JP2003247893A - Optical measurement device - Google Patents
Optical measurement deviceInfo
- Publication number
- JP2003247893A JP2003247893A JP2002048502A JP2002048502A JP2003247893A JP 2003247893 A JP2003247893 A JP 2003247893A JP 2002048502 A JP2002048502 A JP 2002048502A JP 2002048502 A JP2002048502 A JP 2002048502A JP 2003247893 A JP2003247893 A JP 2003247893A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- switch
- base member
- 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
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 104
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 21
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 5
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 4
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で持ち運びな容易な光測定デバイスを提
供する。
【解決手段】 光測定デバイス１は、励起光を発生させ
るランプ４と、光ファイバ６により導かれた励起光を受
けて、流体の温度に応じた蛍光を発生させる蛍光物質７
Ａ〜７Ｃと、光ファイバ６により導かれた蛍光を検出す
る光検出部８と、光ファイバ６と各蛍光物質７Ａ〜７Ｃ
との間の光路を切り換える光スイッチ１０とを有してい
る。この光スイッチ１０は、光ファイバ６を保持したベ
ース部材１１と、このベース部材１１上に実装されたス
イッチ部材１２とからなっている。スイッチ部材１２は
片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃを有し、各片持ち梁３１Ａ〜３
１Ｃの先端部には、励起光を蛍光物質７Ａ〜７Ｃに向け
て反射させると共に蛍光を光ファイバ６に向けて反射さ
せる可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃが固定されている。
(57) [Problem] To provide a small and portable optical measurement device. A light measuring device includes a lamp for generating excitation light, and a fluorescent substance for receiving excitation light guided by an optical fiber and generating fluorescence in accordance with the temperature of a fluid.
A to 7C, a light detection unit 8 for detecting fluorescence guided by the optical fiber 6, an optical fiber 6, and respective fluorescent substances 7A to 7C.
And an optical switch 10 for switching the optical path between the two. The optical switch 10 includes a base member 11 holding the optical fiber 6, and a switch member 12 mounted on the base member 11. The switch member 12 has cantilever beams 31A to 31C, and each of the cantilever beams 31A to 31C.
Movable mirrors 32A to 32C that reflect the excitation light toward the fluorescent substances 7A to 7C and reflect the fluorescence toward the optical fiber 6 are fixed to the tip of the 1C.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光により温度、流
速、流量等の物理量を測定するための光測定デバイスに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical measuring device for measuring a physical quantity such as temperature, flow velocity and flow rate by light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光による温度測定としては、例えば、測
定対象物からの放射赤外線をＣＣＤで受光し、画像処理
を行うことで、測定対象物の温度分布を測定する方法が
知られている。2. Description of the Related Art As a temperature measurement using light, for example, a method is known in which infrared radiation from a measurement object is received by a CCD and image processing is performed to measure the temperature distribution of the measurement object.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、測定対象物の微小面積で測定した
り、測定の位置分解能を高くする場合には、顕微鏡を用
いて像を拡大する必要がある。この場合には、装置が全
体的に大型化するため、装置の持ち運びが困難となり、
オンサイトモニタリングには不向きであった。However, in the above-mentioned conventional technique, it is necessary to magnify the image by using a microscope when the measurement target is measured in a very small area or the position resolution of the measurement is increased. . In this case, the device becomes large as a whole, making it difficult to carry the device.
Not suitable for on-site monitoring.
【０００４】本発明の目的は、小型で持ち運びな容易な
光測定デバイスを提供することである。It is an object of the present invention to provide a light measuring device which is small and easy to carry.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の光測定デバイス
は、第１の光を発生させる光源と、光源からの第１の光
を受けて、測定対象物の物理量に応じた第２の光を発生
させる少なくとも１つの発光体と、発光体からの第２の
光を検出する光検出部と、光源及び光検出部と発光体と
の間の光路を切り換える光スイッチとを備えることを特
徴とするものである。The light measuring device of the present invention includes a light source for generating a first light, and a second light for receiving a first light from the light source and corresponding to a physical quantity of an object to be measured. At least one light-emitting body that generates light, a light detection unit that detects the second light from the light-emitting body, and a light source and an optical switch that switches an optical path between the light detection unit and the light-emitting body. To do.
【０００６】このように光源、発光体、光検出部及び光
スイッチを設けることより、特に顕微鏡を用いなくて
も、測定対象物の物理量を精度良く測定することが可能
となる。これにより、光測定デバイスの小型化が達成さ
れるため、光測定デバイスの持ち運びが容易に行える。
また、光スイッチを有する構成とすることで、測定対象
物に複数の発光体が間隔をもって設けられている場合
に、各発光体の配置箇所に対応する物理量の測定（多点
測定）を簡単に行うことができる。By providing the light source, the light-emitting body, the photodetector and the optical switch in this way, it becomes possible to measure the physical quantity of the object to be measured with high accuracy without using a microscope. As a result, the miniaturization of the optical measurement device is achieved, so that the optical measurement device can be easily carried.
Further, by adopting a configuration having an optical switch, when a plurality of light emitters are provided at intervals in a measurement object, it is possible to easily measure a physical quantity (multipoint measurement) corresponding to a location where each light emitter is arranged. It can be carried out.
【０００７】好ましくは、光源からの第１の光を導くた
めの光ファイバを更に備え、光スイッチには、光ファイ
バを保持するファイバ保持部が設けられている。このよ
うに物理量の測定に必要な光（第１の光）を光ファイバ
で導くことにより、市販の光測定系を利用することが可
能となる。Preferably, the optical switch further comprises an optical fiber for guiding the first light from the light source, and the optical switch is provided with a fiber holding portion for holding the optical fiber. In this way, by guiding the light (first light) necessary for measuring the physical quantity through the optical fiber, it becomes possible to use a commercially available light measurement system.
【０００８】また、光源は、光スイッチに設けられた発
光素子であり、光検出部は、光スイッチに設けられた受
光素子であってもよい。この場合には、光測定デバイス
をより小型にすることができる。Further, the light source may be a light emitting element provided in the optical switch, and the light detecting section may be a light receiving element provided in the optical switch. In this case, the light measuring device can be made smaller.
【０００９】また、好ましくは、光スイッチは、ベース
部材と、ベース部材に固定され、光源からの第１の光を
発光体に向けて反射させると共に発光体からの第２の光
を光検出部に向けて反射させる少なくとも１つの可動ミ
ラーを有するスイッチ部材と、可動ミラーを移動させる
駆動手段とを有する。このような光スイッチは、マイク
ロマシン技術を用いて製作することが可能である。従っ
て、光測定デバイスの更なる小型化を実現できる。Further, preferably, the optical switch is fixed to the base member and the base member, reflects the first light from the light source toward the light emitter, and reflects the second light from the light emitter in the light detecting portion. A switch member having at least one movable mirror for reflecting the light toward the camera, and a drive unit for moving the movable mirror. Such an optical switch can be manufactured using micromachine technology. Therefore, further miniaturization of the optical measurement device can be realized.
【００１０】この場合、好ましくは、ベース部材は、ス
イッチ部材が固定されるスイッチ実装部と、可動ミラー
に対応する位置に設けられ、光源及び光検出部と発光体
との間の光路の一部を形成するための光路形成部とを有
し、スイッチ実装部は紫外線透過ガラスで形成され、光
路形成部はシリコンで形成されている。このようにスイ
ッチ実装部を紫外線透過ガラスで形成することにより、
紫外線硬化樹脂を用いてスイッチ部材をスイッチ実装部
に容易に固定することができる。また、光路形成部をシ
リコンで形成することにより、光学レンズ等の光部品を
実装するための位置決め用溝部を光路形成部に形成しや
すくなる。In this case, preferably, the base member is provided at a position corresponding to the switch mounting portion to which the switch member is fixed and the movable mirror, and a part of an optical path between the light source and the light detecting portion and the light emitter. And an optical path forming part for forming the optical path forming part, the switch mounting part is made of ultraviolet-transparent glass, and the optical path forming part is made of silicon. By forming the switch mounting part with UV transparent glass in this way,
The switch member can be easily fixed to the switch mounting portion using the ultraviolet curable resin. Further, by forming the optical path forming portion with silicon, it becomes easy to form a positioning groove portion for mounting an optical component such as an optical lens in the optical path forming portion.
【００１１】また、好ましくは、ベース部材及びスイッ
チ部材には、スイッチ部材をベース部材に対して位置決
めするための位置合わせ部がそれぞれ設けられている。
これにより、スイッチ部材をベース部材に固定する際
に、スイッチ部材とベース部材との位置合わせを高精度
に行うことができる。Further, preferably, the base member and the switch member are each provided with an alignment portion for positioning the switch member with respect to the base member.
Accordingly, when the switch member is fixed to the base member, the switch member and the base member can be accurately aligned.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光測定デバイ
スの好適な実施形態について、図面を参照して説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an optical measuring device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１は、本発明に係る光測定デバイスの第
１の実施形態を示す構成図である。同図において、本実
施形態の光測定デバイス１は、測定対象物であるマイク
ロ流路構造体２に形成された流路３を流れる流体の温度
を多点測定（ここでは３点測定）するものである。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an optical measuring device according to the present invention. In FIG. 1, the optical measurement device 1 of the present embodiment is a multi-point measurement (here, three-point measurement) of the temperature of a fluid flowing through a flow channel 3 formed in a micro flow channel structure 2 which is an object to be measured. Is.
【００１４】光測定デバイス１は、励起光（第１の光）
を発生させるランプ４を有し、このランプ４からの励起
光は、光分波器５を介して光ファイバ６に入射され、こ
の光ファイバ６によって導かれる。The optical measuring device 1 uses excitation light (first light).
The excitation light from the lamp 4 is incident on the optical fiber 6 via the optical demultiplexer 5 and guided by the optical fiber 6.
【００１５】また、光測定デバイス１は、マイクロ流路
構造体２における流路３に近接した位置に所定の間隔を
もって設けられた３つの蛍光物質（例えばフッ化マグネ
シウム）７Ａ〜７Ｃを有している。この蛍光物質７Ａ〜
７Ｃは、光ファイバ６から出射された励起光を受けて、
流体の温度に応じた強度（感度）をもった蛍光（第２の
光）を発生させる。The optical measuring device 1 also has three fluorescent substances (for example, magnesium fluoride) 7A to 7C provided at predetermined positions in the microchannel structure 2 close to the channel 3. There is. This fluorescent substance 7A
7C receives the excitation light emitted from the optical fiber 6,
Fluorescence (second light) having intensity (sensitivity) according to the temperature of the fluid is generated.
【００１６】各蛍光物質７Ａ〜７Ｃからの蛍光は、光フ
ァイバ６及び光分波器５を介して光検出部８に導かれ
る。光検出部８は、蛍光の強度を検出し、この検出値を
電気信号として演算部９に送出する。演算部９は、蛍光
の強度の減衰時間に基づいて流体の温度を求める。Fluorescence from each of the fluorescent substances 7A to 7C is guided to the photodetection section 8 via the optical fiber 6 and the optical demultiplexer 5. The photodetector 8 detects the intensity of the fluorescence and sends the detected value as an electric signal to the calculator 9. The calculation unit 9 obtains the temperature of the fluid based on the decay time of the fluorescence intensity.
【００１７】さらに、光測定デバイス１は、光ファイバ
６と各蛍光物質７Ａ〜７Ｃとの間の光路を切り換える光
スイッチ１０を有している。この光スイッチ１０は、マ
イクロマシン技術を用いて製作された小型の光スイッチ
であり、例えば縦寸法が０．１〜０．５ｍｍ、横寸法が
０．１〜０．５ｍｍ、高さ寸法が０．１〜０．５ｍｍ程
度である。Further, the light measuring device 1 has an optical switch 10 for switching the optical path between the optical fiber 6 and each of the fluorescent substances 7A to 7C. The optical switch 10 is a small-sized optical switch manufactured by using a micromachining technique. For example, the vertical dimension is 0.1 to 0.5 mm, the horizontal dimension is 0.1 to 0.5 mm, and the height dimension is 0. It is about 1 to 0.5 mm.
【００１８】光スイッチ１０は、図１及び図２に示すよ
うに、プラットフォームと称されるベース部材１１と、
このベース部材１１の上面に固定されたスイッチ部材１
２とからなっている。As shown in FIGS. 1 and 2, the optical switch 10 includes a base member 11 called a platform,
Switch member 1 fixed on the upper surface of the base member 11
It consists of 2.
【００１９】図３は、ベース部材１１を上側から見た状
態の平面図である。図１〜図３において、ベース部材１
１は、スイッチ部材１２が実装・固定されるスイッチ実
装部１３と、マイクロ流路構造体２に隣接し、ランプ４
及び光検出部８と蛍光物質７Ａ〜７Ｃとの間の光路の一
部を形成するための光路形成部１４とからなっている。FIG. 3 is a plan view of the base member 11 as viewed from above. 1 to 3, the base member 1
1 is adjacent to the switch mounting portion 13 on which the switch member 12 is mounted and fixed, and the micro channel structure 2, and the lamp 4
And an optical path forming section 14 for forming a part of an optical path between the light detecting section 8 and the fluorescent substances 7A to 7C.
【００２０】スイッチ実装部１３は、好ましくは石英ガ
ラス等の紫外線透過ガラスで形成された基板１５を有し
ている。この基板１５上には、スイッチ実装部１３の前
後方向に延在した３本の固定電極１６Ａ〜１６Ｃが設け
られている。この固定電極１６Ａ〜１６Ｃは、Ｃｒ／Ａ
ｕ等のスパッタにより形成されている。固定電極１６Ａ
〜１６Ｃ上には、ＳｉＯ2等からなる絶縁層１７が設け
られている。この絶縁層１７は、スパッタ等の成膜で形
成されている。絶縁層１７上における固定電極１６Ａ〜
１６Ｃの両外側には、固定電極１６Ａ〜１６Ｃと同様の
材質からなる電極パッド１８がそれぞれ設けられてい
る。The switch mounting portion 13 has a substrate 15 which is preferably made of ultraviolet-transparent glass such as quartz glass. On this substrate 15, three fixed electrodes 16A to 16C extending in the front-rear direction of the switch mounting portion 13 are provided. The fixed electrodes 16A to 16C are Cr / A
It is formed by sputtering u or the like. Fixed electrode 16A
An insulating layer 17 made of SiO 2 or the like is provided on the surfaces 16C to 16C. This insulating layer 17 is formed by film formation such as sputtering. Fixed electrode 16A on insulating layer 17
Electrode pads 18 made of the same material as the fixed electrodes 16A to 16C are provided on both outer sides of 16C, respectively.
【００２１】また、絶縁層１７上における各電極パッド
１８の近傍には、スイッチ部材１２をベース部材１１に
実装する時に、スイッチ部材１２をベース部材１１に対
して位置決めする為のアライメントマーク１９が設けら
れている。このアライメントマーク１９は、ベース部材
１１の成形時に一緒に形成される。In the vicinity of each electrode pad 18 on the insulating layer 17, an alignment mark 19 for positioning the switch member 12 with respect to the base member 11 when the switch member 12 is mounted on the base member 11 is provided. Has been. The alignment mark 19 is formed together when the base member 11 is molded.
【００２２】このようなスイッチ実装部１３の前側に位
置する光路形成部１４は、その上面位置がスイッチ実装
部１３の上面位置よりも低くなっている。光路形成部１
４には、ベース部材１１の左右方向に延在するファイバ
保持用溝２０が設けられ、このファイバ保持用溝２０に
は、上記の光ファイバ６が挿入され固定されている。ま
た、光路形成部１４には、複数（ここでは６つ）のレン
ズ実装用凹部が設けられ、各レンズ実装用凹部には光学
レンズ２１〜２６が挿入され固定されている。なお、各
光学レンズ２１〜２６については、後で詳述する。光路
形成部１４は、好ましくはシリコンで形成されている。
これにより、ファイバ保持用溝２０及びレンズ実装用凹
部を光路形成部１４に加工しやすくなる。The upper surface of the optical path forming portion 14 located on the front side of the switch mounting portion 13 is lower than the upper surface of the switch mounting portion 13. Optical path forming unit 1
4 is provided with a fiber holding groove 20 extending in the left-right direction of the base member 11, and the optical fiber 6 is inserted and fixed in the fiber holding groove 20. Further, the optical path forming unit 14 is provided with a plurality of (six in this case) lens mounting recesses, and the optical lenses 21 to 26 are inserted and fixed in the respective lens mounting recesses. The optical lenses 21 to 26 will be described in detail later. The optical path forming portion 14 is preferably made of silicon.
This facilitates processing of the fiber holding groove 20 and the lens mounting recess in the optical path forming portion 14.
【００２３】図４は、スイッチ部材１２を図２において
下側から見た状態の平面図である。図１、図２及び図４
において、スイッチ部材１２は、Ｓｉ等で形成された基
板２７を有し、この基板２７の前部側には段差２７ａが
設けられている。基板２７の表面（下面）には、ＳｉＯ
2層２８及びＴｉ等の導電層２９を介して、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ合金、Ｃｕ合金等で形成された導電性構造体３
０が設けられている。この導電性構造体３０には、スイ
ッチ部材１２の前後方向に延在する３本の片持ち梁３１
Ａ〜３１Ｃが一体成形されている。FIG. 4 is a plan view of the switch member 12 as viewed from below in FIG. 1, 2 and 4
In the above, the switch member 12 has a substrate 27 made of Si or the like, and a step 27 a is provided on the front side of the substrate 27. On the surface (lower surface) of the substrate 27, SiO
Ni, C through the two layers 28 and the conductive layer 29 such as Ti
Conductive structure 3 made of u, Ni alloy, Cu alloy, etc.
0 is provided. The conductive structure 30 includes three cantilever beams 31 extending in the front-back direction of the switch member 12.
A to 31C are integrally molded.
【００２４】各片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃの先端部には、
可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃが固定されている。各可動ミ
ラー３２Ａ〜３２Ｃは、光ファイバ６からの励起光を蛍
光物質７Ａ〜７Ｃに向けて反射させると共に蛍光物質７
Ａ〜７Ｃからの蛍光を光ファイバ６に向けて反射させる
ように、片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃの長手方向に対して斜
めに設けられている。可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃの材質
は、片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃと同様である。At the tip of each cantilever 31A-31C,
The movable mirrors 32A to 32C are fixed. Each of the movable mirrors 32A to 32C reflects the excitation light from the optical fiber 6 toward the fluorescent substances 7A to 7C, and at the same time, the fluorescent substance 7
The cantilevers 31A to 31C are obliquely provided so as to reflect the fluorescence from A to 7C toward the optical fiber 6. The materials of the movable mirrors 32A to 32C are the same as those of the cantilever beams 31A to 31C.
【００２５】また、基板２７上における導電性構造体３
０の近傍には、スイッチ部材１２をベース部材１１に実
装する時に、スイッチ部材１２をベース部材１１に対し
て位置決めする為のアライメントマーク３３が設けられ
ている。このアライメントマーク３３は、スイッチ部材
１２の成形時に一緒に形成される。Further, the conductive structure 3 on the substrate 27
An alignment mark 33 for positioning the switch member 12 with respect to the base member 11 when the switch member 12 is mounted on the base member 11 is provided near 0. The alignment mark 33 is formed together when the switch member 12 is molded.
【００２６】このようなスイッチ部材１２の製作プロセ
スの一例を図５に示す。同図において、まずＳｉ基板３
４を用意する。そして、このＳｉ基板３４の表面の一部
および裏面にＳｉＯ2層３５を形成すると共に、Ｓｉ基
板３４の表面に導電層３６を形成する（図５（ａ））。
Ｓｉ基板３４の表面に形成したＳｉＯ2層３５は、最後
の基板エッチングの際にマスクとなる。続いて、フォト
リソグラフィーマスク３７Ａを用いたフォトリソグラフ
ィー及び現像によって、導電層３６上にレジスト３７を
形成する（図５（ｂ））。そして、めっきによって、導
電層３６上に片持ち梁部３８を形成し、この片持ち梁部
３８の表面を研磨する（図５（ｃ））。続いて、ＳＲ
（シンクロトロン放射光）リソグラフィーマスク３９Ａ
を用いたＳＲリソグラフィー及び現像によって、片持ち
梁部３８上にレジスト３９を形成する（図５（ｄ））。
そして、めっきによって、片持ち梁部３８上にミラー部
４０を形成し、このミラー部４０の表面を研磨する（図
５（ｅ））。続いて、レジスト３７，３９のアッシング
を行う（図５（ｆ））。その後、導電層３６のエッチン
グ及びＳｉ基板３４のエッチングを行う（図５
（ｇ））。An example of the manufacturing process of such a switch member 12 is shown in FIG. In the figure, first, the Si substrate 3
Prepare 4. Then, the SiO 2 layer 35 is formed on a part of the front surface and the back surface of the Si substrate 34, and the conductive layer 36 is formed on the front surface of the Si substrate 34 (FIG. 5A).
The SiO 2 layer 35 formed on the surface of the Si substrate 34 serves as a mask during the final substrate etching. Then, a resist 37 is formed on the conductive layer 36 by photolithography and development using the photolithography mask 37A (FIG. 5B). Then, the cantilever portion 38 is formed on the conductive layer 36 by plating, and the surface of the cantilever portion 38 is polished (FIG. 5C). Then SR
(Synchrotron radiation) Lithography mask 39A
A resist 39 is formed on the cantilever portion 38 by SR lithography and development using (FIG. 5D).
Then, the mirror portion 40 is formed on the cantilever portion 38 by plating, and the surface of the mirror portion 40 is polished (FIG. 5E). Then, the resists 37 and 39 are ashed (FIG. 5F). After that, the conductive layer 36 and the Si substrate 34 are etched (FIG. 5).
(G)).
【００２７】以上のようなスイッチ部材１２をベース部
材１１の上面に実装するときは、ベース部材１１のアラ
イメントマーク１９とスイッチ部材１２のアライメント
マーク３３とが合うようにベース部材１１及びスイッチ
部材１２の表面同士を突き合わせ、紫外線硬化樹脂を用
いてベース部材１１とスイッチ部材１２とを接合する。
これにより、ベース部材１１とスイッチ部材１２との位
置合わせを高精度に行うことができる。また、ベース部
材１１のスイッチ実装部１３の基板１５は紫外線透過ガ
ラスで形成されているので、紫外線硬化樹脂によるスイ
ッチ部材１２の実装処理が簡便に行える。When the switch member 12 as described above is mounted on the upper surface of the base member 11, the alignment marks 19 of the base member 11 and the alignment marks 33 of the switch member 12 are aligned so that the base member 11 and the switch member 12 are aligned with each other. The surfaces are abutted against each other, and the base member 11 and the switch member 12 are joined using an ultraviolet curable resin.
Thereby, the base member 11 and the switch member 12 can be aligned with high accuracy. Further, since the substrate 15 of the switch mounting portion 13 of the base member 11 is formed of ultraviolet transparent glass, the mounting process of the switch member 12 with the ultraviolet curable resin can be easily performed.
【００２８】なお、ここでは、アライメントマーク１
９，３３を用いてスイッチ部材１２とベース部材１１と
の位置合わせを行うものとしたが、これ以外の構成を採
用してもよい。例えば、スイッチ部材１２及びベース部
材１１のいずれか一方に位置合わせ用ピンを設けると共
に、スイッチ部材１２及びベース部材１１の他方に位置
合わせ用ピンが嵌入される穴部を設けてもよい。In this case, the alignment mark 1
Although the switch member 12 and the base member 11 are aligned with each other by using 9, 33, other configurations may be adopted. For example, one of the switch member 12 and the base member 11 may be provided with a positioning pin, and the other of the switch member 12 and the base member 11 may be provided with a hole into which the positioning pin is fitted.
【００２９】このようにベース部材１１にスイッチ部材
１２が実装された状態では、図２（ａ）に示すように、
片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃの先端側が上方に反って、可動
ミラー３２Ａ〜３２Ｃがベース部材１１の光路形成部１
４の真上に位置することになる。この状態では、光ファ
イバ６からの励起光はスルーされる。When the switch member 12 is mounted on the base member 11 as described above, as shown in FIG.
The tip ends of the cantilevers 31A to 31C warp upward, and the movable mirrors 32A to 32C cause the optical path forming portion 1 of the base member 11 to move.
It will be located just above 4. In this state, the excitation light from the optical fiber 6 is passed through.
【００３０】また、ベース部材１１にスイッチ部材１２
が実装されたときは、スイッチ部材１２の導電性構造体
３０とベース部材１１の電極パッド１８とが接触した状
態となる。このため、片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃと電極パ
ッド１８とは、電気的に接続されることになる。また、
電極パッド１８と各固定電極１６Ａ〜１６Ｃとは、図３
に示すように、電圧源４１及び３つの電気スイッチ４２
Ａ〜４２Ｃを介して接続されている。電圧源４１は、可
動ミラー３２Ａ〜３２Ｃの駆動に必要な電圧を発生させ
るものである。Further, the switch member 12 is attached to the base member 11.
When is mounted, the conductive structure 30 of the switch member 12 and the electrode pad 18 of the base member 11 are in contact with each other. Therefore, the cantilevers 31A to 31C and the electrode pad 18 are electrically connected. Also,
The electrode pad 18 and the fixed electrodes 16A to 16C are shown in FIG.
A voltage source 41 and three electrical switches 42
It is connected via A-42C. The voltage source 41 generates a voltage required to drive the movable mirrors 32A to 32C.
【００３１】このようにベース部材１１に電極パッド１
８を設けると共に、スイッチ部材１２に各片持ち梁３１
Ａ〜３１Ｃに連続した導電性構造体３０を設けること
で、片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃを通電させるための配線数
が少なくて済む。また、配線に必要なハンダ付け等の高
温処理をスイッチ部材１２に対して行う必要がなくなる
ため、スイッチ部材１２の歩留まりが向上する。In this way, the electrode pad 1 is attached to the base member 11.
8 is provided and each cantilever 31 is provided on the switch member 12.
By providing the conductive structure 30 continuous to A to 31C, the number of wires for energizing the cantilever beams 31A to 31C can be reduced. Further, since it is not necessary to perform high-temperature processing such as soldering required for wiring on the switch member 12, the yield of the switch member 12 is improved.
【００３２】ここで、電気スイッチ４２Ａ〜４２Ｃをオ
ンにした状態で、電圧源４１により所定の電圧を印可す
ると、片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃと固定電極１６Ａ〜１６
Ｃとの間に静電気力（静電引力）が発生し、片持ち梁３
１Ａ〜３１Ｃの先端側部分が固定電極１６Ａ〜１６Ｃに
引き寄せられる。これに伴って、図２（ｂ）に示すよう
に、可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃが下がる。このとき、固
定電極１６Ａ〜１６Ｃ上には絶縁層１７が形成されてい
るので、片持ち梁３１Ａ〜３１Ｃと固定電極１６Ａ〜１
６Ｃとがショートすることはない。When a predetermined voltage is applied by the voltage source 41 with the electric switches 42A to 42C turned on, the cantilevers 31A to 31C and the fixed electrodes 16A to 16C are applied.
Electrostatic force (electrostatic attraction) is generated between C and cantilever 3
The tip side portions of 1A to 31C are attracted to the fixed electrodes 16A to 16C. Along with this, as shown in FIG. 2B, the movable mirrors 32A to 32C are lowered. At this time, since the insulating layer 17 is formed on the fixed electrodes 16A to 16C, the cantilever beams 31A to 31C and the fixed electrodes 16A to 1C are formed.
There is no short circuit with 6C.
【００３３】この状態では、光ファイバ６からの励起光
が可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃで反射して蛍光物質７Ａ〜
７Ｃに向かうと共に、蛍光物質７Ａ〜７Ｃからの蛍光が
可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃで反射して光ファイバ６に向
かうようになる。In this state, the excitation light from the optical fiber 6 is reflected by the movable mirrors 32A to 32C and the fluorescent material 7A to 32A.
As it goes to 7C, the fluorescence from the fluorescent substances 7A to 7C is reflected by the movable mirrors 32A to 32C and goes to the optical fiber 6.
【００３４】次に、上述した光スイッチ１０を有する光
測定デバイス１を用いた流体の温度測定について説明す
る。図６は、光スイッチ１０におけるベース部材１１の
光路形成部１４に設けられた光学レンズ系を示したもの
である。Next, the temperature measurement of the fluid using the optical measuring device 1 having the above-mentioned optical switch 10 will be described. FIG. 6 shows an optical lens system provided in the optical path forming portion 14 of the base member 11 of the optical switch 10.
【００３５】同図において、光ファイバ６と可動ミラー
３２Ａに対応する位置との間には、光ファイバ６から出
射された光を集光させるための非球面レンズ２１が配置
されている。この非球面レンズ２１は、可動ミラー３２
Ａが図２（ｂ）に示す反射位置にあるときに、可動ミラ
ー３２Ａの反射面で焦点を結ぶように配置されている。
このような非球面レンズ２１を用いると、発散された光
を短距離で集光させることが可能となるため、光ファイ
バ６と可動ミラー３２Ａとの間隔が短い場合に有利であ
る。また、本実施形態のように、励起光と蛍光といった
異なる波長の光を使用して温度測定を行う場合には、非
球面レンズ２１としては、色収差が起きにくいアッベ数
５０以上の材質のレンズ、例えばＢＫ７ガラスを使用す
るのが望ましい。In the figure, an aspherical lens 21 for condensing the light emitted from the optical fiber 6 is arranged between the optical fiber 6 and a position corresponding to the movable mirror 32A. This aspherical lens 21 includes a movable mirror 32.
When A is at the reflection position shown in FIG. 2B, the movable mirror 32A is arranged so that it is focused on the reflection surface.
The use of such an aspherical lens 21 makes it possible to collect the diverged light in a short distance, which is advantageous when the distance between the optical fiber 6 and the movable mirror 32A is short. When temperature measurement is performed using light of different wavelengths such as excitation light and fluorescence as in the present embodiment, the aspherical lens 21 is a lens made of a material having an Abbe number of 50 or more, which is unlikely to cause chromatic aberration, For example, it is desirable to use BK7 glass.
【００３６】可動ミラー３２Ａに対応する位置と可動ミ
ラー３２Ｂに対応する位置との間にはボールレンズ２２
が配置され、可動ミラー３２Ｂに対応する位置と可動ミ
ラー３２Ｃに対応する位置との間にはボールレンズ２３
が配置されている。ボールレンズ２２，２３は、発散さ
れた光を集光させるものであり、可動ミラー３２Ｂ，３
２Ｃが図２（ｂ）に示す反射位置にあるときに、可動ミ
ラー３２Ｂ，３２Ｃの反射面で焦点を結ぶように配置さ
れている。このようなボールレンズ２２，２３として
は、測定点である蛍光物質７Ａ〜７Ｃを近接させるため
には、屈折率１．７以上のものを使用するのが好まし
い。The ball lens 22 is provided between the position corresponding to the movable mirror 32A and the position corresponding to the movable mirror 32B.
Is disposed, and the ball lens 23 is provided between the position corresponding to the movable mirror 32B and the position corresponding to the movable mirror 32C.
Are arranged. The ball lenses 22 and 23 collect the diverged light, and the movable mirrors 32B and 3B
When 2C is in the reflection position shown in FIG. 2B, the movable mirrors 32B and 32C are arranged so that they are in focus at the reflection surfaces. As such ball lenses 22 and 23, those having a refractive index of 1.7 or more are preferably used in order to bring the fluorescent substances 7A to 7C, which are measurement points, close to each other.
【００３７】可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃと蛍光物質７Ａ
〜７Ｃとの間には、可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃで反射さ
れ発散された光を集光させるためのボールレンズ２４〜
２６がそれぞれ配置されている。このボールレンズ２４
〜２６は、測定点で焦点を結ぶように配置されている。Movable mirrors 32A to 32C and fluorescent substance 7A
To 7C, a ball lens 24 for condensing the light reflected and diverged by the movable mirrors 32A to 32C.
26 are arranged respectively. This ball lens 24
˜26 are arranged so as to focus at the measurement points.
【００３８】このような光学レンズ系においては、可動
ミラー３２Ａ〜３２Ｃの反射面および測定点でのビーム
系が１００μｍ以下となるように、各レンズ２１〜２６
を配置することで、高い位置分解能での多点測定が可能
となる。In such an optical lens system, the lenses 21 to 26 are arranged so that the beam system at the reflecting surfaces of the movable mirrors 32A to 32C and at the measuring point is 100 μm or less.
By arranging, it becomes possible to perform multipoint measurement with high position resolution.
【００３９】以上のように構成した光測定デバイス１を
用いて流体の温度測定を行う場合は、まず電気スイッチ
４２Ａをオンにした状態で、電圧源４１により電圧を印
可し、可動ミラー３２Ａを図２（ｂ）に示す反射位置ま
で下げる。その状態で、ランプ４より励起光を発生させ
ると、この励起光が光分波器５を透過して光ファイバ６
に入射される。そして、この光ファイバ６により導入さ
れた励起光は、非球面レンズ２１を通って可動ミラー３
２Ａで反射し、この反射光がボールレンズ２４を通って
蛍光物質７Ａに達する。すると、蛍光物質７Ａの位置に
おける流体の温度に応じた蛍光が蛍光物質７Ａから発生
し、この蛍光がボールレンズ２４を通って可動ミラー３
２Ａで反射し、この反射光が非球面レンズ２１を通って
光ファイバ６に入射される。そして、この光ファイバ６
により導入された蛍光は、光分波器５で全反射して光検
出部８に受光され、蛍光の強度が検出される。そして、
この検出値が演算部９に送られ、流体の温度が求められ
る。When the temperature of a fluid is measured using the optical measuring device 1 configured as described above, first, with the electric switch 42A turned on, a voltage is applied by the voltage source 41 to move the movable mirror 32A to the position shown in FIG. Lower to the reflection position shown in 2 (b). When excitation light is generated from the lamp 4 in this state, the excitation light passes through the optical demultiplexer 5 and the optical fiber 6
Is incident on. The excitation light introduced by the optical fiber 6 passes through the aspherical lens 21 and the movable mirror 3
The reflected light is reflected by 2A and reaches the fluorescent material 7A through the ball lens 24. Then, fluorescence corresponding to the temperature of the fluid at the position of the fluorescent material 7A is generated from the fluorescent material 7A, and this fluorescent light passes through the ball lens 24 and the movable mirror 3 is moved.
The reflected light is reflected by 2 A and passes through the aspherical lens 21 to enter the optical fiber 6. And this optical fiber 6
The fluorescence introduced by is totally reflected by the optical demultiplexer 5 and is received by the photodetector 8, and the intensity of the fluorescence is detected. And
This detected value is sent to the calculation unit 9, and the temperature of the fluid is obtained.
【００４０】次いで、電気スイッチ４２Ａをオフにして
可動ミラー３２Ａを上昇させると共に、電気スイッチ４
２Ｂをオンにして可動ミラー３２Ｂを下降させる。この
時には、ランプ４からの励起光が、光分波器５、光ファ
イバ６、非球面レンズ２１、ボールレンズ２２、可動ミ
ラー３２Ｂ、ボールレンズ２５を介して蛍光物質７Ｂに
達する。すると、蛍光物質７Ｂの位置における流体の温
度に応じた蛍光が蛍光物質７Ｂから発生する。そして、
この蛍光がボールレンズ２５、可動ミラー３２Ｂ、ボー
ルレンズ２２、非球面レンズ２１、光ファイバ６、光分
波器５を介して光検出部８に達し、上記と同様に流体の
温度が求められる。Next, the electric switch 42A is turned off to raise the movable mirror 32A, and the electric switch 4
2B is turned on and the movable mirror 32B is lowered. At this time, the excitation light from the lamp 4 reaches the fluorescent material 7B via the optical demultiplexer 5, the optical fiber 6, the aspherical lens 21, the ball lens 22, the movable mirror 32B, and the ball lens 25. Then, fluorescence corresponding to the temperature of the fluid at the position of the fluorescent substance 7B is emitted from the fluorescent substance 7B. And
This fluorescence reaches the photodetector 8 via the ball lens 25, the movable mirror 32B, the ball lens 22, the aspherical lens 21, the optical fiber 6, and the optical demultiplexer 5, and the temperature of the fluid is obtained in the same manner as above.
【００４１】次いで、電気スイッチ４２Ｂをオフにして
可動ミラー３２Ｂを上昇させると共に、電気スイッチ４
２Ｃをオンにして可動ミラー３２Ｃを下降させる。この
時には、ランプ４からの励起光が、光分波器５、光ファ
イバ６、非球面レンズ２１、ボールレンズ２２，２３、
可動ミラー３２Ｃ、ボールレンズ２６を介して蛍光物質
７Ｃに達する。すると、蛍光物質７Ｃの位置における流
体の温度に応じた蛍光が蛍光物質７Ｃから発生する。そ
して、この蛍光がボールレンズ２６、可動ミラー３２
Ｃ、ボールレンズ２３，２２、非球面レンズ２１、光フ
ァイバ６、光分波器５を介して光検出部８に達し、上記
と同様に流体の温度が求められる。Then, the electric switch 42B is turned off to raise the movable mirror 32B, and the electric switch 4 is turned on.
2C is turned on and the movable mirror 32C is lowered. At this time, the excitation light from the lamp 4 is converted into the optical demultiplexer 5, the optical fiber 6, the aspherical lens 21, the ball lenses 22 and 23,
The fluorescent substance 7C is reached via the movable mirror 32C and the ball lens 26. Then, fluorescence corresponding to the temperature of the fluid at the position of the fluorescent substance 7C is emitted from the fluorescent substance 7C. Then, this fluorescent light causes the ball lens 26 and the movable mirror 32.
C, ball lens 23, 22, aspherical lens 21, optical fiber 6, and optical demultiplexer 5 to reach photodetector 8, and the temperature of the fluid is obtained in the same manner as above.
【００４２】このようにして流体温度の多点測定を行う
ことにより、流体の温度制御を行うときに、流体が流路
３内を一定温度で流れているかを確認することができ
る。By performing the multipoint measurement of the fluid temperature in this way, it is possible to confirm whether or not the fluid is flowing at a constant temperature in the flow path 3 when controlling the temperature of the fluid.
【００４３】ところで、上記のような光スイッチを使用
しないで流体温度の多点測定を行う場合には、蛍光物質
と同数のランプ、光検出部、光ファイバが必要となるた
め、光測定デバイスが全体的に大型になってしまう。By the way, when performing multipoint measurement of the fluid temperature without using the above-mentioned optical switch, the same number of lamps, photodetectors and optical fibers as fluorescent substances are required, so that the optical measuring device is required. It becomes large overall.
【００４４】これに対し本実施形態では、ランプ４、蛍
光物質７Ａ〜７Ｃ、光検出部８を含む光測定系と可動ミ
ラー３２Ａ〜３２Ｃを有する光スイッチ１０とを組み合
わせて光測定デバイス１を構成したので、ランプ、光検
出部、光ファイバ等の数を増やすことなく、流体温度の
多点測定を行うことができる。また、特に像を拡大する
ための顕微鏡を用いなくても、流体温度の多点測定を高
い位置分解能で高精度に行うことができる。従って、光
測定デバイスの小型軽量化を図ることができる。これに
より、光測定デバイスの持ち運びが容易に行えるように
なり、オンサイトモニタリングに有利となる。On the other hand, in the present embodiment, the light measuring device 1 is constructed by combining the light measuring system including the lamp 4, the fluorescent substances 7A to 7C and the light detecting section 8 and the light switch 10 having the movable mirrors 32A to 32C. Therefore, it is possible to perform multipoint measurement of the fluid temperature without increasing the number of lamps, photodetectors, optical fibers and the like. Further, it is possible to perform multipoint measurement of fluid temperature with high position resolution and high accuracy without using a microscope for enlarging an image. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the optical measurement device. This makes it easy to carry the optical measurement device, which is advantageous for on-site monitoring.
【００４５】また、測定に必要なプローブ光（励起光）
を光ファイバ６で導入する構成としたので、市販の光測
定系を利用できる。これにより、製作コストを削減する
ことが可能となる。Further, probe light (excitation light) necessary for measurement
Since the optical fiber 6 is introduced, a commercially available optical measurement system can be used. This makes it possible to reduce manufacturing costs.
【００４６】なお、本実施形態では、光ファイバ６とし
て先端が平面状である通常の光ファイバを使用したが、
先端が球面加工された光ファイバを使用してもよい。こ
の場合には、光ファイバ６から出射された光がそのまま
集光されるため、光ファイバ６と可動ミラー３２Ａに対
応する位置との間に非球面レンズを設けなくて済む。In this embodiment, an ordinary optical fiber having a flat tip is used as the optical fiber 6.
An optical fiber whose tip is spherically processed may be used. In this case, since the light emitted from the optical fiber 6 is directly collected, it is not necessary to provide an aspherical lens between the optical fiber 6 and the position corresponding to the movable mirror 32A.
【００４７】図７は、本発明に係る光測定デバイスの第
２の実施形態を示す構成図である。図中、第１の実施形
態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説
明を省略する。FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the optical measuring device according to the present invention. In the figure, the same or equivalent members as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００４８】同図において、本実施形態の光測定デバイ
ス５０は、光スイッチ５１を有している。この光スイッ
チ５１のベース部材５２には、励起光を発生させるレー
ザダイオード（発光素子）５３と、蛍光物質７Ａ〜７Ｃ
で発生した蛍光を検出するフォトダイオード（受光素
子）５４とが設けられている。受光素子５４には、第１
の実施形態と同様の演算部９が接続されている。また、
ベース部材５２には、第１の実施形態と同様の光分波器
５が設けられている。その他の構成は、第１の実施形態
と同様である。In the figure, the optical measuring device 50 of this embodiment has an optical switch 51. The base member 52 of the optical switch 51 includes a laser diode (light emitting element) 53 for generating excitation light and fluorescent substances 7A to 7C.
And a photodiode (light receiving element) 54 for detecting the fluorescence generated in the above. The light receiving element 54 has a first
The operation unit 9 similar to that of the above embodiment is connected. Also,
The optical demultiplexer 5 similar to that of the first embodiment is provided on the base member 52. Other configurations are similar to those of the first embodiment.
【００４９】なお、ここでは、発光素子５３、受光素子
５４及び光分波器５をベース部材５２に設ける構成とし
たが、光スイッチ５１のスイッチ部材１２に設けてもよ
い。Although the light emitting element 53, the light receiving element 54 and the optical demultiplexer 5 are provided on the base member 52 here, they may be provided on the switch member 12 of the optical switch 51.
【００５０】このような光測定デバイス５０において、
発光素子５３からの励起光は、光分波器５を透過して可
動ミラー３２Ａ〜３２Ｃで反射し、この反射光が蛍光物
質７Ａ〜７Ｃに達する。すると、蛍光物質７Ａ〜７Ｃの
位置における流体の温度に応じた蛍光が蛍光物質７Ａ〜
７Ｃから発生し、この蛍光が可動ミラー３２Ａ〜３２Ｃ
で反射する。そして、この反射光が、光分波器５で全反
射して受光素子５４に達する。In such an optical measuring device 50,
Excitation light from the light emitting element 53 passes through the optical demultiplexer 5 and is reflected by the movable mirrors 32A to 32C, and the reflected light reaches the fluorescent substances 7A to 7C. Then, the fluorescence according to the temperature of the fluid at the positions of the fluorescent substances 7A to 7C emits fluorescent light from the fluorescent substances 7A to 7C.
7C, and this fluorescence is generated by the movable mirrors 32A to 32C.
Reflect on. Then, the reflected light is totally reflected by the optical demultiplexer 5 and reaches the light receiving element 54.
【００５１】以上のように本実施形態にあっては、励起
光を発する光源を発光素子５３とし、蛍光物質７Ａ〜７
Ｃからの蛍光を検出する光検出部を受光素子５４とし、
これらの発光素子５３及び受光素子５４を光スイッチ５
１に設ける構成としたので、光測定デバイスの小型軽量
化を図ることができる。As described above, in the present embodiment, the light source that emits the excitation light is the light emitting element 53, and the fluorescent substances 7A to 7A are used.
The light detecting element for detecting the fluorescence from C is used as the light receiving element 54,
The light emitting element 53 and the light receiving element 54 are connected to the optical switch 5
Since the configuration is provided in No. 1, it is possible to reduce the size and weight of the optical measurement device.
【００５２】なお、本発明に係る光測定デバイスは、上
記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実
施形態は、温度の多点測定を行うものであるが、本発明
は、温度の測定点が１つのものにも適用できることは言
うまでもない。The optical measuring device according to the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the temperature is measured at multiple points, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a single temperature measurement point.
【００５３】また、本発明は、そのような流体の温度測
定に限らず、流体の流速や流量等の物理量の測定にも適
用可能である。この場合には、測定すべき物理量に応じ
て測定系を適宜変更すればよい。The present invention is applicable not only to such temperature measurement of fluid but also to measurement of physical quantity such as flow velocity and flow rate of fluid. In this case, the measurement system may be changed appropriately according to the physical quantity to be measured.
【００５４】[0054]
【発明の効果】本発明によれば、第１の光を発生させる
光源と、第１の光を受けて測定対象物の物理量に応じた
第２の光を発生させる発光体と、第２の光を検出する光
検出部と、光源及び光検出部と発光体との間の光路を切
り換える光スイッチとを設けたので、光測定デバイスが
小型になり、オンサイトモニタリングのための光測定デ
バイスの持ち運びを容易に行うことができる。また、測
定対象物の物理量の多点測定を簡易な構成で行うことが
できる。According to the present invention, the light source for generating the first light, the light emitter for receiving the first light and generating the second light according to the physical quantity of the object to be measured, and the second light source Since the light detecting unit for detecting light and the light switch for switching the light path between the light source and the light detecting unit and the light emitter are provided, the light measuring device becomes compact, and the light measuring device for on-site monitoring It can be easily carried. Further, it is possible to perform multipoint measurement of the physical quantity of the measurement object with a simple configuration.
【図１】本発明に係る光測定デバイスの第１の実施形態
を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an optical measurement device according to the present invention.
【図２】図１に示す光スイッチの垂直方向断面図であ
る。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the optical switch shown in FIG.
【図３】図２に示すベース部材の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the base member shown in FIG.
【図４】図２に示すスイッチ部材の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the switch member shown in FIG.
【図５】図２に示すスイッチ部材の製作プロセスの一例
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a manufacturing process of the switch member shown in FIG.
【図６】図１に示す光ファイバと各蛍光物質との間に形
成される光路を示す図である。6 is a diagram showing an optical path formed between the optical fiber shown in FIG. 1 and each fluorescent substance.
【図７】本発明に係る光測定デバイスの第２の実施形態
を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a second embodiment of an optical measurement device according to the present invention.
１…光測定デバイス、２…マイクロ流路構造体（測定対
象物）、３…流路、４…ランプ（光源）、５…光分波
器、６…光ファイバ、７Ａ〜７Ｃ…蛍光物質（発光
体）、８…光検出部、９…演算部、１０…光スイッチ、
１１…ベース部材、１２…スイッチ部材、１３…スイッ
チ実装部、１４…光路形成部、１５…基板、１６Ａ〜１
６Ｃ…固定電極（駆動手段）、１７…絶縁層、１８…電
極パッド（駆動手段）、１９…アライメントマーク（位
置合わせ部）、２０…ファイバ保持用溝（ファイバ保持
部）、２１〜２６…光学レンズ、２７…基板、２７ａ…
段差、２８…ＳｉＯ2層、２９…導電層、３０…導電性
構造体（駆動手段）、３１Ａ〜３１Ｃ…片持ち梁（駆動
手段）、３２Ａ〜３２Ｃ…可動ミラー、３３…アライメ
ントマーク（位置合わせ部）、３４…Ｓｉ基板、３５…
ＳｉＯ2層、３６…導電層、３７…レジスト、３７Ａ…
フォトリソグラフィーマスク、３８…片持ち梁部、３９
…レジスト、３９Ａ…ＳＲリソグラフィーマスク、４０
…ミラー部、４１…電圧源（駆動手段）、４２Ａ〜４２
Ｃ…電気スイッチ（駆動手段）、５０…光測定デバイ
ス、５１…光スイッチ、５２…ベース部材、５３…発光
素子（光源）、５４…受光素子（光検出部）。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical measuring device, 2 ... Micro flow path structure (measurement object), 3 ... Flow path, 4 ... Lamp (light source), 5 ... Optical demultiplexer, 6 ... Optical fiber, 7A-7C ... Fluorescent substance ( Light emitting body), 8 ... Photodetector, 9 ... Arithmetic unit, 10 ... Optical switch,
11 ... Base member, 12 ... Switch member, 13 ... Switch mounting part, 14 ... Optical path forming part, 15 ... Board, 16A-1
6C: Fixed electrode (driving means), 17 ... Insulating layer, 18 ... Electrode pad (driving means), 19 ... Alignment mark (positioning portion), 20 ... Fiber holding groove (fiber holding portion), 21-26 ... Optical Lens, 27 ... Substrate, 27a ...
Steps, 28 ... SiO 2 layer, 29 ... Conductive layer, 30 ... Conductive structure (driving means), 31A to 31C ... Cantilever (driving means), 32A to 32C ... Movable mirror, 33 ... Alignment mark (positioning) Part), 34 ... Si substrate, 35 ...
SiO 2 layer, 36 ... Conductive layer, 37 ... Resist, 37A ...
Photolithography mask, 38 ... Cantilever portion, 39
... Resist, 39A ... SR lithography mask, 40
... Mirror section, 41 ... Voltage source (driving means), 42A to 42
C ... Electric switch (driving means), 50 ... Optical measuring device, 51 ... Optical switch, 52 ... Base member, 53 ... Light emitting element (light source), 54 ... Light receiving element (light detecting section).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 37/00 １０１ Ｇ０１Ｎ 37/00 １０１ Ｇ０２Ｂ 26/08 Ｇ０２Ｂ 26/08 Ｅ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 37/00 101 G01N 37/00 101 G02B 26/08 G02B 26/08 E
Claims (6)
理量に応じた第２の光を発生させる少なくとも１つの発
光体と、 前記発光体からの前記第２の光を検出する光検出部と、 前記光源及び前記光検出部と前記発光体との間の光路を
切り換える光スイッチとを備えることを特徴とする光測
定デバイス。1. A light source that generates a first light, and at least one light-emitting body that receives the first light from the light source and generates a second light according to a physical quantity of an object to be measured. An optical measurement device comprising: a light detection unit that detects the second light from the light emitter, and an optical switch that switches the light source and an optical path between the light detection unit and the light emitter.
の光ファイバを更に備え、 前記光スイッチには、前記光ファイバを保持するファイ
バ保持部が設けられていることを特徴とする請求項１記
載の光測定デバイス。2. An optical fiber for guiding the first light from the light source is further provided, and the optical switch is provided with a fiber holding portion for holding the optical fiber. Item 1. The optical measurement device according to item 1.
た発光素子であり、 前記光検出部は、前記光スイッチに設けられた受光素子
であることを特徴とする請求項１記載の光測定デバイ
ス。3. The optical measurement according to claim 1, wherein the light source is a light emitting element provided in the optical switch, and the photodetector is a light receiving element provided in the optical switch. device.
ベース部材に固定され、前記光源からの前記第１の光を
前記発光体に向けて反射させると共に前記発光体からの
前記第２の光を前記光検出部に向けて反射させる少なく
とも１つの可動ミラーを有するスイッチ部材と、前記可
動ミラーを移動させる駆動手段とを有することを特徴と
する請求項１〜３のいずれか一項記載の光測定デバイ
ス。4. The optical switch is fixed to the base member and the base member to reflect the first light from the light source toward the light emitter and the second light from the light emitter. 4. The light according to claim 1, further comprising a switch member having at least one movable mirror that reflects light toward the light detection unit, and a drive unit that moves the movable mirror. Measuring device.
固定されるスイッチ実装部と、前記可動ミラーに対応す
る位置に設けられ、前記光源及び前記光検出部と前記発
光体との間の光路の一部を形成するための光路形成部と
を有し、 前記スイッチ実装部は紫外線透過ガラスで形成され、前
記光路形成部はシリコンで形成されていることを特徴と
する請求項４記載の光測定デバイス。5. The base member is provided at a position corresponding to the switch mounting portion to which the switch member is fixed and the movable mirror, and is provided in an optical path between the light source and the light detecting portion and the light emitter. 5. The optical measurement according to claim 4, further comprising: an optical path forming part for forming a part of the switch mounting part, the switch mounting part being made of ultraviolet-transparent glass, and the optical path forming part being made of silicon. device.
は、前記スイッチ部材を前記ベース部材に対して位置決
めするための位置合わせ部がそれぞれ設けられているこ
とを特徴とする請求項４または５記載の光測定デバイ
ス。6. The alignment member for positioning the switch member with respect to the base member is provided on each of the base member and the switch member, respectively. Light measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048502A JP2003247893A (en) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | Optical measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048502A JP2003247893A (en) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | Optical measurement device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003247893A true JP2003247893A (en) | 2003-09-05 |
Family
ID=28661283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002048502A Pending JP2003247893A (en) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | Optical measurement device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003247893A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005233802A (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Yokogawa Electric Corp | PHYSICAL QUANTITY MEASURING DEVICE AND PHYSICAL QUANTITY CALIBRATION METHOD USING THE DEVICE |
| CN110800037A (en) * | 2017-06-22 | 2020-02-14 | Bsh家用电器有限公司 | Domestic appliance component |
-
2002
- 2002-02-25 JP JP2002048502A patent/JP2003247893A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005233802A (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Yokogawa Electric Corp | PHYSICAL QUANTITY MEASURING DEVICE AND PHYSICAL QUANTITY CALIBRATION METHOD USING THE DEVICE |
| CN110800037A (en) * | 2017-06-22 | 2020-02-14 | Bsh家用电器有限公司 | Domestic appliance component |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5294790A (en) | Probe unit for near-field optical scanning microscope | |
| CN110895191B (en) | Detecting alignment loss of optical imaging modules | |
| WO2002048646A1 (en) | Optical distance sensor | |
| JP2004531062A (en) | Backside alignment system and method | |
| JP2005537681A (en) | System and method for simultaneous precision die bonding of multiple optical elements onto a single substrate | |
| CN101142535A (en) | Optical measurement device using optical triangulation | |
| JP2009156861A (en) | Illumination optics | |
| KR20220045158A (en) | micromirror array | |
| JP7588651B2 (en) | Locating optical coupling points | |
| US5903348A (en) | System and method for molecular sample measurements | |
| JP2022552743A (en) | virtual reference | |
| JP2005345378A (en) | Photodetector | |
| WO2003081291A2 (en) | Combination micromachine and optical device array | |
| JP2003247893A (en) | Optical measurement device | |
| JP2005077391A (en) | Position and orientation measurement apparatus and position and orientation measurement method | |
| JP3379336B2 (en) | Optical position detector | |
| JPH09145965A (en) | Optical module and manufacturing method thereof | |
| JP6286813B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
| US8605293B2 (en) | Position sensor | |
| US6857554B2 (en) | Method and device for determining the vectorial distance between the capillary and the image recognition system of a wire bonder | |
| JP2010091468A (en) | Aberration measurement apparatus | |
| JPH11133309A (en) | Microscope device, dimension measuring method and its device | |
| Hayes et al. | Next-generation optoelectronic components enabled by direct-write microprinting technology | |
| RU2186351C1 (en) | Device measuring physical parameters, predominantly temperature | |
| JP4914616B2 (en) | Optical scanning module for optical information reader and method of making scanning mirror thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040826 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060511 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060516 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060919 |