JPS5994200A - 直線応答変換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に変換装置に関し、さらに詳しく述べれば
極めて広いダイナミック会レンジにわたり入力の振幅に
関して変換器出力の直線性を向上させることに関するも
のである。

本発明はハイメイｅニー・カースターノ（ＪａｉｍｅＡ
、　Ｃａ５ｔａｎｏ　）が１９８２年１０月１４日付で
出願した米国特許出願箱４３４，２８７号「光学ジオホ
ン」の継続出願である。

第１信号を監視したり測定する目的でまたはそれを用い
である工程あるいは変数を制御するために、第１基準装
置の信号を第２基準装置の信号に変えるインターフェー
スとして変換装置を使用することは良く知られている。

圧力、温度、位置、速度、加速度などのような・大刃物
理パラメータに応答する変換器が利用されている。多く
の変換器からの出力が電気信号であるのは、電気パラメ
ータを測定表示する装置が極めて良好に作られるからで
ある。１つの基準装置から別の基準装置へ情報を直線変
換する能力は、すべての変換器の開発に求められる極め
て重要な特性である。

入力情報および出力応答に関して極めて直線的な変換装
置が存在するが、かかる装置は普通はんのわずかなダイ
ナミック・レンジにわたって直線である。一般の汎用変
換族、置の有効な使用において、広いダイナミック・レ
ンジが重要である。特殊用変換装置の選択または開発に
おける通常のかね合いは２つの構成要素を備えている。

まず、変換器の入力と変換器からの出力との間に直線性
が要求される。次に、変換装置の作動する入出力値と組
み合わされる広いダイナミック・レンジが要求される。

ダイナミック・レンジの下方端は、変換器が直線に応答
する最小入力によって定められる。この特性は感度と呼
ばれ、一般に変換器はできるだけ高感度であること、す
なわちそれは問題の物理変数のできるだけ小さな大きさ
に応答し得ることが望ましい。ダイナミック・レンジの
上方端は変換器が直線応答を与える最大入力によって定
められ、これはできるだけ大きくなげればならない。

変換器のもう１つの重要な特性はその周波数応答であり
、これは異なる周波数の振動入力に応じて変換器の出力
の相対振幅を定める。測定したり監視すべき多くの物理
変数は振動すなわち動的な性質を持ち、したがって変換
器は測定または監視されている動現象に存在する特定周
波数に応答することが大切である。変換器は測定に影響
しないようにしたい他のある周波数に応答しないことも
等しく大切である。かくて、変換器の周波数応答が異な
る測定状況に順応し得ることが変換器の望ましい特性の
１つである。

一般に、現在入手できる変換装置はそれと組み合わされ
る装置に大きく依存する。この依存は、第１基準装置か
ら第２基準装置への正確な情報の転送に問題を生じさせ
る。かくて、情報を正確に変換する問題は、接続ケーブ
ルの抵抗、変換装置自体の重量、変換装置と組み合わさ
れる機械的摩耗、および装置の特定方位整合において明
らかになることがある。この性質の問題は、診断、修正
することが極めて困難である。したがって、先行技術の
変換器の多くはいろいろな不利を持っている。

かくて、多くのいろいろな変換要求に順応することがで
き、変換器の入力と変換器からの出力との間にすぐれた
直線性を提供し、極めて広いダイナミック・レンジを有
し、安価で、かつ異なる測定状況に容易に順応し得る周
波数応答を持つ、独特な変換装置が要求されている。

第１装置から第２装置へ情報を転送する改良された変換
装置の必要を認めて、本発明の一般目的は、これまでの
形の問題、特に非直線性と狭いダイナミック・レンジの
問題を最小にしたり減少させる新しい変換装置を提供す
ることである。

したがって本発明の１つの特徴は、極めて高い感度、極
めて広いダイナミック・レンジ、および極めて高い直線
性を有する独特の変換装置を提供することである。

本発明のもう１つの特徴は、電気障害を受けない独特の
変換装置を提供することである。本発明のさらに特殊な
１つの特徴は、特に光フアイバ部品を利用するとき電気
障害のない変換装置を提供することである。

本発明のもう１つの特徴は、広い範囲の周波数応答を得
るとともに異なる共振周波数に同調することができる独
特の変換装置を提供することである。

本発明のもう１つの特徴は、どんな特定方位の整合によ
っても偏倚されない独特の変換装置を提供することであ
る。

本発明のなおもう１つの特徴は、入力信号と出力信号と
の間の結合をなくすとともに低出力インピーダンス信号
を有する独特の変換装置を提供することである。

本発明の追加の目的および利点は下記説明において一部
示されるとともに、同説明から一部明らかになると思わ
れ、あるいは本発明の実施により学ぶことができると思
われる。本発明の目的、特徴および利点は前記特許請求
の範囲で特に指摘された組合せおよび段階によって実現
することができる。

上記目的、特徴および利点を達成するために、ここに実
施されかつ広く説明される本発明の目的にしたがい、広
いダイナミック・レンジにわたり直線応答を有する独特
な変換装置が提供される。

本発明の変換装置は光線を出すエミッタと、エミッタと
動作的に関連してエミッタから出された光線を受けるデ
ィテクタであって、エミッタおよびディテクタと組み合
わされる光線またはその延長が共通交点すなわち共通焦
点に向って集まる前記ディテクタと、エミッタから出さ
れた光線をディテクタに反射させる共通焦点から隔離さ
れた反射装置とを含み、変換装置は反射装置の位置とエ
ミッタおよびディテクタの位置との間の距離の変化を測
定し、その測定は反射器とエミッタ／ディテクタ組立体
との間の距離の変化する前後にディテクタが受けた光量
の差に基づく。

エミッタによって出されかつディテクタによって受けら
れる線は電磁放射線、音、原子以下の粒子、熱などであ
ることができる。エミッタから出される線は光線である
ことが望ましい。本発明の変換器は不干渉性の光を利用
することができる。

また、エミッタから出されかつディテクタで受けられる
光線は集光装置の助けを借りて共通交点に集まることを
要求されることが望ましい。さらに詳しく述べれば、本
発明の集光装置はエミッタが光その他の光屈折エネルギ
を出しているとき光学レンズであることが望ましい。

本発明の変換装置は、懸垂装置が非固有の力に弾性応答
するようにされているとき、反射面を支持する懸垂装置
の機械特性（質量、固さ、減衰）を変えることによって
変換装置の周波数応答の調節を与える。別法として、本
発明の変換装置の周波数レスポンスは、エミッタおよび
ディテクタが非固有の力を物理的に使用するように配列
されているとき、エミッタおよびディテクタの組合せを
支持する弾性装置の機械特性を選択変更することによっ
て調節することができる。

反射面の位置の変化は、面の位置変化に物理変数を適当
に組み合わせることにヱって問題の物理変数を測定した
り監視するのに用いられる。この方法で、変換器は多く
の異なる物理パラメータ、例えば圧力、速度、加速度、
高度などを測定するのに順応することができる。

本発明の変換装置は、反射面に出入するエネルギを転送
する光フアイバ部品と極めて両立し得る。

明細書に組み込まれかつその一部を構成する付図は本発
明の好適な実施例を示し、かつ上記本発明の一般説明お
よび下記好適な実施例の詳細説明と共に、本発明の詳細
な説明するのに役立つ。

上記一般説明および下記詳細説明は、一般的な発明を示
すに過ぎず、本発明の追加のモー２１利点および要目は
下記の詳細な説明により当業者にとって容易に提案され
ると思われる。

付図に示される本発明の好適な実施例についてこれから
詳しく言及する。

本発明の変換装置の向上された特性をより良く説明する
ために、第１図および第２図は在来の電気力学変換器の
速度およびその対応周波数応答を示す。第１図では、先
行技術の電気力学変換器１０が示されている。電気力学
変換器１０はケース１２の中に収納されている。ケース
１２の中には、永久環状磁石１４および磁極１５のよう
な磁界を作る装置がある。永久環状磁石１４および磁極
１５はケース１２は堅く固定されている。コイル１８は
、磁石１４によって作られる磁界内につるされている。

コイル・リボン１６は、ばね懸垂２０によってつるされ
ている。コイル１８から得られる出力情報を転送する電
気ケーブル２２が具備されている。

第１図に示された電気力学変換器１０は、変換器の相対
垂直運動を測定するのに用いられる。ケース１２および
磁石１４が振動されると、コイル１８は慣性により静止
を保つ傾向がある。磁石１４により作られる移動磁界は
、磁石１４の速度および変位に比例する電圧をコイル１
８の両端に発生させる。電気力学変換器１０により得ら
れる周波数特性は異なる値の抵抗器２５を用いることに
よって変えることができる。

第２図は第１図に示された電気力学変換器１０の変位−
周波数特性を示す。曲線２４は電気力学変換器１０の固
有共振周波数を示す。曲線２４は、ゼロ・ヘルツ（Ｈｚ
）からシステムの共振周波数（約２２Ｈｚ）まで増加す
る応答と、その後増加する周波数に関してほぼ水平まで
減少する応答とを示す。

平らな周波数応答を持つことが、どんな変換器でも望ま
れる。したがって、電気力学変換器１０のような変換器
と組み合わされる電気信号を減衰させることが普通必要
である。信号は抵抗器２５（第１図参照）の値を変える
ことによって減衰させることができる。応答曲線２６．
２８および３０は、抵抗器２５を変えることによって、
電気力学変換器１００周波数特性に及ぼす減衰抵抗の６
つの異なる値の影響を示す。曲線２６．２８および３０
は前述の望ましくない影響を示す。これらの望ましくな
い影響は、平らな周波数特性を保つために必要な応答曲
線の減衰による。曲線２６゜２８および３０に認められ
る望ましくない性質は感度の損失、より高い周波数に向
う曲線のぎ−クの移動、および位相特性の変化である。

さらに、電気力学変換器１０に似た変換器を利用すると
ぎ問題を呈する他の要因がある。特に、電気力学変換器
１０の感度は、コイル１８の巻線数の増加によって増加
される。しかし、線の増加は電気力学変換器１０の重量
を増す。重量の増加は、装置が運動を測定するように設
計されている場合は望ましくない。さらに、電気力学変
換器１０に似た装置は、移動する部品による機械摩耗の
問題と共に、電気力学変換器１０を垂直に関して精密な
方位に置く要求を持つが、この方位はコイル懸垂の設計
に左右される。さもなければ、コイルは磁界がほぼ一定
である短いギャップの外側で作動し、これは変換器から
の出力にひずみを生じさせる。

本発明の変換装置が上述の不利を全く持たないのは、使
用される変換方法が非接触であり、入出力がことごとく
絶縁され、そして変換器の応答を外部から減衰させる必
要がないからである。

第６図は特に光学ジオホンとして具体化された本発明の
変換装置３２０１つの実施例の側断面図である。変換装
置３２はケース３４によって支持されている。ケース３
４は、変換装置３２の他の部品を接続しかつ支持するの
に用いられる。反射面３６およびエミッタ・ディテクタ
・モジュール３８はケース３４の内部に取り付けられて
いる。

エミッタ・ディテクタ・モジュール３８は、反射面３６
に当たる光線を出す。反射面３６は、エミッターディテ
クタ・モジュール３８によって受けられるように光線の
向きを変える。エミッタ・ディテクタ・モジュール３８
はケーブル４０によって電力を供給される。

第６図において、反射面３６またはエミッタ・ディテク
タ・モジュール３８のどちらかが本体３４に弾性接続さ
れる。変換装置３２は縦方向の運動の成分を有するので
、反射面３６またはエミッタ・ディテクタ・モジュール
３８はどちらもケーシング３４に弾性接続され、慣性の
作用で定位置を保つ傾向がある。かくて、反射面３６と
エミッタ・ディテクタ・モジュール３８との間の距離は
、変換器［３２が縦方向に移動されるにつれて変化する
。反射面３６とエミッタ・ディテクタ・モジュール３８
との間の距離の変化は、運動前および運動中のエミッタ
・ディテクタ・モジュール３８が受けたエネルギの量の
変化によって示される。

第６図に示された変換装置は、ケース３４に弾性接続さ
れる反射面３６と、ケース３４に固定接続されるエミッ
タ・ディテクタ・モジュール３８とを備えている。

第４図に示される本発明の実施例では、反射面３６は任
意の適当な装置によって支持される。例えば反射面３６
は、２つの側部のみで支持されたり、片持支持されたり
、ばね支持されたり、ねじり支持されたりする。支持装
置の機械特性は、変換器の周波数応答を決定する。事実
上どんな所望の周波数応答でも、支持装置の機械パラメ
ータを適当に選択することによって得ることができる。

いろいろな他の形の振動反射面、例えば磁界が使用され
る。ケース３４が移動されているとき慣性その他の手段
により反射面３６が静止を保つ傾向があれば、どんな反
射面３６でも受は入れられる。

別法として、エミッタ・ディテクターモジュールがケー
ス３４に弾性取り付けされ、反射面３６が剛性構造物で
あることができる。

第４図は本発明の変換装置の好適な実施例の概略図であ
る。第４図の素子は光変換器の使用に向けられているが
、本発明の素子および効力は多数の同様な構成部品から
容易に得ることができる。

第４図に示される変換装置は、光源４２から出された光
線が当たる反射面３６を示す。光源４２は、そこから、
反射面３６の反対側に焦点６０を作る集光装置４４を通
る光線を出す。反射面３６に当たる光線はディテクタ４
８に向は直される。

集光装置４６は、ディテクタ４８が焦点６０を持つ元側
を受けるようになっている。かくて出入する両光線は共
通の焦点６０を持つ。

光源４２は可視光線、赤外線または紫外線を出すことが
できる。元板外の直線伝搬エネルギで本発明を利用する
ことも可能である。かくて、放射源４２から出される任
意の電磁放射線、音、原子以下の粒子、熱などが集束装
置４４によって焦点６０に集束される。エネルギは任意
の適当な反射面３６に当たり、同じ集魚６０を持つ別の
集束装置４６を通ってからディテクタ４８に向は直され
てそこで受は入れられる。

第４図には、反射面３６の位置の変化に応じて上記の概
略で示された変換装置の出力を表わすグラフが示されて
いる。曲線５０はディテクタ４８の出力、すなわち光出
力曲線を示す。曲線５０は■側５２、上側５４、および
ビーク５６を持つ。

下側５２および上側５４は事実上直線の形をしている。

変換装置の最も有利な特徴は、変換装置の出力が直線で
あることである。点６０は放射源４２とディテクタ４８
かそれぞれ集束装置４４および４６によって結像される
一致した焦点である。一致した焦点６０は反射面３６に
隣接して置かれるがそれから隔離されている。反射面３
６が一致した焦点６０から変位されるとき、ディテクタ
の出力はディテクタ出力曲線の上側５４または下側５２
のどちらかをたどる。変換器が反射面の位置に直線に関
連されるだろう。

第４図に示される通り、反射面３６が休止しているとき
は、位置はディテクタ出力曲線５０の上側５４の点６２
に対応する直線Ａに沿って一致する。反射面３６が動く
につれて、ディテクタ出力曲線５０は、ふれがビーク５
６を越えなかったり、上側５４の上限を越えなかったり
、下側５２の下限を越えなければ、出力応答が直線を保
つことを示す。

本発明の独特な配列により、反射面３６のわずかな変位
は検光器４８の出力にきわめて大きな変化を生じさせる
。焦点６０が直線Ａに沿って反射面３６の平面内に置か
れると、ディテクタの出力は反射面３６の変位に対して
特に鈍くなる。したがって、ディテクタ出力曲線５０の
適当な領域内に焦点を合わせるように焦点６０を慎重に
選ぶことが大切である。反射面３６の運動の範囲が曲線
５０の直線部分に沿うようにすると、多数の有利な結果
、例えば振動の振幅に関する出力の直線性、大きなダイ
ナミック・レンジ、および高い特別な感度が得られる。

電気妨害があってはならない変換器においては、ファイ
バ光ケーブルが利用されることがある。第５図は、ファ
イバ光技術を利用する本発明の好適な実施例の概略図で
ある。外部変換器コンパートメント３４ａは、記録ステ
ーション７０から遠隔の位置に童くことができる。記録
ステーション７０は光源７２、ディテクタ７４、集光装
置７６および７８、ならびにビームΦスプリッタ８４を
含むことがある。外部変換器コンパートメント３４ａは
反射面３６ａおよび集光装置８２を含むことがある。記
録ステーション７０および外部変換器コンパートメント
３４ａはファイバ光ケーブル８０によって接続するーこ
とができる。送受される光は、ファイバ光ケーブル８０
を通って伝達される。

光は光源７２から出され、集光装置７６によって集光さ
れ、ファイバ光ケーブル８０を通過する。

ファイバ光ケーブル８０は、出された光を外部変換器コ
ンバートメン）３４ａに運び、集光装置８２によって反
射面３６ａの上に再び集光させる。

反射面３６ａにより反射される光は、その原通路を再び
たどって、集光装置８２を通り、ファイバ光ケーブル８
０を通る。ビーム・スプリッタ８４は、集光装置７８を
通るビームをディテクタ７４の方に偏向させる。ビーム
・スプリッタ８４は走行する光をいずれかの方向に分離
するために具備されている。ファイバ光ケーブル８０を
利用して記録ステーションγ０を外部変換器コンパート
メント３４ａから遠く離すと、第５図に示される変換装
置はどんな誘起される電気障害も受けない。

第６図は第４図において前に説明されかつ図示された変
換装置に似た変換装置の斜視図である。

さらに詳しく述べれば、第６図に示された光学ジオホン
は変換器の周波数応答を変える機構を示す。

変換装置はケース３４１）の中に収納されている。

エミッタ・ディテクターモジュール３８ｂはケース３４
ｂの内側に示されている。エミッタ・ディテクタ・モジ
ュール３８ｂは反射面３６ｂの上に光線を出す。反射面
３６ｂは堅く固定された第１端９０および調節可能な第
２端９２を備えている。

反射面３６ｂの第２端９２は、ねじ９４を用いて調節す
ることができる。エミッタ・ディテクタ・モジュール３
８ｂは反射面３６ｂに向って光線を出す。第６図に示さ
れた変換装置の共振周波数は、反射面３６ｂに張力を加
えたり、それから張力を除去するねじ９４を調節するこ
とによって、任意の所望周波数に変えることができる。

したがって、任意の所望共振周波数は、本発明の変換装
置を単に同調することによって得られる。

これ以外の利点および変形は当業者にとって容易に起こ
ると思われる。したがって本発明はその広い面において
、特定の細部、代表的な装置、およびここに図示されか
つ説明された説明例に制限されない。したがって、開示
された一般発明概念の主旨または範囲内で細部からの背
離が作られることがある。

言うまでもなく、本発明のいろいろ雑多な構成部品の若
干はそれ自体周知でありかつ在来部品であり、その若干
は過去のある時期にそれら自身の権利で特許されたこと
がある。したがって、本発明を構成する素子の新しい組
合せを作る相互接続および相互作用が存し、上記の改良
された結果および特徴はそれによって達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は速度を電気信号に変換する在来の先行技術の電
気力学変換器の側断面図、第２図は外部減衰抵抗器を用
いて周波数応答を平らにしようとする第１図の変換装置
の周波波応答のグラフ、第６図は光学ジオホンの特定実
施例における本発明の変換装置の好適な実施例の側断面
図、第４図は応答曲線を含む本発明の変換装置の好適な
実施例の概略図、第５図は本発明の変換装置のもう１つ
の好適な実施例の概略図、第６図は固有の共振周波数を
変える１つの手段を示す光学ジオホンの特定実施例にお
ける本発明の変換装置のもう１つの好適な実施例の斜視
図である。 主要な符号の説明： ３２−変換装置；３４−ケース：３６−反射面；３８−
エミッタ・ディテクタ・モジュール；４０−ケーブル 一ハルツ 手続補正書（睦） 昭和５８年１１月７７日 特許庁長官殿 １、事件の表示 ４□５８年特許、Ａ□１９２２８３　−万 ２、発明の名称 直線応答変換器 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 氏　名　　　　（６６６９）　　浅　　村　　　　　皓
５、補正命令の日刊 昭和　　年　　月　　日 ６、補正により増加する発明の数 明細書の浄書（内容に変更なし） ５４８−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）広いダイナミック−レンジを持つ直線応答変換器
   であって、 （ａ）　　光線を出すエミッタと、 （ｂ）　　前記エミッタと動作的に関連して前記エミッ
   タから出された光線を受けるディテクタであって、前記
   エミッタから出された光線および前記ディテクタが受け
   た光線が１つの共通な交点に集まる複数個の幾何直線ま
   たはその延長を構成する前記ディテクタと、 （Ｃ）　　光線の共通な交点から隔離されて前記エミッ
   タから前記ディテクタに出された光線を反射する反射装
   置であって、前記反射装置の位置と前記エミッタおよび
   前記ディテクタの位置との間の距離の変化を測定する変
   換器は前記反射装置の位置と前記エミッタおよび前記デ
   ィテクタの位置との間の距離の変化する前後に前記ディ
   テクタが受けた光線の量の差を利用し、それによって変
   位された距離の値の広いダイナミック・レンジにわたる
   変換器の出力の直線性が向上される前記反射装置と、 を含むことを特徴とする前記直線応答変換器。 （２、特許請求の範囲第１項記載による広いダイナミッ
   ク・レンジを持つ直線応答変換器において、前記エミッ
   タが光を出すことを特徴とする前記変換器。 （３）特許請求の範囲第１項記載による広いダイナミッ
   ク・レンジを持つ直線応答変換器において、前記エミッ
   タが電磁放射線を出すことを特徴とする前記変換器。 （４）特許請求の範囲第１項記載による広いダイナミッ
   ク・レンジを持つ直線応答変換器において、前記エミッ
   タが音を出すことを特徴とする前記変換器。 （５）特許請求の範囲第１項記載による広いダイナミッ
   ク・レンジを持つ直線応答変換器において、前記エミッ
   タが原子以下の粒子を出すことを特徴とする前記変換器
   。 （６）特許請求の範囲第１項記載による広いダイナミッ
   ク・レンジを持つ直線応答変換器において、前記エミッ
   タが熱を出すことを特徴とする前記変換器。 （７）特許請求の範囲第１項記賊による広いダイナミッ
   ク・レンジを持つ直線応答変換器において、前記反射装
   置が前記エミッタと、前記エミッタから出された光線ま
   たはその延長および前記ディテクタが受けた光線または
   その延長の共通な交点との間にあることを特徴とする前
   記変換器。 （８）特許請求の範囲第１項記載による広いダイナミッ
   ク−レンジを持つ直線応答変換器において、前記エミッ
   タから出された光線および前記ディテクタが受けた光線
   の共通な交点が前記エミッタと前記ディテクタとの間に
   あることを特徴とする前記変換器。 （９）　　広いダイナミック・レンジを持つ直線応答光
   学変換器であって、 （ａ）　　ケーシングと、 （ｂ）　　前記ケーシングと組み合わされて光線を出す
   エミッタと、 （Ｃ）　　前記ケーシングと組み合わされ、前記エミッ
   タと動作的に関連したディテクタであって、前記エミッ
   タから出されかつ前記ディテクタが受けた光線は共通の
   交点に集まる複数個の幾何直線またはその延長を構成す
   る前記ディテクタと、 （（１）　　前記ケーシングと組み合わされかつ光線の
   共通な交点から隔離されて光線が上に当たる反射面であ
   って、前記反射面の位置と前記エミッタおよび前記ディ
   テクタの位置との間の距離の変化を測定する変換器が前
   記反射装置の位置と前記エミッタおよび前記ディテクタ
   の位置との間の距離の変化する前後に前記ディテクタが
   受けた光量の差を利用し、それによって変位された距離
   の値の広いダイナミック・レンジにわたる変換器の出力
   の直線性が向上される前記反射面と、 を含むことを特徴とする前記光学変換器。 αＱ　特許請求の範囲第９項記載による直線応答光学変
   換器において、前記エミッタおよび前記ディテクタが非
   固有の力によって動くように前記ケーシングと弾性結合
   されることを特徴とする前記光学変換器。 αη　特許請求の範囲第９項記載による直線応答光学変
   換器において、前記反射面が非固有の力によって動くよ
   うに前記ケーシングと弾性結合されることを特徴とする
   前記光学変換器。 （２）特許請求の範囲第９項記載による直線応答光学変
   換器において、前記反射面が前記エミッタと光線または
   その延長の共通な交点との間にあることを特徴とする前
   記光学変換器。 （至）特許請求の範囲第９項記載による変換器において
   、光線の共通な交点が前記エミッタと前記ディテクタと
   の間にあることを特徴とする前記変換器。 α４　広いダイナミック・レンジを持つ直線応答光学変
   換器であって、 （ａ）　　ケーシングと、 （ｂ）　　前記ケーシングと組み合わされて光線を出す
   エミッタと、 （Ｃ）　　前記ケーシングと組み合わされ、前記エミッ
   タと動作的に関連し、前記エミッタから出された光線を
   受けるディテクタと、 （ｄ）　　前記エミッタおよび前記ディテクタと共に作
   動するように組み合わされ、前記エミッタから出されか
   つ前記ディテクタが受けた光線を共通の交点に集めるた
   めに光線またはその延長を整形するように向ける集光装
   置と、 （ｅ）　　前記ケーシングと組み合わされかつ光線の共
   通な交点から隔離されて光線が上に当たる反射面であっ
   て、前記反射面の位置と前記エミッタおよび前記ディテ
   クタの位置との間の距離の変化を測定する変換器が前記
   反射装置の位置と前記エミッタおよび前記ディテクタの
   位置との間の距離の変化する前後に前記ディテクタが受
   けた光量の差を利用し、それによって変位された距離の
   値の広いダイナミック・レンジにわたる変換器の出力の
   直線性が向上される前記反射　　　。 面と、 を含むことを特徴とする前記光学変換器。 αＱ　特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記エミッタおよび前記ディテクタは
   非固有の力で動くように前記ケーシングと結合されるこ
   とを特徴とする前記光学変換器。 （至）特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記エミッタおよび前記ディテクタは
   非固有の力で動くように前記ケーシングと結合されかつ
   周波数応答は前記ケーシングと前記エミッタおよび前記
   ディテクタの組合せとの間の結合のパラメータを選択変
   更することによって調節できることを特徴とする前記光
   学変換器。 αη　特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記反射面は非固有の力で動くように
   前記ケーシングと結合されることを特徴とする前記光学
   変換器。 （ト）特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記反射面は非固有の力で動くように
   前記ケーシングと結合されかつ周波数応答は前記反射面
   と前記ケーシングとの間の結合のパラメータを選択変更
   することによって調節することができることを特徴とす
   る前記光学変換器１、Ｑ呻　　特許請求の範囲第１４項
   記載の直線応答光学変換器において、前記反射面は前記
   エミッタと光線またはその延長の共通交点との間にある
   ことを特徴とする前記光学変換器。 翰　特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学変
   換器において、光線の共通交点が前記エミッタと前記反
   射面との間にあることを特徴とする前記光学変換器。 Ｑ］）特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記エミッタから出されかつ前記ディ
   テクタか受けた光線の共通交点が前記エミッタおよび前
   記ディテクタ用の前記集光装置の共通焦点であることを
   特徴とする前記光学変換器。 （イ）特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記エミッタから出された光が干渉性
   でないことを特徴とする前記光学変換器。 （ホ）特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記エミッタから出された光が赤外線
   であることを特徴とする前記光学変換器Ｏ （ハ）特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記エミッタから出された光が紫外線
   であることを特徴とする前記光学変換器Ｏ （ハ）特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器において、前記エミッタから出された光が可視光
   線であることを特徴とする前記光学変換器。 （１）特許請求の範囲第１４項記載による直線応答光学
   変換器であって、前記反射面に出入する光を転送するフ
   ァイバ光装置をさらに含むことを特徴とする前記光学変
   換器。