JPS62242805A - 光フアイバ変位センサ - Google Patents
光フアイバ変位センサInfo
- Publication number
- JPS62242805A JPS62242805A JP8604186A JP8604186A JPS62242805A JP S62242805 A JPS62242805 A JP S62242805A JP 8604186 A JP8604186 A JP 8604186A JP 8604186 A JP8604186 A JP 8604186A JP S62242805 A JPS62242805 A JP S62242805A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- mirror
- light
- optical
- fiber
- 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
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 6
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (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】
〔発明の背景〕
この発明は、固定ミラーで反射した参照光と被測定物に
よって反射された測定光との干渉光を光ファイバによっ
て導き、この干渉光の強度変化に基づいて被測定物の変
位量を測定する光ファイバ変位センサに関する。
よって反射された測定光との干渉光を光ファイバによっ
て導き、この干渉光の強度変化に基づいて被測定物の変
位量を測定する光ファイバ変位センサに関する。
光ファイバから得られる干渉光は、被測定物の変位によ
って強度変調されているので、この干渉光を電気信号に
変換したのち、２値パルス化し。
って強度変調されているので、この干渉光を電気信号に
変換したのち、２値パルス化し。
このパルス数を計数することによって被測定物の変位量
が測定される。
が測定される。
しかしながら、このような光ファイバ変位センサでは、
変位量の測定は可能であるが変位方向を判定することは
できなかった。
変位量の測定は可能であるが変位方向を判定することは
できなかった。
この発明は、被測定物の変位量のみならず変位方向をも
検出することのできる光ファイバ変位センサを提供する
ことを目的とする。
検出することのできる光ファイバ変位センサを提供する
ことを目的とする。
この発明は、固定ミラーで反射した参照光と被測定物に
よって反射された測定光との干渉光を光ファイバによっ
て導き、この干渉光の強度変化に基づいて被測定物の変
位量を測定する光ファイバ変位センサにおいて、２つの
光ファイバが設けられ、これらの光ファイバと対応する
固定ミラーとの位置関係が光ファイバを伝搬する干渉光
に位相差が生じるように調整されていることを特徴とす
る。
よって反射された測定光との干渉光を光ファイバによっ
て導き、この干渉光の強度変化に基づいて被測定物の変
位量を測定する光ファイバ変位センサにおいて、２つの
光ファイバが設けられ、これらの光ファイバと対応する
固定ミラーとの位置関係が光ファイバを伝搬する干渉光
に位相差が生じるように調整されていることを特徴とす
る。
好ましくは、光ファイバの出射端と被測定物との間に、
光ファイバからの発散する出射光をコリメートするとと
もに、被測定物からの反射光を集光して光ファイバの上
記出射端に入射させるレンズ手段を設けておくことが好
ましい。上記固定ミラーは、光ファイバの上記出射端ま
たは上記レンズ手段の一面に蒸着された半透明金属膜、
たとえばＡｕ膜によって実現されよう。
光ファイバからの発散する出射光をコリメートするとと
もに、被測定物からの反射光を集光して光ファイバの上
記出射端に入射させるレンズ手段を設けておくことが好
ましい。上記固定ミラーは、光ファイバの上記出射端ま
たは上記レンズ手段の一面に蒸着された半透明金属膜、
たとえばＡｕ膜によって実現されよう。
２木の光ファイバには、通常は、１つの光源からの光が
等しく２つに分岐させられて導入される。２木の光ファ
イバにおいて、入射光の分岐点から上記固定ミラーまで
の距離を異ならせることによって、２木の光ファイバ内
を戻る干渉光の位相を互いに異ならせることができる。
等しく２つに分岐させられて導入される。２木の光ファ
イバにおいて、入射光の分岐点から上記固定ミラーまで
の距離を異ならせることによって、２木の光ファイバ内
を戻る干渉光の位相を互いに異ならせることができる。
たとえば、２つの干渉光の位相差は入／４程度がよい、
入＝０．６４ｐｍ程度とすると入／４は０．１６ｇｍ程
度となる。このような微小な位相差を生じさせる上記距
離の相違は、もちろん意図的につくることもできるが、
製造時の誤差によって生じることもある。したがって、
最終製品として２木の光ファイバの干渉光間に所定の位
相差を生じさせるように調整されていればよいというこ
とになる。
入＝０．６４ｐｍ程度とすると入／４は０．１６ｇｍ程
度となる。このような微小な位相差を生じさせる上記距
離の相違は、もちろん意図的につくることもできるが、
製造時の誤差によって生じることもある。したがって、
最終製品として２木の光ファイバの干渉光間に所定の位
相差を生じさせるように調整されていればよいというこ
とになる。
この発明によると、２木の光ファイ八から得られる干渉
光に所定の位相差があるから、これら２つの干渉光信号
の変化に基づいて被測定物の変位方向を判定することが
可能となる。変位方向判定のための信号処理は、たとえ
ば２つの干渉光信号をそれぞれ２値パスル化し、これら
のパルスのどちらが先に立上るかまたは立下るかを判別
することによって行なうことができる。たとえば、この
処理は、出願人の先願、特願昭８Ｏ−１４２ｆ３３８に
詳述されている。もちろん、２つの干渉光のうちのいず
れか一方を用いることによって被測定物の変位量も検出
できるのはいうまでもない。
光に所定の位相差があるから、これら２つの干渉光信号
の変化に基づいて被測定物の変位方向を判定することが
可能となる。変位方向判定のための信号処理は、たとえ
ば２つの干渉光信号をそれぞれ２値パスル化し、これら
のパルスのどちらが先に立上るかまたは立下るかを判別
することによって行なうことができる。たとえば、この
処理は、出願人の先願、特願昭８Ｏ−１４２ｆ３３８に
詳述されている。もちろん、２つの干渉光のうちのいず
れか一方を用いることによって被測定物の変位量も検出
できるのはいうまでもない。
第１図においては、入力用光ファイバ１に入射したレー
ザ光は、Ｙ分岐光ファイバ２によって等しく２つの光に
分けられ、２つの光ファイバ１０．２０を伝搬していく
。
ザ光は、Ｙ分岐光ファイバ２によって等しく２つの光に
分けられ、２つの光ファイバ１０．２０を伝搬していく
。
これらの光ファイバ１０．２０の先端にはロッド・レン
ズ１１．２１がそれぞれ取付けられている。ロッド・レ
ンズ１１．２１は光ファイバ１０．２０から出射する発
散光をコリメートするとともに被測定物それ自体である
またはそれに取付けられたミラー７によって反射した光
を集光して光ファイバＩＯ，２０に導入するためのもの
である。これらのロッド・レンズ１１．２１の光ファイ
／＜１０．２０に接する面、または光ファイバ１０．２
０のロッド−レンズ１１．２１に接する端面には金属た
とえばＡｕの蒸着膜からなるハーフ・ミラー１２．２２
が形成されている。
ズ１１．２１がそれぞれ取付けられている。ロッド・レ
ンズ１１．２１は光ファイバ１０．２０から出射する発
散光をコリメートするとともに被測定物それ自体である
またはそれに取付けられたミラー７によって反射した光
を集光して光ファイバＩＯ，２０に導入するためのもの
である。これらのロッド・レンズ１１．２１の光ファイ
／＜１０．２０に接する面、または光ファイバ１０．２
０のロッド−レンズ１１．２１に接する端面には金属た
とえばＡｕの蒸着膜からなるハーフ・ミラー１２．２２
が形成されている。
光ファイバ１０に分岐した入射光は光ファイバｌＯを伝
搬してその端面に達し、その一部がハーフ・ミラー１２
で反射して光ファイバ１０を逆方向に伝搬していく、こ
れが参照光である。ハーフ・ミラー１２を透過した光は
ロッド・レンズ１１でコリメートされ、ミラー７に向っ
て進み、ミラー７で反射されて再びロッド−レンズ１１
に戻り、ロッド・レンズ１１で集光されて光ファイバ１
０に入射する。これが測定光である。
搬してその端面に達し、その一部がハーフ・ミラー１２
で反射して光ファイバ１０を逆方向に伝搬していく、こ
れが参照光である。ハーフ・ミラー１２を透過した光は
ロッド・レンズ１１でコリメートされ、ミラー７に向っ
て進み、ミラー７で反射されて再びロッド−レンズ１１
に戻り、ロッド・レンズ１１で集光されて光ファイバ１
０に入射する。これが測定光である。
参照光とａｌｌ定光とは光ファイバ１０内を伝搬する過
程で相互に干渉し、ミラー７の位置に応じて強度変調さ
れた光となる。この干渉光はＹ分岐光ファイバ３から出
力用光ファイバ５に導かれる。
程で相互に干渉し、ミラー７の位置に応じて強度変調さ
れた光となる。この干渉光はＹ分岐光ファイバ３から出
力用光ファイバ５に導かれる。
光ファイバ２０に分岐した光についても同じように、ハ
ーフ・ミラー２２で反射した参照光と、ミラー７で反射
した測定光とが干渉し、この干渉光はＹ分岐光ファイバ
４を経て出力用光ファイバ６に得られる。
ーフ・ミラー２２で反射した参照光と、ミラー７で反射
した測定光とが干渉し、この干渉光はＹ分岐光ファイバ
４を経て出力用光ファイバ６に得られる。
Ｙ分岐光ファイバ２の分岐箇所から光ファイバ１０を通
ってハーフ・ミラー１２に達するまでの光路長と、同分
岐箇所から光ファイバ２０を通ってハーフ・ミラー２２
に達するまでの光路長とは、第１図に示すように微小長
さ又だけ相違しそいる。したがって、光ファイバ１０の
参照光と光ファイバ２０の参照光とにおいて、長さ文の
２倍の長さ２！ｌに相当する位相のずれが生じる。この
ため、出力用光導波路５．６から得られる干渉光にも位
相差が生じる。
ってハーフ・ミラー１２に達するまでの光路長と、同分
岐箇所から光ファイバ２０を通ってハーフ・ミラー２２
に達するまでの光路長とは、第１図に示すように微小長
さ又だけ相違しそいる。したがって、光ファイバ１０の
参照光と光ファイバ２０の参照光とにおいて、長さ文の
２倍の長さ２！ｌに相当する位相のずれが生じる。この
ため、出力用光導波路５．６から得られる干渉光にも位
相差が生じる。
光ファイバ１０と２０の長さを異ならせることによって
上記の位相差を生じさせることができるが、上記の長さ
見はきわめて微小であるために加工誤差によって生じる
こともあるが、この発明はこのような場合も含むもので
ある。
上記の位相差を生じさせることができるが、上記の長さ
見はきわめて微小であるために加工誤差によって生じる
こともあるが、この発明はこのような場合も含むもので
ある。
第２図および第３図は他の実施例を示している。ここで
は、２つのロッド・レンズ１１．２１に代えて、一基板
３０に形成された２つのフレネル中レンズ１３．２３が
用いられている。フレネル−レンズ１３．２３はガラス
またはプラスチックの基板３０の一面に形成され、他面
には金属膜等の蒸着によってハーフ・ミラー１２．２２
が形成されている。要すれば、この他面に段部を形成し
、上述の長さの差立を確保するようにしてもよい。フレ
ネル・レンズ１３．２３も、上述のロッド・レンズと同
じように、光ファイバ１０．２０からの出射光をコリメ
ートし、かつミラー７の反射光を集光する作用をなす。
は、２つのロッド・レンズ１１．２１に代えて、一基板
３０に形成された２つのフレネル中レンズ１３．２３が
用いられている。フレネル−レンズ１３．２３はガラス
またはプラスチックの基板３０の一面に形成され、他面
には金属膜等の蒸着によってハーフ・ミラー１２．２２
が形成されている。要すれば、この他面に段部を形成し
、上述の長さの差立を確保するようにしてもよい。フレ
ネル・レンズ１３．２３も、上述のロッド・レンズと同
じように、光ファイバ１０．２０からの出射光をコリメ
ートし、かつミラー７の反射光を集光する作用をなす。
このようなフレネル・レンズは、電子ビーム描画等で作
成されたフレネル・レンズ・パターンを金型として成形
または紫外線硬化法を用い、ガラス、プラスチック等を
パターン化することによりつくることができる。
成されたフレネル・レンズ・パターンを金型として成形
または紫外線硬化法を用い、ガラス、プラスチック等を
パターン化することによりつくることができる。
フレネル拳レンズのより詳細な作製方法は、出願人によ
る先願、特願昭６１−３４１９や特願昭６１−３４２０
に詳述されている。
る先願、特願昭６１−３４１９や特願昭６１−３４２０
に詳述されている。
特願昭６１−３４１９に開示されたフレネル・レンズの
作製法は、基板上に電子線レジストを塗布し、電子線描
画法によりレジスト上にフレネル・レンズのパターンを
描画し、その後レジストを現像し、さらに基板上の残膜
レジスト・パターンをドライ・エツチングによって基板
に転写し、このようにしてフレネル・レンズのパターン
が形成された基板を雌型として射出成形その他の方法に
よりプラスチック・レンズを製造するものである。
作製法は、基板上に電子線レジストを塗布し、電子線描
画法によりレジスト上にフレネル・レンズのパターンを
描画し、その後レジストを現像し、さらに基板上の残膜
レジスト・パターンをドライ・エツチングによって基板
に転写し、このようにしてフレネル・レンズのパターン
が形成された基板を雌型として射出成形その他の方法に
よりプラスチック・レンズを製造するものである。
特願昭６１−３４２０に開示されたフレネル・レンズの
作成法は、基板上に電子線レジストを塗布し、電子線描
画法によりレジスト上にフレネル・レンズのパターンを
描画し、その後レジストを現像し、この基板上の残膜レ
ジスト・パターンを雄型として電鋳法によって雌型を形
成し、この雌型を用いてフレネル・レンズを製造するも
のである。
作成法は、基板上に電子線レジストを塗布し、電子線描
画法によりレジスト上にフレネル・レンズのパターンを
描画し、その後レジストを現像し、この基板上の残膜レ
ジスト・パターンを雄型として電鋳法によって雌型を形
成し、この雌型を用いてフレネル・レンズを製造するも
のである。
このような、基板に一体的に形成されたフレネル・レン
ズを用いると、ロッド・レンズを使用した場合に比較し
て、光ファイバ・センサを小型化することができる。
ズを用いると、ロッド・レンズを使用した場合に比較し
て、光ファイバ・センサを小型化することができる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図である。
第２図は、他の実施例を示す構成図であり、第３図は基
板に作成されたフレネル・レンズを示す斜視図である。 ７・・・被測定物またはこれに取付けられたミラー。 １０．２０・・・光ファイバ。 １２．２２・・・ハーフ・ミラー。 以 上 第１図 第２図 第３図
板に作成されたフレネル・レンズを示す斜視図である。 ７・・・被測定物またはこれに取付けられたミラー。 １０．２０・・・光ファイバ。 １２．２２・・・ハーフ・ミラー。 以 上 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 固定ミラーで反射した参照光と被測定物によって反射さ
れた測定光との干渉光を光ファイバによって導き、この
干渉光の強度変化に基づいて被測定物の変位量を測定す
る光ファイバ変位センサにおいて、２つの光ファイバが
設けられ、これらの光ファイバと固定ミラーとの位置関
係が光ファイバを伝搬する干渉光に位相差が生じるよう
に調整されていることを特徴とする光ファイバ変位セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8604186A JPS62242805A (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | 光フアイバ変位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8604186A JPS62242805A (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | 光フアイバ変位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62242805A true JPS62242805A (ja) | 1987-10-23 |
Family
ID=13875592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8604186A Pending JPS62242805A (ja) | 1986-04-16 | 1986-04-16 | 光フアイバ変位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62242805A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02210287A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-21 | Opt:Kk | 測距装置 |
| JPH0443282U (ja) * | 1990-08-10 | 1992-04-13 | ||
| US6804008B1 (en) | 2001-11-14 | 2004-10-12 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Fiber optic sensing instrument and system with fiber of adjustable optical path length and method of using it |
| US6870975B1 (en) | 2001-11-14 | 2005-03-22 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Fiber optic sensor usable over wide range of gage lengths |
| US7532329B2 (en) * | 2004-11-23 | 2009-05-12 | Industrial Technology Research Institute | Fiber optic interferometric position sensor and measurement method thereof |
-
1986
- 1986-04-16 JP JP8604186A patent/JPS62242805A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02210287A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-21 | Opt:Kk | 測距装置 |
| JPH0443282U (ja) * | 1990-08-10 | 1992-04-13 | ||
| US6804008B1 (en) | 2001-11-14 | 2004-10-12 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Fiber optic sensing instrument and system with fiber of adjustable optical path length and method of using it |
| US6870975B1 (en) | 2001-11-14 | 2005-03-22 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Fiber optic sensor usable over wide range of gage lengths |
| US7532329B2 (en) * | 2004-11-23 | 2009-05-12 | Industrial Technology Research Institute | Fiber optic interferometric position sensor and measurement method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070229853A1 (en) | Nanometer contact detection method and apparatus for precision machining | |
| US4969736A (en) | Integrated fiber optic coupled proximity sensor for robotic end effectors and tools | |
| JP2755757B2 (ja) | 変位及び角度の測定方法 | |
| US6198862B1 (en) | Optical position detector | |
| EP0657713A3 (en) | Combined interferometer and refractometer | |
| JPS62242805A (ja) | 光フアイバ変位センサ | |
| US5011287A (en) | Interferometer object position measuring system and device | |
| CN104503079B (zh) | 一种双光路集成在同一根光纤中的Michelson干涉仪型光程相关器 | |
| JPS62242806A (ja) | 光変位センサ | |
| JP4194971B2 (ja) | 屈折率測定方法及びその装置並びに屈折率測定・硬化装置 | |
| Lang et al. | Integrated optical displacement sensor with four quadrature phase-shifted output signals | |
| JPS625105A (ja) | 導波型光変位センサ | |
| JPS625104A (ja) | 導波型光変位センサ | |
| JPS6347602A (ja) | 導波型光変位センサ | |
| US4904082A (en) | Fringe visibility enhancement arrangement and method | |
| JPS6281505A (ja) | 導波型光変位センサ | |
| JPS6281506A (ja) | 導波型光変位センサ | |
| JPS6014164Y2 (ja) | 光学的測定装置 | |
| JPS6394188A (ja) | 光フアイバ利用センサ装置 | |
| JPH04157303A (ja) | 導波型光変位センサおよび同センサのための光導波路の作製方法 | |
| JPS6281504A (ja) | 導波型光変位センサ | |
| JPS625106A (ja) | 導波型光変位センサ | |
| KR100516456B1 (ko) | 광학식 하중 측정장치 및 측정방법 | |
| JPH0373055B2 (ja) | ||
| JPS6235657B2 (ja) |