JP3228862B2 - 光電圧センサ - Google Patents
光電圧センサInfo
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- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
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- G01R1/07—Non contact-making probes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送電線、配電線の
電圧あるいはモータ等の駆動電源電圧を検知するのに用
いられる光電圧センサに関する。
電圧あるいはモータ等の駆動電源電圧を検知するのに用
いられる光電圧センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】光電圧センサは、例えば図４に示すよう
に、センサ部２４、入力側光学系２１、出力側光学系２
２、光信号処理部（図示せず）より構成され、センサ部
分２４は光の入射側から光軸上に直角ＰＢＳ（偏光子）
１、１／４波長板４、ポッケルス素子３、直角ＰＢＳ
（検光子）１を配置し、前記各光学部品は互いに接する
光軸面を全て接着剤で接着する。ポッケルス素子３には
電圧印加用に電極端子１４、リード線１３、電極５が電
気的に接続されていて、被測定電圧２４を前記電極端子
１４に印加する。光信号処理部と前記センサ部２４とは
入力側光学系２１と出力側光学系２２によって接続さて
おり、前記センサ部２４の入力側光軸面と出力側光軸面
はそれぞれ前記入力側光学系２１のセンサ部側光軸面と
前記出力側光学系２２のセンサ部側光軸面を接着剤によ
り接着固定する。また、前記入力側光学系２１は、光軸
上に（入力側）光ファイバー６、フェルール８、レンズ
９で構成され、各光学部品の相互の光軸面は接着剤によ
り接着され、前記出力側光学系２２も前記入力側光学系
２１と同様の構成を有する。ただし、光軸面とは光軸に
垂直な面のことで、光の入射面と出射面の２つある。そ
して、接着固定された前記センサ部２４、前記入力側光
学系２１、前記出力側光学系２２は、下ケース２３に機
構的に固定される。ただし、上記光学部品用接着剤とし
ては、エポキシ系あるいはウレタン系等の樹脂を使用す
る。
に、センサ部２４、入力側光学系２１、出力側光学系２
２、光信号処理部（図示せず）より構成され、センサ部
分２４は光の入射側から光軸上に直角ＰＢＳ（偏光子）
１、１／４波長板４、ポッケルス素子３、直角ＰＢＳ
（検光子）１を配置し、前記各光学部品は互いに接する
光軸面を全て接着剤で接着する。ポッケルス素子３には
電圧印加用に電極端子１４、リード線１３、電極５が電
気的に接続されていて、被測定電圧２４を前記電極端子
１４に印加する。光信号処理部と前記センサ部２４とは
入力側光学系２１と出力側光学系２２によって接続さて
おり、前記センサ部２４の入力側光軸面と出力側光軸面
はそれぞれ前記入力側光学系２１のセンサ部側光軸面と
前記出力側光学系２２のセンサ部側光軸面を接着剤によ
り接着固定する。また、前記入力側光学系２１は、光軸
上に（入力側）光ファイバー６、フェルール８、レンズ
９で構成され、各光学部品の相互の光軸面は接着剤によ
り接着され、前記出力側光学系２２も前記入力側光学系
２１と同様の構成を有する。ただし、光軸面とは光軸に
垂直な面のことで、光の入射面と出射面の２つある。そ
して、接着固定された前記センサ部２４、前記入力側光
学系２１、前記出力側光学系２２は、下ケース２３に機
構的に固定される。ただし、上記光学部品用接着剤とし
ては、エポキシ系あるいはウレタン系等の樹脂を使用す
る。
【０００３】また、ポッケルス素子３としては、Ｂｉ12
ＳｉＯ20（ＢＳＯ），ＫＤＰや自然複屈折を有するＬｉ
ＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3等を使用する。
ＳｉＯ20（ＢＳＯ），ＫＤＰや自然複屈折を有するＬｉ
ＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3等を使用する。
【０００４】次に、光電圧センサの原理を述べる。（入
力側）光ファイバー６の光源として、例えば中心波長
０．８８μｍのＬＥＤを使用した場合、ＬＥＤの無偏光
はセンサ部２４の直角ＰＢＳ（偏光子）１を通過後直線
偏光となる。この直線偏光はλ／４板４を通過すると円
偏光になり、この円偏光はポッケルス素子３通過後は前
記ポッケルス素子３の印加電圧２４に応じて楕円化す
る。この楕円偏光の直角ＰＢＳ（検光子）１通過後の出
力強度変化は、前記印加電圧２４により変化するポッケ
ルス素子３の通過光の偏光状態に対応するため、（出力
側）光ファイバ７を介して、受光器において直角ＰＢＳ
（検光子）１の出力強度変化をモニターし、光量（強
度）の変調度を計算することで印加電圧２４を測定する
ことができる。ここで、前記光量の変調度とは、光量の
ＡＣ成分と光量のＤＣ成分の比のことである。
力側）光ファイバー６の光源として、例えば中心波長
０．８８μｍのＬＥＤを使用した場合、ＬＥＤの無偏光
はセンサ部２４の直角ＰＢＳ（偏光子）１を通過後直線
偏光となる。この直線偏光はλ／４板４を通過すると円
偏光になり、この円偏光はポッケルス素子３通過後は前
記ポッケルス素子３の印加電圧２４に応じて楕円化す
る。この楕円偏光の直角ＰＢＳ（検光子）１通過後の出
力強度変化は、前記印加電圧２４により変化するポッケ
ルス素子３の通過光の偏光状態に対応するため、（出力
側）光ファイバ７を介して、受光器において直角ＰＢＳ
（検光子）１の出力強度変化をモニターし、光量（強
度）の変調度を計算することで印加電圧２４を測定する
ことができる。ここで、前記光量の変調度とは、光量の
ＡＣ成分と光量のＤＣ成分の比のことである。
【０００５】ところで、前記光電圧センサは、屋外の厳
しい環境下で使用されることが多く、温度特性には厳し
い性能が要求され、−２０〜８０℃において変調度変化
が±１％以下が望まれる。この温度特性については、λ
／４板４やポッケルス素子３は接着部の応力により自然
複屈折やポッケルス効果が変化したり、ＬｉＮｂＯ3な
どのＺ軸を光軸としても入射光の軸ずれにより自然複屈
折の温度特性が現れたり等さまざまな報告がある。応力
あるいは、光線の軸ズレによるによるλ／４板４の複屈
折の変化はλ／４板４として０次単板を使用する事によ
り応力緩和に成功している。しかし、０次の単板は高価
で、低価格の多層膜０次λ／４板２での特性改善が望ま
れる。また、軸ずれによる自然複屈折の発生は、光学部
品の光軸面の面だし精度を３０分以下にすることによ
り、軸ずれ角を０．２°以下に押さえたので軸ずれによ
る温度特性も克服している。
しい環境下で使用されることが多く、温度特性には厳し
い性能が要求され、−２０〜８０℃において変調度変化
が±１％以下が望まれる。この温度特性については、λ
／４板４やポッケルス素子３は接着部の応力により自然
複屈折やポッケルス効果が変化したり、ＬｉＮｂＯ3な
どのＺ軸を光軸としても入射光の軸ずれにより自然複屈
折の温度特性が現れたり等さまざまな報告がある。応力
あるいは、光線の軸ズレによるによるλ／４板４の複屈
折の変化はλ／４板４として０次単板を使用する事によ
り応力緩和に成功している。しかし、０次の単板は高価
で、低価格の多層膜０次λ／４板２での特性改善が望ま
れる。また、軸ずれによる自然複屈折の発生は、光学部
品の光軸面の面だし精度を３０分以下にすることによ
り、軸ずれ角を０．２°以下に押さえたので軸ずれによ
る温度特性も克服している。
【０００６】しかし、ポッケルス素子３に加わる応力の
緩和には現在のところ適当な方法がなく、従来の光電圧
センサの温度特性は図５に示すように、最大１０％程度
の温度特性がある。しかも、応力は光電圧センサ製造時
の環境で変化するので温度特性にも再現性がなく、温度
特性の管理は困難であった。
緩和には現在のところ適当な方法がなく、従来の光電圧
センサの温度特性は図５に示すように、最大１０％程度
の温度特性がある。しかも、応力は光電圧センサ製造時
の環境で変化するので温度特性にも再現性がなく、温度
特性の管理は困難であった。
【０００７】また、特開平４−２９１１６５号公報に
は、光応用センサの製造方法が開示されている。この製
造方法は、前記光応用センサを構成する複数の光学部品
を光軸調整用基盤を用いて光軸調整後、各光学部品の相
互間をエポキシ系またはウレタン系等合成樹脂で隙間無
く密着させると共に、前記密着させられた光学部品と光
ファイバー等の周囲を同一の合成樹脂で隙間無くモール
ドする方法である。この製造方法は光電流センサには有
効だが、応力あるいは軸ズレによる複屈折による特性変
化の起こる光電圧センサの場合には、温度変化による前
記合成樹脂の変形による軸ズレ発生と前記合成樹脂とポ
ッケルス素子の熱膨張係数の相違による応力発生により
好ましくない温度特性を引き起こす。
は、光応用センサの製造方法が開示されている。この製
造方法は、前記光応用センサを構成する複数の光学部品
を光軸調整用基盤を用いて光軸調整後、各光学部品の相
互間をエポキシ系またはウレタン系等合成樹脂で隙間無
く密着させると共に、前記密着させられた光学部品と光
ファイバー等の周囲を同一の合成樹脂で隙間無くモール
ドする方法である。この製造方法は光電流センサには有
効だが、応力あるいは軸ズレによる複屈折による特性変
化の起こる光電圧センサの場合には、温度変化による前
記合成樹脂の変形による軸ズレ発生と前記合成樹脂とポ
ッケルス素子の熱膨張係数の相違による応力発生により
好ましくない温度特性を引き起こす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、接着
によりポッケルス素子と０次多層膜λ／４板に加わる応
力が制御不可能なため、温度特性が不良な上、各光電圧
センサ間で温度特性が不揃となるため、正確な電圧測定
ができない上、温度特性の管理上全数評価する必要があ
りコストアップにつながる。
によりポッケルス素子と０次多層膜λ／４板に加わる応
力が制御不可能なため、温度特性が不良な上、各光電圧
センサ間で温度特性が不揃となるため、正確な電圧測定
ができない上、温度特性の管理上全数評価する必要があ
りコストアップにつながる。
【０００９】本発明は、従来の光電圧センサの課題を考
慮し、感度と光量の温度特性の良好な光電圧センサを提
供すること、および、それを簡単かつ低コストで量産で
きる組立方法を提供することを目的とする。
慮し、感度と光量の温度特性の良好な光電圧センサを提
供すること、および、それを簡単かつ低コストで量産で
きる組立方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、第一、第二、第三及び第四の光学部品を備え
る。その第三と第四の光学部品は、例えば、少なくとも
レンズ、ホルダー等の光学部品で構成される入力側光学
系と、出力側光学系のそれぞれに、直角ＰＢＳを接着し
てなるものである。また、第一の光学部品は、外部応力
により光学特性変動を起こすλ／４板なるものであり、
第二の光学部品は、外部応力により光学特性変動を起こ
すポッケルス素子である。そして、第一と第二の光学部
品の光軸上の接合面は接着剤で接着せずに光軸上に固定
することを特徴とする光電圧センサである。 前記λ／４
板およびポッケルス素子と同一光軸上にある、前記第三
の光学部品ホルダーと、前記第四の光学部品のホルダー
とは、硬化後の熱膨張係数が２０×１０ -6 ／℃以下の無
機質接着剤で硬化一体化されている。これによって、第
三、第四の光学部品が、前記λ／４板とポッケルス素子
とを適当な力で挟み込むので、前記第三の光学部品の出
射側面と前記λ／４板の入射側面、前記λ／４板の出射
側面と前記ポッケルス素子の入射面、前記ポッケルス素
子の出射面と前記第四の光学部品の入射面の３カ所は無
接着接合面であるが、そこに摩擦力が発生して、前記λ
／４板及び前記ポッケルス素子を前記第三の光学部品と
前記第四の光学部品間に固定・保持する。
本発明は、第一、第二、第三及び第四の光学部品を備え
る。その第三と第四の光学部品は、例えば、少なくとも
レンズ、ホルダー等の光学部品で構成される入力側光学
系と、出力側光学系のそれぞれに、直角ＰＢＳを接着し
てなるものである。また、第一の光学部品は、外部応力
により光学特性変動を起こすλ／４板なるものであり、
第二の光学部品は、外部応力により光学特性変動を起こ
すポッケルス素子である。そして、第一と第二の光学部
品の光軸上の接合面は接着剤で接着せずに光軸上に固定
することを特徴とする光電圧センサである。 前記λ／４
板およびポッケルス素子と同一光軸上にある、前記第三
の光学部品ホルダーと、前記第四の光学部品のホルダー
とは、硬化後の熱膨張係数が２０×１０ -6 ／℃以下の無
機質接着剤で硬化一体化されている。これによって、第
三、第四の光学部品が、前記λ／４板とポッケルス素子
とを適当な力で挟み込むので、前記第三の光学部品の出
射側面と前記λ／４板の入射側面、前記λ／４板の出射
側面と前記ポッケルス素子の入射面、前記ポッケルス素
子の出射面と前記第四の光学部品の入射面の３カ所は無
接着接合面であるが、そこに摩擦力が発生して、前記λ
／４板及び前記ポッケルス素子を前記第三の光学部品と
前記第四の光学部品間に固定・保持する。
【００１１】また、この発明は、光学部品の固定状態に
おいて、前記各光学部品の３カ所の無接着接合面以外の
面に沿って、ループ状弾性体を前記λ／４板、ポッケル
ス素子、第三の光学部品の直角ＰＢＳ、第四の光学部品
の直角ＰＢＳを束ねるように配置することを特徴とす
る。ただし、本発明で使用する光学部品の光軸面の面精
度が３０分以下のものを使用する。
おいて、前記各光学部品の３カ所の無接着接合面以外の
面に沿って、ループ状弾性体を前記λ／４板、ポッケル
ス素子、第三の光学部品の直角ＰＢＳ、第四の光学部品
の直角ＰＢＳを束ねるように配置することを特徴とす
る。ただし、本発明で使用する光学部品の光軸面の面精
度が３０分以下のものを使用する。
【００１２】また、この発明は、前記第三の光学部品の
直角ＰＢＳ、前記λ／４板、前記ポッケルス素子、前記
第四の光学部品の直角ＰＢＳを光軸調整用溝状ガイドに
並べ、前記第三の光学部品の直角ＰＢＳと第四の光学部
品の直角ＰＢＳのそれぞれに前記λ／４板およびポッケ
ルス素子の光軸と平行方向に適当な弾性を有する外力を
それぞれ反平行方向に加えた状態で、ケース配置時にケ
ース内において、前記λ／４板と前記ポッケルス素子を
含む空間と、前記λ／４板と前記ポッケルス素子を含ま
ない空間を仕切る仕切板を有するケースを配置し、前記
λ／４板と前記ポッケルス素子を含まない空間側に前記
無機質接着剤を充填して、前記第三の光学部品と第四の
光学部品が一体化した後、前記一体化された第三の光学
部品と第四の光学部品と、前記第三の光学部品と前記第
四の光学部品に挟まれ摩擦力で保持される前記λ／４板
と前記ポッケルス素子を前記光軸調整用溝状ガイドと前
記弾性を有する外力から解放して作製することを特徴と
する。
直角ＰＢＳ、前記λ／４板、前記ポッケルス素子、前記
第四の光学部品の直角ＰＢＳを光軸調整用溝状ガイドに
並べ、前記第三の光学部品の直角ＰＢＳと第四の光学部
品の直角ＰＢＳのそれぞれに前記λ／４板およびポッケ
ルス素子の光軸と平行方向に適当な弾性を有する外力を
それぞれ反平行方向に加えた状態で、ケース配置時にケ
ース内において、前記λ／４板と前記ポッケルス素子を
含む空間と、前記λ／４板と前記ポッケルス素子を含ま
ない空間を仕切る仕切板を有するケースを配置し、前記
λ／４板と前記ポッケルス素子を含まない空間側に前記
無機質接着剤を充填して、前記第三の光学部品と第四の
光学部品が一体化した後、前記一体化された第三の光学
部品と第四の光学部品と、前記第三の光学部品と前記第
四の光学部品に挟まれ摩擦力で保持される前記λ／４板
と前記ポッケルス素子を前記光軸調整用溝状ガイドと前
記弾性を有する外力から解放して作製することを特徴と
する。
【００１３】また、この発明は、第三の光学部品と第四
の光学部品の組立方法として、まず直角ＰＢＳ用Ｖ溝を
レンズ用Ｖ溝を一体した光軸合わせ治具を用いてＰＢＳ
の中心にレンズを面精度で面接着させ、前記レンズと同
心で、前記レンズが容易に挿入可能で容易には抜けない
適当な内径を有するホルダーをＰＢＳに面接着させる。
の光学部品の組立方法として、まず直角ＰＢＳ用Ｖ溝を
レンズ用Ｖ溝を一体した光軸合わせ治具を用いてＰＢＳ
の中心にレンズを面精度で面接着させ、前記レンズと同
心で、前記レンズが容易に挿入可能で容易には抜けない
適当な内径を有するホルダーをＰＢＳに面接着させる。
【００１４】上記のような光電圧センサでは、λ／４板
とポッケルス素子は接着剤を使用した接着面がなくな
り、接着剤との熱膨張係数との相違による発生する応力
から解放されるため、光電圧センサは温度の影響を受け
ずに被測定電圧を正確に測定できるとともに、低価格の
光学部品の使用と組立作業者の個人差のでない簡単な組
立方法が採用でき、特性の管理が容易になるとともにコ
ストダウンが図れる。
とポッケルス素子は接着剤を使用した接着面がなくな
り、接着剤との熱膨張係数との相違による発生する応力
から解放されるため、光電圧センサは温度の影響を受け
ずに被測定電圧を正確に測定できるとともに、低価格の
光学部品の使用と組立作業者の個人差のでない簡単な組
立方法が採用でき、特性の管理が容易になるとともにコ
ストダウンが図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態例】以下、本発明の実施の形態例に
ついて図面を参照して説明する。図１に本光電圧センサ
の実施の形態例の構成概要図、図２に組立概要図、図３
に感度の温度特性を示す。
ついて図面を参照して説明する。図１に本光電圧センサ
の実施の形態例の構成概要図、図２に組立概要図、図３
に感度の温度特性を示す。
【００１６】まず、本光電圧センサの実施の形態例を図
１を参照しながら説明する。ＧＲＩＮレンズ９、ホルダ
ー１０の光学部品の各接合面を光学接着剤により接着固
定して入力側光学系２１と出力側光学系２２を構成し、
それぞれに直角ＰＢＳ１を接着して第三の光学部品２７
と第四の光学部品２８とをそれぞれ構成し、またセンサ
部２０を構成する光学部品の集合体の内、外部応力によ
り特性変動を起こす多層膜０次λ／４板２で第一の光学
部品２５を構成し、また同様に外部応力により特性変動
を起こすポッケルス素子３で第二の光学部品２６を構成
する。そして図１に示すように光の入射側から同一光軸
上に第三の光学部品、第一の光学部品、第二の光学部
品、第四の光学部品の順で配置し、第三の光学部品２７
のホルダーと第四の光学部品２８のホルダーを、硬化後
の熱膨張係数が２０×１０-6／℃以下のセラミック接着
剤で硬化・一体化し、前記多層膜０次λ／４板２および
ポッケルス素子３と同一光軸上にあって前記第三の光学
部品２７の出射側面と前記多層膜０次λ／４板の入射側
面、前記多層膜０次λ／４板２の出射面と前記ポッケル
ス素子３の入射面、前記ポッケルス素子３の出射面と前
記第四の光学部品２８の入射面の３カ所の無接着接合面
を介して、前記多層膜０次λ／４板と前記ポッケルス素
子３を適当な力で挟み込み、前記３カ所の無接着接合面
に発生する摩擦力で前記多層膜０次λ／４板２及び前記
ポッケルス素子３を前記第三の光学部品２７と前記第四
の光学部品２８間に固定・保持した状態で、電極加工を
施したケースでケーシングを行い、前記入力側光学系２
１と出力側光学系２２のそれぞれにフェルール８付入力
用光ファイバー６とフェルール８付出力用光ファイバー
を装着する構成を有する。ただし、前記光軸は、第三の
光学部品２７の直角ＰＢＳと第四の光学部品２８の直角
ＰＢＳにおいて直角に曲げられるので、前記入力側光学
系２１の光軸と前記出力側光学系２２の光軸はお互い平
行で、前記多層膜０次λ／４板２とポッケルス素子３の
共通した光軸は前記入力側光学系２１の光軸と直交する
ため、全体の光軸はコの字型となる。
１を参照しながら説明する。ＧＲＩＮレンズ９、ホルダ
ー１０の光学部品の各接合面を光学接着剤により接着固
定して入力側光学系２１と出力側光学系２２を構成し、
それぞれに直角ＰＢＳ１を接着して第三の光学部品２７
と第四の光学部品２８とをそれぞれ構成し、またセンサ
部２０を構成する光学部品の集合体の内、外部応力によ
り特性変動を起こす多層膜０次λ／４板２で第一の光学
部品２５を構成し、また同様に外部応力により特性変動
を起こすポッケルス素子３で第二の光学部品２６を構成
する。そして図１に示すように光の入射側から同一光軸
上に第三の光学部品、第一の光学部品、第二の光学部
品、第四の光学部品の順で配置し、第三の光学部品２７
のホルダーと第四の光学部品２８のホルダーを、硬化後
の熱膨張係数が２０×１０-6／℃以下のセラミック接着
剤で硬化・一体化し、前記多層膜０次λ／４板２および
ポッケルス素子３と同一光軸上にあって前記第三の光学
部品２７の出射側面と前記多層膜０次λ／４板の入射側
面、前記多層膜０次λ／４板２の出射面と前記ポッケル
ス素子３の入射面、前記ポッケルス素子３の出射面と前
記第四の光学部品２８の入射面の３カ所の無接着接合面
を介して、前記多層膜０次λ／４板と前記ポッケルス素
子３を適当な力で挟み込み、前記３カ所の無接着接合面
に発生する摩擦力で前記多層膜０次λ／４板２及び前記
ポッケルス素子３を前記第三の光学部品２７と前記第四
の光学部品２８間に固定・保持した状態で、電極加工を
施したケースでケーシングを行い、前記入力側光学系２
１と出力側光学系２２のそれぞれにフェルール８付入力
用光ファイバー６とフェルール８付出力用光ファイバー
を装着する構成を有する。ただし、前記光軸は、第三の
光学部品２７の直角ＰＢＳと第四の光学部品２８の直角
ＰＢＳにおいて直角に曲げられるので、前記入力側光学
系２１の光軸と前記出力側光学系２２の光軸はお互い平
行で、前記多層膜０次λ／４板２とポッケルス素子３の
共通した光軸は前記入力側光学系２１の光軸と直交する
ため、全体の光軸はコの字型となる。
【００１７】また、図１に示すように、前記直角ＰＢＳ
１と前記多層膜０次λ／４板２とポッケルス素子３の３
カ所の無接着接合面以外の面に沿って、熱収縮チューブ
１２あるいは帯状ループゴムを前記多層膜０次λ／４板
２、前記ポッケルス素子３、前記第三の光学部品２７の
直角ＰＢＳ１、前記第四の光学部品２８の直角ＰＢＳ１
を束ねるように配置すると、前記多層膜０次λ／４板２
とポッケルス素子３の固定・保持が強化される。なお、
前記３カ所の無接着接合面にグリース状シリコーンコン
パウンド（オプティカル・グリース）を充填しても何等
問題はない。
１と前記多層膜０次λ／４板２とポッケルス素子３の３
カ所の無接着接合面以外の面に沿って、熱収縮チューブ
１２あるいは帯状ループゴムを前記多層膜０次λ／４板
２、前記ポッケルス素子３、前記第三の光学部品２７の
直角ＰＢＳ１、前記第四の光学部品２８の直角ＰＢＳ１
を束ねるように配置すると、前記多層膜０次λ／４板２
とポッケルス素子３の固定・保持が強化される。なお、
前記３カ所の無接着接合面にグリース状シリコーンコン
パウンド（オプティカル・グリース）を充填しても何等
問題はない。
【００１８】次に、本実施の形態例の光電圧センサの組
立方法を図２を参照しながら説明する。
立方法を図２を参照しながら説明する。
【００１９】まず、光軸調整済みの直角ＰＢＳ１とＧＲ
ＩＮレンズ９とホルダー１０を光学接着剤、例えば、エ
ポキシ系合成樹脂、を使用して一体化して、第三の光学
部品２７と第四の光学部品２８を作製する。
ＩＮレンズ９とホルダー１０を光学接着剤、例えば、エ
ポキシ系合成樹脂、を使用して一体化して、第三の光学
部品２７と第四の光学部品２８を作製する。
【００２０】次に、前記第三の光学部品２７の直角ＰＢ
Ｓ１、前記多層膜０次λ／４板２、前記ポッケルス素子
３、前記第四の光学部品２８の直角ＰＢＳ１を前記第三
の光学部品２７のホルダー１０と前記第四の光学部品２
８のホルダー１０が上向きになるように光軸調整用溝状
ガイド３３に並べ、光軸が合ったところで、ツバ３１を
介してバネ２９で押さえられた部品押さえ棒３０と前記
部品押さえ棒３０の反対側に配置するブロック壁３８を
用いて、前記第三の光学部品２７の直角ＰＢＳ１と第四
の光学部品２８の直角ＰＢＳ１のそれぞれに、前記多層
膜０次λ／４板２およびポッケルス素子３の光軸と平行
方向に適当な弾性を有する外力をそれぞれ反平行方向に
加え、そのようにして、前記第三の光学部品２７、前記
多層膜０次λ／４板２、前記ポッケルス素子３、前記第
四の光学部品２８を仮固定した状態で、ケース配置時に
ケース内において、前記多層膜０次λ／４板２と前記ポ
ッケルス素子３を含まない上空間３６と、前記多層膜０
次λ／４板２と前記ポッケルス素子３を含む下空間３７
を仕切り、前記第三の光学部品と前記第四の光学部品の
それぞれのホルダーを通す通し穴に前記ホルダーを通し
たときに、前記セラミック接着剤（硬化前）１７が通過
できない間隙３５を形成できる仕切板１９を有する側ケ
ース１５を配置し、前記上空間３６側に前記セラミック
接着剤（硬化前）１７をセラミック充填器１８で充填
し、前記セラミック接着剤１７が硬化して前記第三の光
学部品２７のホルダー１０と第四の光学部品２８のホル
ダー１０が一体化した後、前記一体化された第三の光学
部品２７と第四の光学部品２８、と前記第三の光学部品
２７と前記第四の光学部品２８に挟まれ摩擦力で保持さ
れる前記多層膜０次λ／４板２と前記ポッケルス素子３
を、前記光軸調整用溝状ガイド３３と前記弾性を有する
外力から解放することにより、本光電圧センサの実施の
形態例が作製できる。
Ｓ１、前記多層膜０次λ／４板２、前記ポッケルス素子
３、前記第四の光学部品２８の直角ＰＢＳ１を前記第三
の光学部品２７のホルダー１０と前記第四の光学部品２
８のホルダー１０が上向きになるように光軸調整用溝状
ガイド３３に並べ、光軸が合ったところで、ツバ３１を
介してバネ２９で押さえられた部品押さえ棒３０と前記
部品押さえ棒３０の反対側に配置するブロック壁３８を
用いて、前記第三の光学部品２７の直角ＰＢＳ１と第四
の光学部品２８の直角ＰＢＳ１のそれぞれに、前記多層
膜０次λ／４板２およびポッケルス素子３の光軸と平行
方向に適当な弾性を有する外力をそれぞれ反平行方向に
加え、そのようにして、前記第三の光学部品２７、前記
多層膜０次λ／４板２、前記ポッケルス素子３、前記第
四の光学部品２８を仮固定した状態で、ケース配置時に
ケース内において、前記多層膜０次λ／４板２と前記ポ
ッケルス素子３を含まない上空間３６と、前記多層膜０
次λ／４板２と前記ポッケルス素子３を含む下空間３７
を仕切り、前記第三の光学部品と前記第四の光学部品の
それぞれのホルダーを通す通し穴に前記ホルダーを通し
たときに、前記セラミック接着剤（硬化前）１７が通過
できない間隙３５を形成できる仕切板１９を有する側ケ
ース１５を配置し、前記上空間３６側に前記セラミック
接着剤（硬化前）１７をセラミック充填器１８で充填
し、前記セラミック接着剤１７が硬化して前記第三の光
学部品２７のホルダー１０と第四の光学部品２８のホル
ダー１０が一体化した後、前記一体化された第三の光学
部品２７と第四の光学部品２８、と前記第三の光学部品
２７と前記第四の光学部品２８に挟まれ摩擦力で保持さ
れる前記多層膜０次λ／４板２と前記ポッケルス素子３
を、前記光軸調整用溝状ガイド３３と前記弾性を有する
外力から解放することにより、本光電圧センサの実施の
形態例が作製できる。
【００２１】ただし、前記弾性を有する外力の強度は、
前記バネ２９で決まり、実施の形態例では数百ｇ重であ
る。また、前記弾性を有する外力の発生装置としてバネ
（スプリング）を使用したが、弾性力を発生するもので
あれば何でも良く、ゴムや板バネ等でも良い。なお、ポ
ッケルス素子３は圧電素子である場合も多く、前記弾性
を有する外力は大きければ大きいほど前記摩擦力が増
し、固定・保持力が強くなるが、特性劣化を引き起こす
原因となることもある。
前記バネ２９で決まり、実施の形態例では数百ｇ重であ
る。また、前記弾性を有する外力の発生装置としてバネ
（スプリング）を使用したが、弾性力を発生するもので
あれば何でも良く、ゴムや板バネ等でも良い。なお、ポ
ッケルス素子３は圧電素子である場合も多く、前記弾性
を有する外力は大きければ大きいほど前記摩擦力が増
し、固定・保持力が強くなるが、特性劣化を引き起こす
原因となることもある。
【００２２】ところで、ポッケルス素子３としては、従
来例と同様に、Ｂｉ12ＳｉＯ20（ＢＳＯ），ＫＤＰや自
然複屈折を有するＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3等を使用
し、ポッケルス素子３には電圧印加用に電極端子１４、
リード線１３、電極５が電気的に接続されていて、被測
定電圧２４を前記電極端子１４に印加する構成になって
いる。λ／４板は、多層膜０次以外でも同等の特性を有
するものであれば問題ない。また、直角ＰＢＳ１等の光
学部品の光軸面の面だし精度は、３０分以下のものを使
用し、軸ずれ角を０．２°以下に押さえ、軸ずれによる
温度特性は抑えている。また、ホルダー１０材料として
は、温度変化による形状変形の小さい無機材料、例えば
セラミック製が特性上ベストだが、コスト面を考えて金
属製も少々の特性劣化が心配なければ使用することも可
能である。
来例と同様に、Ｂｉ12ＳｉＯ20（ＢＳＯ），ＫＤＰや自
然複屈折を有するＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3等を使用
し、ポッケルス素子３には電圧印加用に電極端子１４、
リード線１３、電極５が電気的に接続されていて、被測
定電圧２４を前記電極端子１４に印加する構成になって
いる。λ／４板は、多層膜０次以外でも同等の特性を有
するものであれば問題ない。また、直角ＰＢＳ１等の光
学部品の光軸面の面だし精度は、３０分以下のものを使
用し、軸ずれ角を０．２°以下に押さえ、軸ずれによる
温度特性は抑えている。また、ホルダー１０材料として
は、温度変化による形状変形の小さい無機材料、例えば
セラミック製が特性上ベストだが、コスト面を考えて金
属製も少々の特性劣化が心配なければ使用することも可
能である。
【００２３】次に、図３は、第一実施の形態例の光電圧
センサの感度の温度特性で、−２０〜８０［゜Ｃ］にわ
たって、±１％以下の良好な特性を示す。
センサの感度の温度特性で、−２０〜８０［゜Ｃ］にわ
たって、±１％以下の良好な特性を示す。
【００２４】なお、前記実施の形態例は、光量の強度変
調タイプを例にとって説明したが、本発明は、光量の位
相変調タイプの光電圧センサ（たとえば特願平５−２２
２５１５、特願平６−１９０２８１参照）にも適用可能
である。すなわち、第一の光学部品２５として多層膜０
次λ／４板２を変調用ポッケルス素子４１に置き換える
ことによって、光量の位相変調タイプにも本発明を適用
可能と出来る。
調タイプを例にとって説明したが、本発明は、光量の位
相変調タイプの光電圧センサ（たとえば特願平５−２２
２５１５、特願平６−１９０２８１参照）にも適用可能
である。すなわち、第一の光学部品２５として多層膜０
次λ／４板２を変調用ポッケルス素子４１に置き換える
ことによって、光量の位相変調タイプにも本発明を適用
可能と出来る。
【００２５】また以上は応力により光学特性の変化する
場合を説明したが、本発明は応力により物理特性が変化
する圧電素子等にも応用できる。
場合を説明したが、本発明は応力により物理特性が変化
する圧電素子等にも応用できる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、λ／４板とポッケルス素子は応力から解放さ
れるため、光電圧センサは温度の影響を受けずに被測定
電圧を正確に測定できるとともに、温度特性管理が容易
となるためコストダウンにつながるという効果を有する
ものである。
本発明は、λ／４板とポッケルス素子は応力から解放さ
れるため、光電圧センサは温度の影響を受けずに被測定
電圧を正確に測定できるとともに、温度特性管理が容易
となるためコストダウンにつながるという効果を有する
ものである。
【図１】本発明の一実施の形態例における光電圧センサ
の概要図である。
の概要図である。
【図２】本発明の一実施の形態例における光電圧センサ
の組立方法の概要図である。
の組立方法の概要図である。
【図３】本発明の一実施の形態例の光電圧センサの感度
温度特性である。
温度特性である。
【図４】従来の光電圧センサの概要図である。
【図５】従来の光電圧センサの温度特性図である。
１ 直角ＰＢＳ ２ 多層膜０次λ／４板 ３ ポッケルス素子 ４ λ／４板 ５ 電極 ６ 入力用光ファイバー ７ 出力用光ファイバー ８ フェルール ９ ＧＲＩＮレンズ １０ ホルダー １１ セラミック接着剤（硬化後） １２ 熱収縮チューブ １３ リード線 １４ 電圧端子 １５ 側ケース １６ 上ケース １７ セラミック接着剤（硬化前） １８ セラミック充填器 １９ 仕切板 ２０ センサ部 ２１ 入力側光学系 ２２ 出力側光学系 ２３ 下ケース ２４ 印加電圧（被測定電圧） ２５ 第一の光学部品 ２６ 第二の光学部品 ２７ 第三の光学部品 ２８ 第四の光学部品 ２９ バネ ３０ 部品押さえ棒 ３１ ツバ ３２ ブロック ３３ 光軸調整用溝状ガイド ３４ リード線逃げ穴 ３５ 間隙 ３６ 上空間 ３７ 下空間 ３８ ブロック壁
Claims (5)
- 【請求項１】 応力により光学特性が変動する第一の光
学部品及び第二の光学部品と、前記第一の光学部品の光
の入射側と前記第二の光学部品の光の出射側のそれぞれ
に配置された第三の光学部品及び第四の光学部品とを備
え、 前記第三の光学部品と第四の光学部品のそれぞれの一部
が、硬化後の熱膨張係数が２０×１０-6／℃以下の無機
質接着剤で硬化一体化され、前記第一の光学部品と前記
第二の光学部品とが、前記第三、第四の光学部品によっ
て挟まれることによって、 前記第三の光学部品の出射面と前記第一の光学部品の入
射面、前記第一の光学部品の出射面と前記第二の光学部
品の入射面、前記第二の光学部品の出射面と前記第四の
光学部品の入射面の３カ所の無接着接合面における摩擦
力を利用して、前記第一，第二，第三及び第四の光学部
品が固定、保持されていることを特徴とする光電圧セン
サ。 - 【請求項２】 前記第三の光学部品と第四の光学部品
は、それぞれ光学接着剤で一体化されたレンズとホルダ
ーと直角ＰＢＳにより構成され、前記第三の光学部品の
ホルダーと第四の光学部品のホルダーのみを、前記無機
質接着剤で一体化することを特徴とする請求項１に記載
の光電圧センサ。 - 【請求項３】 前記３カ所の無接着接合面以外の面に沿
って、ループ状弾性体を前記第一の光学部品、第二の光
学部品、第三の光学部品、第四の光学部品を束ねるよう
に配置したことを特徴とする請求項１記載の光電圧セン
サ。 - 【請求項４】 前記第一の光学部品、第二の光学部品、
第三の光学部品、第四の光学部品を光軸調整用溝状ガイ
ドに並べ、前記第三の光学部品と第四の光学部品のそれ
ぞれに前記第一の光学部品の光軸と平行方向に適当な弾
性を有する外力をそれぞれ反平行方向に加えた状態で、
前記第三の光学部品と前記第四の光学部品を前記無機質
接着剤で硬化・一体化することによって製造することを
特徴とする請求項１記載の光電圧センサ。 - 【請求項５】 前記第一の光学部品、第二の光学部品、
第三の光学部品、第四の光学部品を光軸調整用溝状ガイ
ドに並べ、前記第三の光学部品と第四の光学部品のそれ
ぞれに前記第一の光学部品の光軸と平行方向に適当な弾
性を有する外力をそれぞれ反平行方向に加えた状態で、
ケース配置時にケース内において、前記第一の光学部品
と前記第二の光学部品を含む空間と、前記第一の光学部
品と前記第二の光学部品を含まない空間を仕切る仕切板
を有するケースを配置し、前記第一の光学部品と前記第
二の光学部品を含まない空間側に、前記無機質接着剤を
充填することによって製造することを特徴とする請求項
４記載の光電圧センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30702295A JP3228862B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 光電圧センサ |
| US08/753,495 US5748392A (en) | 1995-11-27 | 1996-11-26 | Optical voltage sensor, group of optical parts and method of manufacturing same |
| DE69637401T DE69637401T2 (de) | 1995-11-27 | 1996-11-26 | Optischer Spannungsfühler, Gruppe optischer Teile und Herstellungsverfahren dazu |
| EP96118932A EP0775914B1 (en) | 1995-11-27 | 1996-11-26 | Optical voltage sensor, group of optical parts and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30702295A JP3228862B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 光電圧センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145745A JPH09145745A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3228862B2 true JP3228862B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=17964091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30702295A Expired - Fee Related JP3228862B2 (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 光電圧センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5748392A (ja) |
| EP (1) | EP0775914B1 (ja) |
| JP (1) | JP3228862B2 (ja) |
| DE (1) | DE69637401T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP1168008B1 (en) | 2000-06-21 | 2008-05-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photonic band gap optical fibre |
| US9084457B2 (en) * | 2011-06-03 | 2015-07-21 | Krush To Pleve Llc | Multiple piece jewelry piece and method of manufacture |
| US11650367B2 (en) * | 2020-01-21 | 2023-05-16 | Lumentum Operations Llc | Graded-index fibers and phase elements for in-fiber beam shaping and switching |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA517086A (en) * | 1955-10-04 | American Cyanamid Company | Optical mountings | |
| US4544231A (en) * | 1983-06-29 | 1985-10-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health & Human Services | Method of joining plastic optical fibers and connections obtained |
| NL8502225A (nl) * | 1985-06-10 | 1987-01-02 | Philips Nv | Replika lens en methode voor de vervaardiging ervan. |
| IT1186469B (it) * | 1985-12-18 | 1987-11-26 | Pirelli Cavi Spa | Connettore per cavi a fibre ottiche |
| DE3608484C2 (de) * | 1986-03-14 | 2001-07-05 | Zeiss Carl | Anordnung zur justierten Montage optischer Bauteile |
| DD250784A1 (de) * | 1986-07-01 | 1987-10-21 | Zeiss Jena Veb Carl | Optische anordnung mit radialer und axialer temperaturkompensation |
| JPS63117201A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-21 | インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−ション | 物体支持装置 |
| JPS63141011A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | Minolta Camera Co Ltd | レンズの保持装置 |
| US4822129A (en) * | 1988-01-04 | 1989-04-18 | Corning Glass Works | Method of mounting ferrule to expanded beam lens |
| JPH0718889B2 (ja) * | 1988-03-25 | 1995-03-06 | 日本碍子株式会社 | 光部品 |
| JPH079441B2 (ja) | 1991-03-20 | 1995-02-01 | 日本碍子株式会社 | 光応用センサおよびその製造方法 |
| JP3198536B2 (ja) | 1991-04-30 | 2001-08-13 | ソニー株式会社 | 導電体及びその製造方法 |
| JP2821075B2 (ja) | 1992-12-28 | 1998-11-05 | 川崎製鉄株式会社 | 芳香族炭化水素の気相接触酸化用流動層触媒 |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP30702295A patent/JP3228862B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-26 EP EP96118932A patent/EP0775914B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-26 DE DE69637401T patent/DE69637401T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-26 US US08/753,495 patent/US5748392A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0775914A2 (en) | 1997-05-28 |
| US5748392A (en) | 1998-05-05 |
| DE69637401T2 (de) | 2008-05-21 |
| EP0775914A3 (en) | 1998-03-25 |
| EP0775914B1 (en) | 2008-01-09 |
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