JPS5917526A - 光スキヤナ - Google Patents
光スキヤナInfo
- Publication number
- JPS5917526A JPS5917526A JP12680782A JP12680782A JPS5917526A JP S5917526 A JPS5917526 A JP S5917526A JP 12680782 A JP12680782 A JP 12680782A JP 12680782 A JP12680782 A JP 12680782A JP S5917526 A JPS5917526 A JP S5917526A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- input
- output
- bent
- optical fibers
- 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
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3604—Rotary joints allowing relative rotational movement between opposing fibre or fibre bundle ends
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多対象集中測定装置に用いられる光スキャナに
係る。
係る。
製鉄所、化学プラント等におけるプロセス制御の為には
多くの放射温度計が用いられる。従来の放射温度針はレ
ンズ系を通して対象の被測温体の像を検出器に結像し、
対象物の放射光の分光スペクトル強度から対象物の温度
を非接触で測定する方法が主流を占めている。またとく
に狭隘な場所や遮蔽された高温ふん囲気などの温度の測
定には光ファイバを用い、その一端にコネクタで結合さ
れたオプティカルロッドを備え、他端に放射温度針を結
合した光ファイバを用いた放射温度計が開発されている
。
多くの放射温度計が用いられる。従来の放射温度針はレ
ンズ系を通して対象の被測温体の像を検出器に結像し、
対象物の放射光の分光スペクトル強度から対象物の温度
を非接触で測定する方法が主流を占めている。またとく
に狭隘な場所や遮蔽された高温ふん囲気などの温度の測
定には光ファイバを用い、その一端にコネクタで結合さ
れたオプティカルロッドを備え、他端に放射温度針を結
合した光ファイバを用いた放射温度計が開発されている
。
近年製鉄所の連続鋳造ラインの制御や、板ガラスの溶融
ガラス引上炉の制御など精度を要する制御系において、
多数の状態測定点で、温度。
ガラス引上炉の制御など精度を要する制御系において、
多数の状態測定点で、温度。
流量、流速、移動速度などの値を正確に測定し、これら
の情報に基づいて正確な制御が行われるようになった。
の情報に基づいて正確な制御が行われるようになった。
このようなプロセス制御において、通常多数の測定点の
温度測定全集中的に行なう仁とが要求される。この場合
上記のようなレンズ系放射温度針やオプティカルロッド
’に先端に備えた光ファイバを用いた放射温度計を多数
配置し、集中管理することは構造上適切でない。
温度測定全集中的に行なう仁とが要求される。この場合
上記のようなレンズ系放射温度針やオプティカルロッド
’に先端に備えた光ファイバを用いた放射温度計を多数
配置し、集中管理することは構造上適切でない。
本発明は多対象温度測定を１台の検出器により集中的に
測定するのに適した光スキャナを提供することを目的と
する。
測定するのに適した光スキャナを提供することを目的と
する。
かかる目的を達成した本発明による光スキャナの構成は
一つの円周上に配列され且つ被測定対象と光学的に結合
された複数本の入力光ファイバと、回転により前記入力
光ファイバとその一端において順次結合し、他端におい
て回転軸と共軸に回転する屈曲光ファイバと、該屈曲光
ファイバの回転軸と共軸に回転する端部に共軸に回転光
結合された出力光ファイバと、該出力光ファイバの末端
に結合された検出器と、上記屈曲光ファイバを回転する
回転装置からなる光スキャナにおいて、上記屈曲光ファ
イバのコア径が上記入力光ファイバのコア径より大きく
、上記出力光ファイバのコア径が上記屈曲光ファイバの
コア径より大きく、上記検出器の光電変換面が一ヒ記出
力光ファイバのコア径より大きいことを特徴とするもの
である。
一つの円周上に配列され且つ被測定対象と光学的に結合
された複数本の入力光ファイバと、回転により前記入力
光ファイバとその一端において順次結合し、他端におい
て回転軸と共軸に回転する屈曲光ファイバと、該屈曲光
ファイバの回転軸と共軸に回転する端部に共軸に回転光
結合された出力光ファイバと、該出力光ファイバの末端
に結合された検出器と、上記屈曲光ファイバを回転する
回転装置からなる光スキャナにおいて、上記屈曲光ファ
イバのコア径が上記入力光ファイバのコア径より大きく
、上記出力光ファイバのコア径が上記屈曲光ファイバの
コア径より大きく、上記検出器の光電変換面が一ヒ記出
力光ファイバのコア径より大きいことを特徴とするもの
である。
本発明による光スキャナの実施例を図面に従って説明す
る。第１図は本発明による光スキャナの一実施例の斜視
図である。図において、■は入力光ファイバ、２Ｆｉ取
付用円板、３は取付用円板の端面、４は屈曲光ファイバ
、５は屈曲光ファイバの入力側直線部、６は屈曲光ファ
イバの出力側直線部、７は出力光ファイバ、８は検出器
、９は検出器出力を示す。多対象温度測定に際し、入力
光ファイバ１の各先端は例えば一つのプロセス制御の各
温度測定対象に向けて光学的に結合されており、その他
端は取付用円板２の、円周上に等間隔で配置された取付
孔に挿入さｎｌその先端が取付用円板２の端面３に一致
するようにコネクタ等で固定されている。
る。第１図は本発明による光スキャナの一実施例の斜視
図である。図において、■は入力光ファイバ、２Ｆｉ取
付用円板、３は取付用円板の端面、４は屈曲光ファイバ
、５は屈曲光ファイバの入力側直線部、６は屈曲光ファ
イバの出力側直線部、７は出力光ファイバ、８は検出器
、９は検出器出力を示す。多対象温度測定に際し、入力
光ファイバ１の各先端は例えば一つのプロセス制御の各
温度測定対象に向けて光学的に結合されており、その他
端は取付用円板２の、円周上に等間隔で配置された取付
孔に挿入さｎｌその先端が取付用円板２の端面３に一致
するようにコネクタ等で固定されている。
屈曲光ファイバ４はその出力側直線部６が回転軸りに共
軸に保たれてお９ステツプモータ等の回転駆動装置によ
って回転軸りのまわりに回転されると、屈曲光ファイバ
４の入力側直線部５は取付用円板２の上に配列された円
と同一円周上を周行するように構成されている。このと
き、屈曲光ファイバ４の入力側直線部５の先端は取付用
円板の端面３の上を１人力光フアイバｌとの光学的結合
においてその損失が実用上問題ない範囲の間隙を保って
、周行する。従って上記回転駆動装置を特定角度ごとに
特定時間停止させ、その間に取付用円板２上に配列され
た入力光ファイバｌは屈曲光ファイバ４の先端と光学的
結合損失が実用上問題のない範囲に隔てて対向され、出
力光ファイバ７に結合された検出器８例えば放射温度針
がデータを読取り、その値９を出力する。
軸に保たれてお９ステツプモータ等の回転駆動装置によ
って回転軸りのまわりに回転されると、屈曲光ファイバ
４の入力側直線部５は取付用円板２の上に配列された円
と同一円周上を周行するように構成されている。このと
き、屈曲光ファイバ４の入力側直線部５の先端は取付用
円板の端面３の上を１人力光フアイバｌとの光学的結合
においてその損失が実用上問題ない範囲の間隙を保って
、周行する。従って上記回転駆動装置を特定角度ごとに
特定時間停止させ、その間に取付用円板２上に配列され
た入力光ファイバｌは屈曲光ファイバ４の先端と光学的
結合損失が実用上問題のない範囲に隔てて対向され、出
力光ファイバ７に結合された検出器８例えば放射温度針
がデータを読取り、その値９を出力する。
尚、屈曲光ファイバ４の回転駆動用ステップモータとし
ては１回転１０００ステツプ（ｏ、ｓｔｆ’７ステツプ
）のパルスモータにより、屈曲光ファイバ４をその出力
側直線部７の軸の囲りに回転する。一方入力光ファイバ
１は取付用円板２の円周上に３６°おきに配置されてお
り、コントローラによシパルスモータを１００ステツプ
毎に停止して各々の入力光ファイバ１と屈曲光ファイバ
４とを結合せしめる。
ては１回転１０００ステツプ（ｏ、ｓｔｆ’７ステツプ
）のパルスモータにより、屈曲光ファイバ４をその出力
側直線部７の軸の囲りに回転する。一方入力光ファイバ
１は取付用円板２の円周上に３６°おきに配置されてお
り、コントローラによシパルスモータを１００ステツプ
毎に停止して各々の入力光ファイバ１と屈曲光ファイバ
４とを結合せしめる。
本発明の他の実施例を第２図に示す。第２図において第
１図と同一番号は同一部分を示す。
１図と同一番号は同一部分を示す。
第２図中１０は屈曲光ファイバ４の直角屈曲部、２１１
は取付円筒体を示す。第２図に示す実施例では取付円筒
体１１の周辺に入力光ファイバ１が一定角度を隔てて配
列されており、第１図の場合と同様回転駆動装置のステ
ップモータで屈曲光ファイバをそれの出力側直線部６の
軸りのまわりに回転しコントローラにより特定ステップ
毎に停止し入力光ファイバｌと屈曲光ファイバ４ｔ−結
合するものである。ここに示すように多数入力光ファイ
バｌと屈曲光ファイバ４０回転結合方法はこの外にも種
々のものが考えられる。
は取付円筒体を示す。第２図に示す実施例では取付円筒
体１１の周辺に入力光ファイバ１が一定角度を隔てて配
列されており、第１図の場合と同様回転駆動装置のステ
ップモータで屈曲光ファイバをそれの出力側直線部６の
軸りのまわりに回転しコントローラにより特定ステップ
毎に停止し入力光ファイバｌと屈曲光ファイバ４ｔ−結
合するものである。ここに示すように多数入力光ファイ
バｌと屈曲光ファイバ４０回転結合方法はこの外にも種
々のものが考えられる。
本発明の上記実施例においては入力光ファイバ及び出力
光ファイバと屈曲光ファイバとの間で空隙を隔てて、二
つの光ファイバが結合されるがこの場合コア径が細いも
のから太いものへ光が進入する場合は損失は少ないがそ
の逆は断面積に逆比例して減衰する。一般にコア占有率
ヲタ、コア径Ｄｌとした一方の光ファイバからコア占有
率η２コア径Ｄ２の他方の光ファイバへ光が進入すると
きの結合パワー比率Ｔは各々の光ファイバの屈折率差が
等しい場合、 ＝１ｘ Ｄ！ ＞ Ｄｓ
条件２で与えられる。
光ファイバと屈曲光ファイバとの間で空隙を隔てて、二
つの光ファイバが結合されるがこの場合コア径が細いも
のから太いものへ光が進入する場合は損失は少ないがそ
の逆は断面積に逆比例して減衰する。一般にコア占有率
ヲタ、コア径Ｄｌとした一方の光ファイバからコア占有
率η２コア径Ｄ２の他方の光ファイバへ光が進入すると
きの結合パワー比率Ｔは各々の光ファイバの屈折率差が
等しい場合、 ＝１ｘ Ｄ！ ＞ Ｄｓ
条件２で与えられる。
処で本発明の実施例における入力光ファイバ１としては
コア径１００μｍ外径１４０μｍの光ファイバに外径が
約３００μｍとなるようなシリコン樹脂の保護層を備え
た素線７本を撚合せてユニットとし、かかる二ニットを
７ユニツトを集合してその上から塩化ビニル（ｐｖｃ
）の被覆ｔ−施した外径約３ｍ、４９心のバンドルファ
イバが用いられている。バンドルファイバの端末部はシ
リコン樹脂を除去し、エポキシ樹脂で一本化し端末部で
４９心のバンドルファイバが稠密に集合されかかる４９
心のバンドルファイバの端末の径は約１．２咽となる。
コア径１００μｍ外径１４０μｍの光ファイバに外径が
約３００μｍとなるようなシリコン樹脂の保護層を備え
た素線７本を撚合せてユニットとし、かかる二ニットを
７ユニツトを集合してその上から塩化ビニル（ｐｖｃ
）の被覆ｔ−施した外径約３ｍ、４９心のバンドルファ
イバが用いられている。バンドルファイバの端末部はシ
リコン樹脂を除去し、エポキシ樹脂で一本化し端末部で
４９心のバンドルファイバが稠密に集合されかかる４９
心のバンドルファイバの端末の径は約１．２咽となる。
次に、屈曲光ファイバは光フアイバ母材を外径約１，８
簡に引伸した後所定の曲げ加工を行ったものでコア部分
の径は約１．５−である。出力光ファイバは光ファイバ
母材ｅ外径約２ｍ、＝＋ア径約１．７■に引伸したもの
でこのようなガラスロンドの上にシリコン樹脂を塗布し
さらにその上に塩化ビニル樹脂の保護層を施したもので
外径ｕ ３．５ ｍである。上記のバンドルファイバ、
屈曲光ファイバ、出力光ファイバは何れも屈折率差が約
２係のものを使用した。
簡に引伸した後所定の曲げ加工を行ったものでコア部分
の径は約１．５−である。出力光ファイバは光ファイバ
母材ｅ外径約２ｍ、＝＋ア径約１．７■に引伸したもの
でこのようなガラスロンドの上にシリコン樹脂を塗布し
さらにその上に塩化ビニル樹脂の保護層を施したもので
外径ｕ ３．５ ｍである。上記のバンドルファイバ、
屈曲光ファイバ、出力光ファイバは何れも屈折率差が約
２係のものを使用した。
上記の条件式によれば入力光ファイバの径１．２閣、屈
曲光ファイバのコア径１．５■、出力光ファイバのコア
径は１．７ ｍｍ 、″また検出器のは通信用のように
高速の応答速度を必要とされないため通常のシリコンフ
ォートダイオードが用いられ、この場合の受光径は３〜
４閣程度であるので、入力光ファイバから測定光が進入
するとき結合される光ファイバは順次コア径が太くなっ
ておシ上記の条件２を満足している。したがって光フア
イバ端面でのフレネル反射を無視すれば光フアイバ構造
に起因する結合損失はない。
曲光ファイバのコア径１．５■、出力光ファイバのコア
径は１．７ ｍｍ 、″また検出器のは通信用のように
高速の応答速度を必要とされないため通常のシリコンフ
ォートダイオードが用いられ、この場合の受光径は３〜
４閣程度であるので、入力光ファイバから測定光が進入
するとき結合される光ファイバは順次コア径が太くなっ
ておシ上記の条件２を満足している。したがって光フア
イバ端面でのフレネル反射を無視すれば光フアイバ構造
に起因する結合損失はない。
本発明の実施例では入力光ファイバとしてバンドルファ
イバの例を示したが一本の大径光ファイバを用いること
もできるがこの場合は可撓性がなく許容曲げ径もバンド
ルファイバに比較し著しく大きくなるので狭隘な場所等
への布設は適さない。
イバの例を示したが一本の大径光ファイバを用いること
もできるがこの場合は可撓性がなく許容曲げ径もバンド
ルファイバに比較し著しく大きくなるので狭隘な場所等
への布設は適さない。
本発明による光スキャナは回転屈曲光ファイバと入・出
力光ファイバの間の空間的結合で損失が少なく多くの温
度測定対象を一つの検出器によって集中的に検出ができ
るので大型のプロジェクトの制御等で極めて有効に利用
できる。
力光ファイバの間の空間的結合で損失が少なく多くの温
度測定対象を一つの検出器によって集中的に検出ができ
るので大型のプロジェクトの制御等で極めて有効に利用
できる。
第１図は本発明の光スキャナの一つの実施例の斜視図、
第２図は本発明の他の実施例の斜視図である。 図面中、 １は入力光ファイバ、 ２は取付用円板、 ３は取付用円板の端面、 ４は屈曲光ファイバ、 ５は屈曲光ファイバの入力側直線部、 ６は屈曲光ファイバの出力側直線部、 ７は出力光ファイバ、 ８は検出器、 １０は屈曲光ファイバの直角屈曲部である。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代 理 人 弁理士光石士部 （他１名）
第２図は本発明の他の実施例の斜視図である。 図面中、 １は入力光ファイバ、 ２は取付用円板、 ３は取付用円板の端面、 ４は屈曲光ファイバ、 ５は屈曲光ファイバの入力側直線部、 ６は屈曲光ファイバの出力側直線部、 ７は出力光ファイバ、 ８は検出器、 １０は屈曲光ファイバの直角屈曲部である。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代 理 人 弁理士光石士部 （他１名）
Claims (1)
- 一つの円周上に配列され且つ被測定対象と光学的に結合
された複数本の入力光ファイバと、回転により前記入力
光ファイバとその一端において順次結合し、他端におい
て回転軸と共軸に回転する屈曲光ファイバと、該屈曲光
ファイバの回転軸と共軸に回転する端部に共軸に回転光
結合された出力光ファイバと、該出力光ファイバの末端
に結合さｎた検出器と、上記屈曲光ファイバを回転する
回転装置からなる光スキャナにおいて、上記屈曲光ファ
イバのコア径が、上記入力光ファイバのコア径よシ大き
く、上記出力光ファイバのコア径が上記屈曲光ファイバ
のコア径より大きく、上記検出器の光電変換面が上記出
力光ファイバのコア径より大きいことを特徴とする光ス
キャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12680782A JPS5917526A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 光スキヤナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12680782A JPS5917526A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 光スキヤナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917526A true JPS5917526A (ja) | 1984-01-28 |
Family
ID=14944441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12680782A Pending JPS5917526A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 光スキヤナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917526A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6436023A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Sony Corp | Dry etching |
| WO2011137983A1 (de) | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Georg-Simon-Ohm Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nürnberg | Optischer drehübertrager |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4411682Y1 (ja) * | 1966-12-09 | 1969-05-15 | ||
| JPS502555A (ja) * | 1973-02-26 | 1975-01-11 | ||
| JPS5175454A (ja) * | 1974-12-25 | 1976-06-30 | Fujitsu Ltd |
-
1982
- 1982-07-22 JP JP12680782A patent/JPS5917526A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4411682Y1 (ja) * | 1966-12-09 | 1969-05-15 | ||
| JPS502555A (ja) * | 1973-02-26 | 1975-01-11 | ||
| JPS5175454A (ja) * | 1974-12-25 | 1976-06-30 | Fujitsu Ltd |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6436023A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Sony Corp | Dry etching |
| WO2011137983A1 (de) | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Georg-Simon-Ohm Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nürnberg | Optischer drehübertrager |
| DE102010036174A1 (de) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Georg-Simon-Ohm Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nürnberg | Optischer Drehübertrager |
| US9291777B2 (en) | 2010-05-04 | 2016-03-22 | Technische Hochschule Georg Simon Ohm | Optical rotary transmitter |
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