JPH03140807A - Optical position sensor - Google Patents

Optical position sensor

Info

Publication number
JPH03140807A
JPH03140807A JP1279586A JP27958689A JPH03140807A JP H03140807 A JPH03140807 A JP H03140807A JP 1279586 A JP1279586 A JP 1279586A JP 27958689 A JP27958689 A JP 27958689A JP H03140807 A JPH03140807 A JP H03140807A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
resonator
input
optical path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1279586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Gregory J Mcbrien
グレゴリー ジェイ.マクブライアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Priority to JP1279586A priority Critical patent/JPH03140807A/en
Publication of JPH03140807A publication Critical patent/JPH03140807A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: To simplify the configuration and to improve the detection accuracy by determining the resonance frequency of input light that is subjected to amplitude modulation based on a detection signal, generating maximum light intensity in a resonator, and relating the resonance frequency to the length of the resonator. CONSTITUTION: The light of a light source 42 is transmitted to a coupler 34 via an optical path 38 and most light is transmitted to an optical fiber 36, but one portion is transmitted to a photodetector 44 via an optical path 40. Then, the light source light that is transmitted to the optical fiber 36 reaches an entrance port 16 via an optical connector 30, an optical fiber 46, an optical connector 32, and an optical fiber 28. Then, the light source light that is transmitted into a position detection device 10 from the port 16 is transmitted into an optical path 12 via the delay line part of an optical path 14 that forms one portion of a path with a variable path. Then, light source light through the path 12 is reflected by a mirror 22 of a disk 24, and the reflection light is detected by the photodetector 44 via the paths 12 and 14, an output port 18, an optical fiber 28, light connectors 32 and 30, an optical fiber 36, a coupler 34, and a path 40.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、光学式の位置検出装置に関するもので、特
に本発明は、長さ可変の光学通路を用いて直線距離の計
測を行う装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical position detection device, and more particularly, the present invention relates to a device for measuring a straight line distance using a variable-length optical path. It is something.

[従来の技術] 光学式位置検出装置は、軽量で、干渉の影響を受けない
センサを必要とする航空機等の制御系、に用いるのに適
している。しかしながら、光学式の位置検出装置は、構
造が複雑でしかも高価である難点を有している。
[Prior Art] Optical position detection devices are suitable for use in control systems for aircraft and the like that require sensors that are lightweight and unaffected by interference. However, optical position detection devices have the drawbacks of being complex and expensive.

近年において、光ファイバを用いた光学式位置検出装置
が幾つか提案されている。これらの光学式位置検出装置
の内で、最も進んだ技術はデジタル的にコード化された
面を持つプレートを用いて、光の二値化パターンを光フ
アイバチャンネルに供給するようにした技術である。こ
の技術においては、二値化データの各ビットに対応する
光フアイバチャンネルにそれぞれ並列に配設された光フ
ァイバを必要とするため、多数の光ファイバが必要とな
る。この技術は、データがディジタル化されているので
、ノイズの影響を位置検出性能を低下させずに除去する
ことが出来る。また、他の方法として、情報を−乃至複
数チャンネルの振幅情報とするものがある。しかしなが
らこの方法では、光ファイバの接続に光学コネクタを用
いた場合に、振幅の変動が問題となる。さらに。アメリ
カ特許第4,546.466号に示すように時間領域及
び波長に基づくマルチブレクシング技術を用いたものも
提案されている。
In recent years, several optical position detection devices using optical fibers have been proposed. The most advanced of these optical position sensing devices uses a plate with a digitally encoded surface to deliver a binary pattern of light into a fiber optic channel. . In this technique, a large number of optical fibers are required because each optical fiber channel corresponding to each bit of binary data requires an optical fiber arranged in parallel. In this technique, since the data is digitized, the influence of noise can be removed without degrading position detection performance. Further, as another method, there is a method in which the information is amplitude information of - or a plurality of channels. However, with this method, amplitude fluctuations pose a problem when an optical connector is used to connect the optical fibers. moreover. A multiplexing technique based on time domain and wavelength has also been proposed, as shown in U.S. Pat. No. 4,546,466.

[発明の解決しようとする課題] しかしながら、従来より提案されている装置は、光学式
位置検出装置のコスト低減に関しては、満足の行く結果
を得られないものとなっている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, conventionally proposed devices have not been able to obtain satisfactory results in reducing the cost of optical position detection devices.

そこで、本発明の目的は、構造が簡単で、安価に製造出
来、しかも検出精度の高い光学式位置検出装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an optical position detection device that has a simple structure, can be manufactured at low cost, and has high detection accuracy.

[課題を解決するための手段] 上記及び上記以外の目的を達成するために、本発明の第
一の構成によれば、振幅変調された入力光を、光路長可
変の受動型光学共振器に供給して、前記光学共振器の光
路長に対応する周波数に入力光を共振させ、 受動型光学共振器の出力光を検出して、検出した光強度
を示す検出信号を発生し、 検出信号に基づいて振幅変調された入力光の共振周波数
を決定して、共振器内において最大の光強度を発生し、 前記共振周波数と前記共振器の長さを連関させるように
したことを特徴とする光学系に於ける入力光の周波数調
整方法が提供される。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above and other objects, according to a first configuration of the present invention, amplitude-modulated input light is transmitted to a passive optical resonator with a variable optical path length. supplying the input light to resonate the input light at a frequency corresponding to the optical path length of the optical resonator, detecting the output light of the passive optical resonator, and generating a detection signal indicative of the detected light intensity; determining the resonant frequency of the amplitude-modulated input light based on the resonator, generating the maximum light intensity within the resonator, and linking the resonant frequency and the length of the resonator. A method of adjusting the frequency of input light in a system is provided.

また、本発明の第二の構成によれば、検出する位置との
距離に応じて変化する光路長を有し、前記光路長に対応
して共振周波数を変化する受動型光学共振器と、 該共振器に振幅変調された入力光を導入する入力ポート
と、 前記共振器内における輝度を示し、前記共振器の光路長
に応じて波長が変化する振幅変調された入力光と共振周
波数を検出するための出力光を発生する出力ポートとに
よって構成したことを特徴とする光学位置検出装置が提
供される。
Further, according to the second configuration of the present invention, a passive optical resonator has an optical path length that changes depending on the distance to the detection position, and a passive optical resonator that changes the resonant frequency according to the optical path length; an input port for introducing amplitude-modulated input light into the resonator; and detecting the amplitude-modulated input light and resonance frequency, which indicates the brightness within the resonator and whose wavelength changes according to the optical path length of the resonator. An optical position detecting device is provided, characterized in that it is configured by an output port that generates output light for the purpose of the present invention.

さらに、本発明の第三の構成によれば、入出力端と検出
端を有するとともに、前記検出端が挿入される検出室内
の流体の屈折率に略一致する屈折率を有する光学遅延線
と、前記検出室内に設けられ検出対象との位置関係にお
いて前記検出室内において前記光学遅延線の検出端に対
して変位し前記入力端から導入され入力光を反射して入
力光と反射光との干渉により出力光を形成する鏡面部材
とを有し、さらに、前記光学遅延線の前記入出力端が鏡
面を有していることを特徴とする光学共振装置が提供さ
れる。
Furthermore, according to a third configuration of the present invention, an optical delay line has an input/output end and a detection end, and has a refractive index that substantially matches the refractive index of a fluid in a detection chamber into which the detection end is inserted; Displaced in the detection chamber with respect to the detection end of the optical delay line in the positional relationship with the detection target provided in the detection chamber, introduced from the input end, reflects the input light, and causes interference between the input light and the reflected light. and a mirror surface member that forms output light, and further characterized in that the input/output end of the optical delay line has a mirror surface.

なお、上記の本発明の第三の構成においては、光源手段
によって発生される振幅変調された入力光を前記入出力
端に伝送する入力側光ファイバと、前記出力光を検出器
に前記出力光を伝送する出力側光ファイバとを設けるこ
とも可能である。また、前記検出室に連通ずる可変容量
室を設け、前記鏡面部材の検出室内における変位による
前記検出室の容量変化に対して前記流体の量を増減調整
することも出来る。
Note that in the third configuration of the present invention described above, there is provided an input side optical fiber that transmits the amplitude-modulated input light generated by the light source means to the input/output end, and an input side optical fiber that transmits the output light to the detector. It is also possible to provide an output side optical fiber for transmitting. Further, a variable capacity chamber communicating with the detection chamber may be provided, and the amount of the fluid may be adjusted to increase or decrease in response to a change in the capacity of the detection chamber due to displacement of the mirror member within the detection chamber.

さらに、本発明の第四の構成によれば、検出する位置と
の距離に応じて変化する光路長を有し、前記光路長に対
応して共振周波数を変化する受動型光学共振器と、 該共振器に振幅変調された入力光を導入する入力ポート
と、 前記共振器内における輝度を示し、前記共振器の光路長
に応じて出力光の示す平均輝度波長が最大となる変化振
幅変調された入力光の共振周波数を検出するための出力
光を発生する出力ポートとによって構成したことを特徴
とする光学位置検出装置が提供される。
Furthermore, according to a fourth configuration of the present invention, a passive optical resonator has an optical path length that changes depending on the distance to the detection position, and has a resonant frequency that changes in accordance with the optical path length; an input port for introducing amplitude-modulated input light into the resonator; An optical position detection device is provided, comprising: an output port that generates output light for detecting a resonant frequency of input light.

[実 施 例コ 以下に、本発明の実施例を添付する図面を参照しながら
説明する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明の実施例による光学式位置検出装置l
を示しており、この位置検出装置lOは、光学通路12
.14と共通の入口ポート16及び出口ポート18とを
有している。光学通路14は、光フアイバ遅延線を構成
しており、入口端及び出口端に鏡面加工固有している。
FIG. 1 shows an optical position detection device l according to an embodiment of the present invention.
, and this position detection device IO is connected to an optical path 12.
.. 14 and a common inlet port 16 and outlet port 18. The optical passageway 14 constitutes a fiber optic delay line and has a mirror finish on its entrance and exit ends.

この入口端及び出口端の鏡面加工面は、光学通路12内
に収容された流体の屈折率に一致した屈折率を有してい
る。
The mirrored surfaces at the inlet and outlet ends have a refractive index that matches the refractive index of the fluid contained within the optical passageway 12.

一方、光学通路12は、中空の筒体によって構成されて
いる。この光学通路12の端部は鏡面22を持つ可動デ
ィスク24によってシールされている。この可動ディス
ク24に一端が接合したロッド又はピストン26の他端
が、位置検出対象に当接されている。
On the other hand, the optical passage 12 is constituted by a hollow cylinder. The end of this optical path 12 is sealed by a movable disk 24 having a mirror surface 22. One end of the rod or piston 26 is joined to the movable disk 24, and the other end of the rod or piston 26 is brought into contact with a position detection target.

第2図は、第1図の光学式位置検出装置の光学通路14
の遅延線部分を入口端及び出口端側より見た状態を示し
ている。光学通路14の入口端及び出口端側端部の鏡面
加工面の小円形凹部がエツチング等により形成されてい
る。この凹部には、光ファイバ28の端部が突き当てら
れ、加熱熔融によって光学通路14の遅延線部分に接続
されている。また、光ファイバ28を光学系接着剤で光
学通路14の遅延線部分に接着することも可能である。
FIG. 2 shows the optical path 14 of the optical position detection device of FIG.
This figure shows the state of the delay line section viewed from the inlet end and outlet end sides. Small circular recesses in the mirror-finished surfaces of the entrance and exit ends of the optical passage 14 are formed by etching or the like. The end of the optical fiber 28 is abutted against this recess and is connected to the delay line portion of the optical path 14 by heating and melting. It is also possible to adhere the optical fiber 28 to the delay line portion of the optical path 14 with an optical adhesive.

なお、本実施例において、光ファイバ28は、光学式位
置検出装置の入力線及び出力線の双方として機能する。
Note that in this embodiment, the optical fiber 28 functions as both an input line and an output line of the optical position detection device.

光ファイバ28は、光学カプラ又はコンバイナースブッ
リッタ34に接続され8 ている。なお、位置検出装置lOとカプラ34間には、
−乃至複数の光学コネクタ30,32を介装することが
出来る。特に、光学式位置検出装置を航空機等に用いる
場合には、複雑に屈曲した光フアイバ通路内に光ファイ
バ28を配設するために、光学コネクタ30.32を用
いることが必要となる。カプラ34には光ファイバで構
成する二つの光学通路38.40が形成しており、これ
によって二つのブランチを形成している。
Optical fiber 28 is connected to an optical coupler or combiner splitter 34 . Note that between the position detection device lO and the coupler 34,
- to a plurality of optical connectors 30, 32 can be interposed. In particular, when the optical position detection device is used in an aircraft or the like, it is necessary to use optical connectors 30, 32 in order to arrange the optical fiber 28 in a complicatedly curved optical fiber path. The coupler 34 has two optical paths 38, 40 formed of optical fibers, thereby forming two branches.

第1図に示す光学系において、光学通路38は、光源4
2に接続されており、光源光は、この光学通路38を通
ってカプラ34に伝送される。光学通路38よりカプラ
34に伝送された光の大部分は、光ファイバ36に伝送
されるが、その一部は光学通路38を介して光源42に
戻り、また他の一部は光学通路40を介して光検出器4
4に伝送される。
In the optical system shown in FIG.
2, and the source light is transmitted through this optical path 38 to the coupler 34. Most of the light transmitted from optical path 38 to coupler 34 is transmitted to optical fiber 36, but some of it is returned to light source 42 via optical path 38, and another portion is transmitted through optical path 40. via photodetector 4
4.

カプラ34から光ファイバ36に伝送された光源光は、
光学コネクタ30、光ファイバ46、光学コネクタ32
及び光ファイバ28を通って、入ロポート16に到達す
る。入口ポート16より位置検出装置10内に伝送され
た光源光は、長さ可変通路の一部を形成する光学通路1
4の遅延線部分に入り、この遅延線部分の端部より、光
学通路12内に伝送される。光学通路12内の流体の屈
折率は、光学通路14の遅延線の屈折率に一致し、又は
ほぼ一致するものとなっているので、光学通路12と光
学通路14の遅延線間の境界は透明であり、光源光は、
この境界部分で反射されずに、光学通路I2内に導入さ
れる。光源光は、光学通路12を通過して、ディスク2
4の鏡面22に到達し、この鏡面22によって反射され
る。鏡面22で反射された反射光は、光学通路12、光
学通路12と光学通路14の遅延線の境界、光学通路1
4の遅延線、及び出口ポート18を通って伝送される。
The light source light transmitted from the coupler 34 to the optical fiber 36 is
Optical connector 30, optical fiber 46, optical connector 32
and reaches the input port 16 through the optical fiber 28. The light source light transmitted into the position detection device 10 through the inlet port 16 is transmitted through the optical path 1 forming a part of the variable length path.
4 and is transmitted into the optical path 12 from the end of this delay line section. The refractive index of the fluid in optical passage 12 matches or nearly matches the refractive index of the delay line of optical passage 14, so that the boundary between the delay lines of optical passage 12 and optical passage 14 is transparent. And the light source light is
The light is not reflected at this boundary portion and is introduced into the optical path I2. The light source light passes through the optical path 12 and reaches the disk 2.
The light reaches the mirror surface 22 of No. 4 and is reflected by this mirror surface 22. The reflected light reflected by the mirror surface 22 passes through the optical path 12, the boundary between the delay line between the optical path 12 and the optical path 14, and the optical path 1.
4 delay line, and exit port 18.

反射光は、さらに光ファイバ28、光コネクタ32、光
ファイバ46、光コネクタ30、光ファイバ36を通り
、光学通路40を経て光検出器44によって検出される
The reflected light further passes through optical fiber 28 , optical connector 32 , optical fiber 46 , optical connector 30 , optical fiber 36 , optical path 40 and is detected by photodetector 44 .

第5図は、本発明の他の実施例による光学式位置検出装
置を示している。この実施例において、長さ可変の光学
通路は、液体を封入した中空チューブ20aに挿入され
た光学遅延線14aを有している。この光学遅延線14
aの屈折率は、中空チューブ20aに封入された液体の
屈折率に略−致している。この中空チューブ20aには
、鏡ディスク22aが、変位可能に収容されている。鏡
ディスク22aは、ロッド26aの先端部に取り付けら
れており、ロッド26aの他端は検出対象に取り付けら
れている。
FIG. 5 shows an optical position detection device according to another embodiment of the invention. In this embodiment, the variable length optical path includes an optical delay line 14a inserted into a liquid-filled hollow tube 20a. This optical delay line 14
The refractive index of a corresponds approximately to the refractive index of the liquid sealed in the hollow tube 20a. A mirror disk 22a is displaceably housed in the hollow tube 20a. The mirror disk 22a is attached to the tip of the rod 26a, and the other end of the rod 26a is attached to the object to be detected.

第5図に示す検出装置10aは、可撓性の液体容器12
8が設けられている。この液体容器128は、伸縮性を
有しており、鏡ディスク22aの中空チューブ20a内
の位置による中空チューブの液体の収容量の変化を補償
している。このため、中空チューブ201の液体収容室
と液体容器は、鏡ディスク22aと中空チューブ20&
の内周面間に形成する間隙を介して連通している。ロッ
ド26aは、この液体容器128の一側側壁に挿通して
伸びており、このロッド26aの通過する液1 偉容器の開口部にかシール部材50が設けられ、液密シ
ールを形成している。さらに、液体容器128の他側の
側壁には、中空チューブ20aが挿通する開口が形成さ
れており、この開口にはシール部材52が設けられ、液
密シールを形成している。液体容器の軸線方向の側壁の
少なくとも一部は、ベローズ状等に形成した可撓部54
として構成されており、容器128の伸縮を許容してい
る。
The detection device 10a shown in FIG.
8 is provided. This liquid container 128 is stretchable and compensates for changes in the amount of liquid contained in the hollow tube depending on the position of the mirror disk 22a within the hollow tube 20a. Therefore, the liquid storage chamber and liquid container of the hollow tube 201 are connected to the mirror disk 22a and the hollow tube 20 &
They communicate through a gap formed between the inner circumferential surfaces of the two. The rod 26a extends through one side wall of the liquid container 128, and a sealing member 50 is provided at the opening of the container through which the rod 26a passes, forming a liquid-tight seal. . Furthermore, an opening through which the hollow tube 20a is inserted is formed in the other side wall of the liquid container 128, and a sealing member 52 is provided in this opening to form a liquid-tight seal. At least a portion of the side wall in the axial direction of the liquid container has a flexible portion 54 formed in a bellows shape or the like.
This allows the container 128 to expand and contract.

なお、容器は、それ自体を伸縮性材料で形成することも
可能であり、また、金属で形成して少なくともその一部
をアコーデオン状又はベローズ状に形成して容器に伸縮
性を付与するように形成しても良い。
The container itself can be made of a stretchable material, or it can be made of metal with at least a portion shaped like an accordion or bellows to give it stretchability. It may be formed.

なお、第1図及び第5図の光学通路12及び12aの長
さを変化させる手段としては、種々のものが考えられる
。例えば、光学通路12.12aを包囲して外側容器を
形成し、この外側容器と光学通路を連通させることによ
って光学通路内の流体の量を補償して、光学通路内の流
体圧を一定として、ディスクの変位動作を許容する構成
とする2 ことが出来る。第5図に示す位置検出装置10aには、
相互に分離された入口ポート16aと出口ポート18a
が形成されており、これらのポート16a、18aはそ
れぞれ別個に設けられた光ファイバ56.58に接続さ
れている。入口ポート16aに接続された光ファイバ5
6は、光学コネクタ68、光ファイバ66、光学コネク
タ64及び光ファイバ62を介して光源66に接続され
ている。一方、出口ポート18aに接続された光ファイ
バ58は、光学コネクタ72、光ファイバ70、光学コ
ネクタ78及び光ファイバ76を介して検出器74に接
続されている。なお、分離形成された入口ポート16a
及び出口ポート18aは、第3図に示すように、光学遅
延線14aの端部にエツチング等によって穿設された開
ロア9の異なる部分によって構成することが出来る。な
お、入口ポート16a及び出口ポート18aの構成は、
第3図に示す構成に限定されるものではなく、例えば第
6図の実施例に関連して後述する第4図の構成とするこ
とも当然可能である。また、光ファイバ56.58は、
第1図の構成と同様に、これを入口ポート16a及び出
口ポート18aに当接して溶着するか、若しくは光学接
着剤を用いて接着するかの方法によって入口ポート及び
出口ポートに接続される。
Note that various methods can be considered as means for changing the lengths of the optical passages 12 and 12a in FIGS. 1 and 5. For example, by surrounding the optical passageway 12.12a to form an outer container and communicating the outer container with the optical passageway, the amount of fluid in the optical passageway can be compensated to maintain a constant fluid pressure in the optical passageway. It is possible to have a configuration that allows displacement of the disk. The position detection device 10a shown in FIG.
Inlet port 16a and outlet port 18a separated from each other
are formed, and these ports 16a, 18a are connected to separately provided optical fibers 56, 58, respectively. Optical fiber 5 connected to inlet port 16a
6 is connected to a light source 66 via an optical connector 68, an optical fiber 66, an optical connector 64, and an optical fiber 62. On the other hand, the optical fiber 58 connected to the exit port 18a is connected to the detector 74 via an optical connector 72, an optical fiber 70, an optical connector 78, and an optical fiber 76. Note that the separately formed inlet port 16a
As shown in FIG. 3, the exit port 18a can be formed by different parts of the open lower portion 9, which are formed by etching or the like at the end of the optical delay line 14a. Note that the configuration of the inlet port 16a and the outlet port 18a is as follows.
The present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and it is of course possible to use the configuration shown in FIG. 4, which will be described later in connection with the embodiment shown in FIG. 6, for example. Moreover, the optical fiber 56.58 is
Similar to the configuration shown in FIG. 1, it is connected to the inlet port 16a and the outlet port 18a by welding it in contact with the inlet port 16a and the outlet port 18a, or by adhering it using an optical adhesive.

第5図に示す位置検出装置10aの構成は、光学通路1
2aの同調にも用いることが出来る。即ち、光学通路1
2aの光路長をa(可変)とし、光学遅延線14aの光
路長をb(固定)とすれば、光学通路全体の光路長はλ
+bとなり、光学通路内に導入された光の強度は、反射
光の輝度変調に対して強めあう干渉を生じるために λ =  2(a + b ) / nここで、nは整
数 の式を満足する波長(λ)を持つ周波数に変調すること
が出来る。入力される光源光を持続波状に変調するため
に、フェイズロックドループ(PLL)80を用いるこ
とが出来る。このPPLと同様のPLL81を第1図の
構成においても用いる出来る。変調周波数は、共振周波
数に調整される。
The configuration of the position detection device 10a shown in FIG.
It can also be used for tuning 2a. That is, optical path 1
If the optical path length of the optical delay line 2a is a (variable) and the optical path length of the optical delay line 14a is b (fixed), then the optical path length of the entire optical path is λ
+b, and the intensity of the light introduced into the optical path is λ = 2(a + b) / n, where n satisfies the formula of an integer, in order to cause constructive interference with the brightness modulation of the reflected light. can be modulated to a frequency with a wavelength (λ) of A phase-locked loop (PLL) 80 can be used to modulate the input source light into a continuous wave. A PLL 81 similar to this PPL can also be used in the configuration shown in FIG. The modulation frequency is adjusted to the resonant frequency.

共振周波数における光の波長は、前記した2(a+b)
/nとなり、検出対象の位置に比例した値となる。
The wavelength of light at the resonant frequency is 2(a+b) described above.
/n, which is a value proportional to the position of the detection target.

第6図は、本発明の第三実施例による光学式位置検出装
置tabを示すもので、この実施例は、液体容器82が
中空チューブ86の光学遅延線14b側に設けられてい
る点を除き、前記の第5図の実施例と同様の構成となっ
ている。本実施例における液体容器82は、実線で示す
現在の状態から破線で示す伸長位置まで連続的に伸縮変
化する構成となっている。このため、液体容器82の構
成は、連続的に容積を変化し得る構成となっている。な
お、伸縮可能な液体容器自体は従来より種々のものが知
られているので、その具体構成の説明は省略する。なお
、この液体容器82は、中空チューブ86内の液体の量
を補償し、中空チューブ内の圧力を検出対象に接合され
た入力軸の中空チューブ内の位置とは無関係に一定に保
持し得る15 いかなる構成のものも用いることが出来る。なお、本実
施例においては、液体容器と中空チューブ86内の液体
室とは、中空チューブ86の内周面と光学遅延線14b
間に形成される間隙を介して連通される。
FIG. 6 shows an optical position detection device tab according to a third embodiment of the present invention, except that a liquid container 82 is provided on the optical delay line 14b side of a hollow tube 86. , has the same structure as the embodiment shown in FIG. 5 above. The liquid container 82 in this embodiment is configured to continuously expand and contract from the current state shown by the solid line to the extended position shown by the broken line. Therefore, the structure of the liquid container 82 is such that its volume can be changed continuously. Note that since various types of expandable and contractible liquid containers themselves have been known in the past, a description of their specific configurations will be omitted. Note that this liquid container 82 can compensate the amount of liquid in the hollow tube 86 and keep the pressure in the hollow tube constant regardless of the position in the hollow tube of the input shaft joined to the detection object 15 Any configuration can be used. In this embodiment, the liquid container and the liquid chamber in the hollow tube 86 are defined by the inner peripheral surface of the hollow tube 86 and the optical delay line 14b.
They are communicated through a gap formed between them.

本実施例においては、ロッド状のピストン88が用いら
れており、このピストン88の一端は中空チューブ86
内に挿入され、他端は、位置検出対象に接合されている
。ピストン88の中空チューブ86内に位置する端面9
0は、鏡面加工されている。ピストン88は、検出対象
の位置に応じて、鏡面加工面90の中空チューブ86内
の位置が変化するように構成されている。
In this embodiment, a rod-shaped piston 88 is used, and one end of this piston 88 is connected to a hollow tube 86.
The other end is connected to the position detection target. End face 9 located within hollow tube 86 of piston 88
0 has a mirror finish. The piston 88 is configured such that the position of the mirror-finished surface 90 within the hollow tube 86 changes depending on the position of the detection target.

光源92は、光ファイバ94、光学コネクタ112、光
ファイバ96、光学コネクタ114及び光ファイバ98
を介して入力ポート100に接続されている。なお、本
実施例において、光学遅延線14bは、光フアイバ98
等と同一の特性を持つもので、出口ポート102を設け
るために光ファイバ98と比較して大きな断面に形成さ
れている。
The light source 92 includes an optical fiber 94, an optical connector 112, an optical fiber 96, an optical connector 114, and an optical fiber 98.
It is connected to the input port 100 via. Note that in this embodiment, the optical delay line 14b is an optical fiber 98.
etc., and is formed to have a larger cross section than the optical fiber 98 in order to provide the exit port 102.

16 出口ぼ−と102は、光ファイバ106、光学コネクタ
!18、光ファイバ108、光学コネクタ116及び光
ファイバ110を介して検出器104に接続されており
、鏡面加工面90によって反射された反射光を検出器1
04に伝送する。
16 The exit port 102 is an optical fiber 106, an optical connector! 18, is connected to the detector 104 via an optical fiber 108, an optical connector 116, and an optical fiber 110, and the reflected light reflected by the mirror-finished surface 90 is transmitted to the detector 1.
Transmit to 04.

なお、光学コネクタは、上述したように必要に応じて設
けるもので、本発明における光学式位置検出装置におい
ては、必ずしもこれを設けることを必要としない。
Note that, as described above, the optical connector is provided as necessary, and the optical position detection device according to the present invention does not necessarily require the provision of this.

第4図は、第6図の実施例による光学式位置検出装置1
0bの光学遅延線14bの端部を示している。第4図に
示すように、入口ポート100と出口ポート102は、
エツチング等にとって形成された小円形状の四部で構成
されており、この端面ば鏡面加工されている。従って、
光学遅延線14bの第6図左側の端面の反射率は”l”
よりも小さくなっている。一方、ピストン88の鏡面加
工面90の反射率は、はぼ”1”となっている。
FIG. 4 shows the optical position detection device 1 according to the embodiment of FIG.
0b shows the end of the optical delay line 14b. As shown in FIG. 4, the inlet port 100 and the outlet port 102 are
It consists of four small circular parts formed by etching, etc., and the end surfaces are mirror-finished. Therefore,
The reflectance of the end face on the left side of FIG. 6 of the optical delay line 14b is "l"
It is smaller than. On the other hand, the reflectance of the mirror-finished surface 90 of the piston 88 is approximately "1".

第6図に示す光学式位置検出装置10bにおいて、光学
通路の光路長の倍数の波長を有する周波・数の持続波に
変調された光源光の強めあう干渉によって、検出器10
4の最大検出強度として検出される振動を保持すること
が出来る。
In the optical position detection device 10b shown in FIG. 6, the detector 10 is
It is possible to hold the vibration detected as the maximum detection intensity of 4.

第6図に矢印で示すように、入口ポート100より導入
された光源光は、光学遅延線14bの内周壁面及び光学
通路12bの内周壁面に反射しながら、ピストン88の
鏡面加工面90に到達し、鏡面加工面90で反射されて
、反射光として出口ポート102に向かう。第6図の構
成において、光源光の波長に対する光学通路の光路長が
適正に設定されていれば、光源光と反射光の間に強めあ
う干渉が生じる。これによって、検出器104に於ける
最大の光強度が得られ、検出対象の位置検出に関して必
要な情報を得ることが出来る。なお、実際の位置検出に
おいては、光学通路の光路長及びピストンの長さ等の情
報と検出器104によって得られた情報に基づいて位置
が算出される。
As shown by the arrow in FIG. 6, the light source light introduced from the inlet port 100 is reflected on the inner circumferential wall surface of the optical delay line 14b and the inner circumferential wall surface of the optical passage 12b, and then hits the mirror-finished surface 90 of the piston 88. The light reaches the mirror-finished surface 90 and is reflected by the mirrored surface 90 to head toward the exit port 102 as reflected light. In the configuration shown in FIG. 6, if the optical path length of the optical path with respect to the wavelength of the light source light is set appropriately, constructive interference will occur between the light source light and the reflected light. As a result, the maximum light intensity at the detector 104 can be obtained, and the information necessary for detecting the position of the detection target can be obtained. Note that in actual position detection, the position is calculated based on information such as the optical path length of the optical path and the length of the piston and information obtained by the detector 104.

第7図は、上記した光学式位置検出装置の制御回路10
6を示すもので、この制御回路106は、持続波を発生
する第6図に示す装置に用いられる。
FIG. 7 shows the control circuit 10 of the optical position detection device described above.
6, and this control circuit 106 is used in the device shown in FIG. 6 that generates continuous waves.

を−お、図示の制御回路は、第1図及び第5図のPLL
の制御に用いることも出来る。
- The illustrated control circuit is the PLL shown in FIGS. 1 and 5.
It can also be used to control

第6図の装置において検出器104における光学通路1
2b、14bから出力される光強度を最大にとなる周波
数を選択しようとする場合、可変周波数発生器を用いて
、光源92から発生される光源光の周波数を種々に変更
して光学通路に導入して、輝度変調を行うことが一般的
である。この場合、周波数を広範囲にわたって連続的に
変化させて、出力が最大となる周波数を検出しなければ
ならない。この操作において、まづ広い範囲で連続的に
周波数を変化させて、出力が最大に近くなる周波数領域
を検出して、この周波数領域内で、周波数を微調整して
出力の最大となる周波数を正確に検出することが行われ
る。
Optical path 1 in the detector 104 in the apparatus of FIG.
When trying to select a frequency that maximizes the light intensity output from 2b and 14b, a variable frequency generator is used to variously change the frequency of the light source light generated from the light source 92 and then introduced into the optical path. It is common to perform brightness modulation by In this case, the frequency must be continuously varied over a wide range to detect the frequency at which the output is maximum. In this operation, first, the frequency is continuously varied over a wide range, the frequency region where the output is close to the maximum is detected, and within this frequency region, the frequency is finely adjusted to find the frequency where the output is the maximum. Accurate detection is performed.

第7図の制御回路は上記した操作を自動的に行うもので
ある。この操作過程における周波数の変化に応じた出力
波形の変化を第8図に示す。第8図において、波形10
Bは、ある距離における周波数変化に応じた光学通路か
ら出力変化を示すも9 のである。また、第8図の波形110は、他の距離にお
ける光学通路の出力変化を示し、さらに、波形112は
、さらに異なる距離における出力変化を示している。な
お、波形110における距離と波形112における距離
は、波形108の距離に対してそれぞれ反対方向に変位
した位置における距離を示すものである。例えば、波形
110の得られる距離が、波形108の得られる距離よ
りも短いとすれば、波形112の得られる距離は、波形
10Bの距離よりも長くなる。第7図の制御回路の動作
は、手動操作による周波数検出と同様に、発信器を操作
して共振器を駆動してオシロスコープ上におけるピーク
周波数を検出する。このピーク検出を自動的に行うため
に、周波数fmにおいてデイサ動作を行って、差に比例
した現在周波数に対する周波数の変化量算出して中心周
波数fcを決定する方法が採られている。
The control circuit shown in FIG. 7 automatically performs the above operations. FIG. 8 shows changes in the output waveform according to changes in frequency during this operation process. In FIG. 8, waveform 10
B shows the change in output from the optical path as a function of frequency change over a distance. Waveform 110 of FIG. 8 also shows the optical path power change at another distance, and waveform 112 shows the power change at an even different distance. Note that the distance in waveform 110 and the distance in waveform 112 indicate distances at positions displaced in opposite directions with respect to the distance in waveform 108, respectively. For example, if the distance obtained by waveform 110 is shorter than the distance obtained by waveform 108, the distance obtained by waveform 112 is longer than the distance obtained by waveform 10B. The operation of the control circuit shown in FIG. 7 is similar to manual frequency detection, in which the peak frequency on the oscilloscope is detected by operating the oscillator to drive the resonator. In order to automatically perform this peak detection, a method is adopted in which a dither operation is performed at frequency fm, and the amount of change in frequency with respect to the current frequency, which is proportional to the difference, is calculated to determine the center frequency fc.

周波数設定動作が開始されると、まず、制御回路106
の動作モードがスキャンモードとなり、スイッチ200
は、ステップ信号発生器204が0 ら信号線202に供給されるステップ信号を選択して、
ステップ信号を積分器206に供給する。
When the frequency setting operation is started, first, the control circuit 106
operation mode becomes scan mode, switch 200
The step signal generator 204 selects the step signal supplied to the signal line 202 from 0 to
A step signal is provided to an integrator 206.

積分器206は、積分信号を信号線208を介して加算
器210に供給する。この加算器210の加算出力は、
電圧制御発振器(VCO)212に供給される。電圧制
御発振器212は、積分器206の積分信号の信号値の
増加に伴って信号線243を介して第6図に示す光源9
2に供給する光源駆動信号の周波数を低い周波数から高
い周波数にステップ状に変化させる。このスキャンモー
ドにおける動作は、手動調整による広い周波数範囲にお
けるスキャン動作に対応する動作である。
Integrator 206 provides an integral signal to adder 210 via signal line 208 . The addition output of this adder 210 is
A voltage controlled oscillator (VCO) 212 is provided. The voltage controlled oscillator 212 is connected to the light source 9 shown in FIG.
The frequency of the light source drive signal supplied to 2 is changed stepwise from a low frequency to a high frequency. The operation in this scan mode corresponds to a scan operation in a wide frequency range by manual adjustment.

ピーク検出器214及び比較器216は、光学通路の出
力が最大となる中心周波数fc近傍の周波数を検出する
。このピーク検出器214の動作においては、ピーク周
波数が順次更新され、光学通路の出力が下降をし始める
と、これを検出して比較器216を起動する。この時、
フリップフロップ218がトリガされスイッチ200が
、微調整モード位置に切り替えられる。この動作モード
の切り替え動作は、ピーク近傍の周波数を検出した後に
、手動微調整に手動操作を切り替える動作に対応してい
る。
Peak detector 214 and comparator 216 detect frequencies near the center frequency fc at which the output of the optical path is maximum. In this operation of the peak detector 214, the peak frequency is updated sequentially, and when the output of the optical path starts to fall, this is detected and the comparator 216 is activated. At this time,
Flip-flop 218 is triggered and switch 200 is switched to the fine adjustment mode position. This operation mode switching operation corresponds to an operation of switching manual operation to manual fine adjustment after detecting a frequency near the peak.

微調整モードの動作において、エンベロープ検出器22
0は、現在の周波数fを示す振幅の現在周波数検出信号
を発生し、これを同期復調器222に供給する。同調復
調器222は、電圧制御発振器212によって設定され
た周波数がピーク周波数に一致しない場合には誤差信号
を発生する。
In the fine adjustment mode of operation, the envelope detector 22
0 generates a current frequency detection signal with an amplitude indicative of the current frequency f, and supplies this to the synchronous demodulator 222. Tuning demodulator 222 generates an error signal if the frequency set by voltage controlled oscillator 212 does not match the peak frequency.

同期復調器222の誤差信号は、積分器206に供給さ
れ、この積分器の積分信号によって電圧制御発振器21
2を制御して、光源92に供給する周波数をピーク周波
数に調整する。この時の周波数の微調整は、局部発信器
224より発振される局部発振出力を加算器210に与
えて、局部発振出力の信号成分を積分器206の積分信
号に重畳して電圧制御発振器212に与えることによっ
て実質的にデイサ動作を行う。
The error signal of the synchronous demodulator 222 is supplied to the integrator 206, and the integrated signal of this integrator causes the voltage controlled oscillator 21
2 to adjust the frequency supplied to the light source 92 to the peak frequency. To fine-tune the frequency at this time, the local oscillation output oscillated by the local oscillator 224 is given to the adder 210, and the signal component of the local oscillation output is superimposed on the integral signal of the integrator 206 to be sent to the voltage controlled oscillator 212. This essentially performs a dithering operation.

電圧制御発振器212の出力は、図示の制御回路に外部
接続される周波数/ディジタル(F/D)変換器にも供
給される。
The output of voltage controlled oscillator 212 is also provided to a frequency-to-digital (F/D) converter that is externally connected to the illustrated control circuit.

第9図には、局部発振器224から発振される変調周波
数fmを示しており、この変調周波数の波形は信号線2
28に供給される信号の波形に対応している。信号線2
28に供給される局部発振出力はデイサ信号として機能
し、光学通路12b。
FIG. 9 shows the modulation frequency fm oscillated from the local oscillator 224, and the waveform of this modulation frequency is
This corresponds to the waveform of the signal supplied to 28. Signal line 2
The local oscillator output supplied to 28 functions as a dither signal and is connected to optical path 12b.

14bの出力が最大となる周波数(中心周波数fC)を
検出するためのデイサ動作を行う。このとき、デイサ信
号として機能する局部発振器224の局部発振出力の振
幅は、同期復調器222より積分器206に出力される
誤差信号の信号値に対応している。
A dither operation is performed to detect the frequency (center frequency fC) at which the output of 14b becomes maximum. At this time, the amplitude of the local oscillation output of the local oscillator 224, which functions as a dither signal, corresponds to the signal value of the error signal output from the synchronous demodulator 222 to the integrator 206.

上記の制御回路106の周波数調整動作によって、光源
92から供給される光源光の周波数は、検出器104に
おいて最大の光強度が得られる周波数に正確に一致した
ものとなるので、検出器104における検出精度は、正
確に位置検出を行うために十分精度となる。
By the frequency adjustment operation of the control circuit 106 described above, the frequency of the light source light supplied from the light source 92 becomes exactly the same as the frequency at which the maximum light intensity is obtained at the detector 104. The accuracy is sufficient to accurately detect the position.

第10図は、第7図の制御装置の各部における信号波形
を示すもので、第1θ図(a)の信号波3 形240は、第6図の検出器104の出力線241にお
けるデイサ動作を行わない場合の、出力波形を示してい
る。通常、輝度変調周波数は、50MHzの単位で行わ
れる。この通常の輝度変調の周波数、光フアイバ内にお
ける4mの波長に対応している。従って、第6図の中空
チューブ86の長さ調整単位が数cmである場合、光学
遅延線14bの光源光の全波長に対して4mよりも僅か
に短い調整単位となる。勿論、光学遅延線14bの長さ
は、光源光の波長に数分の1となり、上述した通り、強
めあう干渉を生じるように設定される。
FIG. 10 shows signal waveforms in each part of the control device in FIG. 7. The signal waveform 3 240 in FIG. This shows the output waveform when not doing so. Usually, the brightness modulation frequency is performed in units of 50 MHz. This normal brightness modulation frequency corresponds to a wavelength of 4 m within the optical fiber. Therefore, when the length adjustment unit of the hollow tube 86 in FIG. 6 is several cm, the adjustment unit is slightly shorter than 4 m for the entire wavelength of the light source light of the optical delay line 14b. Of course, the length of the optical delay line 14b is set to be a fraction of the wavelength of the light source light, and is set so as to cause constructive interference as described above.

第10図(b)の波形242は、信号線228の信号波
形を示している。局部発振器212から信号線228に
供給される局部発振出力は、例えば3 K Hz等の数
KHzの単位であり、100゜000mの光波長に対応
している。従って、第1θ図(a)(b)はそれぞれ異
なる時間軸で示されている。図示の例において、第10
図(b)の時間軸は、第10図(a)の時間軸に対して
屋久2083分の1に圧縮して示されている。第104 図(c)は、基本変調周波数fcとデイサ周波数fmを
加算した波形の示している。第1θ図(c)の波形24
4は、正確なスケールでは示されていないが、第1O図
(a)とほぼ同一の時間軸で示されている。なお、この
第10図(c)の波形244は、第7図の・信号線22
6の信号波形に対応している。
A waveform 242 in FIG. 10(b) shows the signal waveform of the signal line 228. The local oscillation output supplied from the local oscillator 212 to the signal line 228 is in units of several KHz, such as 3 KHz, and corresponds to an optical wavelength of 100°000 m. Therefore, FIGS. 1θ (a) and (b) are shown on different time axes. In the illustrated example, the tenth
The time axis in FIG. 10(b) is compressed to 1/2083 of the time axis in FIG. 10(a). FIG. 104(c) shows a waveform obtained by adding the basic modulation frequency fc and the dither frequency fm. Waveform 24 in Figure 1θ (c)
4 is not shown to the exact scale, but is shown on approximately the same time axis as FIG. 1O(a). Note that the waveform 244 in FIG. 10(c) is similar to the signal line 22 in FIG.
6 signal waveforms.

第1O図(d)の波形246は、現在の光学通路12b
、14bの周波数伝達特性に応じて振幅変調された信号
波形を示している。第10図において、第1θ図(a)
の波形240で示す搬送波周波数が、光学通路の周波数
伝達特性の中心周波数に対応していないとする。この場
合、第9図に示した誤差信号が発生される。
The waveform 246 in FIG. 1O(d) represents the current optical path 12b.
, 14b shows a signal waveform whose amplitude is modulated according to the frequency transfer characteristics of the signals. In Figure 10, 1θ diagram (a)
Assume that the carrier frequency shown by waveform 240 does not correspond to the center frequency of the frequency transfer characteristic of the optical path. In this case, the error signal shown in FIG. 9 is generated.

第10図(e)の波形248は、第7図のエンベロープ
検出器220から信号線250に供給される信号の信号
波形を示している。エンベロープ検出器220は、デイ
サによる振幅変調を検出する。上記のように波形240
で示す搬送波周波数が、光学通路の周波数伝達特性の中
心周波数に対応していないとする、デイサによって第二
の調波パルスとエンベロープ検出器220において平均
がゼロとなるデイサ周波数の調波パルスが発生される。
Waveform 248 in FIG. 10(e) shows the signal waveform of the signal supplied from envelope detector 220 in FIG. 7 to signal line 250. Envelope detector 220 detects amplitude modulation due to the dither. Waveform 240 as above
Assuming that the carrier frequency shown by does not correspond to the center frequency of the frequency transfer characteristic of the optical path, the dither generates a second harmonic pulse and a harmonic pulse at the dither frequency whose average is zero at the envelope detector 220. be done.

同期復調器222は、エンベロープ検出器220で検出
されたエンベロープとデイサ周波数自体を比較して、第
10図(f)の波形250を有する信号を信号線230
に供給する。同期復調器222は、乗算器として作用し
、局部発振器224から発振される信号線228の局部
発振出力の極性を検出して、信号線250の信号を+1
又は−1を乗算する。
The synchronous demodulator 222 compares the envelope detected by the envelope detector 220 with the dither frequency itself, and sends a signal having a waveform 250 shown in FIG. 10(f) to the signal line 230.
supply to. The synchronous demodulator 222 acts as a multiplier, detects the polarity of the local oscillation output on the signal line 228 oscillated from the local oscillator 224, and increases the signal on the signal line 250 by +1.
Or multiply by -1.

さらに、同期復調器222は、信号線230の信号を濾
波して、第10図(g)の波形252の濾波誤差信号を
信号線230に供給する。
Further, the synchronous demodulator 222 filters the signal on the signal line 230 and supplies a filtered error signal having a waveform 252 in FIG. 10(g) to the signal line 230.

第11図(a)乃至第11図(g)、第10図の各信号
と同一の信号について、搬送波周波数が、光学通路の周
波数伝達特性の中心周波数に一致している場合の波形を
示している。従って、エンベロープ検出器220のエン
ベロープ検出出力は、第11図(e)の波形260で示
される。このとき、エンベロープ検出出力には、デイサ
周波数の第二の調波のみが生じる。従って、同期復調器
222の出力する誤差信号は、第11図(f)及び第1
1図(g)示すようにゼロとなる。
FIG. 11(a) to FIG. 11(g) shows the waveform of the same signal as each signal in FIG. 10 when the carrier frequency matches the center frequency of the frequency transfer characteristic of the optical path. There is. Therefore, the envelope detection output of envelope detector 220 is shown by waveform 260 in FIG. 11(e). At this time, only the second harmonic of the dither frequency is generated in the envelope detection output. Therefore, the error signal output from the synchronous demodulator 222 is as shown in FIG.
It becomes zero as shown in Figure 1 (g).

[発 明 の 効 果] 上記のように、本発明によれば、構成が簡単でしかも検
出精度の高い光学式位置検出装置を提供することが出来
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical position detection device with a simple configuration and high detection accuracy.

なお、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく
、特許請求の範囲を要件を逸脱しないすべての構成を包
含するものである。
Note that the present invention is not limited to the above-described configuration, but includes all configurations that do not deviate from the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の第一実施例による光学式位置検出装
置の概略を示す回路図、 第2図乃至第4図は、光学通路と光ファイバの結合状態
を示す図、 第5図は、本発明の第二実施例による光学式位置検出装
置の概略を示す回路図、 第6図は、本発明の第二実施例による光学式位置検出装
置の概略を示す回路図、 27 第7図は、第6図の実施例に用いる制御回路のブロック
図、 第8図は、光源光の周波数と光学通路の出力との関係を
示す図、 第9図は、第7図の制御回路のデイサ動作を説明するた
めの波形図、 第10図及び第1f図は第7図の各部の波形を示す波形
図である。 8 → 3 で 暑 逮 乏 倹 マ 辺 ) 歇 ぐ ◇
FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing an optical position detection device according to a first embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 4 are diagrams showing the coupling state of an optical path and an optical fiber, and FIG. , a circuit diagram schematically showing an optical position detecting device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram schematically showing an optical position detecting device according to a second embodiment of the present invention, 27 FIG. is a block diagram of the control circuit used in the embodiment of FIG. 6, FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the frequency of light source light and the output of the optical path, and FIG. 9 is a diagram of the control circuit of FIG. 7. Waveform diagrams for explaining the operation. FIGS. 10 and 1f are waveform diagrams showing the waveforms of each part in FIG. 7. 8 → 3 means heat, poverty and frugality) Pause◇

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)振幅変調された入力光を、光路長可変の受動型光
学共振器に供給して、前記光学共振器の光路長に対応す
る周波数に入力光を共振させ、受動型光学共振器の出力
光を検出して、検出した光強度を示す検出信号を発生し
、 検出信号に基づいて振幅変調された入力光の共振周波数
を決定して、共振器内において最大の光強度を発生し、 前記共振周波数と前記共振器の長さを連関させるように
したことを特徴とする光学系に於ける入力光の周波数調
整方法。
(1) Supplying amplitude-modulated input light to a variable optical path length passive optical resonator, resonating the input light at a frequency corresponding to the optical path length of the optical resonator, and outputting the output from the passive optical resonator. detecting light and generating a detection signal indicating the detected light intensity; determining a resonant frequency of the amplitude-modulated input light based on the detection signal to generate maximum light intensity within the resonator; A method for adjusting the frequency of input light in an optical system, characterized in that the resonant frequency and the length of the resonator are correlated.
(2)検出する位置との距離に応じて変化する光路長を
有し、前記光路長に対応して共振周波数を変化する受動
型光学共振器と、 該共振器に振幅変調された入力光を導入する入力ポート
と、 前記共振器内における輝度を示し、前記共振器の光路長
に応じて波長が変化する振幅変調された入力光の共振周
波数を検出するための出力光を発生する出力ポートとに
よって構成したことを特徴とする光学位置検出装置。
(2) A passive optical resonator that has an optical path length that changes depending on the distance from the detection position and whose resonant frequency changes in accordance with the optical path length, and an input light that is amplitude modulated into the resonator. an input port for introducing light into the resonator; and an output port for generating output light for detecting a resonant frequency of amplitude-modulated input light that indicates the brightness within the resonator and whose wavelength changes depending on the optical path length of the resonator. An optical position detection device characterized by comprising:
(3)入出力端と検出端を有するとともに、前記検出端
が挿入される検出室内の流体の屈折率に略一致する屈折
率を有する光学遅延線と、前記検出室内に設けられ検出
対象との位置関係において前記検出室内において前記光
学遅延線の検出端に対して変位し前記入力端から導入さ
れ入力光を反射して入力光と反射光との干渉により出力
光を形成する鏡面部材とを有し、さらに、前記光学遅延
線の前記入出力端が鏡面を有していることを特徴とする
光学共振装置。
(3) an optical delay line having an input/output end and a detection end, and having a refractive index substantially matching the refractive index of the fluid in the detection chamber into which the detection end is inserted; a mirror surface member that is displaced relative to the detection end of the optical delay line in the detection chamber in a positional relationship, is introduced from the input end, reflects input light, and forms output light by interference between the input light and the reflected light; The optical resonator device is further characterized in that the input/output end of the optical delay line has a mirror surface.
(4)光源手段によって発生される振幅変調された入力
光を前記入出力端に伝送する入力側光ファイバと、前記
出力光を検出器に前記出力光を伝送する出力側光ファイ
バとを設けたことを特徴とする請求項第3項に記載した
装置。
(4) An input-side optical fiber for transmitting amplitude-modulated input light generated by the light source means to the input/output end, and an output-side optical fiber for transmitting the output light to the detector. 4. A device according to claim 3, characterized in that:
(5)前記検出室に連通する可変容量室を設け、前記鏡
面部材の検出室内における変位による前記検出室の容量
変化に対して前記流体の量を増減調整するようにしたこ
とを特徴とする請求項第3項又は第4項に記載の装置。
(5) A variable capacity chamber communicating with the detection chamber is provided, and the amount of the fluid is adjusted to increase or decrease in response to a change in the capacity of the detection chamber due to displacement of the mirror member within the detection chamber. The device according to item 3 or 4.
(6)検出する位置との距離に応じて変化する光路長を
有し、前記光路長に対応して共振周波数を変化する受動
型光学共振器と、 該共振器に振幅変調された入力光を導入する入力ポート
と、 前記共振器内における輝度を示し、前記共振器の光路長
に応じて出力光の示す平均輝度波長が最大となる変化振
幅変調された入力光の共振周波数を検出するための出力
光を発生する出力ポートとによって構成したことを特徴
とする光学位置検出装置。
(6) A passive optical resonator that has an optical path length that changes depending on the distance from the detection position and whose resonant frequency changes in accordance with the optical path length, and an input light that is amplitude modulated into the resonator. an input port to be introduced, and a resonant frequency of the amplitude-modulated input light, which indicates the brightness within the resonator and changes such that the average brightness wavelength shown by the output light is maximum according to the optical path length of the resonator. 1. An optical position detection device comprising: an output port that generates output light;
JP1279586A 1989-10-26 1989-10-26 Optical position sensor Pending JPH03140807A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1279586A JPH03140807A (en) 1989-10-26 1989-10-26 Optical position sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1279586A JPH03140807A (en) 1989-10-26 1989-10-26 Optical position sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03140807A true JPH03140807A (en) 1991-06-14

Family

ID=17613051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1279586A Pending JPH03140807A (en) 1989-10-26 1989-10-26 Optical position sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03140807A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277240A (en) * 2001-03-16 2002-09-25 Japan Atom Energy Res Inst High-precision time standardized ultrashort laser pulse distance measuring instrument

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277240A (en) * 2001-03-16 2002-09-25 Japan Atom Energy Res Inst High-precision time standardized ultrashort laser pulse distance measuring instrument

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5080491A (en) Laser optical ultarasound detection using two interferometer systems
RU2141102C1 (en) Diagnostic system with optical sensors (design versions)
CA1287388C (en) Broadband optical detection of transient motion from a scattering surface
JPS62299702A (en) Position transducer and method
US6614239B2 (en) Process and system for measuring the distance of a moving body from a fixed part
US5001338A (en) Body position sensor by phase comparison of modulated light waves transmitted through optical fiber
CA1216656A (en) Method and apparatus for measuring fluid flow
US5737068A (en) Electronic distance measuring device using a phase difference detection method
WO1994011708A1 (en) Interferometric optical sensor read-out system
US4492464A (en) Apparatus and method for distance measurement by laser interferometry
GB2146123A (en) Apparatus for monitoring displacement
US4744653A (en) Distance measurement by laser light
JPH0791997A (en) Method and device for measuring flow rate or flow speed of liquid
JPH03140807A (en) Optical position sensor
JPS62273424A (en) Remote pressure sensor system
USRE28686E (en) Measurement of fluid flow rates
US5149961A (en) Method and apparatus for optical fiber length determination
GB2198531A (en) Optical sensor system
JPH05323029A (en) Distance measuring method by light wave range finder
CA2001368A1 (en) Determining position with light
JPS60218086A (en) Distance measuring instrument
US3535041A (en) Interferometer direction sensor
GB2262337A (en) Apparatus for sensing a gas by pressure modulation spectroscopy
WO1992001208A1 (en) Vortex flowmeter with interferometrical vibration sensor
JPH0319600B2 (en)