JP6801032B2 - 光学変位センサ素子 - Google Patents
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Description
2 表面
3 基板
4 メンブレン
5 スペーサ
6 フレーム
7 光源
8a−d 光検出器
10 光源の位置
11、12、13 回折素子
21、22、23 中央領域
25 屈曲した表面
31、32、33 検出器の位置
40 光ファイバー
Claims (21)
- 第1の少なくとも部分的に反射性の表面と、少なくとも3つの回折パターンを有する第2の表面と、を含む光学変位センサであって、前記表面が、それらの間の距離が可変である素子上に提供され、前記部分的に反射性の表面が、各回折パターンとともに各対を画定し、前記各対が、それらの間に各キャビティを画定し、前記各キャビティがそれぞれあるキャビティ長さを有し、
前記センサがさらに、少なくとも1つの選択された波長レンジの光を前記キャビティに伝達する少なくとも1つの光源と、前記キャビティからの光を受け取る少なくとも1つの光検出器と、を含み、各対が、前記レンジ内の選択された波長において最大回折効率を提供するように適合され、前記回折パターンが、光を、回折表面に対して既知の位置に提供された少なくとも1つの検出器に向けるように適合され、前記検出器が、各対に対応する回折効率位相を測定するように適合され、それによって、3つまたはそれ以上の信号が発生され、前記センサがさらに、前記3つまたはそれ以上の信号を処理して、前記光源の強度に独立である、前記第1の少なくとも部分的に反射性の表面と前記第2の表面との間の変位の測定を提供するように構成された処理手段を含み、
前記対が、前記選択された波長においてそれぞれ0、2π/3及び4π/3の位相オフセットを提供する、光学変位センサ。 - 前記回折パターンが、前記それぞれのセンサに向けて光を集束する回折レンズである、請求項1に記載のセンサ。
- 各回折レンズが、ビーム中心に対してシフトされた光軸を有する円形パターンによって構成された、請求項2に記載のセンサ。
- 各回折レンズの中心の領域が、前記光源から前記検出器へ反射を向けるのを防ぐように、表面処理を有して提供される、請求項3に記載のセンサ。
- キャビティ長さの差が、格子から向けられた光の間の選択された位相差を提供するように選択される、請求項1に記載のセンサ。
- 前記光源が、ある領域を覆う光ビームを放出し、前記ビームの断面に渡る前記キャビティの大きさが、同じ光の量にさらされるように、前記ビームの等しい領域を覆う、請求項1に記載のセンサ。
- 前記第2の表面が、前記光源に反射を戻すように向けるのを防ぐように処理された、請求項1に記載のセンサ。
- 前記光源が、前記第1の少なくとも部分的に反射性の表面と同軸に配置され、前記キャビティ及び検出器が、前記光軸の周りに分布された、請求項3に記載のセンサ。
- 前記キャビティが、前記光軸の周りの等しい大きさの領域の区画を構成する、請求項8に記載のセンサ。
- 前記光源が、前記光軸から外れて配置され、前記キャビティが、前記ビーム中心の中心からの距離に対する周辺部の等しい領域及び区画を覆う、請求項3に記載のセンサ。
- 前記光源が、いくつかの選択された波長で光を伝達する光ファイバーを通して前記キャビティを照射し、各回折パターンが、選択された波長の1つで光を1つまたはいくつかの光ファイバーに向け、前記光ファイバーが、信号を1つまたはいくつかの検出器に伝達する、請求項1に記載のセンサ。
- 前記光源が、いくつかの選択された波長の光を伝達する光ファイバーを通して前記キャビティを照射し、各回折パターンが、信号を1つまたはいくつかの検出器に伝達するように適合された前記光ファイバーに向けて光を戻す、請求項1に記載のセンサ。
- 前記光ファイバーと前記回折パターンとの間の分散素子が、異なる波長を異なる回折パターンに向ける、請求項11または12に記載のセンサ。
- 前記キャビティが、異なるキャビティ長さを画定する、請求項1に記載のセンサ。
- 前記キャビティが、異なる波長の光で照射される、請求項1に記載のセンサ。
- 前記表面の1つがメンブレン上に配置された、請求項1に記載のセンサを含むマイクロフォン。
- 第1の少なくとも部分的に反射性の表面と、少なくとも2つの回折パターンを有する第2の表面と、を含む光学変位センサであって、前記表面が、それらの間の距離が可変である素子上に提供され、前記部分的に反射性の表面が、各回折パターンとともに各対を画定し、前記各対が、それらの間に各キャビティを画定し、前記各キャビティがそれぞれあるキャビティ長さを有し、
前記センサがさらに、少なくとも1つの選択された波長レンジの光を前記キャビティに伝達する少なくとも1つの光源と、前記キャビティからの光を受け取る少なくとも1つの光検出器と、を含み、各対が、前記レンジ内の選択された波長において最大回折効率を提供するように適合され、前記回折パターンが、光を、回折表面に対して既知の位置に提供された少なくとも1つの検出器に向けるように適合され、前記検出器が、各対に対応する回折効率位相を測定するように適合され、それによって、3つまたはそれ以上の信号が発生され、前記センサがさらに、前記3つまたはそれ以上の信号を処理して、前記光源の強度に独立である、前記第1の少なくとも部分的に反射性の表面と前記第2の表面との間の変位の測定を提供するように構成された処理手段を含み、
前記少なくとも2つの回折パターンが、第1及び第2の回折パターンを含み、前記選択された波長において、前記第1の回折パターンが、それぞれ、前記第1のパターンからの回折信号と前記第1のパターンからの反射信号との間で0及びπの位相オフセットを提供し、前記第2の回折パターンが、前記第2のパターンからの回折信号と前記第2のパターンからの反射信号との間でπ/2及び3π/2の位相オフセットを提供する、光学変位センサ。 - 第1の少なくとも部分的に反射性の表面と、少なくとも4つの回折パターンを有する第2の表面と、を含む光学変位センサであって、前記表面が、それらの間の距離が可変である素子上に提供され、前記部分的に反射性の表面が、各回折パターンとともに各対を画定し、前記各対が、それらの間に各キャビティを画定し、前記各キャビティがそれぞれあるキャビティ長さを有し、
前記センサがさらに、少なくとも1つの選択された波長レンジの光を前記キャビティに伝達する少なくとも1つの光源と、前記キャビティからの光を受け取る少なくとも1つの光検出器と、を含み、各対が、前記レンジ内の選択された波長において最大回折効率を提供するように適合され、前記回折パターンが、光を、回折表面に対して既知の位置に提供された少なくとも1つの検出器に向けるように適合され、前記検出器が、各対に対応する回折効率位相を測定するように適合され、それによって、3つまたはそれ以上の信号が発生され、前記センサがさらに、前記3つまたはそれ以上の信号を処理して、前記光源の強度に独立である、前記第1の少なくとも部分的に反射性の表面と前記第2の表面との間の変位の測定を提供するように構成された処理手段を含み、
前記対が、前記選択された波長においてそれぞれ0、π/2、π及び3π/2の位相オフセットを提供する、光学変位センサ。 - 第1の少なくとも部分的に反射性の表面と、少なくとも5つの回折パターンを有する第2の表面と、を含む光学変位センサであって、前記表面が、それらの間の距離が可変である素子上に提供され、前記部分的に反射性の表面が、各回折パターンとともに各対を画定し、前記各対が、それらの間に各キャビティを画定し、前記各キャビティがそれぞれあるキャビティ長さを有し、
前記センサがさらに、少なくとも1つの選択された波長レンジの光を前記キャビティに伝達する少なくとも1つの光源と、前記キャビティからの光を受け取る少なくとも1つの光検出器と、を含み、各対が、前記レンジ内の選択された波長において最大回折効率を提供するように適合され、前記回折パターンが、光を、回折表面に対して既知の位置に提供された少なくとも1つの検出器に向けるように適合され、前記検出器が、各対に対応する回折効率位相を測定するように適合され、それによって、3つまたはそれ以上の信号が発生され、前記センサがさらに、前記3つまたはそれ以上の信号を処理して、前記光源の強度に独立である、前記第1の少なくとも部分的に反射性の表面と前記第2の表面との間の変位の測定を提供するように構成された処理手段を含み、
前記対が、前記選択された波長においてそれぞれ0、2π/5、4π/5、6π/5及び8π/5の位相オフセットを提供する、光学変位センサ。 - 第1の少なくとも部分的に反射性の表面と、少なくとも7つの回折パターンを有する第2の表面と、を含む光学変位センサであって、前記表面が、それらの間の距離が可変である素子上に提供され、前記部分的に反射性の表面が、各回折パターンとともに各対を画定し、前記各対が、それらの間に各キャビティを画定し、前記各キャビティがそれぞれあるキャビティ長さを有し、
前記センサがさらに、少なくとも1つの選択された波長レンジの光を前記キャビティに伝達する少なくとも1つの光源と、前記キャビティからの光を受け取る少なくとも1つの光検出器と、を含み、各対が、前記レンジ内の選択された波長において最大回折効率を提供するように適合され、前記回折パターンが、光を、回折表面に対して既知の位置に提供された少なくとも1つの検出器に向けるように適合され、前記検出器が、各対に対応する回折効率位相を測定するように適合され、それによって、3つまたはそれ以上の信号が発生され、前記センサがさらに、前記3つまたはそれ以上の信号を処理して、前記光源の強度に独立である、前記第1の少なくとも部分的に反射性の表面と前記第2の表面との間の変位の測定を提供するように構成された処理手段を含み、
前記対が、前記選択された波長においてそれぞれ0、2π/7、4π/7、6π/7、8π/7、10π/7及び12π/7の位相オフセットを提供する、光学変位センサ。 - 第1の少なくとも部分的に反射性の表面と、少なくとも3つの回折パターンを有する第2の表面と、を含む光学変位センサであって、前記表面が、それらの間の距離が可変である素子上に提供され、前記部分的に反射性の表面が、各回折パターンとともに各対を画定し、前記各対が、それらの間に各キャビティを画定し、前記各キャビティがそれぞれあるキャビティ長さを有し、
前記センサがさらに、少なくとも1つの選択された波長レンジの光を前記キャビティに伝達する少なくとも1つの光源と、前記キャビティからの光を受け取る少なくとも1つの光検出器と、を含み、各対が、前記レンジ内の選択された波長において最大回折効率を提供するように適合され、前記回折パターンが、光を、回折表面に対して既知の位置に提供された少なくとも1つの検出器に向けるように適合され、前記検出器が、各対に対応する回折効率位相を測定するように適合され、それによって、3つまたはそれ以上の信号が発生され、前記センサがさらに、前記3つまたはそれ以上の信号を処理して、前記光源の強度に独立である、前記第1の少なくとも部分的に反射性の表面と前記第2の表面との間の変位の測定を提供するように構成された処理手段を含み、
前記少なくとも3つの回折パターンが、第1、第2及び第3の回折パターンを含み、前記選択された波長において、第1の回折パターンがそれぞれ、前記第1のパターンから回折された信号と反射された信号との間で0及びπの位相オフセットを提供し、第2の回折パターンがそれぞれ、前記第2のパターンから回折された信号と反射された信号との間でπ/3及び4π/3の位相オフセットを提供し、第3の回折パターンがそれぞれ、前記第3のパターンから回折された信号と反射された信号との間で2π/3及び5π/3の位相オフセットを提供する、光学変位センサ。
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