光による電力供給を利用した生体計測用光ファイバセンサに関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452178
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 戸川 達男 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教授 (40013859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 俊世 山口大学, 工学部, 助教授 (10142259) ; 斎藤 浩一 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教務職員 (00205668) ; 豊島 健 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助手 (40014146) ; 辻 隆之 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助教授 (00075764)
• Keywords: 光ファイバ / 太陽電池 / 光電変換 / 光通信 / 光ファイバセンサ / 半導体レ-ザ

Research Abstract

平成3年度は,光電変換素子の変換効率の改良ならびにセンサ,センサ駆動回路,計測デ-タ伝送系に関する研究を行った。
1.使用した光ファイバの開口数は0.2とファイバからの光の拡がりが狭いため光電変換素子の配列を光軸にほぼ平行に8個設置した。位置を微調整することによって,解放電圧4.5V,ショ-ト電流7mAを得た。光電変換素子として太陽電池を用いたが,太陽電池の変換効率を高めるためには単位面積当りに照射する光密度が高いことが必要である。しかし,センサを駆動するためには最小4.5Vの電圧が供給されなければならない。そのため少なくとも8個の太陽電池を直列に配置しなければならなかった。8個の素子にほぼ光が均一に照射されなければ最低供給電圧を維持できないがこれは効率を高める条件に矛盾する。そのため太陽電池への変換効率は必ずしも満足するものが得られず今後も検討を重ねていくつもりである。
2.駆動するセンサとして温度測定センサを選択した。IC温度センサ(AD590L)を利用しその出力を増幅した後,電圧ー周波数変換することによって温度に対応した周波数を得た。周波数変換したデジタル信号でLEDを駆動し,別の光ファイバ(ステップインデックスファイバ)で計測デ-タを伝送した。センサ駆動に必要な電力は10mW以下であった。
3.伝送された信号はホトダイオ-ドを介して処理し,得られた精度は0から100℃の範囲で±2℃であった。

Research Products

• [Publications] Tamura,T.,Togawa,T.,and Oberg,P.Ake: "Fiber optic powerーfed system" Transducers'91. 828-831 (1991)
• [Publications] Tamura,T.,Togawa,T.,and Oberg,P.Ake: "Fiber optic powerーfeed system in biomedical application" Med.&Biol.Eng.&Comput.29(Suppl). 342 (1991)