JP2644869B2 - 光センサ多点測定装置 - Google Patents
光センサ多点測定装置Info
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- JP2644869B2 JP2644869B2 JP1009754A JP975489A JP2644869B2 JP 2644869 B2 JP2644869 B2 JP 2644869B2 JP 1009754 A JP1009754 A JP 1009754A JP 975489 A JP975489 A JP 975489A JP 2644869 B2 JP2644869 B2 JP 2644869B2
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- Japan
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- optical sensor
- light
- optical
- waveguide
- physical quantity
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学的に物理量を測定する光センサによる多
点測定装置に関する。
点測定装置に関する。
従来の光センサは、特開昭63−47602号公報に記載の
ように、１個の物理量を測定するのに１組の光センサシ
ステムが必要となつていた。なお、この種の光センサに
関連するものには例えば特開昭63−65329号，特開昭63
−65404号等が挙げられる。
ように、１個の物理量を測定するのに１組の光センサシ
ステムが必要となつていた。なお、この種の光センサに
関連するものには例えば特開昭63−65329号，特開昭63
−65404号等が挙げられる。
上記従来技術は、１個の物理量測定に１組の光センサ
システムが必要であるため、多数点の物理量測定ではそ
の数に応じた光センサシステムが必要であるという問題
があつた。
システムが必要であるため、多数点の物理量測定ではそ
の数に応じた光センサシステムが必要であるという問題
があつた。
本発明の目的は、１組の光センサシステムで多数点の
物理量を測定する光センサの多点測定装置を提供するこ
とにある。
物理量を測定する光センサの多点測定装置を提供するこ
とにある。
上記目的は、多数の物理量測定用光センサを光導波路
で直列に結合し、光センサに与える光に振幅変調を加
え、その変調周波数により上記光センサの中から１個の
光センサのみを選択するようにし、変調周波数を変え多
数の光センサを逐次選択することにより達成される。
で直列に結合し、光センサに与える光に振幅変調を加
え、その変調周波数により上記光センサの中から１個の
光センサのみを選択するようにし、変調周波数を変え多
数の光センサを逐次選択することにより達成される。
光導波路により結合された光センサは、入射される光
の変調周波数がそれぞれの光センサに決められた周波数
と一致したときのみ光を光センサ内のセンシング部に導
びき、それ以外の変調周波数のときは、入射光をそのま
ま通過させることにより、光導波路と光センサにより形
成された光ループの中に、変調周波数により選択された
光センサ内のセンシング部のみが存在することになり、
それに加わる物理量を測定することがで出来るととも
に、変調周波数を変化することによりその測定個所を変
えることが出来る。
の変調周波数がそれぞれの光センサに決められた周波数
と一致したときのみ光を光センサ内のセンシング部に導
びき、それ以外の変調周波数のときは、入射光をそのま
ま通過させることにより、光導波路と光センサにより形
成された光ループの中に、変調周波数により選択された
光センサ内のセンシング部のみが存在することになり、
それに加わる物理量を測定することがで出来るととも
に、変調周波数を変化することによりその測定個所を変
えることが出来る。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す。
光センサ基板１上の各光学素子の製法に付いては公知
であるため説明を詳略する。透過導波路２は、光センサ
基板１を横切って設けられ、その両端A,Bは光の入出口
としている。透過導波路２のＡ側には導入導波路４が若
干の間隔を開けて設けられており、その上には、透過導
波路２と導入導波路４の結合係数を印加電圧により変化
させる光スイツチ3aを設けている。この部分の結合係数
は電圧印加時には１（透過導波路２のＡ側から入つた光
は全て導入導波路４に入る）、無印加時には後述する選
択受光素子12を動作させるのみの光量が導入導波路４に
入るようにして設定している。また、導入導波路２のＢ
側にも光スイツチ36が設けてあり、その結合係数は、電
圧印加時に１、無印加時に０となるように設定してい
る。導入導波路４を出た光はコリメータレンズ５により
平行光にされ、回折格子6,結像レンズ７により検出導波
路8,参照導波路10,選択導波路11に導びかれる。この
時、入射光の周波数を０、振幅変調の変調周波数を
１とすると、光の周波数成分は、０＋1,0,０−
１の３つになり、回折格子６と結合レンズ７により分
光され、上記３つの周波数に応じた位置に結像される。
従つて、検出導波路8,参照導波路10,選択導波路11の入
口の位置を上記周波数成分の結像位置に置くことによ
り、変調周波数１（以下、同調周波数と呼ぶ）のとき
のみ３つの導波炉に光が導びかれ、同調周波数のとき
は、参照導波路10のみに光が導びかれる。したがつて、
変調周波数１のときには、０−１の周波数成分の
光は、選択導波路11に入り、選択受光素子12に導びか
れ、その信号によりスイツチ13を閉じ、電源14の電圧を
光スイツチ3a,3bに印加し、それらの結合結数を１にす
ることにより、透過導波路２のＡ側より入射した光のう
ち、０＋１と１の周波数成分の光はそれぞれが全
て検出導波路8,参照導波路10を通り、光スイツチ3bを介
して透過導波路２のＢ側に導びかれる。検出導波路８上
には物理量の変化に応じて見掛上、光路長が変化する受
感部９が設けられており、光センサに加わる物理量の変
化に応じて、検出導波路を通る０＋１の周波数成分
の光の位相を変化させる。従つて、透過導波路２のＢ側
から出る光は、参照導波路10を通る０の周波数成分の
光と上記０＋１の周波数成分の光とが干渉したもの
となり、入射光と同じ周波数１の振幅変調を受けたも
のとなる。しかし、その位相は、受感部９の光路長によ
り変化するので、入射光と、Ｂ側から出る光の位相を測
定することにより光センサ１が受けた物理量の変化を検
出することが出来る。なお、変調周波数を変化させ、他
の光センサを選択した場合には選択導波路11には光が入
らず、光スイツチ3a,3bに電圧が印加されないため、光
スイツチ3aで導入導波路４に入る若干の光を除くほとん
どの光がそのまま、透過導波路２を通つてＢ側に導びか
れ、単なる導波路として機能する。
であるため説明を詳略する。透過導波路２は、光センサ
基板１を横切って設けられ、その両端A,Bは光の入出口
としている。透過導波路２のＡ側には導入導波路４が若
干の間隔を開けて設けられており、その上には、透過導
波路２と導入導波路４の結合係数を印加電圧により変化
させる光スイツチ3aを設けている。この部分の結合係数
は電圧印加時には１（透過導波路２のＡ側から入つた光
は全て導入導波路４に入る）、無印加時には後述する選
択受光素子12を動作させるのみの光量が導入導波路４に
入るようにして設定している。また、導入導波路２のＢ
側にも光スイツチ36が設けてあり、その結合係数は、電
圧印加時に１、無印加時に０となるように設定してい
る。導入導波路４を出た光はコリメータレンズ５により
平行光にされ、回折格子6,結像レンズ７により検出導波
路8,参照導波路10,選択導波路11に導びかれる。この
時、入射光の周波数を０、振幅変調の変調周波数を
１とすると、光の周波数成分は、０＋1,0,０−
１の３つになり、回折格子６と結合レンズ７により分
光され、上記３つの周波数に応じた位置に結像される。
従つて、検出導波路8,参照導波路10,選択導波路11の入
口の位置を上記周波数成分の結像位置に置くことによ
り、変調周波数１（以下、同調周波数と呼ぶ）のとき
のみ３つの導波炉に光が導びかれ、同調周波数のとき
は、参照導波路10のみに光が導びかれる。したがつて、
変調周波数１のときには、０−１の周波数成分の
光は、選択導波路11に入り、選択受光素子12に導びか
れ、その信号によりスイツチ13を閉じ、電源14の電圧を
光スイツチ3a,3bに印加し、それらの結合結数を１にす
ることにより、透過導波路２のＡ側より入射した光のう
ち、０＋１と１の周波数成分の光はそれぞれが全
て検出導波路8,参照導波路10を通り、光スイツチ3bを介
して透過導波路２のＢ側に導びかれる。検出導波路８上
には物理量の変化に応じて見掛上、光路長が変化する受
感部９が設けられており、光センサに加わる物理量の変
化に応じて、検出導波路を通る０＋１の周波数成分
の光の位相を変化させる。従つて、透過導波路２のＢ側
から出る光は、参照導波路10を通る０の周波数成分の
光と上記０＋１の周波数成分の光とが干渉したもの
となり、入射光と同じ周波数１の振幅変調を受けたも
のとなる。しかし、その位相は、受感部９の光路長によ
り変化するので、入射光と、Ｂ側から出る光の位相を測
定することにより光センサ１が受けた物理量の変化を検
出することが出来る。なお、変調周波数を変化させ、他
の光センサを選択した場合には選択導波路11には光が入
らず、光スイツチ3a,3bに電圧が印加されないため、光
スイツチ3aで導入導波路４に入る若干の光を除くほとん
どの光がそのまま、透過導波路２を通つてＢ側に導びか
れ、単なる導波路として機能する。
つぎに光センサの多点測定装置のシステム全体に付い
て第２図および第３図により説明する。物理量を測定す
るための光センサ基板1a〜1dは光導波路15a〜15eにより
光学的に結合され、その両端には発光素子16と受光素子
17が設けられている。各光センサ基板1a〜1dの同調周波
数を１〜ｎとすれば、発光素子16の発光周波数を
１〜ｎのどれかに設定することにより光センサ基板1a
〜1dに加わる物理量のうち、一つを選択し、受光素子17
にその物理量により位相が変化した光が導びかれ、制御
回路18によりその位相を測定することにより、選択した
物理量を測定できる。第３図に制御装置の詳細を示す。
選択指令22の指示により発振器20の発振周波数が光セン
サ基板1a〜1dの同調周波数１〜ｎのうち１つに選定
され、増幅器19aを介して発光素子16の光を振幅変調す
る。つぎに光センサ基板1a〜1d、光導波路15a〜15eを通
つてきた光は受光素子17により電気信号に変換され増幅
器19bにより増幅した後、位相検出器21により発信器20
との位相を検出し、測定結果23として出力する。なお、
測定結果23を選択指令22に同期して分配するスイツチを
設ければ、時分割の多点同時測定も可能である。
て第２図および第３図により説明する。物理量を測定す
るための光センサ基板1a〜1dは光導波路15a〜15eにより
光学的に結合され、その両端には発光素子16と受光素子
17が設けられている。各光センサ基板1a〜1dの同調周波
数を１〜ｎとすれば、発光素子16の発光周波数を
１〜ｎのどれかに設定することにより光センサ基板1a
〜1dに加わる物理量のうち、一つを選択し、受光素子17
にその物理量により位相が変化した光が導びかれ、制御
回路18によりその位相を測定することにより、選択した
物理量を測定できる。第３図に制御装置の詳細を示す。
選択指令22の指示により発振器20の発振周波数が光セン
サ基板1a〜1dの同調周波数１〜ｎのうち１つに選定
され、増幅器19aを介して発光素子16の光を振幅変調す
る。つぎに光センサ基板1a〜1d、光導波路15a〜15eを通
つてきた光は受光素子17により電気信号に変換され増幅
器19bにより増幅した後、位相検出器21により発信器20
との位相を検出し、測定結果23として出力する。なお、
測定結果23を選択指令22に同期して分配するスイツチを
設ければ、時分割の多点同時測定も可能である。
第４図および第５図に光センサ基板の他の実施例を示
す。第４図は第１図の選択受光素子12に換えて太陽電池
24を設けたもので、第１図に比べ、スイツチ1,電源14が
不用になると言う利点がある。その他の部分は第１図と
同様でありその説明を省略する。
す。第４図は第１図の選択受光素子12に換えて太陽電池
24を設けたもので、第１図に比べ、スイツチ1,電源14が
不用になると言う利点がある。その他の部分は第１図と
同様でありその説明を省略する。
第５図は物理量に対する受感部を２ケ設けたもので、
異なる物理量に対して感じる受感部9a,9bを通る検出導
波路8a,8bに対する同調周波数を異なるように設定すれ
ば、１つの光センサ基板１で２つの物理量を測定するこ
とが出来る。もちろん受感部の設定は３個以上でも可能
である。その他の部分は第１図と同様でありその説明を
省略する。
異なる物理量に対して感じる受感部9a,9bを通る検出導
波路8a,8bに対する同調周波数を異なるように設定すれ
ば、１つの光センサ基板１で２つの物理量を測定するこ
とが出来る。もちろん受感部の設定は３個以上でも可能
である。その他の部分は第１図と同様でありその説明を
省略する。
本発明は、以上説明したように構成されているので次
のような効果がある。
のような効果がある。
１組の光センサシステムで多数の物理量測定が出来
る。また全ての動作が光のみで可能なため、防火性の高
いセンサシステムが構成できる。
る。また全ての動作が光のみで可能なため、防火性の高
いセンサシステムが構成できる。
第１図は本発明の一実施例の光センサ部の外観斜視図、
第２図は測定装置の全体構成図、第３図は制御回路の構
成図、第４図，第５図は夫々光センサ部の他の実施例の
構成図である。 １……光センサ基板、３……光スイツチ、９……受感
部、15……光導波路、16……発光素子、17……受光素
子、18……制御回路。
第２図は測定装置の全体構成図、第３図は制御回路の構
成図、第４図，第５図は夫々光センサ部の他の実施例の
構成図である。 １……光センサ基板、３……光スイツチ、９……受感
部、15……光導波路、16……発光素子、17……受光素
子、18……制御回路。
Claims (2)
- 【請求項１】適数個の物理量により透過光量が変化し、
その透過光量より物理量を測定する光センサと、光セン
サに光を与える発光素子と、光センサに加わる物理量に
より変調された光センサからの光を電気信号に変える受
光素子と、上記光センサ，発光素子および受光素子間を
光学的に結ぶ光導波路より成る光センサ多点測定装置に
おいて、発光素子から発光させる光に振幅変調を加え、
その変調周波数により上記光センサの中から１個の光セ
ンサのみを選択し、その物理量により変調された光から
光センサに加わる物理量を測定する装置を設けたことを
特徴とする光センサ多点測定装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の測定装置において、物理
量により透過光量を変化する手段として、光センサ内に
物理量により見掛けの光路長が変化する検出導波路と光
路長が変化しない参照導波路とを設け、それらを透過し
てきた光の干渉を利用したことを特徴とする光センサ多
点測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009754A JP2644869B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 光センサ多点測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009754A JP2644869B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 光センサ多点測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02191000A JPH02191000A (ja) | 1990-07-26 |
| JP2644869B2 true JP2644869B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=11729078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009754A Expired - Lifetime JP2644869B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 光センサ多点測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644869B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3316204B2 (ja) * | 2000-04-28 | 2002-08-19 | 株式会社オーシーシー | 光ファイバグレーティング測定装置および光ファイバグレーティング測定方法 |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1009754A patent/JP2644869B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02191000A (ja) | 1990-07-26 |
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