JP6554183B2 - 光センサデバイス、センサ装置およびケーブル - Google Patents

Description

本発明は、光センサデバイスに関し、特に内在型光ファイバセンサを適用する光センサデバイスに関する。

様々に応用される既知の光センサの種類には、内在型光ファイバセンサが用いたものが含まれる。内在型光ファイバセンサでは、検出素子として、光ファイバが用いられている。多くの応用において、内在型光ファイバセンサに（例えばレーザによって）光を照射し、（センサの種類に従い）外的要因によるファイバの変化は、センサから受信する光信号又はセンサから送信される光信号に計測可能な変化をもたらす。典型的な内在型光ファイバセンサとして、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）が例示される。

ＦＢＧは、所定の距離にわたって屈折率が周期的に変化するコアを有するファイバを備える。この周期的な変化は波長固有の誘電体ミラーを形成し、特定の波長を中心とした特定の（狭い）範囲の光が反射される。反射される波長は、コアの屈折率の周期性によって決定される。ＦＢＧは、幾何学的な周期的変化が光ファイバの伸長の差によって変化する原理に基づいている。この結果、反射される光の波長が変化し、（例えば、スペクトル分析又は干渉計の使用によって）この変化を検出することができる。

ファイバブラッググレーティングは、静的及び動的パラメータを含む、幅広いパラメータと特性とを測定するための広くの用途に適用されている。例えば、加えられた外部圧力を、変更可能な、ＦＢＧを含むファイバに加えられる力に変換することで、ＦＢＧを圧力センサに適用してもよい。別の用途、例えば地質調査を行うのに使用可能な用途は、例えば地面の振動を測定するといった加速度計にＦＢＧを適用したものである。このようなセンサは、例えば石油及びガス産業において、有利に適用される。

これらの多くの用途において、例えば陸上、海上又は坑井での探査及び地質調査に使用可能なケーブルに実装可能にするため、例えば建物、橋又は他の構造物内の振動を測定するために、光センサデバイスのサイズを小さくする必要がある。しかしながら、所望の大きさに抑えるために、センサの感度を犠牲にすることがあり、このように折り合いをつけることは通常望ましくない。さらに、感度とサイズだけが重要な特性ではない。特に動的センサの場合、広い動的動作周波数範囲が求められる。この動作周波数範囲の上限は、センサデバイスの共振周波数によって決定される。静的センサの場合でも、変化に迅速かつ正確に応答する必要がある。光ファイバ設計において、これらの要件すべてを満たすことは、要件が相互に関係しているため複雑であり、１つの要件を満たしても、他の要件のための設計に悪影響を及ぼすことがある。

本発明の目的は、幅広い動作周波数範囲にわたって高感度の小型光センサデバイスを容易に実装するための設計を提供することである。

この目的のために、基準本体と少なくとも１つの検知変換部とを備える光センサデバイスをここに提供する。検知変換部は、入力動作を受け取るように設けられ、入力動作に応答して基準本体に対して移動するように、基準本体に対して移動可能に配置されている。このデバイスは、光ファイバと、第１伝動アームを含む１つ以上の伝動アームとをさらに備える。光ファイバは、内在型光ファイバセンサを含む。光ファイバは、その第１接続部で第１伝動アームに接続され、その第２接続部で第１伝動アームの外部の部材に接続されている。第１接続部と第２接続部とは、内在型光ファイバセンサの両側にある。入力動作を受け取るために、第１伝動アームのベースは、その第１部分が基準本体に接続され、その第２部分が検知変換部に接続されている。光ファイバは、第１伝動アームに沿った、ベースから離れた位置に接続され、それによって、入力動作に従い光ファイバの伸長を変化させるように、検知変換部が受け取る入力動作を光ファイバに加えられる検知動作に変換する。

ここでは、用語「ベース」は、それぞれの伝動アームの第１端部を示し、伝動アームを通る長手方向の軸を横切る１又は複数の端面を含むものとして理解されるべきである。傾斜のある又は曲がった伝動アームが、その長さ方向に沿った単一の長手方向を持たない場合、そのような１又は複数の端面は、伝動アームの閉塞面を形成し、伝動アームの長さ方向に沿った軸の局所的な方向と平行でない面に対応する。

本発明の光センサデバイスは、入力動作（例えば、振動または圧力変動）を、内在型光ファイバセンサ（例えば、ＦＢＧ、ファイバレーザ、マルチコアファイバ）に加えられる検知動作に変換する伝動アームを含む。伝動アームは、動的センサの達成できる動作周波数範囲と感度の範囲とを調整することができ、それによって、回転可能な伝動アームは、配置に応じて、感度を増幅するか、または動作周波数範囲を広くする。しかしながら、センサ設計は、サイズ要件も考慮すると困難になる。特に、伝動アームの伝動比Ｔ（アームの入力点からピボット点までのアームの長さと、出力点からピボット点までのアームの長さとの比率）が１から大きくずれると（例えば、Ｔ＞＞１又はＴ＜＜１）、アームの剛性と回転慣性とが、共振周波数と動作帯域幅との低下に大きく関係する。加えて、アームの剛性の損失は、直接的に伝動効率の損失をもたらすため、センサシステムの感度と信号との損失をもたらす。さらに、材料特性と製造上の問題により、集積型センサに強く要求される要因である小型形状においては、達成できる剛性の範囲が制限される。

本発明の光センサデバイスは、コンパクトな設計を可能にするのに有用である。同時に、システムの回転慣性を小さく保ちながら、ファイバに力を加えるための入力動作を最大まで増幅することができる。アームの伝動比は、Ｔ＝Ｌ１／Ｌ２に等しく、Ｌ１は、アームを基準本体と検知変換部とにそれぞれ接続するベースの第１部分と第２部分との間の距離であり、長さＬ２は、ベースのピボット点、つまり基準本体に接続されるベースの第１部分と、ファイバとの接続部との間のアームの長さである。受け取った入力動作が増幅される量は、伝動比Ｔによって決定される。伝動アームの慣性は、アームの小型化により低くできる。

基準本体に対する検知変換部の動きにより生じる力は、ベースの接続部を介して伝動アームに伝達される。基準本体と検知変換部とにそれぞれ接続するベースの第１部分と第２部分の接続は、互いに近接して配置される（距離Ｌ１を小さくする）。アームのベースは、アームの長手方向の形状に起因する機械的な硬さを有しているため、丈夫である。これは、入力時の剛性に関して有利である。アームは、その長さ方向にわたって、光ファイバ接続部に加えられる力に対する回転慣性と剛性とに関して完全に最適化することができる。さらに、ベースにおける接続部（第１部分と第２部分）を接近させることで、同じ伝動比Ｔを得るためのアームの長さをより短くすることができる。さらに、これはシステムの慣性をより低下させることに寄与する。

システムの慣性モーメントは、回転運動に対して生じる抵抗の量を決定する。したがって、本発明の光センサデバイスは、入力動作の速い変化に対してデバイスが高速に応答できるとともに、入力動作が十分なＦＢＧの伸長変動に増幅される最適な設計を提供する。動的パラメータを検出することについては、回転慣性がより低くなることで、システムの共振周波数がより高い周波数にシフトする。したがって、デバイスの動作周波数範囲の上限は、共振周波数（上限は共振周波数より十分低い必要がある。）によって決定されるため、本発明の慣性の低い設計は、広い動作周波数範囲を有する光センサデバイスを提供する。このため、センサデバイスは、高い周波数に応答する。

静的パラメータと準静的パラメータとにおいても、本発明の光センサデバイスは有利である。これは、コンパクトな設計だけではなく、システムの慣性を低くすることで、光センサデバイスは感知されたパラメータの突然の急速な変化（例えば、センサが圧力センサに適用された場合の突然の圧力変化）に対して十分に応答する。このような速い変化に、センサは十分に追従できる。例えば、これにより、光センサデバイスをより高いサンプリングレートで使用でき、同じ時間内により多くのセンサの検出値を取得できる。したがって、速い変化を検出できることに加えて、測定値の統計を改善することで、精度を向上させる。

少なくとも１つの伝動アーム（例えば第１伝動アーム）のベースがその第１部分において基準本体に接続され、その第２部分において検知変換部に接続されている本発明の別の利点は、光センサデバイスに必要なヒンジの数を最小限に抑えることができる設計が可能になることである。光センサデバイスのヒンジに要求される最小数は、２つである（ベースの第１部分に１つと、ベースの第２部分に１つ）。一般に、各ヒンジは、デバイス全体に好ましくない硬さを与える。さらに、ヒンジは、センサの性能にヒステリシスをもたらす可能性のある入力動作に応答して、デバイスの部品の動作中にエネルギーを浪費する。したがって、ヒンジの数を最小限に抑えた本発明によるデバイスは、他の設計より有利である。

本発明の別の利点は、少なくとも１つの伝動アーム（例えば第１伝動アーム）のベースを、その第１部分で基準本体に接続し、その第２部分で検知変換部に接続することで、交差軸感度が最小に抑えるように構成要素を配置できることである。交差軸感度は、入力動作を受け取るためにデバイスの選択された軸と一致しない入力動作に対する光センサデバイスの感度である。

例えば、加速度計を、特定の方向に一致した振動を検出するように設計してもよい。すべての方向の振動を検出するために、互いに直交するように配置された入力軸（例えば、ｘ、ｙ、ｚ方向）を持つ３つの加速度計を適用してもよい。ｚ軸に一致した加速度計を考慮すると、この加速度計はｚ軸方向の振動のみに応答することが好ましい。交差軸感度は、入力を受け取るために選択された方向と一致しない入力動作に対するシステムの感度である。このため、前述のｚ軸に一致した加速度計の場合、交差軸感度はｘ又はｙ方向に一致した振動に対する加速度の感度である。

本発明では、伝動アームをそのベースの位置で基準本体と検知変換部との両方に接続することにより、例えば、基準本体と検知変換部との間に近接して、又は、基準本体と検知変換部との間にさえ、ベースを配置することができる。機械的応力のほとんどが伝動アームのベースに集中するように、アームの質量をベースの近くに集中することができる。よって、基準本体と検知変換部とに対してアームのベースを適切に配置するこの配置により、システムの交差軸感度を低下させることができる。

一実施の形態において、光ファイバは、その第２接続部で、基準本体又は基準本体に対して固定された部材に接続される。しかし、本発明の別の実施の形態では、光センサデバイスは、さらに、その第１部分で基準本体に接続され、その第２部分で少なくとも１つの検知変換部に接続されたベースを有する第２伝動アームを備え、光ファイバは、その第２接続部で、ベースから離れた第２伝動アームに沿った位置で接続され、第２伝動アームは、入力動作を光ファイバに加えられる別の検知動作に変換することにより、入力動作を受け取る際に第２伝動アームにより加えられる別の検知動作が、第１伝動アームにより加えられる検知動作と異なる方向に加えられるように設けられる。

本実施の形態に係る第２伝動アームは、少なくとも１つの検知変換部が受け取る入力動作を、第１伝動アームと第２伝動アームのそれぞれにおいて光ファイバに加えられる検知動作に変換することができる。第１伝動アームは、光ファイバの第１接続部に対して検知動作を加え、第２伝動アームは、光ファイバの第２接続部に対して同じではあるが逆向きの検知動作を加えることができる。検知動作は光ファイバの両側に対して入力動作に応答して加えられるため、検知変換部の要件はより柔軟になる。例えば、振動を感知する加速度計において、検知変換部は慣性質量の要素によって形成されてもよい。２つの伝動アームを有する本実施の形態を加速度計に適用すると、各伝動アームの長さは、単一のアームを有する実施の形態で必要になる伝動アームの長さの半分でよい。これは、光センサデバイスを可能な限り小型化が要求される実装において、特に有利である。そのような実施の形態は、例えば、ケーブルや別の小型形状の内部に対する加速度計型光センサデバイスの実装が含まれる。加えて、慣性の等しい対称アームを使用する場合、反対方向におけるアームの動作のみがファイバに伸長を生じさせるため、システムの干渉交差軸感度は、単一のアーム設計に対して大幅に減少する。

伝動アームの長さを短くすることで、光センサデバイスの共振周波数がさらに増加するため、（前述のように）動作周波数範囲が増加する。このため、光センサデバイスは、より高い周波数に応答するようになる。さらに、検知変換部の長さを短くすることで、設計はさらに小さくコンパクトになり、機構レイアウトにおいてより自由度の高い設計を提供する。

本発明の実施の形態において、第１伝動アームと第２伝動アームの少なくとも１つに対する検知変換部と基準本体との接続部は可撓性ヒンジで形成されている。これらの可撓性材料ヒンジは、適用される動作条件で予想される応力範囲内で、予想される寿命を維持するための十分な強度を維持しながら回転剛性を最小にするために、薄くされたアームの部分（好ましくは円形の輪郭を有する。）であってもよい。他の種類のヒンジに対する可撓性ヒンジの別の利点は、可撓性ヒンジのより低いヒステリシスであり、本発明の光センサデバイスにおいて有利である。

本発明の別の種類の実施の形態によれば、第１伝動アームと第２伝動アームとの少なくとも１つは、断面において、第１伝動アームと第２伝動アームとの少なくとも１つにおいてそのベースの近傍のサイズは、光ファイバが接続される位置の近傍のサイズより大きい形状を備える。幅広のベースを有する伝動アーム、又は、少なくとも光ファイバとの接続部近傍の断面の大きさより大きい断面を有するベースを有する伝動アームの設計によって、伝動アームの回転慣性は低くなる。さらに、幅広のベースによって、検知変換部から伝動アームに入力動作が伝達される位置において強固な設計を可能にする。

前述の種類の実施の形態には、フレームの厚さは、回転機構点（悪影響を及ぼす応力が最も高く、回転慣性に対する影響が最も低い位置）から先端（曲げ応力が最も低く、慣性への影響が最も高い位置）に向かってその厚さが減少するように不均一なものがある。これらの実施の形態の他のものでは、厚さは非線形に減少する。さらにこれらの実施の形態の別のものでは、伝動アームの幅は、広いベースから応力の最も低い狭い先端まで変化する。さらにこれらの実施の形態の他のものでは、幅の変化は、アームの幅がその長さ方向に沿って変化し、フレームの厚さと連動して、最も高い剛性対重量の比を有するアームを得るように非線形であり、最適な性能を達成するために、アームの（中間）部分はより薄い厚さであるにもかかわらずより広くすることができる。

本発明のさらに別の実施の形態では、第１伝動アームと第２伝動アームの少なくとも１つは、第１伝動アームと第２伝動アームの少なくとも１つの重量が、光ファイバの接続位置に対してそのベースの近くに集中するような構造を備える。理解されるように、これは、前の種類の実施の形態のように、システムの回転慣性に関して同様の利点を有する。例えば、伝動アームは、高い剛性と低い断面質量を達成するために、より重いフレームと軽い中間部分とを有するように設計されてもよい。別の実施の形態では、中間部分は、剛性の損失を最小限に抑え、さらに重量を下げるため、さらに穴を包含することができる。

いくつかの実施の形態によれば、検知変換部が受け取る第１方向の入力動作を、第１伝動アーム及び／又は第２伝動アームを介して、第１方向に平行な同じ方向又は反対方向の検知動作に変換する。特に、例えば、これは傾斜した長手方向の形状を有する第１伝動アーム又は第２伝動アームを設けることで達成し得る。言い換えると、伝動アームは、伝動アームの長さ方向に沿って、ある点で、異なる方向に向かうある角度又は屈曲を備える。例えば、伝動アームの長さ方向に沿ったある点において９０度の角度が、光ファイバに加えられる伝動アームの検知動作を、ベースを介して受け取る入力動作の方向と同じ方向に発生させる。

本発明による光センサデバイスは、一実施の形態によれば、第１検知変換部と第２検知変換部の間に配置された基準本体を備えてもよい。あるいは、そのような光センサデバイスは、単一の検知変換部を備えてもよい。例えば、検知変換部は、基準本体に対して少なくとも部分的に円周状に設置され、少なくとも検知変換部の２つの側部で基準本体に隣接するように基準本体を少なくとも部分的に囲んでもよい。この場合、基準本体の両側の２つの伝動アームは基準本体と検知変換部との両方に取り付けられてもよく、検知変換部が入力動作を受け取る実施の形態は、伝動アームが反対方向に同じ量だけ移動することになる。

いくつかの実施の形態によれば、検知変換部は、振動、加速又は音響作用のような動的な入力動作を受け取るように配置されている。典型的な実施の形態では、例えば、マイクロホン、ハイドロホン又は地震センサを含むことができる。さらに他の実施の形態によれば、検知変換部は、圧力又は静的な力の作用のような静的な入力動作を受け取るように設けられてもよい。

さらに、光センサデバイスの光ファイバは、光信号を受信又は送信するための入力部又は出力部のうち少なくとも１つを備えることができる。あるいは、レーザユニット又はレーザ素子を、光ファイバを照らすために光センサデバイスに含めてもよい。加えて、光ファイバからの光出力信号を光センサデバイスから遠隔で受信することができてもよく、又は、光センサデバイス自体が、ファイバからの光信号を解釈するための質問装置又は電子デバイスを備えてもよい。例えば、干渉計またはスペクトルアナライザである。

本発明の別の実施の形態によれば、検知変換部は、加速度計を提供するような慣性質量、圧力センサを提供するような可変体を含むグループの少なくとも１つの部材を備える。本発明は、これらの種類の検知変換部に限定されない。

好ましくは、本発明の別の実施形態によれば、少なくとも、基準本体と、第１伝動アームと第２伝動アームとの少なくとも１つと、検知変換部とは、モノリシック体を形成するように同じ材料で一体的に形成されている。前述の実施の形態によれば、可撓性ヒンジを用いることで、基準本体と検知変換部（例えば、慣性質量の形態）との両方を有する伝動アーム（又は２つの伝動アームを備える実施の形態の伝動アーム）を形成することができる。本明細書で用いられる用語「モノリシック体」は、単一のユニットからなる部材か、又は単一のユニットを構成する部材を指す。すなわち、単一の材料（任意の適切な材料を含む。例えば、金属、ポリマー、複合材料など）から形成された一体成型体、又は単一の材料から構成された一体成型体を含む。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様による１つ以上のセンサデバイスを備え、１つ以上の方向に加えられる１つ以上の入力動作を検出するセンサ装置を提供する。例えば、典型的な実施の形態は、第１の態様による光センサデバイスを３つ備えたケーブルの形状のセンサ装置であってもよい。３つの光センサデバイスのそれぞれは、３つの方向（ｘ、ｙ、ｚ）の振動を感知するための加速度計を形成する。

第１実施の形態による光センサデバイスを概略的に示す図である。 第１実施の形態による光センサデバイスを概略的に示す図である。 第２実施の形態による光センサデバイスを概略的に示す図である。 第２実施の形態による光センサデバイスを概略的に示す図である。 本発明の一実施の形態による光センサデバイスを示す図である。 図３の実施の形態の正面図である。 図３の実施の形態の断面側面図である。 ケーブルに実装するための光センサデバイスの配置を概略的に示す図である。 ケーブルに実装するための光センサデバイスの配置を概略的に示す図である。 図５Ａ、５Ｂの配置に実装し得る別の光センサデバイスを示す図である。 本発明によるモノリシック体型の光センサデバイスの別の実施の形態を示す図である。 本発明の別の実施の形態による光センサデバイスを概略的に示す図である。 本発明の別の実施の形態による光センサデバイスを概略的に示す図である。

添付の図面を参照して、特定の実施の形態を説明することで、本発明をさらに説明する。詳細な説明は、本発明の実装可能な例を提示するもので、本発明の範囲内に入る唯一の実施の形態を説明するものとみなすべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲で規定され、その説明は本発明を限定するものではなく例示的なものとみなすべきである。

光ファイバ検出方式は、光ファイバの高帯域幅特性と、（半導体）レーザの迅速で正確なスイッチング能力により、様々な影響の高速高精度検出に理想的であると考えられている。このように、多くの新世代動的センサには、光ファイバセンサが用いられている。

感度と動作帯域幅（周波数）とは、動的センサ（光ファイバセンサ）における２つの主要性能の基準である。共振周波数より非常に低い周波数でセンサを動作させることが非常に望ましいため、変換部組み立ての機械的な共振周波数によって、（光ファイバ）センサの動作帯域幅は制限されることが多い。このように、十分な感度を維持しながら共振を可能な限り高い周波数を実現する必要がある。しかしながら、慣性の増加とシステム剛性の低下とは、共に共振周波数を著しく低下させる要因である。

伝動アームは、動的センサが達成できる共振周波数の範囲と感度の範囲との調整に使用でき、これにより、回転するアームは、配置に応じて感度又は共振周波数を増幅する。各作用点（力がアームに加えれらる位置）間の距離及びピボット点間の距離（すなわち、Ｌ１及びＬ２、例えばＬ１、Ｌ２が示されている図１の伝動アーム１０を参照）が著しく異なると（例えば、Ｔ＞１０又はＴ＜０．１）、伝動アームの設計による利点が十分に活かされる。しかしながら、伝動比（Ｔ＝Ｌ１／Ｌ２）が１（Ｔ＝１）と大きく異なると、いくつかの課題が生じる。このような問題の１つは、アームの長手方向の剛性が、伝動される力に対して、非常に弱くなっていくことであり、アームの屈曲（伝動効率の直接的な損失）が問題になるようになる。アームを強化しようとすると、アームは著しく重くなり、その回転慣性がシステムに重要な要因となり始め、センサの共振周波数と動作帯域幅とが低下する。さらに、集積型センサにとって非常に望まれる要因である小型形状において、材料特性と製造上の問題により、達成できる剛性の範囲が制限される。本発明は、高剛性、低慣性、微小力の伝動アームの設計に関し、限定するものではないが、特に動的センサに使用するためのものである。

本発明の第１実施の形態の概略図を図１Ａに示す。図１Ａは、光センサデバイス１を示している。光センサデバイス１は、センサデバイス内の固定基準として機能する基準本体３を備える。デバイス１は、検知変換部５として機能する慣性質量をさらに備え、地質調査を行うための入力動作である振動を検知する感度を有する。通常、検知変換部は、単一方向の振動を検知するための感度を有する。このため、３つの方向（ｘ、ｙ、ｚ）の振動を検出する必要があるほとんどの用途では、各光センサデバイスが３つの直交する方向のうち、１つの方向に入力動作を検知する感度を有するように、光センサデバイス１を配置する必要がある。図１Ｂに関して、以下にさらに説明するように、入力動作を受け取ると、検知変換部５は固定された基準本体３に対して移動する。

検知変換部５（例えば、質量）は、基準本体３に対して任意の方向には動かず、平行に動くように誘導されることを確実にする接続を介して、基準本体３に接続されている。検知変換部５と基準本体３との接続には、少なくとも第１伝動アーム１０が含まれる。伝動アーム１０はベース２５を備える。ベース２５は、その第１部分２６において、ヒンジの又は回転可能な接続部３０を介して、基準本体３に接続されている。さらに、ベース２５は、その第２側部２７において、同様の回転可能な接続部３１を介して、検知変換部５に接続されている。さらに、接続部２９は、検知変換部５を基準本体３に接続する。第１伝動アーム１０の長さ方向に沿った、第１伝動アーム１０の端部の位置１５において、伝動アーム１０は光ファイバ１２に接続されている。光ファイバ１２は、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）１３を備える。光ファイバ１２は、第１接続部１５で、第１伝動アーム１０の位置２８で接続されている。光ファイバ１２は、第２接続部１６で第１伝動アーム１０の外部の部材２０に接続されている。例えば、第２接続部１６において光ファイバ１２と接続されている部材２０は、固定された基準本体３に対して固定されていてもよい。例えば、部材２０は、基準本体３と一体であってもよく、別の部材として基準本体３に固定手段（例えば、ねじ）を使用して固定されていてもよい。

図１Ｂにおいて、検知変換部５は入力動作６を受け取る。検知変換部５は、入力動作６に応答して、基準本体３に対してわずかに下方に移動する。回転可能な接続部３０、３１によって、第１伝動アーム１０は、回転可能な接続部３０を中心に旋回する。この結果、ファイバ１２に作用する検知動作２１が生じる。ファイバ１２は部材２０に固定されているため、ファイバ１２に加えられた力が生じ、これによって、光ファイバ１２を引き伸ばす。光ファイバ１２を引き伸ばすことで、ファイバブラッググレーティング１３の屈折率を変動させる幾何学的周期を変化させる。この結果、ＦＢＧ１３で反射する光の波長が変化する。図１Ｂの概略図において、光信号の送受信のための入力と出力とが図示されていないが、実際には、光ファイバ１２に光信号が通されている。反射された光の波長（または、光信号が伝送された部分での光信号の欠如）を、スペクトルアナライザ又は干渉計を用いて検出することができる。反射された光の波長は、引き伸ばされた量、つまり検知変換部５が受けた入力動作の量の指標になる。

基準本体に対する検知変換部の動きにより生じる力は、ベースの接続部を介して伝動アームに伝達される。ベースの第１部分と第２部分との接続部、つまり基準本体と検知変換部とのそれぞれの接続部を、互いに近接して設ける（距離Ｌ１を小さくする）。アームのベースは、アームの長手方向の形状によって生じる機械的な硬さを有しているため、丈夫である。これは、入力時の剛性に関して有利である。アームは、その長さ方向にわたって、光ファイバ接続部に加えられる力に対する回転慣性と剛性とに関して完全に最適化することができる。さらに、ベースにおける接続部（第１部分、第２部分）を接近させることで、同じ伝動比Ｔを得るためのアームの長さをより短くすることができる。さらに、これは、システムの慣性をより低下させることに寄与する。

本発明のさらなる実施の形態を図２Ａに概略的に示す。図２Ａにおいて、光センサデバイス３５は、第１伝動アーム１０と第２伝動アーム３８とを備える。また、光センサデバイス３５は、図１Ａ、１Ｂの実施の形態と同様に、慣性質量として形成された検知変換部５を備える。固定された基準本体３は、第１伝動アーム１０と第２伝動アーム３８との間に設けられている。第１伝動アーム１０は、ベース２５を備え、回転可能な接続部３０、３１（例えば可撓性ヒンジ）を介して基準本体３と慣性質量５とにそれぞれ接続されている。さらに、検知変換部５は、第２接続部２９で、基準本体３に接続されている。同様に、第２伝動アーム３８はベース３９を備える。第２伝動アームのベース３９は、その第１部分４０に、基準本体３との、回転可能な接続部４４を備える。第２伝動アーム３８のベース３９は、その第２部分４１に、検知変換部を形成する慣性質量５との回転可能な接続部４５を備える。さらに、追加の接続部４３は、検知変換部５と基準本体３とを接続する。図２Ａの概略図からわかるように、検知変換部５は、その両側間で基準本体３に隣接するように、基準本体３の周りに設けられている。慣性質量５と基準本体３との間の接続には、主に、第１伝動アーム１０と第２伝動アーム３８とが含まれ、それらのベース２５、３９が介在している。ファイバブラッググレーティング１３を含む光ファイバ１２は、その第１接続部１５において、第１伝動アーム１０の長さ方向に沿った第１伝動アーム１０の位置２８と接続されている。ファイバ１２は、その第２接続部１６において、第２伝動アームの長さ方向に沿った第２伝動アーム３８の位置４２と接続されている。このため、図２Ａの実施の形態では、固定された基準部材に接続される代わりに、光ファイバ１２の第２接続部１６が第２伝動アーム３８に接続されている。

図２Ａの実施の形態の動作を、図２Ｂに概略的に示す。図２Ｂからわかるように、検知変換部５が受け取る入力動作６は、固定された基準本体３に対して慣性質量５を下方に移動させる。回転可能な接続部３０、３１、４４、４５によって、第１伝動アーム１０と第２伝動アーム３８とは、基準本体３に対する検知変換部５の移動に応じて回転する。第１伝動アーム１０は、基準本体３との回転可能な接続部３０を中心に回転する。第２伝動アーム３８は、基準本体３との回転可能な接続部４４を中心に回転する。これにより、光ファイバ１２に作用するための検知動作４７、４８が生じる。中央に固定された基準本体３と、その両側の第１伝動アーム１０と第２伝動アーム３８と、周りを囲む検知変換部５とで対称的に設計した結果、第１伝動アーム１０と第２伝動アーム３８とは反対方向に回転する。これにより、検知動作４７は、検知動作４８に平行であるが、反対方向である。図２Ａ、２Ｂの実施の形態において、入力動作６は、光ファイバ１２に作用する反対方向の２つの検知動作４７、４８に変換されるため、振動に対するシステムの感度が向上する。実際に、伝動アーム１０、３８に必要な長さは、図１Ａ、１Ｂの実施の形態において同じ振動を検出するのに必要な伝動アームの長さの半分でよい。アームの長さを短くすることで、センサデバイスがより小型になる。さらに、システムの共振周波数を高くすることで、センサの動作周波数範囲を広くする。

本発明のさらなる実施の形態を図３に示す。図３に、本発明による光ファイバデバイスを実装するためのモノリシック体の設計を示す。モノリシック体５０は、検知変換部５‐１、５‐２を含む。基準本体３は、検知変換部５‐１、５‐２の間に配置されている。第１伝動アーム１０と第２伝動アーム３８とは、基準本体３と第１検知変換部５‐１とを、基準本体３と第２検知変換部５‐２とをそれぞれ接続する。第１伝動アーム１０と検知変換部５‐１との間の回転可能な接続は、可撓性ヒンジ５３により形成され、第１伝動アーム１０と基準本体３との間の接続は、可撓性ヒンジ５２により形成される。同様に、第２伝動アーム３８と基準本体３との接続は、可撓性ヒンジ５５により形成され、第２伝動アーム３８と第２作動部５‐２との接続は、可撓性ヒンジ５６により形成される。

可撓性ヒンジ５２、５３、５５、５６は、各伝動アーム１０、３８と各部５‐１、３、５‐２との間に薄型部分で形成される。図３に示すように、モノリシック体５０に形成される材料の薄型部分は、円型の外形を備えることが好ましい。薄型部分は、材料の回転剛性を最小にし、光センサデバイスの想定寿命の間、その動作条件の範囲で加えられる応力に対して、動作を維持するための十分な強度を維持する。

さらに、図３に、ファイバブラッググレーティングを含む光ファイバが光センサデバイスの伝動アーム１０、３８に固定される、第１伝動アーム１０と第２伝動アーム３８上の位置２８、４２を示す。

図４Ａ、４Ｂに、それぞれ、図３のモノリシック体５０の正面図（図４Ａ）と断面図（図４Ｂ）とを示す。上述したモノリシック体の各部は、対応する参照番号とともに図４Ａ、４Ｂに示されている。図４Ｂに、図４Ａに示された線Ａ−Ａの横断面図を示す。図４Ａに示す正面図から明らかなように、第１伝動アーム１０の側部１１と第２伝動アーム３８の側部３７とは、わずかに内側に曲がっている。

図４Ａ、図４Ｂからわかるように、第１伝動アーム１０は、厚く広いベース２５を備える一方で、第１伝動アーム１０の位置２８の方向への延長部はより薄く、リム５８を有する薄部６０を備える。リム５８を備えた薄部６０の構造により、伝動アーム１０に十分に高い剛性を与える一方で、低い断面質量を有する。第１伝動アーム１０の図４Ａ、４Ｂに示す設計によって、伝動アーム１０の質量の大部分は、伝動アーム１０のベース２５（可撓性ヒンジ５２により形成されたピボット点の近く）に集中する。このため、第１伝動アーム１０のフレーム厚さは、ピボット点５２からファイバが接続される位置２８に向かって厚さが減少するように不均一である。ピボット点５２の近くで、悪影響を及ぼす応力が高くなる一方で、この点では回転慣性に対する質量による影響が低くなるため、この構造は有利である。同時に、位置２８において、曲げ応力が最も低くなる一方で、質量による慣性への影響が最も高くなる。図３、４Ａ、４Ｂの設計において、第１伝動アーム１０は、アーム１０の内側に曲げられた側部１１によって得られる広い中間部分を備え、薄い厚みで高い剛性を得て、最適な伝動アーム１０の性能が得られる。好ましい実施の形態において、モノリシック体５０における第２伝動アーム３８の設計は、（鏡像であるが）第１伝動アーム１０の設計と同じである。同一の（鏡像の）設計は、任意の慣性（振動）による影響、例えば図４Ａのファイバに平行な方向における影響は、ファイバの長さに変化を与えないため、生じる可能性のある望ましくない（干渉する）交差軸感度の平衡のとれた伝送と除去とを可能にする。図５Ａ、５Ｂに、２つの直交する方向７６、７９における振動を検出できるように組み立てられた２つの光センサデバイス構成を備える長手方向のセンサ装置を示す。装置６５は、第１光センサデバイス７０と第２光センサデバイス７１とを含む。第１光センサデバイス７０は、方向７６における振動を測定するように配置されている。第２光センサデバイス７１は、方向７９における振動を測定するように配置されている。第１光センサデバイス７０は、図３に示したものと同様の設計の（しかし同一でない）モノリシック体７５を含む。モノリシック体７５は、２つの伝動アームを備え、これら伝動アームの端部は（図示していない）ファイバブラッググレーティングに接続されている。モノリシック体７５の検知変換部は、慣性質量８８（図５Ｂのみに示され、モノリシック体の内部を露出するために図５Ａでは省略されている。）に固定されている。同様に、光センサデバイス７１は、２つの伝動アームを備えたモノリシック体７８を備え、これらの伝動アームの端部は、ファイバブラッググレーティング８０に接続されている。モノリシック体７８の検知変換部は、図５Ｂに示された質量８９に接続されている。装置６５は、さらに、信号入出力部８２を備える。例えば、入出力部８２に、さらなる光ファイバを設けることができ、こられの光ファイバは、各モノリシック体７５、７８において伝動アームの間に取付けられたファイバブラッググレーティングの端点に接続されていてもよい。このため、ファイバブラッググレーティングを光信号で照らすことが可能になり、同時に、反射された光の波長を光ファイバの復路で受光することができる。

図５Ａ、５Ｂに、第３直交方向における振動を検出するための別の光センサデバイスを設置することができる装置の開放部８５を示す。そのような別の光センサデバイスは、例えば、図６に示され、これを以下で説明する。図５Ａ、５Ｂに示すように、光デバイスの配置は、例えば、図６に示すような、第３光センサデバイスを完備する。このような光センサ配置は、海や陸上における地質調査に使用し得るケーブル（例えば、海底ケーブル）に設置することができる。また、検査や監視を行うために、掘削孔や油井の中に下ろすケーブル、橋や建物、その他の構造物に設置するケーブルに設置することができる。

本発明による別の光センサデバイスを、図６に示す。図６の実施の形態では、検知される振動の方向が、伝動アームにより得られるファイバを引き伸ばす方向と同じ方向であるため、図６の実施の形態では、第１伝動アームと、第２伝動アームと、基準本体と、検知変換部との典型的な配置が異なる。このため、図６に示された光センサデバイス９０は、ファイバ方向と一致する振動を検出するためのインライン光センサデバイスを形成する。

図６において、光センサデバイス９０は、２つの検知変換部９５を含むモノリシック体９２を備える。検知変換部９５は、慣性質量９７に接続され、モノリシック体の固定された基準本体９６に対して移動可能である。可撓性ヒンジ９８のような可撓性ヒンジは、第１伝動アーム９３と第２伝動アーム９４とのそれぞれを介して、固定された基準本体９６と各検知変換部９５とを接続する。検知変換部９５は、慣性質量９７が振動する際に、伝動アーム９３、９４が反対方向に回転するように、第１伝動アーム９３と第２伝動アーム９４とに接続されている。これにより、アーム９３、９４の間にあるＦＢＧを含む光ファイバが伸ばされたり、縮められたりする。参照番号８５で全体的に示されている部分において、図５Ａ、５Ｂの装置に光センサデバイス９０が接続されることで、海底ケーブル内での実装可能とする長手方向の円筒状配置が得られる。

図７に、本発明による光センサデバイスに使用できる別のモノリシック体を示す。この設計は、図３のものと同様であるが、第１伝動アーム１１０と第２伝動アーム１３８とが内側ではなく外側に曲がるような形状を有する。さらに、アーム１１０とアーム１３８とは、より短くより広い。第１伝動アーム１１０と第２伝動アーム１３８上の位置１２８、１４２は、ＦＢＧを含む光ファイバが取り付けられる位置をそれぞれ示している。光センサデバイス内部にある図７のモノリシック体の動作は、図３に示すモノリシック体５０の動作と同様である。

本発明の光センサデバイスのためのモノリシック体の設計を用いることで、複数の利点が得られる。例えば、製造時に既に、可撓性ヒンジを含む部品を一体物から製造することが有利である。さらに、モノリシック体は、より安定し、より小型な設計を可能とする。これらの利点は、前述したような動作上の利点をもたらす。

本発明の光センサデバイスの別の実施の形態を図８に概略的に示す。この実施の形態は、圧力センサデバイス１５５に関する。センサデバイス１５５は、図１Ａ、１Ｂに示された１つのアームの光センサデバイスと多くの点で類似している。このため、デバイス内の同じ又は類似の機能を実行するこの実施の形態の要素は、図１Ａ、１Ｂと同じ参照番号で図８に示されており、ここでの記載、説明は省略する。図１Ａ、１Ｂの実施の形態と、図８の実施の形態との主な違いは、検知変換部５にある。検知変換部５は、固定された基準面１５２に取付けられたベローズ１５０により支持されている。検知変換部は、ベローズ１５０を通る軸方向と同一方向に、圧力により生じる力Ｐ（矢印１５６）を受け取るように配置されている。この結果、伝動アーム１０に検知動作２１が生じる。センサデバイス１５５を、圧力センサではなく、重量センサとして適用してもよい。圧力検知のための２つのアームによる実施の形態を図９に概略的に示す。ここで、光センサデバイス１５６は、基準本体３‐１と基準本体３‐２とアーム１０とアーム３８との間に配置された検知変換部５を有する。検知変換部５は、固定面１５２に取り付けられたベローズ１５０により支持されている。図８、９の固定面１５２と基準本体３（又は、３‐１と３‐２）は、分離された部分であっても、１つの異なる部分であっても、同じ基準本体であってもよい。１つの好ましい応用例として、図８の発明は広い動作周波数範囲を有するため、例えば音響信号を検知するための動的圧力センサ（マイクロホン、ハイドロホンなど）として使用することもできる。例えばハイドロホンに応用する場合、本発明は、センサの音響インピーダンスを環境（例えば水）に適合した材料（例えばゲル）で満たされたハウジング内に封入することができる。

前述したように、本発明の光センサデバイスは、入力動作の速い変化に対してデバイスが迅速に応答できるとともに、入力動作がＦＢＧの伸長変動に対して十分に増幅される最適な設計を提供する。動的パラメータを検出することについては、回転慣性がより低くなることで、システムの共振周波数がより高い周波数にシフトする。したがって、デバイスの動作周波数範囲の上限は、共振周波数（上限は共振周波数より十分低い必要がある。）によって決定されるため、本発明の慣性を低くする設計は、広い動作周波数範囲を有する光センサデバイスを提供する。このため、センサデバイスは、高い周波数に応答する。例えば、本発明の教示を用いて、典型的には、光センサデバイスは１０００Ｈｚまでの動作周波数範囲を有するように得られる。しかしながら、基準本体と、第１伝動アームと第２伝動アームとの少なくとも１つと、検知変換部とを同じ材料（例えば可撓性材料ヒンジを用いて）で一体的に形成する本発明のモノリシック体の設計を適用することによって、２０００Ｈｚまでの動作周波数範囲を達成できる。このため、（ケーブル内で実装するような）非常に高い感度が要求される特定の実施の形態では、２００Ｈｚまでの作周波数範囲が困難なく得られる。

本発明は、複数の特定の実施の形態に関して記載されている。図面に示さ、本明細書に記載された実施の形態は、説明目的のみ意図されたおり、本発明を限定するものではないことを理解されたい。本発明の動作、構成は前述の説明と図面とから明らかになるであろう。当業者には、本発明はここに記載されたいずれの実施の形態にも限定されず、添付の特許請求の範囲内で考慮されるべきである変更が可能であることは明らかである。また、運動学的な反転は、本質的に開示され、本発明の範囲に含まれると考えられる。請求項において、いかなる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。この明細書又は添付の特許請求の範囲において用いられる「含む」と「備える」の用語は、排他的又は網羅的な意味ではなく、包括的な意味で解釈されるべきである。このため、本明細書で使用される「備える」という表現は、任意の請求項に列挙されたものに加えて他の要素又はステップの存在を排除するものではない。さらに、単語「ａ」と「ａｎ」は、「１つだけ」に限定されると解釈されるべきではなく、代わりに「少なくとも１つ」を意味するために使用され、複数を排除しない。明示的に又は具体的に記載または請求されていない特徴は、その範囲内で本発明の構造に追加的に含まれてもよい。「〜のための手段」のような表現は、「〜のように構成された要素」又は「〜に構成された要素」と読まれ、開示された構造と同等のものを含むと解釈されるべきである。「重要」、「好ましい」、「特に好ましい」などの表現の使用は、本発明を限定するものではない。当業者の知識の範囲内での追加、削除、および変更は、請求項によって決定されるように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、一般になされ得る。本発明は、本明細書に具体的に記載されている以外で実施されても良く、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

（付記）
（付記１）
基準本体と、少なくとも１つの検知変換部と、を備える光センサデバイスであって、前記検知変換部は入力動作を受け取るように設けられ、前記検知変換部は、前記入力動作に応答して前記基準本体に対して移動するために、前記基準本体に対して移動可能に設けられ、
前記デバイスは、さらに光ファイバと、第１伝動アームを含む１つ以上の伝動アームとを備え、前記光ファイバは内在型光ファイバセンサを備え、前記光ファイバは、その第１接続部で前記第１伝動アームに接続され、その第２接続部で前記第１伝動アームの外部の部材に接続され、前記第１接続部と前記第２接続部とは前記内在型光ファイバセンサの両側にあり、
前記第１伝動アームは、その第１部分で前記基準本体に接続され、その第２部分で前記検知変換部に接続され、前記光ファイバは、前記第１伝動アームに沿った、ベースから離れた位置で接続され、それによって、前記検知変換部が受け取る前記入力動作を、前記入力動作に従い前記光ファイバを伸長するように前記光ファイバに加えられる検知動作に変換する、
光センサデバイス。

（付記２）
前記光ファイバは、その前記第２接続部で、前記基準本体と、前記基準本体に対して固定された別の部材とを含むグループの少なくとも１つに接続されている、
付記１に記載の光センサデバイス。

（付記３）
前記１つ以上の伝動アームの少なくとも１つは、その第１部分で前記基準本体に接続され、その第２部分で前記少なくとも１つの検知変換部に接続されているベースを有する第２伝動アームをさらに備え、前記光ファイバは、その前記第２接続部で、前記第２伝動アームに沿った、前記ベースから離れた位置で接続され、
前記第２伝動アームは、前記入力動作を受け取る際に前記第２伝動アームにより加えられる別の検知動作が、前記第１伝動アームにより加えられる前記検知動作と異なる方向に加えられるように、前記入力動作を前記光ファイバに加えられる前記別の検知動作に変換するように設けられている、
付記１に記載の光センサデバイス。

（付記４）
前記伝動アームの少なくとも１つに対する、前記検知変換部と前記基準本体との前記接続は、可撓性ヒンジで形成されている、
付記１から３のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記５）
前記伝動アームの少なくとも１つは、断面において、その前記ベースの近傍の前記少なくとも１つの伝動アームのサイズが、前記光ファイバが接続される前記位置の近傍のサイズより広い形状を備える、
付記１から４のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記６）
前記伝動アームの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの伝動アームの重量が、前記光ファイバが接続される前記位置に対して、その前記ベースの近傍に集中するような構造を備える、
付記１から５のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記７）
前記少なくとも１つの検知変換部は、第１方向に向けられた前記入力動作を受け取るように設けられ、前記伝動アームの少なくとも１つは、前記第１方向を横切る方向に前記検知動作を加えるような形状を有する、
付記１から６のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記８）
前記少なくとも１つの検知変換部は、第１方向に向けられた前記入力動作を受け取るように設けられ、前記伝動アームの少なくとも１つは、前記第１方向に平行な同じ方向又は反対の方向に前記検知動作を加えるような形状を有する、
付記１から７のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記９）
前記少なくとも１つの伝動アームは、傾斜した長手方向の形状を備える、
付記８に記載の光センサデバイス。

（付記１０）
前記基準本体は、前記少なくとも１つの検知変換部のうちの第１検知変換部と第２検知変換部との間に配置されている、
付記１から９のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記１１）
前記少なくとも１つの検知変換部は、少なくともその２つの側部で前記基準本体に隣接するように、前記基準本体を少なくとも部分的に囲むような形状を有する、
付記１から９のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記１２）
前記検知変換部は、加速度計を提供するような慣性質量と、圧力センサを提供するような可変体とを含むグループの少なくとも１つの部材を備え、かつ／又は、
前記内在型光ファイバセンサは、ファイバブラッググレーティングと、ファイバレーザと、マルチコアファイバとのうちの少なくとも１つを備える、
付記１から１１のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記１３）
少なくとも、前記基準本体と、前記第１伝動アームと前記第２伝動アームのうちの少なくとも１つと、前記検知変換部とは、モノリシック体を形成するように同じ材料で一体的に形成されている、
付記１から１２のいずれか１つに記載の光センサデバイス。

（付記１４）
１つ以上の方向に加えられる１つ以上の入力動作を感知するための、付記１から１３のいずれか１つに記載の光センサデバイスを１つ以上備えるセンサ装置。

（付記１５）
付記１４に記載の長手方向のセンサ装置と、付記１から１３のいずれか１つに記載の１つ以上の光センサデバイスとのうちの少なくとも１つを備えるケーブル。

Claims (15)

1. 基準本体と、少なくとも１つの検知変換部と、を備える光センサデバイスであって、前記検知変換部は入力動作を受け取るように設けられ、前記検知変換部は、前記入力動作に応答して前記基準本体に対して移動するために、前記基準本体に対して移動可能に設けられ、
   前記デバイスは、さらに光ファイバと、第１伝動アームを含む１つ以上の伝動アームとを備え、前記光ファイバは内在型光ファイバセンサを備え、前記光ファイバは、その第１接続部で前記第１伝動アームに接続され、その第２接続部で前記第１伝動アームの外部の部材に接続され、前記第１接続部と前記第２接続部とは前記内在型光ファイバセンサの両側にあり、
   前記第１伝動アームは、その第１部分で前記基準本体に接続され、その第２部分で前記検知変換部に接続されているベースを有し、前記光ファイバは、前記第１伝動アームに沿った、前記ベースから離れた位置で接続され、それによって、前記検知変換部が受け取る前記入力動作を、前記入力動作に従い前記光ファイバを伸長するように前記光ファイバに加えられる検知動作に変換する、
   光センサデバイス。
2. 前記光ファイバは、その前記第２接続部で、前記基準本体と前記基準本体に対して固定された別の部材のうち、少なくとも１つに接続されている、
   請求項１に記載の光センサデバイス。
3. 前記１つ以上の伝動アームの少なくとも１つは、その第１部分で前記基準本体に接続され、その第２部分で前記少なくとも１つの検知変換部に接続されているベースを有する第２伝動アームをさらに備え、前記光ファイバは、その前記第２接続部で、前記第２伝動アームに沿った、前記ベースから離れた位置で接続され、
   前記第２伝動アームは、前記入力動作を受け取る際に前記第２伝動アームにより加えられる別の検知動作が、前記第１伝動アームにより加えられる前記検知動作と異なる方向に加えられるように、前記入力動作を前記光ファイバに加えられる前記別の検知動作に変換するように設けられている、
   請求項１に記載の光センサデバイス。
4. 前記伝動アームの少なくとも１つに対する、前記検知変換部と前記基準本体との前記接続は、可撓性ヒンジで形成されている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
5. 前記伝動アームの少なくとも１つは、断面において、その前記ベースの近傍の前記少なくとも１つの伝動アームのサイズが、前記光ファイバが接続される前記位置の近傍のサイズより広い形状を備える、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
6. 前記伝動アームの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの伝動アームの重量が、前記光ファイバが接続される前記位置に対して、その前記ベースの近傍に集中するような構造を備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
7. 前記少なくとも１つの検知変換部は、第１方向に向けられた前記入力動作を受け取るように設けられ、前記伝動アームの少なくとも１つは、前記第１方向を横切る方向に前記検知動作を加えるような形状を有する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
8. 前記少なくとも１つの検知変換部は、第１方向に向けられた前記入力動作を受け取るように設けられ、前記伝動アームの少なくとも１つは、前記第１方向に平行な同じ方向又は反対の方向に前記検知動作を加えるような形状を有する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
9. 前記少なくとも１つの伝動アームは、少なくとも一部が長手方向に傾斜した形状を備える、
   請求項８に記載の光センサデバイス。
10. 前記基準本体は、前記少なくとも１つの検知変換部のうちの第１検知変換部と第２検知変換部との間に配置されている、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
11. 前記少なくとも１つの検知変換部は、少なくともその２つの側部で前記基準本体に隣接するように、前記基準本体を少なくとも部分的に囲むような形状を有する、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
12. 前記検知変換部は、加速度計を提供するような慣性質量と、圧力センサを提供するような可変体とを含むグループの少なくとも１つの部材を備え、かつ／又は、
    前記内在型光ファイバセンサは、ファイバブラッググレーティングと、ファイバレーザと、マルチコアファイバとのうちの少なくとも１つを備える、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
13. 少なくとも、前記基準本体と、前記第１伝動アームと前記第２伝動アームのうちの少なくとも１つと、前記検知変換部とは、モノリシック体を形成するように同じ材料で一体的に形成されている、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の光センサデバイス。
14. １つ以上の方向に加えられる１つ以上の入力動作を感知するための、請求項１から１３のいずれか１項に記載の光センサデバイスを１つ以上備えるセンサ装置。
15. 請求項１４に記載の長手方向のセンサ装置と、請求項１から１３のいずれか１項に記載の１つ以上の光センサデバイスとのうちの少なくとも１つを備えるケーブル。

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