【手続補正書】
【提出日】平成20年9月19日(2008.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
［実施形態１］
本発明の実施形態１においては、本発明を適用した振動センサの構成例について説明する。
図１に、本実施形態における振動センサの概略構成を示す。
図１において、１は振動体、２は振動板、３は梁状の弾性支持部、４はハウジングである。
５は光ファイバ出射端、６は光ファイバのコア、７は光ファイバである。
８は真空チャンバ、９はコネクタ、１０は光ファイバ、１１は光ファイバ出射端である。
１２はレンズ、１３は光分配器（ビームスプリッタ）、１４は光源である。
１５はドライバ、１６は制御装置、１７は表示装置、１８は光検出器、１９はアンプである。
振動体１は、振動板２と、振動板を支持する弾性支持部材である梁状の弾性支持部３と、ハウジング４から構成されており、ハウジング４は光ファイバ出射端５に固定されている。
光ファイバのコア６を有する光ファイバ７が光ファイバ出射端５に固定されている。これらは真空チャンバー８の内部に設置され、光ファイバ７は真空チャンバー８に固定して設けられたコネクタ９に接続され、外部の光ファイバ１０と接続される。光ファイバ１０のもう一方の端（光ファイバの他方の端部側）は、光ファイバ出射端１１に接続され、そこから、光ファイバに入射させる光学レンズ１２が設けられ、光分配器１３（ビームスプリッタ）に接続されている。この光分配器１３によって光が分岐された一方において、例えば半導体レーザーなどの光源１４が設けられ、ドライバ１５に接続されている。また、ビームスプリッタのもう一方に光検出器１８が設けられ、アンプ１９に接続されている。アンプ１９とドライバ１５が制御装置１６に接続され、制御装置１６が表示装置１７に接続される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
以上の構成において、光源１４から出射した出射光は光分配器１３で反射し、レンズ１２の作用によって一点に集光し、そこに置かれた光ファイバ出射端から光ファイバ１０の中に導かれる。この光がコネクタ９を介して真空チャンバー内の光ファイバ７に導かれ、光ファイバ出射端５に固定された光ファイバのコア６の端面から出射される。
この出射光は、光ファイバの一方の端部側における振動振幅の方向が該光ファイバの光軸と一致するように設けられた振動板２にあたり、反射するので、振動板は光の放射圧の作用により光の強さに応じた力を受ける。従って光源１４の強度変化に対応する力が振動板２に作用する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
一般に光が光学面で屈折あるいは反射して進行方向が変化すると、光の運動量が変わる。この運動量変化に応じた力が光学面に作用する。この原理は光の放射圧として知られている。光ファイバから出射した光は振動体で反射するので、この光の放射圧を受け、振動体に推力を与える。従って、光ファイバから出射する光の光源を強度変調することにより、振動体を加振することができる。
また、光が振動体を加振できる原理がもう一つある。それは熱の影響である。光が振動体にあたり、その一部が吸収され熱に変化する。すると振動体の片方の面の温度が上昇し、線熱膨張係数に従って振動体は変形する。この変形は光を消すと再び熱が拡散し、温度が下がるためもとにもどる。したがって、この熱の作用によっても光の強度に応じて振動体を加振することができる。ただし、温度が下がるためには熱が拡散していく時間が必要なので光の放射圧を利用する場合に対して応答速度が劣る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
つぎに、本実施形態における振動センサによる測定に際しての制御動作について説明する。
図３に、本実施形態における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。
図３において、まず、光源を駆動し、振動板を加振する（１００）。
加振したあと、振動板の変位を測定する必要がある。変位の測定は光ファイバから光検出器に入射する光量で行うため、光源の強さに影響を受ける。つまり、加振しているときは測定できない。そこで、振動板を加振する時間と、振動板の変位を測定する時間とを分けて、光源制御を行う。
図４、および図５に、このような制御パターンの例を示す。横軸に時間を、縦軸に振動板に与える力と振動板の変位を表している。
図４はステップ状の加振である。振動板がこの力を受けると振動板は図４のように、振動板が持っている固有振動数で振動しはじめるが、次第に減衰していく。図５は正弦波で加振した場合である。先ほどと同様、加振をやめると変位が次第に減衰していく。
以上により、事前にセットした加振時間が過ぎると、次に振動板の変位、振動波形を測定する（１０１）。
つぎに、従来技術と同様、この測定結果に基づく振動波形から真空度を計算する（１０２）。
そして、得られた真空度、すなわちチャンバー８の内部の圧力を表示する（１０３）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
［実施形態２］
本発明の実施形態２においては、加振用の光源と、波長の異なる測定用の光源を用いるようにした構成例について説明する。
図６に、本実施の形態の振動センサにおける加振用の光源と、波長の異なる測定用の光源を用いるようにした構成を示す。
実施形態１では振動板の加振と変位測定を同一の光源で行っていたのに対し、本実施形態ではそれらに別々の光源を用いるようにした点が異なるだけであるから、実施形態１と重複する部分の説明は、適宜省略する。
図６において、１４は第２の光源を構成し、１５はそのドライバである。
２０は光混合器（ダイクロイックミラー）、２１は第１の光源、２２はドライバである。
振動体１は、振動板２とそれを支える弾性支持部３とハウジング４から構成されており、ハウジングは光ファイバ出射端５に固定されている。光ファイバのコア６を有する光ファイバ７が光ファイバ出射端５に固定される。これらは真空チャンバー８の内部に設置され、光ファイバ７は真空チャンバーに固定して設けられたコネクタ９に接続され外部の光ファイバ１０と接続される。
光ファイバ１０のもう一方の端部は光ファイバ出射端１１に接続され、この光ファイバ出射端１１と光源との間の光路中に、光ファイバに入射させる光学レンズ１２が設けられ、特定波長の光だけを反射する光混合器（ダイクロイックミラー）２０に接続される。光混合器（ダイクロイックミラー）２０で分岐した一方において、この光混合器２０で反射する波長の光を発する第１の光源２１が設けられ、この第１の光源２１がドライバ２２に接続される。
光混合器２０を透過した一方において、光分配器１３（ビームスプリッタ）が設けられ、また光を分岐した一方において、さきほどの光混合器２０を透過する波長の光を発する第２の光源１４を設けられ、第２の光源１４をドライバ１５に接続されている。ビームスプリッタのもう一方に光検出器１８を設けられ、アンプ１９に接続され、アンプ１９とドライバ１５を制御装置１６に接続され、制御装置１６を表示装置１７に接続される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
［実施形態４］
本発明の実施形態４においては、振動体の変位から該振動体の物性を測定する過程を有する測定方法として、つぎのような測定方法の構成例について説明する。
すなわち、真空度を測定する前に、光源の出力を一定に保ち、その時の振動体の変位から振動体のばね定数を計算するシーケンスを有する構成例について説明する。ここでの振動センサは実施形態２のものが用いられるので、実施形態２と重複する部分についての説明は省略する。