°に設定されており、各レーザ光b1,b2のうちの検光子72の偏光面に沿った各レーザ光成分を透過し、これにより干渉光が形成され、第一の受光素子70に入射する。入射した干渉光は、式(2)に従って強度Iが変化する。   Therefore, the movement of the laser beams b1 and b2 of the laser light sources 66 and 67 in this embodiment will be described in detail. First, in this embodiment, the polarization plane of the laser beam b1 of the laser light source 66 is in the vertical direction on the drawing, and the polarization plane of the laser beam b2 of the laser light source 67 is set in the horizontal direction on the drawing. The laser light b 1 of the laser light source 66 that has passed through the beam splitter 68 and the laser light b 2 of the laser light source 67 that has been reflected by the first beam splitter 68 are incident on the analyzer 72 with their polarization planes perpendicular to each other. The analyzer 72 has a plane of polarization set at an angle of 45 ° in the drawing, and transmits each laser beam component along the plane of polarization of the analyzer 72 out of each of the laser beams b1 and b2, thereby causing interference light. And is incident on the first light receiving element 70. The incident interference light changes its intensity I according to the equation (2).

また、第二の受光素子82に入射するレーザ光b1,b2のうち、レーザ光源67からのレーザ光b2は、ビームスプリッタ68を透過し、第二のビームスプリッタ76で反射し、さらに固定反射部74で反射されて戻る。このレーザ光b2は、固定反射部74と対面した1/4波長板80を往復するので、固定反射部74で反射されたレーザ光bの偏光面が90°回転し、第二のビームスプリッタ76を透過する。   Of the laser beams b1 and b2 incident on the second light receiving element 82, the laser beam b2 from the laser light source 67 is transmitted through the beam splitter 68, reflected by the second beam splitter 76, and further, a fixed reflecting portion. 74 is reflected back. Since this laser beam b2 reciprocates through the quarter-wave plate 80 facing the fixed reflector 74, the polarization plane of the laser beam b reflected by the fixed reflector 74 is rotated by 90 °, and the second beam splitter 76 is rotated. Transparent.

一方、第二のビームスプリッタ76を透過したレーザ光源66からのレーザ光b1は、ボールレンズ84で集光され、光ファイバ40を経て、光コネクタ38に向かう。さらにレーザ光b1は、光コネクタ38から1/4波長板62を経て、可動反射部30で反射して再びに1/4波長板62を経て、光ファイバ40に戻る。この戻ってきたレーザ光b1は、駆動検知回路部64で、光コネクタ43を経て第二のビームスプリッタ76に入射する。可動反射部30から戻ってきたレーザ光b1は、本体部20の1/4波長板62を往復するので偏光面が90°回転しており、第二のビームスプリッタ76で反射する。   On the other hand, the laser beam b 1 from the laser light source 66 that has passed through the second beam splitter 76 is collected by the ball lens 84 and travels to the optical connector 38 through the optical fiber 40. Further, the laser beam b 1 passes through the quarter wavelength plate 62 from the optical connector 38, is reflected by the movable reflecting portion 30, passes through the quarter wavelength plate 62 again, and returns to the optical fiber 40. The returned laser beam b 1 is incident on the second beam splitter 76 through the optical connector 43 in the drive detection circuit unit 64. The laser beam b <b> 1 returning from the movable reflecting unit 30 reciprocates through the quarter wavelength plate 62 of the main body unit 20, so that the polarization plane is rotated by 90 ° and is reflected by the second beam splitter 76.

これにより、レーザ光源66,67からのレーザ光b1,b2のうち、固定反射部74で反射したレーザ光b2と可動反射部30で反射したレーザ光b1の光路が第二のビームスプリッタ76で一致し、検光子78に入射する。第二のビームスプリッタ76を透過したレーザ光源66のレーザ光b1と、第二のビームスプリッタ76で反射したレーザ光源67のレーザ光b2とは、偏光面が互いに直角であるが、検光子78は、偏光面が図面上で斜め45°に設定されており、検光子78の偏光面に沿った各レーザ光成分が透過し、これにより干渉光が形成される。そして、第二の受光素子82に入射した干渉光は、式(2)に従って強度Iが変化する。   As a result, of the laser beams b1 and b2 from the laser light sources 66 and 67, the optical path of the laser beam b2 reflected by the fixed reflector 74 and the laser beam b1 reflected by the movable reflector 30 is unified by the second beam splitter 76. Then, the light enters the analyzer 78. The laser light b1 of the laser light source 66 that has passed through the second beam splitter 76 and the laser light b2 of the laser light source 67 that has been reflected by the second beam splitter 76 have polarization planes that are perpendicular to each other. The plane of polarization is set at an angle of 45 ° on the drawing, and each laser beam component along the plane of polarization of the analyzer 78 is transmitted, whereby interference light is formed. The intensity I of the interference light incident on the second light receiving element 82 changes according to the equation (2).

第一の受光素子70に入射する干渉光は、光路が固定された各レーザ光b1,b2による干渉光であり、一定のタイミングで干渉光の強度Iが変化し、第一の受光素子70による基準値となる。また、第二の受光素子82に入射する干渉光は、可動反射部30からの反射光を含み、その光路長は加速度により可動反射部30が移動することにより変化する。その光路長の違いは、第二の受光素子82の受光強度変化の上記基準値に対するずれとして表れ、第二の受光素子82の受光強度変化の上記基準値との差を求めることにより加速度を算出することができる。   The interference light incident on the first light receiving element 70 is interference light by the laser beams b1 and b2 whose optical paths are fixed, and the intensity I of the interference light changes at a constant timing. This is the reference value. Moreover, the interference light incident on the second light receiving element 82 includes the reflected light from the movable reflecting portion 30, and the optical path length thereof changes as the movable reflecting portion 30 moves due to acceleration. The difference in the optical path length appears as a deviation of the received light intensity change of the second light receiving element 82 from the reference value, and the acceleration is calculated by obtaining the difference between the received light intensity change of the second light receiving element 82 and the reference value. can do.

この実施形態の加速度センサ60によっても上記第一の実施形態と同様の効果を得ることができ、より高精度に加速度の検知を行うことができる。   The acceleration sensor 60 of this embodiment can obtain the same effect as that of the first embodiment, and can detect acceleration with higher accuracy.

この実施形態の加速度センサ60は、図10に示すように、重り24を保持した梁26が重り24の中央部に接続するように本体部20を形成し、重り24の下面にXY軸方向に対称に延びた可動反射部30を接続しても良い。この可動反射部30は、例えば、鏡面を有した金属薄板やガラス薄板である。また、この実施形態においても、保持板18を省略して、基板12から光コネクタ38を介してレーザ光b1の授受を行っても良い。   In the acceleration sensor 60 of this embodiment, as shown in FIG. 10, the main body portion 20 is formed so that the beam 26 holding the weight 24 is connected to the center portion of the weight 24, and the lower surface of the weight 24 is arranged in the XY axis direction. You may connect the movable reflection part 30 extended symmetrically. The movable reflecting portion 30 is, for example, a metal thin plate or a glass thin plate having a mirror surface. Also in this embodiment, the holding plate 18 may be omitted, and the laser beam b <b> 1 may be exchanged from the substrate 12 via the optical connector 38.

さらに、図11に示すように、各1/4波長板62に接続する光路を本体20の側方に位置させ、枠部材36の側方に光コネクタ38を設けたものでも良い。   Furthermore, as shown in FIG. 11, the optical path connected to each quarter-wave plate 62 may be positioned on the side of the main body 20, and the optical connector 38 may be provided on the side of the frame member 36.

なお、この発明の光干渉型センサは、上記実施形態に限定されるものではなく、重りや梁、可動板を薄いダイヤフラムに置き換えて、圧力センサとして利用することも可能である。この場合も、ダイヤフラムの位置変化を光学的に検知するものであり、静電容量型の圧力センサと比較して、上記実施形態と同様の効果を有する。その他、物理的な歪みを検知するセンサに適宜利用可能なものである。   The optical interference sensor of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be used as a pressure sensor by replacing weights, beams, and movable plates with thin diaphragms. Also in this case, a change in the position of the diaphragm is optically detected, and the same effect as that of the above-described embodiment is obtained as compared with the capacitance type pressure sensor. In addition, it can be suitably used for a sensor for detecting physical distortion.

その他、レーザ光の波長やレーザ素子、受光素子、その他光学素子等は適宜選択可能なものであり、光学系の配置も適宜設定可能なものである。   In addition, the wavelength of the laser light, the laser element, the light receiving element, and other optical elements can be selected as appropriate, and the arrangement of the optical system can also be set as appropriate.

この発明の第一実施形態の光干渉型センサの概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the optical interference type sensor of 1st embodiment of this invention. この発明の第一実施形態の光干渉型センサの覆い蓋を外した状態の平面図である。It is a top view of the state which removed the cover lid of the optical interference type sensor of 1st embodiment of this invention. この発明の第一実施形態の他の例の光干渉型センサの覆い蓋を外した状態の平面図である。It is a top view of the state which removed the cover lid of the optical interference type sensor of the other example of 1st Embodiment of this invention. この発明の第一実施形態の他の例の光干渉型センサの覆い蓋を外した状態の平面図である。It is a top view of the state which removed the cover lid of the optical interference type sensor of the other example of 1st Embodiment of this invention. この発明の第一実施形態の他の例の光干渉型センサの概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the optical interference type sensor of the other example of 1st Embodiment of this invention. この発明の第一実施形態の他の例の光干渉型センサの概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the optical interference type sensor of the other example of 1st Embodiment of this invention. この発明の第二実施形態の光干渉型センサの概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the optical interference type sensor of 2nd embodiment of this invention. この発明の第二実施形態の光干渉型センサの覆い蓋を外した状態の平面図である。It is a top view of the state which removed the cover lid of the optical interference type sensor of 2nd embodiment of this invention. この発明の第二実施形態の光干渉型センサの駆動検知回路部を示す概略ブロック線図である。It is a schematic block diagram which shows the drive detection circuit part of the optical interference type sensor of 2nd embodiment of this invention. この発明の第二実施形態の他の例の光干渉型センサの概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the optical interference type sensor of the other example of 2nd embodiment of this invention. この発明の第二実施形態の他の例の光干渉型センサの概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the optical interference type sensor of the other example of 2nd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 加速度センサ
12 基板
14,15,16 ビームスプリッタ
20 本体部
24 重り
26 梁
28 可動板
30 可動反射部
32 固定反射部
44 レーザ光源
46 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Acceleration sensor 12 Board | substrate 14,15,16 Beam splitter 20 Main-body part 24 Weight 26 Beam 28 Movable plate 30 Movable reflection part 32 Fixed reflection part 44 Laser light source 46 Light receiving element

Claims (8)

中空部を有しその中心に力または加速度を受ける可動部が設けられた本体部と、レーザ光源と、上記本体部に対して直接または間接に固定され上記レーザ光源からの光を分岐するビームスプリッタと、このビームスプリッタから分岐した一方のレーザ光を反射させる固定反射部と、上記本体部の可動部の動きにより動くとともに上記ビームスプリッタにより分岐した他方のレーザ光を反射させる可動反射部と、上記固定反射部により反射したレーザ光と上記可動反射部により反射したレーザ光とを各々同軸上に導いて互いに干渉させる干渉光形成手段と、この干渉光形成手段による干渉光を受光する受光素子とを備え、上記可動反射部の変位を光学的に検知して力または加速度を検知することを特徴とする光干渉型センサ。   A main body provided with a movable part that receives a force or acceleration at the center thereof, a laser light source, and a beam splitter that is directly or indirectly fixed to the main body and branches light from the laser light source A fixed reflecting portion that reflects one laser beam branched from the beam splitter, a movable reflecting portion that moves by the movement of the movable portion of the main body portion and reflects the other laser light branched by the beam splitter, and An interference light forming unit that guides the laser beam reflected by the fixed reflecting unit and the laser beam reflected by the movable reflecting unit on the same axis to interfere with each other, and a light receiving element that receives the interference light by the interference light forming unit. An optical interference sensor, wherein the displacement of the movable reflector is optically detected to detect force or acceleration. 上記干渉光形成手段は上記ビームスプリッタであり、上記固定反射部は上記ビームスプリッタの一側面に設けられていることを特徴とする請求項1記載の光干渉型センサ。   2. The optical interference type sensor according to claim 1, wherein the interference light forming means is the beam splitter, and the fixed reflecting portion is provided on one side surface of the beam splitter. 上記可動反射部は、上記可動部である重りの下面と上記重りから互いに対称に延びた片持ち梁状可動板の下面に設けられていることを特徴とする請求項1記載の光干渉型センサ。   2. The optical interference sensor according to claim 1, wherein the movable reflecting portion is provided on a lower surface of a weight which is the movable portion and a lower surface of a cantilever movable plate extending symmetrically from the weight. . 上記片持ち梁状の可動板は、互いに対称に四方に延びており、そのうちの互いに直角方向に位置した一対の可動板と上記重りの各可動反射部に、上記ビームスプリッタが各々対面していることを特徴とする請求項3記載の光干渉型センサ。   The cantilevered movable plate extends in four directions symmetrically to each other, and the beam splitter faces each of a pair of movable plates positioned at right angles to each other and each movable reflecting portion of the weight. The optical interference sensor according to claim 3. 中空部を有しその中心に力または加速度を受ける可動部が設けられた本体部と、互いに僅かに波長の異なる一対のレーザ光源と、上記各レーザ光源からのレーザ光を分岐するとともに上記各レーザ光源からのレーザ光を同軸上に合わせて干渉させる第一のビームスプリッタと、この第一のビームスプリッタからの干渉光を受光する第一の受光素子と、上記各レーザ光源からのレーザ光を分岐する第二のビームスプリッタと、この第二のビームスプリッタにより一方に分岐された上記レーザ光を反射する固定反射部と、上記本体部の可動部の動きにより動くとともに上記第二のビームスプリッタにより他方に分岐されたレーザ光を反射させる可動反射部と、上記一方のレーザ光源のレーザ光を上記固定反射部からの反射光とし、上記他方のレーザ光源からのレーザ光を可動反射部からの反射光として、各々同軸上で干渉させて上記第二の受光素子に導く干渉光形成手段と、この干渉光形成手段からの干渉光を受光する第二の受光素子とを備え、上記可動反射部の変位を光学的に検知して力または加速度を検知することを特徴とする光干渉型センサ。   A main body portion provided with a movable portion receiving a force or acceleration at the center thereof, a pair of laser light sources having slightly different wavelengths, and a laser beam from each of the laser light sources is branched and each of the lasers A first beam splitter that causes the laser light from the light source to be coaxially interfered with each other, a first light receiving element that receives the interference light from the first beam splitter, and the laser light from each of the laser light sources is branched. The second beam splitter, the fixed reflecting portion that reflects the laser beam branched to one side by the second beam splitter, and the second beam splitter that moves by the movement of the movable portion of the main body portion and the other by the second beam splitter. A movable reflecting portion that reflects the laser beam branched into the first and second laser light sources is reflected from the fixed reflecting portion, and the other laser beam Interference light forming means for guiding the laser light from the light source as reflected light from the movable reflecting portion on the same axis to the second light receiving element, and second light for receiving the interference light from the interference light forming means An optical interference sensor, wherein the displacement of the movable reflecting portion is optically detected to detect force or acceleration. 上記干渉光形成手段は、偏光ビームスプリッタから成る上記第二のビームスプリッタと検光子から成ることを特徴とする請求項5記載の光干渉型センサ。   6. The optical interference sensor according to claim 5, wherein the interference light forming means comprises the second beam splitter comprising a polarization beam splitter and an analyzer. 上記可動反射部は、上記可動部である重りの下面と上記重りから互いに対称に延びた片持ち梁状可動板の下面に設けられていることを特徴とする請求項5記載の光干渉型センサ。   6. The optical interference sensor according to claim 5, wherein the movable reflecting portion is provided on a lower surface of a weight which is the movable portion and a lower surface of a cantilever movable plate extending symmetrically from the weight. . 上記片持ち梁状の可動板は、互いに対称に四方に延びており、そのうちの互いに直角方向に位置した一対の可動板と上記重りに設けられた可動反射部とに、各々上記1/4波長板が対面していることを特徴とする請求項5記載の光干渉型センサ。
The cantilevered movable plates extend in four directions symmetrically to each other, and a pair of movable plates positioned perpendicularly to each other and a movable reflecting portion provided on the weight each have the ¼ wavelength. 6. The optical interference sensor according to claim 5, wherein the plates face each other.
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