JPH0652163B2 - Waveguide optical displacement sensor - Google Patents
Waveguide optical displacement sensorInfo
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- JPH0652163B2 JPH0652163B2 JP60142639A JP14263985A JPH0652163B2 JP H0652163 B2 JPH0652163 B2 JP H0652163B2 JP 60142639 A JP60142639 A JP 60142639A JP 14263985 A JP14263985 A JP 14263985A JP H0652163 B2 JPH0652163 B2 JP H0652163B2
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- optical
- optical waveguide
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- movable mirror
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の要約 光干渉のための少なくとも2つの光導波路が基板に形成
されており,被測定物体と一緒に動く可動ミラーがV字
状に形成された反射面を有し,基板の光導波路の出射端
と可動ミラーの発射面との間にレンズ手段が設けられ,
このレンズ手段によって,上記出射端から出射される信
号光が上記反射面に向けてそれぞれコリメートされると
ともに,上記反射面からの反射光が上記出射端にそれぞ
れ集光され,さらに上記少なくとも2つの光導波路の一
方に位相シフト手段が設けられていることを特徴とする
導波型光変位センサ。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION At least two optical waveguides for optical interference are formed on a substrate, and a movable mirror that moves together with an object to be measured has a V-shaped reflecting surface. , Lens means is provided between the emitting end of the optical waveguide of the substrate and the emitting surface of the movable mirror,
The lens means collimates the signal light emitted from the emitting end toward the reflecting surface, collects the reflected light from the reflecting surface at the emitting end, and further collects the at least two light guides. A waveguide type optical displacement sensor, wherein a phase shift means is provided on one side of the waveguide.
発明の背景 この発明は,基板上に光導波路を用いてマイケルソン干
渉計を作製し,基板上の反射面で反射する参照光と基板
外の被測定物体上の反射面で反射する信号光との干渉に
よる光強度変化に基づいて被測定物体の変位量を計測す
る導波型光変位センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention produces a Michelson interferometer using an optical waveguide on a substrate, and a reference light reflected by a reflection surface on the substrate and a signal light reflected by a reflection surface on an object to be measured outside the substrate. The present invention relates to a waveguide type optical displacement sensor that measures a displacement amount of an object to be measured based on a change in light intensity due to interference of light.
このような導波型光変位センサにおいては,基板の3次
元光導波路から出射する信号光が拡散することは避けら
れず,したがって被測定物体の反射面で反射して基板の
光導波路に戻りかつ入射する光の量が少なくなってしま
うという問題がある。被測定物体の変位量がきわめてわ
ずか(たとえば数十μm程度)であればかなりの反射光
量が基板の光導波路に戻るが,被測定物体の変位が大き
くなるともはや測定可能な量の信号光が得られなくなっ
てしまう。In such a waveguide type optical displacement sensor, it is unavoidable that the signal light emitted from the three-dimensional optical waveguide of the substrate is diffused, and therefore is reflected by the reflection surface of the object to be measured and returned to the optical waveguide of the substrate. There is a problem that the amount of incident light is reduced. If the displacement of the measured object is extremely small (for example, about several tens of μm), a considerable amount of reflected light returns to the optical waveguide of the substrate, but when the displacement of the measured object becomes large, a measurable amount of signal light is no longer obtained. I will not be able to.
また,従来の導波型光変位センサでは被測定物体の変位
の方向を判別することはできなかった。In addition, the conventional guided-wave optical displacement sensor cannot determine the displacement direction of the measured object.
発明の概要 この発明は,変位測定距離が長くかつ変位方向の判別の
可能な導波型光変位センサを提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a waveguide type optical displacement sensor having a long displacement measuring distance and capable of discriminating a displacement direction.
この発明による導波型光変位センサは,光干渉のための
少なくとも2つの光導波路が形成された基板, 180゜よ
りも小さい角度で交わる2つの傾斜した反射面を有し,
被測定物体と一緒に動く可動ミラー,基板の2つの光導
波路の出射端と可動ミラーの反射面との間に設けられ,
上記出射端から出力される信号光を上記反射面に向けて
それぞれコリメートするためのおよび上記反射面での反
射光を上記出射端にそれぞれ集光するためのレンズ手
段,上記少なくとも2つの光導波路の一方に設けられた
導波光の位相シフト手段,ならびに参照光を得るため
に,基板の光導波路端面に形成された反射手段を備えて
いることを特徴とする。A waveguide type optical displacement sensor according to the present invention has a substrate on which at least two optical waveguides for optical interference are formed, two inclined reflecting surfaces intersecting at an angle smaller than 180 °,
A movable mirror that moves together with the object to be measured, provided between the emitting ends of the two optical waveguides of the substrate and the reflecting surface of the movable mirror,
Lens means for collimating the signal light output from the emitting end toward the reflecting surface and condensing the reflected light on the reflecting surface at the emitting end, and the at least two optical waveguides. It is characterized in that it is provided with a phase shift means for the guided light provided on one side and a reflecting means formed on the end face of the optical waveguide of the substrate for obtaining the reference light.
信号光と参照光とが基板の光導波路を伝播する過程でこ
れらの2つの光が干渉し,これらの2つの光の位相差に
応じた強度の干渉光が得られる。参照光の位相は常に一
定であり,信号光の位相は被測定物体の位置によって変
化する。したがって干渉光の強度変化により被測定物体
の変位量が測定される。In the process in which the signal light and the reference light propagate through the optical waveguide of the substrate, these two lights interfere with each other, and interference light having an intensity corresponding to the phase difference between these two lights is obtained. The phase of the reference light is always constant, and the phase of the signal light changes depending on the position of the measured object. Therefore, the displacement amount of the measured object is measured by the change in the intensity of the interference light.
上記レンズ手段により,基板の2つの光導波路から出射
する信号光がそれぞれコリメートされて可動ミラーの反
射面にあたり,この反射面からの反射光は上記レンズ手
段により集光されて基板の2つの光導波路にそれぞれ入
射する。基板の光導波路にそれぞれ入射する信号光の光
量は被測定物体すなわち可動ミラーが大きく変位しても
ほとんど変動しないので,長い測定距離を得ることがで
きる。The signal light emitted from the two optical waveguides of the substrate is collimated by the lens means and hits the reflecting surface of the movable mirror. The reflected light from the reflecting surface is condensed by the lens means and the two optical waveguides of the substrate. Incident on each. Since the amount of signal light incident on each of the optical waveguides of the substrate hardly changes even when the object to be measured, that is, the movable mirror is largely displaced, a long measurement distance can be obtained.
2つの信号光に対して1つのレンズ手段で足りるので構
成が簡素となっている。Since one lens means is sufficient for two signal lights, the structure is simple.
上記少なくとも2つの光導波路の一方には位相シフト手
段が設けられている。したがって,両光導波路から得ら
れる干渉光強度の周期的な変化は,上記位相シフト手段
によって強制的にシフトされた位相に対応する位相量だ
け相互にずれている。この2つの干渉光の位相のずれに
より被測定物体の移動方向を判別することが可能とな
る。Phase shift means is provided on one of the at least two optical waveguides. Therefore, the periodic changes in the interference light intensity obtained from both optical waveguides are shifted from each other by the phase amount corresponding to the phase forcedly shifted by the phase shift means. It is possible to discriminate the moving direction of the measured object by the phase shift of these two interference lights.
基板の光導波路端面に形成される反射手段は金属薄膜の
蒸着等により実現することができる。この金属薄膜の厚
さを変えることにより金属薄膜で反射する光の光量,す
なわち参照光強度を制御することができる。参照光強度
を信号光の強度とほぼ同じ程度にすることにより干渉光
の光強度変化の消光比をよくすることができる。消光比
がよければ後段の光信号処理が容易となる。The reflection means formed on the end face of the optical waveguide of the substrate can be realized by vapor deposition of a metal thin film or the like. By changing the thickness of the metal thin film, the amount of light reflected by the metal thin film, that is, the reference light intensity can be controlled. By setting the reference light intensity to be approximately the same as the signal light intensity, it is possible to improve the extinction ratio of the change in the light intensity of the interference light. If the extinction ratio is good, the subsequent optical signal processing will be easy.
実施例の説明 第1図はこの発明による導波型光変位センサの一例を,
第2図は変位測定システムの全体をそれぞれ示してい
る。Description of Embodiments FIG. 1 shows an example of a waveguide type optical displacement sensor according to the present invention.
FIG. 2 shows the entire displacement measuring system.
基板1,たとえばLiNbO3にTiを熱拡散すること
により2つの非対称X分岐型光導波路10,20が形成され
ている。光導波路10は4つの光導波路11〜14を含み,光
導波路10はこれらの光導波路11〜14がそれらの一端でX
字状に結合することにより構成されており,光導波路12
の巾は他の光導波路11,13,14の巾よりも狭くつくられ
ている。光導波路20も同じように4つの光導波路21〜24
から構成されている。そして,光導波路11と21とがその
入力端で共通に形成され,それぞれのX字結合部に向っ
てY字状に分岐している。このような非対称X分岐型光
導波路の詳細は,導波形光ビーム・スプリッタとして特
開昭58−202406(特願昭57−86178)に開示されてい
る。Two asymmetric X-branch optical waveguides 10 and 20 are formed by thermally diffusing Ti into the substrate 1, for example, LiNbO 3 . The optical waveguide 10 includes four optical waveguides 11 to 14, and the optical waveguide 10 has these optical waveguides 11 to 14 at X at one end thereof.
The optical waveguide 12
Is made narrower than the widths of the other optical waveguides 11, 13, and 14. Similarly, the optical waveguide 20 has four optical waveguides 21 to 24.
It consists of The optical waveguides 11 and 21 are commonly formed at their input ends, and are branched into Y-shapes toward their X-shaped coupling portions. Details of such an asymmetric X-branch optical waveguide are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-202406 (Japanese Patent Application No. 57-86178) as a waveguide type optical beam splitter.
この実施例に関連する範囲でこの非対称X分岐型光導波
路10(同20も同じ)の動作を説明すると次のようにな
る。光導波路11を伝播する光は2つの光導波路13と14に
等しく分岐して進行していく。光導波路13と14をX字結
合部に向って伝播する光は,これらの光の位相が等しい
場合には光導波路11に戻る。光導波路13と14の光が逆位
相(位相が 180゜異なる)場合にはこれらの光は光導波
路12に進む。したがって,光導波路12には光導波路13,
14をX字結合部に向う光の位相差に応じた強度の光が得
られる。The operation of the asymmetrical X-branch optical waveguide 10 (same for the same 20) will be described below in the range related to this embodiment. The light propagating through the optical waveguide 11 equally branches into the two optical waveguides 13 and 14 and proceeds. The light propagating through the optical waveguides 13 and 14 toward the X-shaped coupling portion returns to the optical waveguide 11 when the phases of these lights are the same. When the light in the optical waveguides 13 and 14 have opposite phases (phases differ by 180 °), these lights travel to the optical waveguide 12. Therefore, the optical waveguide 12,
Light having an intensity corresponding to the phase difference of the light traveling from 14 to the X-shaped coupling portion can be obtained.
上述の説明は,光導波路11,12と光導波路13,14とを交
換しても同じようにあてはまる。The above description is similarly applied even if the optical waveguides 11 and 12 and the optical waveguides 13 and 14 are exchanged.
光導波路11と21の共通入力端の端部には入力用光ファイ
バ31が,光導波路12,22の端部には出力用光ファイバ3
2,33がそれぞれ接続されている。入力用光ファイバ31
としては偏波面保存光ファイバが用いられている。レー
ザ光源41からのレーザ光がアイソレータ42およびレンズ
43を介して光ファイバ31に導入される。アイソレータ42
はレーザ41から光ファイバ31への光の進行を許し,これ
とは逆方向に進む光を遮断するものであり,光の偏波方
向に基づいてこの作用を行なう。出力用光ファイバ32,
33としてはマルチマード光ファイバが用いられている。
これらの光ファイバ32,33によって導かれる出力光は受
光素子44A,44Bにそれぞれ入射し,それらの光強度を表
わす電気信号にそれぞれ変換される。An input optical fiber 31 is provided at the ends of the common input ends of the optical waveguides 11 and 21, and an output optical fiber 3 is provided at the ends of the optical waveguides 12 and 22.
2 and 33 are connected respectively. Input optical fiber 31
For this, a polarization-maintaining optical fiber is used. The laser light from the laser light source 41 is isolated by the isolator 42 and the lens.
It is introduced into the optical fiber 31 via 43. Isolator 42
Allows the light to travel from the laser 41 to the optical fiber 31, and blocks the light traveling in the opposite direction, and performs this action based on the polarization direction of the light. Output optical fiber 32,
A multi-marred optical fiber is used as 33.
The output lights guided by these optical fibers 32 and 33 are incident on the light receiving elements 44A and 44B, respectively, and are converted into electric signals representing their light intensities.
基板1の光導波路13,23の端面にはAuを蒸着すること
により反射膜5,6が形成されている。非対称X分岐型
光導波路10において,光導波路11に導かれかつ光導波路
13と14に等しく分岐した光のうち光導波路14を進む光は
この反射膜5で反射してX字結合部に向う。この光が参
照光である。参照光の強度は反射膜5の膜厚により定め
ることができる。非対称X分岐型光導波路20において
も,光導波路24から同様にして参照光を得ることができ
る。Reflective films 5 and 6 are formed on the end faces of the optical waveguides 13 and 23 of the substrate 1 by depositing Au. In the asymmetric X-branch optical waveguide 10, the optical waveguide is guided to the optical waveguide 11 and
Of the light equally branched to 13 and 14, the light traveling through the optical waveguide 14 is reflected by the reflective film 5 and goes to the X-shaped coupling portion. This light is the reference light. The intensity of the reference light can be determined by the film thickness of the reflective film 5. Also in the asymmetrical X-branch optical waveguide 20, the reference light can be similarly obtained from the optical waveguide 24.
被測定物体それ自体であるまたは被測定物体に取付けら
れもしくは接触している可動ミラー4は, 180゜以内の
角度で交わっている2つの反射面を有している。基板1
の光導波路13および23の端面と可動ミラー4との間には
1つのロッド・レンズ(屈折率分布型レンズ)3が設け
られ,かつ適当な固定手段により固定されている。第3
図に拡大して示されているように,光導波路13から出射
した光はレンズ3によりコリメートされ,可動ミラー4
の一方の反射面に向っていく。光導波路23から出射した
光はレンズ3によりコリメートされ,可動ミラー4の他
方の反射面に向っていく。これらの光は可動ミラー4の
反射面で垂直に反射され,同じ光路をたどってロッド・
レンズ3にそれぞれ戻り,このレンズ3によって集光さ
れて光導波路13,23にそれぞれ入射する。光導波路13,
23に入射した光はX字結合部に向って伝播していく。こ
れらの光が信号光である。The movable mirror 4, which is the object to be measured itself or is attached to or in contact with the object to be measured, has two reflecting surfaces intersecting at an angle of 180 ° or less. Board 1
A rod lens (gradient index lens) 3 is provided between the end faces of the optical waveguides 13 and 23 and the movable mirror 4, and is fixed by an appropriate fixing means. Third
As shown in the enlarged view of the figure, the light emitted from the optical waveguide 13 is collimated by the lens 3 and the movable mirror 4
Toward one of the reflective surfaces. The light emitted from the optical waveguide 23 is collimated by the lens 3 and goes to the other reflecting surface of the movable mirror 4. These lights are reflected vertically by the reflecting surface of the movable mirror 4 and follow the same optical path as the rod.
The light returns to the lens 3, is condensed by the lens 3, and enters the optical waveguides 13 and 23, respectively. Optical waveguide 13,
The light incident on 23 propagates toward the X-shaped coupling portion. These lights are signal lights.
ロッド・レンズ3から可動ミラー4に向う光および可動
ミラー4の反射光はコリメートされているので,可動ミ
ラー4が大きく変位しても光導波路13,23に入射する光
量にほとんど変化はない。また光導波路13,23に入射す
る光は集光されているので,結合効率が高く,大きな光
量の出力光が得られる。Since the light traveling from the rod lens 3 to the movable mirror 4 and the reflected light from the movable mirror 4 are collimated, even if the movable mirror 4 is largely displaced, there is almost no change in the amount of light incident on the optical waveguides 13 and 23. Moreover, since the light incident on the optical waveguides 13 and 23 is condensed, the coupling efficiency is high and a large amount of output light can be obtained.
まず変位測定原理について説明する。一方の光導波路10
にのみ着目する。First, the displacement measurement principle will be described. One optical waveguide 10
Only pay attention to.
上述したように,光導波路14の参照光と光導波路13の信
号光との位相差に応じた強度の出力光が光導波路12に得
られ,この出力光は光ファイバ32により受光素子44Aに
導かれる。参照光と信号光の位相差は,これら2つの光
の間を光路差,すなわち可動ミラー4の変位量に依存し
ている。出力光強度の変位量(光路差)に対する変化が
第5図に実線で示されている。出力光強度は光路差の変
化に対してλ(光の波長)の周期で正弦的に変化する。As described above, the output light having the intensity corresponding to the phase difference between the reference light of the optical waveguide 14 and the signal light of the optical waveguide 13 is obtained in the optical waveguide 12, and this output light is guided to the light receiving element 44A by the optical fiber 32. Get burned. The phase difference between the reference light and the signal light depends on the optical path difference between these two lights, that is, the amount of displacement of the movable mirror 4. A change in the output light intensity with respect to the displacement amount (optical path difference) is shown by a solid line in FIG. The output light intensity changes sinusoidally with a cycle of λ (light wavelength) with respect to a change in optical path difference.
可動ミラー4の変位量Lと光路差Δlとは次のような関
係にある。第4図には,ロッド・レンズ3と可動ミラー
4との間を往復する光が模式的に示されている。可動ミ
ラー4の移動方向とコリメートされた信号光とのなす角
をθとする。すると,次式が成立する。The displacement L of the movable mirror 4 and the optical path difference Δl have the following relationship. FIG. 4 schematically shows light that reciprocates between the rod lens 3 and the movable mirror 4. The angle formed by the moving direction of the movable mirror 4 and the collimated signal light is θ. Then, the following equation holds.
Δl/2=L・cos θ …(1) これより,変位量Lは L=Δl/2・cos θ …(2) と表わされる。Δl / 2 = L · cos θ (1) From this, the displacement amount L is expressed as L = Δl / 2 · cos θ (2).
光路差Δlが次に説明するカウンタの出力によって表わ
されるので,第(2) 式から可動ミラー4の変位量Lを測
定することができる。Since the optical path difference Δl is represented by the output of the counter described below, the displacement amount L of the movable mirror 4 can be measured from the equation (2).
出力用光ファイバ32によって伝送される光導波路12の出
力光信号は,受光素子44Aで電気信号に変換されたの
ち,高,低2つのスレシホールド・レベルS1,S2を
もつ回路45A でレベル弁別され,2値化される(第5図
参照)。この2値信号の立上りおよび/または立下りが
カウンタ46Aによって計数される。この計数値が光路差
Δlを表わしている。The output optical signal of the optical waveguide 12 transmitted by the output optical fiber 32 is converted into an electric signal by the light receiving element 44A, and then level discrimination is performed by the circuit 45A having two threshold levels S1 and S2 of high and low. And binarized (see FIG. 5). The counter 46A counts the rising and / or falling of the binary signal. This count value represents the optical path difference Δl.
次に変位方向判別原理について説明する。Next, the displacement direction determination principle will be described.
他方の光導波路20においても,光導波路10と基本的には
同じ動作が行なわれ,光ファイバ33によって導かれた出
力光に対して受光素子44B,スレシホールド回路45Bおよ
びカウンタ46Bも上述のものと同じように動作する。In the other optical waveguide 20, basically, the same operation as that of the optical waveguide 10 is performed, and the light receiving element 44B, the threshold circuit 45B and the counter 46B are the same as those described above for the output light guided by the optical fiber 33. Works the same as.
非対称X分岐型光導波路20においては,その光導波路24
の両側の位置において基板1に位相シフト用の溝25が形
成されており,光導波路24を伝播する参照光の位相が所
定量シフトされている。その結果,光導波路22から得ら
れる出力光は第5図に破線で示すように,光導波路12か
ら得られる出力光に対して位相がずれている。この実施
例では出力光強度を1/8 周期だけ位相シフトが与えられ
ている。したがって,スレシホールド回路45Bから得ら
れる2値信号も破線で示されているように同回路45Aの
出力2値信号と位相がずれている。In the asymmetric X-branch optical waveguide 20, the optical waveguide 24
Grooves 25 for phase shift are formed in the substrate 1 at positions on both sides of, and the phase of the reference light propagating through the optical waveguide 24 is shifted by a predetermined amount. As a result, the output light obtained from the optical waveguide 22 is out of phase with the output light obtained from the optical waveguide 12, as shown by the broken line in FIG. In this embodiment, the output light intensity is phase-shifted by 1/8 cycle. Therefore, the binary signal obtained from the threshold circuit 45B is also out of phase with the output binary signal of the circuit 45A as indicated by the broken line.
このような2値信号は微分回路47A,47Bでその立上り
および/または立下がり検出され,この微分された信号
が方向判別回路48に入力する。Such a binary signal is detected by the differentiating circuits 47A and 47B to rise and / or fall, and the differentiated signal is input to the direction discriminating circuit 48.
可動ミラー4が基板1から遠ざかる方向に動くときに
は,スレシホールド回路45Aの出力信号の立上り(立下
り)が同回路45B の出力信号の立上り(立下り)よりも
先に現われ,可動ミラー4が逆方向に動くときにはこれ
らの2つの信号の変化の順序が逆になる。2つの微分回
路47A,47B の出力の変化が現われる順序に基づいて可動
ミラー4の移動方向が判別回路48により判別される。方
向判別回路48はCPUによって構成することも可能であ
る。When the movable mirror 4 moves away from the substrate 1, the rising edge (falling edge) of the output signal of the threshold circuit 45A appears before the rising edge (falling edge) of the output signal of the same circuit 45B, and the movable mirror 4 moves. When moving in the opposite direction, the order of change of these two signals is reversed. The discriminating circuit 48 discriminates the moving direction of the movable mirror 4 based on the order in which the outputs of the two differentiating circuits 47A and 47B appear. The direction discriminating circuit 48 can also be configured by a CPU.
基板の光導波路を伝播する光に位相シフトを与える手段
としては,上述の溝の他に,光導波路に電圧や圧力を加
える手段,光導波路に装荷されたSiO2等の薄膜等が
ある。As means for imparting a phase shift to the light propagating through the optical waveguide of the substrate, there are means for applying voltage or pressure to the optical waveguide, a thin film such as SiO 2 loaded on the optical waveguide, in addition to the above-mentioned groove.
光導波路14,24の出射端における光の反射率と透過率は
反射膜5,6の膜厚によって定まる。したがって,反射
膜5,6の厚さを制御することにより参照光と信号光の
強度の比を任意に定めることができ,これを1:1とす
ることもできる。このことにより,出力光の光強度変化
の消光比を良好にすることができる。The reflectance and transmittance of light at the exit ends of the optical waveguides 14 and 24 are determined by the thickness of the reflective films 5 and 6. Therefore, the ratio of the intensity of the reference light to the intensity of the signal light can be arbitrarily determined by controlling the thickness of the reflective films 5 and 6, and can be set to 1: 1. As a result, the extinction ratio of the change in the light intensity of the output light can be improved.
上記実施例では基板1に非対称X分岐型光導波路10,20
が形成されているが,他の光導波路によりマイケルソン
型の干渉計を構成することもできる。たとえば,第6図
(A) に示すようなY字型の光導波路,同図(B) に示すよ
うな方向性結合器を含む光導波路,同図(C) に示すよう
な単なる1本の光導波路でもよい。第7図(C) の構成に
おいては,反射膜5,6はかなり透過率の高いものと
し,この反射膜5,6を透過した光が信号光となる。ま
たこれらの図においてロッド・レンズは省略されてい
る。In the above embodiment, the asymmetric X-branch optical waveguides 10, 20 are provided on the substrate 1.
However, a Michelson-type interferometer can be constructed by using other optical waveguides. For example, Figure 6
It may be a Y-shaped optical waveguide as shown in (A), an optical waveguide including a directional coupler as shown in (B), or a single optical waveguide as shown in (C). In the configuration of FIG. 7 (C), the reflection films 5 and 6 are assumed to have a considerably high transmittance, and the light transmitted through the reflection films 5 and 6 becomes the signal light. The rod lens is omitted in these figures.
レンズ手段もロッド・レンズ以外に通常の凸レンズ,マ
イクロ・レンズ等を使用することができる。As the lens means, an ordinary convex lens, a micro lens or the like can be used in addition to the rod lens.
【図面の簡単な説明】 第1図は導波型光変位センサの一例を示す斜視図,第2
図は光変位測定システム全体を示す構成図,第3図は信
号光がレンズによってコリメートされかつ集光される様
子を示す拡大図,第4図は光路差と可動ミラーの変位量
との関係を示す図,第5図は出力光強度とそれに基づい
て作成された2値信号を示す波形図,第6図は基板上の
光導波路の他の例を示す概略平面図である。 1……基板,3……ロッド・レンズ, 4……可動ミラー,5,6……反射膜, 10,20……非対称X分岐光導波路, 11〜14,21〜24……光導波路, 25……位相シフト用溝。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing an example of a waveguide type optical displacement sensor, and FIG.
The figure is a block diagram showing the entire optical displacement measuring system, FIG. 3 is an enlarged view showing how the signal light is collimated and condensed by the lens, and FIG. 4 shows the relationship between the optical path difference and the displacement amount of the movable mirror. FIG. 5 is a waveform diagram showing the output light intensity and a binary signal created based on it, and FIG. 6 is a schematic plan view showing another example of the optical waveguide on the substrate. 1 ... Substrate, 3 ... Rod lens, 4 ... Movable mirror, 5, 6 ... Reflective film, 10, 20 ... Asymmetric X-branch optical waveguide, 11-14, 21-24 ... Optical waveguide, 25 …… Phase shift groove.
Claims (1)
が形成された基板, 180゜よりも小さい角度で交わる2つの傾斜した反射面
を有し,被測定物体と一緒に動く可動ミラー, 基板の2つの光導波路の出射端と可動ミラーの反射面と
の間に設けられ,上記出射端から出力される信号光を上
記反射面に向けてそれぞれコリメートするためのおよび
上記反射面での反射光を上記出射端にそれぞれ集光する
ためのレンズ手段, 上記少なくとも2つの光導波路の一方に設けられた導波
光の位相シフト手段,ならびに 参照光を得るために,基板の光導波路端面に形成された
反射手段, を備えた導波型光変位センサ。1. A substrate on which at least two optical waveguides for optical interference are formed, a movable mirror having two inclined reflecting surfaces intersecting at an angle smaller than 180 °, and moving together with an object to be measured. Are provided between the emitting ends of the two optical waveguides and the reflecting surface of the movable mirror, and are used to collimate the signal light output from the emitting ends toward the reflecting surface and the reflected light on the reflecting surface. Are formed on the end face of the optical waveguide of the substrate for obtaining the reference light and the lens means for condensing each of the light at the emission end, the phase shift means for the guided light provided on one of the at least two optical waveguides, and the reference light. A waveguide type optical displacement sensor including a reflection means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142639A JPH0652163B2 (en) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | Waveguide optical displacement sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142639A JPH0652163B2 (en) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | Waveguide optical displacement sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625106A JPS625106A (en) | 1987-01-12 |
| JPH0652163B2 true JPH0652163B2 (en) | 1994-07-06 |
Family
ID=15320026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142639A Expired - Lifetime JPH0652163B2 (en) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | Waveguide optical displacement sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652163B2 (en) |
-
1985
- 1985-07-01 JP JP60142639A patent/JPH0652163B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS625106A (en) | 1987-01-12 |
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