(57)【要約】【課題】精度の高い振動検出が可能な振動検出装置を提供する。【解決手段】本体部１から光伝送路３を介してセンサ部２へ周期的に波長が変化する第１の光信号が伝送され、センサ部２において外部から受けた振動に応じて、第１の光信号が第２の光信号に変換される。そして、変換された第２の光信号は、光伝送路４を介して本体部１へ伝送され、本体部１の光電気変換部３０で第１のパルス信号が生成される。また、本体部１において、分岐部２２により分岐された光信号が光フィルタ２４に与えられ、所定波長の第３の光信号に変換される。光電気変換部２６は、第３の光信号の入力において第２のパルス信号が生成される。パルス検出回路２８は、第２のパルス信号を基準として入力される第１のパルス信号のタイミング差を検出し、出力部３１は、その結果に基づく振動情報を検出信号として出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光伝送路と、
前記第１の光伝送路を介して周期的に波長が変化する第１の光信号を与える光信号供給手段と、
前記光信号供給手段により与えられた前記第１の光信号を受け、外部から受けた振動の変位に対応付けられた波長を透過あるいは遮光した第２の光信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部において生成される前記第２の光信号を伝送する第２の光伝送路と、
前記第２の光伝送路を介して入力される前記第２の光信号に基づいて前記センサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する信号出力部とを備え、
前記信号出力部は、前記第２の光信号の入力に応答して検出されるパルス信号のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいて前記センサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する。振動検出装置。
【請求項２】
前記センサ部は、
外部から受けた振動に応じて変位を発生する変位発生部と、
前記第１の光伝送路と前記第２の光伝送路との間に配置され、前記変位発生部において発生した変位に応じて、透過あるいは遮光させる光の波長を変化させる光フィルタ部とを含む、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項３】
前記変位発生部は、前記光フィルタ部と連結され、自身の発生する変位を直接的に前記光フィルタ部へ与える、請求項２に記載の振動検出装置。
【請求項４】
前記センサ部は、
前記変位発生部と連結され、前記変位発生部において発生する変位に応じた電力を発生する変位電気変換部と、
前記光フィルタ部と連結され、前記変位電気変換部において発生する電力に応じた変位を前記光フィルタ部へ与える圧電素子とをさらに含む、請求項２に記載の振動検出装置。
【請求項５】
前記センサ部は、
外部から受けた振動に応じて変位を発生する変位発生部と、
前記変位発生部において発生した変位に応じて、反射する光の波長を変化させる光反射部と、
前記第１の光伝送路を介して伝送される前記第１の光信号を前記光反射部へ導き、かつ、前記光反射部において反射されて生じる前記第２の光信号を前記第２の光伝送路へ導く光方向性結合部とを含む、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項６】
前記光信号供給手段は、
反射板と、
生成した光信号を前記反射板との間で増幅して前記第１の光信号として射出する光増幅器と、
前記第１の光伝送路と前記光増幅器との間に配置され、外部信号に対応して透過させる光の波長を変化させる波長可変光フィルタを有する光フィルタ部とを含む、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項７】
前記光信号供給手段は、
生成した光信号を循環させて増幅した前記第１の光信号を射出する光増幅器と、
前記光増幅器を循環する前記光信号の循環経路に設けられ、外部信号に対応して透過させる光の波長を変化させる波長可変光フィルタを有する光フィルタ部とを含む、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項８】
前記光信号供給手段は、正弦波状に時間に対して波長が周期的に変化する前記第１の光信号を前記第１の光伝送路に与え、
前記信号出力部は、前記第２の光信号の入力に応答して検出されるパルス信号のうち奇数番目および偶数番目のうちのいずれか一方のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいて前記センサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項９】
前記光信号供給手段は、正弦波状に時間に対して波長が周期的に変化する前記第１の光信号を供給し、
前記第１の光伝送路と前記光信号供給手段との間に設けられ、指示に応答して前記第１の光信号を遮断するための光ゲートと、
前記光ゲートの遮断期間のタイミングを制御する制御手段とをさらに備える、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項１０】
前記光信号供給手段は、
単一波長の光信号を生成して射出する光信号生成部と、
指示に応答して前記光信号生成部から射出された光信号を遮断するための光ゲートと、
前記光ゲートを通過した光信号を循環させて、前記第１の光信号として射出するための光信号循環部とを含み、
前記光信号循環部は、前記光ゲートと前記第１の光伝送路との間に設けられ、前記第１の光伝送路に与えられる前記第１の光信号の一部を抽出する光分岐部と、
前記光分岐部に循環する循環経路上に設けられ、前記光分岐部から抽出された光信号を通過させる際、循環回数に応じて通過させる波長をシフトする波長シフト部とを含む、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項１１】
前記信号出力部は、
前記光供給手段から前記第１の光伝送路に与えられる第１の光信号の一部を抽出する光分岐部と、
前記光分岐部において抽出された第３の光信号を受け、所定の波長の光を通過あるいは遮光させるフィルタ部と、
前記第２の光伝送路を介して入力される前記第２の光信号の入力に応答して第１のパルス信号を生成する第１の光電気変換部と、
前記フィルタ部を通過して入力される前記第３の光信号の入力に応答して第２のパルス信号を生成する第２の光電気変換部と、
前記第１および第２の光電気変換部により生成されたパルス信号を検出して、第２のパルス信号のタイミングを基準として、前記第１のパルス信号とのタイミング差に基づいて前記センサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する演算部とを含む、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項１２】
前記信号出力部は、
前記光供給手段から前記第１の光伝送路に与えられる第１の光信号の一部を抽出する光分岐部と、
前記光分岐部において抽出された第３の光信号を受け、所定の波長の光を通過させるフィルタ部と、
前記第２の光伝送路を介して入力される前記第２の光信号および前記フィルタ部を通過して入力される前記第３の光信号の入力に応答して第１および第２のパルス信号を生成する光電気変換部と、
前記光電気変換部により生成されたパルス信号を検出して、第２のパルス信号のタイミングを基準として、前記第１のパルス信号とのタイミング差に基づいて前記センサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する演算部とを含む、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項１３】
前記信号出力部は、
前記所定のタイミングのタイミング信号を出力するトリガ回路と、
前記第２の光伝送路を介して入力される前記第２の光信号の入力に応答してパルス信号を生成する光電気変換部と、
前記光電気変換部により生成された前記パルス信号を検出して、前記パルス信号と入力される前記タイミング信号とのタイミング差に基づいて前記センサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する演算部とを含む、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項１４】
前記光信号供給手段は、時間に対して波長が正弦波状に周期的に変化する前記第１の光信号を前記第１の光伝送路に与え、
前記信号出力部は、前記第２の光信号の入力に応答して検出されるパルス信号のうち連続する２つのパルス間のタイミング差に基づいて前記センサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項１５】
第１の光伝送路と、
前記第１の光伝送路を介して周期的に波長が変化する第１の光信号を与える光信号供給手段と、
前記光信号供給手段により与えられた前記第１の光信号を受け、外部から受けた第１の振動の変位に対応付けられた波長を透過した第２の光信号を出力させる第１のセンサ部と、
前記光信号供給手段から前記第１の光伝送路に与えられた第１の光信号の一部を抽出する光分岐部と、
前記光分岐部により抽出された第３の光信号を受け、外部から受けた第２の振動の変位に対応付けられた波長を遮光した第４の光信号を出力させる第２のセンサ部と、
前記第１および第２のセンサ部から出力される前記第２および第４の光信号を結合する光結合部と、
前記光結合部を介して入力される第５の光信号を伝送する第２の光伝送路と、
前記第２の光伝送路を介して入力される前記第５の光信号に基づいて前記第１および第２のセンサ部がそれぞれ受けた振動の変位に応じた第１および第２の検出信号を出力する信号出力部とを備え、
前記信号出力部は、前記第５の光信号の入力に応答して検出される信号のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいて前記第１および第２のセンサ部が受けた振動の変位に応じた前記第１および第２の検出信号を並列に出力する、振動検出装置。
【請求項１６】
前記第１のセンサ部は、
外部から受けた振動に応じて変位を発生する第１の変位発生部と、
前記光分岐部と前記光結合部との間に配置され、前記光分岐部からの第１の光信号を受けて前記第１の変位発生部において発生した変位に応じて、透過させる光の波長を変化させる第１の光フィルタ部とを含み、
前記第２のセンサ部は、
外部から受けた振動に応じて変位を発生する第２の変位発生部と、
前記光分岐部と前記光結合部との間に配置され、前記光分岐部からの第３の光信号を受けて前記第２の変位発生部において発生した変位に応じて、遮光させる光の波長を変化させる第２の光フィルタ部とを含む、請求項１５に記載の振動検出装置。
【請求項１７】
第１の光伝送路と、
前記第１の光伝送路を介して周期的に波長が変化する第１の光信号を与える光信号供給手段と、
前記光信号供給手段により与えられた前記第１の光信号を受け、外部から受けた振動の変位に対応付けられた波長を透過した第２の光信号を出力させる第１のセンサ部と、
前記第２の光信号を受け、外部から受けた振動の変位に対応付けられた波長を遮光した第３の光信号を出力させる第２のセンサ部と、
前記第２のセンサ部を介して入力される前記第３の光信号を伝送する第２の光伝送路と、
前記第２の光伝送路を介して入力される前記第３の光信号に基づいて前記第１および第２のセンサ部がそれぞれ受けた振動の変位に応じた第１および第２の検出信号を出力する信号出力部とを備え、
前記信号出力部は、前記第３の光信号の入力に応答して検出される信号のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいて前記第１および第２のセンサ部が受けた振動の変位に応じた前記第１および第２の検出信号を並列に出力する、振動検出装置。
【請求項１８】
前記第１のセンサ部は、
外部から受けた振動に応じて変位を発生する第１の変位発生部と、
前記第１の光信号を受けて前記第２の変位発生部において発生した変位に応じて、遮光させる光の波長を変化させる第１の光フィルタ部とを含み、
前記第２のセンサ部は、
外部から受けた振動に応じて変位を発生する第２の変位発生部と、
前記第１の光フィルタ部からの前記第２の光信号を受けて前記第２の変位発生部において発生した変位に応じて、透過させる光の波長の光強度を変化させる第２の光フィルタ部とを含む、請求項１７に記載の振動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は遠隔地における振動を検出する振動検出装置に関し、特に光ファイバを用いて伝送を行なう振動検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、遠隔地に配置されたさまざま設備に対して、状態監視を行ないたいというニーズが存在する。たとえば、プラントに配置された複数の設備について、温度、振動、動作音などを集中監視することで、設備に生じ得る異常や故障などの早期発見や事前予測を実現できる。このようなニーズに対して、遠隔監視システムや保全監視システムと称されるシステムが実現されている。
【０００３】
このようなシステムにおいては、各設備において検出された状態情報を監視場所まで伝送する必要がある。また、各設備において状態情報を検出するためには、電力などの動作駆動源を必要とする。そのため、多くのシステムにおいては、監視場所と各設備に配置されたセンサ等とを電線を介して接続し、信号伝送および電力供給を実現する構成が採用されている。
【０００４】
しかしながら、プラント内にはさまざまな設備が配置されているため、電線が敷設されたルート上に強力な電磁界が存在する場合もあり、伝送される電気信号にノイズが混入する等の問題が生じることがあった。そのため、伝送距離が制限されてしまうという問題があった。また、可燃性ガスなどの存在により電気的な配線が敷設できないという問題もあった。
【０００５】
そこで、たとえば、特開２００２−２３２９９９号公報（特許文献１）には、光源と受光素子とループ状光ファイバの開放部の両端とが分岐結合素子に接続されて構成された光ファイバループ干渉計型センサが開示されている。この光ファイバループ干渉計型センサによれば、電気信号に代えて光信号を用いるため、周囲環境からのノイズの影響を受けにくく、伝送距離の延長が容易になるとともにセンサ部分の電源を不要にすることができる。
【特許文献１】特開２００２−２３２９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光ファイバの伝送距離が長くなるほど、光ファイバ自体に与えられる振動や偏波ゆらぎなどにより、光信号の光強度には時間的な変動が生じる。上述した特開２００２−２３２９９９号公報（特許文献１）に開示される光ファイバループ干渉計型センサにおいては、時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光との位相差による干渉光の強度変化に基づいて、振動を検出する構成であるため、伝送距離が長くなれば、上述のような要因により干渉光に時間的な強度変化が生じる。そのため、誤差が大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、精度の高い振動検出が可能な振動検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る振動検出装置は、第１の光伝送路と、第１の光伝送路を介して周期的に波長が変化する第１の光信号を与える光信号供給手段と、光信号供給手段により与えられた第１の光信号を受け、外部から受けた振動の変位に対応付けられた波長を透過あるいは遮光した第２の光信号を出力するセンサ部と、センサ部において生成される第２の光信号を伝送する第２の光伝送路と、第２の光伝送路を介して入力される第２の光信号に基づいてセンサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する信号出力部とを備える。信号出力部は、第２の光信号の入力に応答して検出されるパルス信号のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいてセンサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する。
【０００９】
好ましくは、センサ部は、外部から受けた振動に応じて変位を発生する変位発生部と、
第１の光伝送路と第２の光伝送路との間に配置され、変位発生部において発生した変位に応じて、透過あるいは遮光させる光の波長を変化させる光フィルタ部とを含む。
【００１０】
特に、変位発生部は、光フィルタ部と連結され、自身の発生する変位を直接的に光フィルタ部へ与える。
【００１１】
特に、センサ部は、変位発生部と連結され、変位発生部において発生する変位に応じた電力を発生する変位電気変換部と、光フィルタ部と連結され、変位電気変換部において発生する電力に応じた変位を光フィルタ部へ与える圧電素子とをさらに含む。
【００１２】
好ましくは、センサ部は、外部から受けた振動に応じて変位を発生する変位発生部と、変位発生部において発生した変位に応じて、反射する光の波長を変化させる光反射部と、第１の光伝送路を介して伝送される第１の光信号を光反射部へ導き、かつ、光反射部において反射されて生じる第２の光信号を第２の光伝送路へ導く光方向性結合部とを含む。
【００１３】
好ましくは、光信号供給手段は、反射板と、生成した光信号を反射板との間で増幅して第１の光信号として射出する光増幅器と、第１の光伝送路と光増幅器との間に配置され、外部信号に対応して透過させる光の波長を変化させる波長可変光フィルタを有する光フィルタ部とを含む。
【００１４】
好ましくは、光信号供給手段は、生成した光信号を循環させて増幅した第１の光信号を射出する光増幅器と、光増幅器を循環する光信号の循環経路に設けられ、外部信号に対応して透過させる光の波長を変化させる波長可変光フィルタを有する光フィルタ部とを含む。
【００１５】
好ましくは、光信号供給手段は、正弦波状に時間に対して波長が周期的に変化する第１の光信号を第１の光伝送路に与える。信号出力部は、第２の光信号の入力に応答して検出されるパルス信号のうち奇数番目および偶数番目のうちのいずれか一方のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいてセンサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する。
【００１６】
好ましくは、光信号供給手段は、正弦波状に時間に対して波長が周期的に変化する第１の光信号を供給する。第１の光伝送路と光信号供給手段との間に設けられ、指示に応答して第１の光信号を遮断するための光ゲートと、光ゲートの遮断期間のタイミングを制御する制御手段とをさらに備える。
【００１７】
好ましくは、光信号供給手段は、単一波長の光信号を生成して射出する光信号生成部と、指示に応答して光信号生成部から射出された光信号を遮断するための光ゲートと、光ゲートを通過した光信号を循環させて、第１の光信号として射出するための光信号循環部とを含む。光信号循環部は、光ゲートと第１の光伝送路との間に設けられ、第１の光伝送路に与えられる第１の光信号の一部を抽出する光分岐部と、光分岐部に循環する循環経路上に設けられ、光分岐部から抽出された光信号を通過させる際、循環回数に応じて通過させる波長をシフトする波長シフト部とを含む。
【００１８】
好ましくは、信号出力部は、光供給手段から第１の光伝送路に与えられる第１の光信号の一部を抽出する光分岐部と、光分岐部において抽出された第３の光信号を受け、所定の波長の光を通過あるいは遮光させるフィルタ部と、第２の光伝送路を介して入力される第２の光信号の入力に応答して第１のパルス信号を生成する第１の光電気変換部と、フィルタ部を通過して入力される第３の光信号の入力に応答して第２のパルス信号を生成する第２の光電気変換部と、第１および第２の光電気変換部により生成されたパルス信号を検出して、第２のパルス信号のタイミングを基準として、第１のパルス信号とのタイミング差に基づいてセンサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する演算部とを含む。
【００１９】
好ましくは、信号出力部は、光供給手段から第１の光伝送路に与えられる第１の光信号の一部を抽出する光分岐部と、光分岐部において抽出された第３の光信号を受け、所定の波長の光を通過させるフィルタ部と、第２の光伝送路を介して入力される第２の光信号およびフィルタ部を通過して入力される第３の光信号の入力に応答して第１および第２のパルス信号を生成する光電気変換部と、光電気変換部により生成されたパルス信号を検出して、第２のパルス信号のタイミングを基準として、第１のパルス信号とのタイミング差に基づいてセンサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する演算部とを含む。
【００２０】
好ましくは、信号出力部は、所定のタイミングのタイミング信号を出力するトリガ回路と、第２の光伝送路を介して入力される第２の光信号の入力に応答してパルス信号を生成する光電気変換部と、光電気変換部により生成されたパルス信号を検出して、パルス信号と入力されるタイミング信号とのタイミング差に基づいてセンサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する演算部とを含む。
【００２１】
好ましくは、光信号供給手段は、時間に対して波長が正弦波状に周期的に変化する第１の光信号を第１の光伝送路に与える。信号出力部は、第２の光信号の入力に応答して検出されるパルス信号のうち連続する２つのパルス間のタイミング差に基づいてセンサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する。
【００２２】
本発明に係る別の振動検出装置は、第１の光伝送路と、第１の光伝送路を介して周期的に波長が変化する第１の光信号を与える光信号供給手段と、光信号供給手段により与えられた第１の光信号を受け、外部から受けた第１の振動の変位に対応付けられた波長を透過した第２の光信号を出力させる第１のセンサ部と、光信号供給手段から第１の光伝送路に与えられた第１の光信号の一部を抽出する光分岐部と、光分岐部により抽出された第３の光信号を受け、外部から受けた第２の振動の変位に対応付けられた波長を遮光した第４の光信号を出力させる第２のセンサ部と、第１および第２のセンサ部から出力される第２および第４の光信号を結合する光結合部と、光結合部を介して入力される第５の光信号を伝送する第２の光伝送路と、第２の光伝送路を介して入力される第５の光信号に基づいて第１および第２のセンサ部がそれぞれ受けた振動の変位に応じた第１および第２の検出信号を出力する信号出力部とを備える。信号出力部は、第５の光信号の入力に応答して検出される信号のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいて第１および第２のセンサ部が受けた振動の変位に応じた第１および第２の検出信号を並列に出力する。
【００２３】
好ましくは、第１のセンサ部は、外部から受けた振動に応じて変位を発生する第１の変位発生部と、光分岐部と光結合部との間に配置され、光分岐部からの第１の光信号を受けて第１の変位発生部において発生した変位に応じて、透過させる光の波長を変化させる第１の光フィルタ部とを含む。第２のセンサ部は、外部から受けた振動に応じて変位を発生する第２の変位発生部と、光分岐部と光結合部との間に配置され、光分岐部からの第３の光信号を受けて第２の変位発生部において発生した変位に応じて、遮光させる光の波長を変化させる第２の光フィルタ部とを含む。
【００２４】
本発明に係るさらに別の振動検出装置は、第１の光伝送路と、第１の光伝送路を介して周期的に波長が変化する第１の光信号を与える光信号供給手段と、光信号供給手段により与えられた第１の光信号を受け、外部から受けた振動の変位に対応付けられた波長を透過した第２の光信号を出力させる第１のセンサ部と、第２の光信号を受け、外部から受けた振動の変位に対応付けられた波長を遮光した第３の光信号を出力させる第２のセンサ部と、第２のセンサ部を介して入力される第３の光信号を伝送する第２の光伝送路と、第２の光伝送路を介して入力される第３の光信号に基づいて第１および第２のセンサ部がそれぞれ受けた振動の変位に応じた第１および第２の検出信号を出力する信号出力部とを備える。信号出力部は、第３の光信号の入力に応答して検出される信号のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいて第１および第２のセンサ部が受けた振動の変位に応じた第１および第２の検出信号を並列に出力する。
【００２５】
好ましくは、第１のセンサ部は、外部から受けた振動に応じて変位を発生する第１の変位発生部と、第１の光信号を受けて第２の変位発生部において発生した変位に応じて、遮光させる光の波長を変化させる第１の光フィルタ部とを含む。第２のセンサ部は、外部から受けた振動に応じて変位を発生する第２の変位発生部と、第１の光フィルタ部からの第２の光信号を受けて第２の変位発生部において発生した変位に応じて、透過させる光の波長の光強度を変化させる第２の光フィルタ部とを含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明にかかる振動検出装置は、信号出力部において、第２の光信号の入力に応答して検出されるパルス信号のタイミングと所定のタイミングとのタイミング差に基づいてセンサ部が受けた振動の変位に応じた検出信号を出力する。すなわち、パルス信号のタイミング差に基づいて、振動情報を検出信号として出力する構成であるため、光強度を変化させるような外乱が生じても、信号出力部から出力される信号には誤差が生じず、伝送距離が長くなっても検出結果に誤差が生じず、精度の高い振動情報を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に従う振動検出装置１０１の概略構成図である。
【００２９】
図１を参照して、本発明の実施の形態１に従う振動検出装置１０１は、光伝送路３および４と、本体部１と、センサ部２とからなる。ここで、振動検出装置１０１では、本体部１から光伝送路３を介してセンサ部２へ第１の光信号が伝送され、センサ部２において外部から受けた振動に応じて、第１の光信号が第２の光信号に変換される。そして、変換された第２の光信号は、光伝送路４を介して本体部１へ伝送され、本体部１で電気信号に変換された後、検出信号として出力される。一例として、振動検出装置１０１は、音源から発生する音波による振動を検出する。
【００３０】
光伝送路３および４は、いずれも光ファイバで構成される。光伝送路３は、センサ部２と本体部１とを接続して、波長掃引光源２０から射出される第１の光信号を伝搬する。一方、光伝送路４は、センサ部２と本体部１とを接続して、センサ部２から射出される第２の光信号を伝搬する。なお、光伝送路３および４は、それぞれ第１の光信号および第２の光信号の波長帯域において、損失および分散（波長分散、モード分散、偏波モード分散など）が小さいことが望ましい。
【００３１】
本体部１は、波長掃引光源２０と、信号出力部１０とからなる。
波長掃引光源２０は、光伝送路３の一端と接続され、光信号の波長が周期的に変化する第１の光信号を発生して、光伝送路３へ射出する。なお、第１の光信号における各波長成分の光強度が略同一、すなわち波長スペクトルが平坦である必要はなく、少なくとも各波長の光強度は、波長掃引光源２０からセンサ部２を経て信号出力部１０に至るまでの経路における光損失に比較して、十分大きければよい。
【００３２】
信号出力部１０は、光伝送路４の一端と接続され、光伝送路４を介して伝送される第２の光信号を受け、その波長変化に対応付けてそのレベルが変化するような検出信号を生成する。そして、信号出力部１０は、光分岐部２２と、光フィルタ２４と、光電気変換部２６および３０と、パルス検出回路２８と、演算部１５とからなる。
【００３３】
光分岐部２２は、光伝送路３の一端と波長掃引光源２０との間に設けられ、光伝送路３に伝送される第１の光信号の一部を抽出して、抽出した第１の光信号を光フィルタ２４へと導くこととする。
【００３４】
光フィルタ２４は、光分岐部２２から受けた第１の光信号のうち所定の波長に対応する第３の光信号を通過させる。具体的には、光フィルタ２４は、入力する光信号の波長と対応付けられるような透過特性を有し、所定の波長の第３の光信号が光電気変換部２６に与えられることとする。
【００３５】
光電気変換部２６は、光フィルタ２４から出力される光信号を受け、入力に応答した電気信号（パルス信号）を出力する。同様に、光電気変換部３０は、光伝送路４から与えられる第２の光信号を受け、入力に応答した電気信号（パルス信号）を出力する。なお、光電気変換部２６および３０から出力される電気信号として一例としてパルス信号である場合について以下においては説明するが、デジタル信号でもよく、互いに同一の種類であることが望ましい。
【００３６】
パルス検出回路２８は、それぞれ光電気変換部２６および３０から出力された電気信号（パルス信号）を受け、受けた第１および第２の光信号に基づくパルス信号のタイミング差を検出して、検出結果を出力部３１に出力する。出力部３１は、パルス検出回路２８の検出結果に基づいて検出信号を出力する。具体的には、パルス検出回路２８は、「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルとなる光電気変換部から入力されるパルス信号の信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングを検出するものとする。なお、後述するパルス検出回路２８＃，２８＃ａについても同様である。
【００３７】
センサ部２は、振動子３４と、光フィルタ部３２とからなる。
振動子３４は、外部の音源から音波を受け、その音波振動に応じた変位を発生する。そして、振動子３４は、発生した変位を機械的に連結された光フィルタ部３２へ与える。
【００３８】
光フィルタ部３２は、光伝送路３の他端と光伝送路４の他端との間に配置され、振動子３４から受けた変位に応じて、光伝送路３を介して伝送された第１の光信号のうち、所定の波長成分だけを透過させる。そして、光フィルタ部３２は、透過させた光信号を第２の光信号として、光伝送路４へ射出する。すなわち、光フィルタ部３２は、振動子３４から与えられた振動の変位に対応付けられた波長をもつ第２の光信号を出力する。したがって、光源２０から射出される第１の光信号は、周期的に波長が変化する光信号であるのに対して、光フィルタ部３２から射出される第２の光信号は、振動子３４における振動の変位に対応付けられた一意に定まる波長の光信号に相当する。
【００３９】
この発明の実施の形態１においては、「光信号供給手段」は、波長掃引光源２０により実現され、振動子３４が「変位発生部」に相当する。
【００４０】
図２は、本発明の実施の形態１に従う光フィルタ部３２を実現するための構成の一例である。
【００４１】
図２（ａ）は、本発明の実施の形態１に従う光フィルタ部３２の概略構成図である。
図２（ｂ）は、本発明の実施の形態１に従う光フィルタ部３２の動作状態を示す図である。
【００４２】
図２（ｃ）は、本発明の実施の形態１に従う光フィルタ部３２の別の動作状態を示す図である。
【００４３】
図２（ａ）を参照して、光フィルタ部３２は、振動子３４と連結され、その垂直断面が台形状の可動誘電体膜３６を含む。そして、可動誘電体膜３６は、振動子３４から紙面横方向の変位を受けて紙面左側または紙面右側に駆動される。一方、光伝送路３を伝搬する第１の光信号は、紙面縦方向に沿って、可動誘電体膜３６の可動方向と直交する向きに可動誘電体膜３６へ入射する。さらに、可動誘電体膜３６を透過した光信号は、第２の光信号として光伝送路４へ射出され、信号出力部１０へ伝送される。すなわち、第１の光信号から変換される第２の光信号の波長は、第１の光信号が透過する可動誘電体膜３６の膜厚に依存することになる。
【００４４】
具体的には、図２（ｂ）を参照して、図示しない振動子３４が紙面左側への変位を生じると、それに伴い可動誘電体膜３６も紙面左側に移動する。この場合において、第１の光信号が透過する膜厚をｄ１とする。次に、図２（ｃ）を参照して、図示しない振動子３４が紙面右側への変位を生じると、それに伴い可動誘電体膜３６も紙面右側に移動する。この場合において、第１の光信号が透過する膜厚をｄ２とする。
【００４５】
ここで、可動誘電体膜３６を透過する波長は膜厚に略比例するので、第１の光信号が透過する可動誘電体膜３６の膜厚がｄ１からｄ２（＜ｄ１）に変化すれば、それに応じて、第２の光信号の波長も変化する。なお、第１の光信号のうち透過する波長以外の波長成分については可動誘電体膜３６により反射される。
【００４６】
このように、光フィルタ部３２は、外部から受けた音波振動の変位に対応付けられた波長をもつ第２の光信号を生成する。なお、可動誘電体膜３６の形状は、振動子３４の変位に応じて実質的にその膜厚を変化させるような形状であればいずれの形状でもよいが、処理を簡素化するため、変位と波長変化との間に比例関係があることが望ましく、一例として、この発明の実施の形態１においては、可動誘電体膜３６は、その垂直断面が台形となるように構成される。
【００４７】
上述したように、センサ部２において第１の光信号の入力を受けて振動子３４の変位に対応付けられた波長を透過した第２の光信号が生成される。
【００４８】
次に、第２の光信号の波長変化に基づいて、振動子３４の変位に応じた検出信号を生成する構成について説明する。
【００４９】
図３は、波長掃引光源２０の出力に基づいてパルス信号が生成される場合を説明する図である。
【００５０】
図３（ａ）には、波長掃引光源２０の一例として周期的に波長が変化する光信号の一例が示されている。この波長掃引光源２０は、λ１〜λ３まで波長が周期的に変化するノコギリ波の第１の光信号を生成する。
【００５１】
図３（ｂ）には、光フィルタ２４を通過する第３の光信号に基づいてパルス信号が生成される場合が示されている。ここでは、光フィルタ２４は、波長λ１の第３の光信号を通過させるものとする。そして、この波長λ１の第３の光信号に対応した第２のパルス信号が光電気変換部２６において生成される。
【００５２】
図３（ｃ）には、光フィルタ部３２を通過する第２の光信号に基づいて第１のパルス信号が生成される場合が示されている。
【００５３】
光フィルタ部３２は、センサ部２において振動子３４の変位に対応付けられた波長λｉの光信号を通過させるものとする。この波長λｉは、外部から受けた音波振動の変位に応答して可動誘電体膜３６の膜厚が変化することに伴い変化する。
【００５４】
したがって、光フィルタ部３２は、音波振動の変位に応答して変化する波長λｉの第２の光信号を透過させるものとする。そして、この波長λｉの第２の光信号に対応した第１のパルス信号が光電気変換部３０において生成される。
【００５５】
演算部１５のパルス検出回路２８は、光電気変換部２６，３０のパルス信号の入力を受けて入力されたパルス信号を検出して、光電気変換部３０からの第１のパルス信号と光電気変換部２６からの第２のパルス信号とのタイミング差を検知して、その結果を出力部３１に出力する。
【００５６】
図４は、本発明の実施の形態１に従う演算部１５での処理を説明する図である。
図４（ａ）は、パルス検出回路２８に入力された第１のパルス信号と第２のパルス信号とのタイミングの差を説明する図である。図４（ａ）に示されるように光電気変換部２６からの第２のパルス信号の入力が基準となって、光電気変換部３０の第１のパルス信号との間のパルス間隔が検出される。
【００５７】
上述したように外部から受けた音波振動の変位に応答してセンサ部２においては、通過する波長λｉが変動するため通過する波長λｉの変動にともない光電気変換部３０に入力される第２の光信号の入力タイミングも異なることになる。すなわち、波長λｉの変動に伴い生成される第１のパルス信号の生成タイミングも異なることになる。
【００５８】
一方、光フィルタ２４は、所定の波長に対応する第３の光信号を通過させるため、光電気変換部２６に入力される第３の光信号の入力タイミングは周期的であり、第２のパルス信号の生成タイミングも周期的である。
【００５９】
したがって、周期的なタイミング信号である第２のパルス信号と波長変化に従って生成タイミングが変化する第１のパルス信号とのタイミング差Δｔを検出することによりタイミング差Δｔの変動に基づいて音源からの音波振動の情報を得ることができる。
【００６０】
図４（ｂ）には、出力部３１において、図４（ａ）で説明したパルス検出回路２８において検出された第２のパルス信号と第１のパルス信号とのタイミング差Δｔに基づいて生成される検出信号波形が示されている。ここでは、一例として縦軸を振幅、横軸を時間として、第１周期Ｔ〜第４周期４Ｔまでのタイミング差Δｔに所定の係数を乗算した値を振幅値とした検出信号波形が示されている。なお、出力部３１から出力される検出信号はタイミング差Δｔに基づくアナログ信号であっても良いし、あるいはデジタル信号として出力することも可能である。また、後段の回路すなわちユーザの仕様に合わせて変調等の信号処理を実行した後に出力することも可能であり自由に設計することが可能である。
【００６１】
従来の方式においては、変動する波長の光強度を検出して、検出信号を生成していたが、光伝送路３および４が長距離化すると、光ファイバ自体に与えられる振動や偏波ゆらぎなどの影響を受け、光信号の光強度が損失して、時間的に変化してしまう。そのため、検出信号に誤差が生じる場合もあったが、本願構成のように、通過させる光信号の波長変化に伴い生成されるパルス信号の位置変化を検出する構成の場合には、振動や偏波ゆらぎなどによる光強度の影響に依存しない構成であるため、誤差が生じにくくパルス信号の位置変化に対して精度の高い振動情報の検出を実行することが可能である。
【００６２】
なお、上記においては、基準となる第２のパルス信号を生成するために用いられる第３の光信号の波長として、波長λ１の第３の光信号が光フィルタ２４を通過する場合について説明したが、基準となる第２のパルス信号が生成される波長であれば特に波長λ１に限られる必要はなく、波長掃引光源２０から射出される第１の光信号の波長λ１〜λ３のうちの任意の波長に設定することも可能である。
【００６３】
（実施の形態１の変形例１）
本発明の実施の形態１においては、光フィルタ部３２の可動誘電体膜３６が振動子３４と機械的に連結される構成について説明したが、振動子３４における変位に応じて電力を発生させ、その電力に応じて可動誘電体膜３６を駆動させることも可能である。
【００６４】
図５は、本発明の実施の形態１の変形例１に従うセンサ部２＃の概略構成図である。
図５を参照して、本発明の実施の形態１の変形例１に従うセンサ部２＃は、センサ部２＃は、光フィルタ部３２と、振動子３４と、磁石４０と、コイル４２と、圧電素子３８とからなる。
【００６５】
光フィルタ部３２および振動子３４については、上述した本発明の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００６６】
磁石４０は、振動子３４と連結され、振動子３４が発生する変位に応じて、その位置を変化させる。
【００６７】
コイル４２は、磁石４０が振動子３４の変位に応じて位置を変化する軸に沿って、磁石４０の周囲に配置され、磁石４０の移動によって生じる鎖交磁界の時間的変化に応じて、電力を発生する。
【００６８】
圧電素子３８は、コイル４２で発生した電力を受け、その電力に応じた圧電歪みを発生する。そして、圧電素子３８は、その圧電歪みを連結された可動誘電体膜３６に与える。すなわち、圧電素子３８は、コイル４２が発生する電力に応じた変位を可動誘電体膜３６へ与える。一例として、圧電素子３８は、チタン酸バリウムなどからなる。
【００６９】
本発明の実施の形態１の変形例１においては、磁石４０およびコイル４２が「変位電気変換部」に相当する。
【００７０】
なお、コイル４２から出力される電力が小さい場合には、コイル４２と圧電素子３８との間に増幅器を挿入してもよい。
【００７１】
上述のように、本発明の実施の形態１の変形例１においては、振動子３４が可動誘電体膜３６を直接駆動しないので、振動子３４の変位幅と可動誘電体膜３６の可動幅とを一致させる必要がない。そのため、振動子３４および光フィルタ部３２を互いに独立して最適な大きさで製作することができ、大きさの制約を受けない。したがって、検出対象とする振動（振幅・音圧）に応じて振動子３４を適切に選択することで、所望の感度を実現できる。さらに、増幅器を用いることで、微小な振動に対してもより高い感度の検出を実現できる。
【００７２】
（実施の形態１の変形例２）
本発明の実施の形態１およびその変形例１においては、第１の光信号の伝搬経路上における可動誘電体膜３６の膜厚を変化させる構成について説明したが、干渉型のフィルタで構成することも可能である。
【００７３】
図６は、本発明の実施の形態１の変形例２に従うセンサ部２＃ａの概略構成図である。
図６を参照して、本発明の実施の形態１の変形例２に従うセンサ部２＃ａは、光フィルタ部４４と、振動子３４とからなり、光フィルタ部４４は、反射膜４６ａおよび４６ｂを含む。
【００７４】
振動子３４については、変位を生じる方向が異なる点を除いて、上述したこの発明の実施の形態１と同様であるので、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７５】
反射膜４６ａおよび４６ｂは、互いにその面が平行するように対向して配置され、所定の光強度以下の光を反射する。そして、反射膜４６ａは、光フィルタ部４４内で固定され、一方、反射膜４６ｂは、振動子３４からの変位を受けて、紙面縦方向に沿って移動する。すなわち、反射膜４６ｂは、振動子３４からの変位を受け、反射膜４６ａとの距離を変化させる。
【００７６】
光フィルタ部４４における光信号の挙動について説明すると、光伝送路３を介して伝送される第１の光信号の一部は、反射膜４６ａを透過して反射膜４６ａと反射膜４６ｂとの間で多重反射を生じる。ここで、反射膜４６ａと反射膜４６ｂとの間隔をｄとすると、ｎを正の整数として、ｎλ＝２ｄが成立する波長のみが互いに強め合い、その他の波長は、互いに打消し合う。したがって、互いに干渉することによって強め合う波長の光信号だけが、反射膜４６ｂを透過でき、光伝送路４へ射出される。
【００７７】
そのため、反射膜４６ａと反射膜４６ｂとの間隔ｄを変化させることで、光フィルタ部４４を透過する波長を変化させることができる。よって、光フィルタ部４４は、第１の光信号を受け、振動子３４の振動による変位に応じた波長成分を抽出して、第２の光信号を生成できる。
【００７８】
上述したように、本発明の実施の形態１の変形例２においては、光フィルタ部４４を透過する波長が、互いに対向する反射膜４６ａと反射膜４６ｂとの間隔に比例するので、第２の光信号の変動波長幅に応じた光フィルタ部４４の設計が容易にできる。
【００７９】
上記説明したように本発明の実施の形態１によれば、センサ部は、周期的に波長が変化する第１の光信号のうち、振動子から受けた変位に応じた所定の波長成分だけを透過させて、第２の光信号を生成する。そして、本体部は、伝送路を介して伝送される第２の光信号のパルス信号の位置を検出して、その検出結果に基づいて検出信号を発生する。そのため、第１および第２の光伝送路において、光強度を変化させるような外乱が生じても、信号出力部から出力される信号には誤差が生じない。よって、伝送距離が長くなっても検出結果に誤差が生じず、精度の高い振動の検出が可能な振動検出装置を実現することができる。
【００８０】
また、本発明の実施の形態１によれば、信号出力部は、光信号を電気信号に変換して、生成されたパルス信号の間隔を検出して、波長変化に基づく振動の変位に応じた検出信号を生成するものであり、信号処理を容易に実行することが可能であり、検出信号を容易に生成することができる。
【００８１】
（実施の形態２）
上述した本発明の実施の形態１においては、光源から射出された第１の光信号から所定の波長だけを透過させることで第２の光信号を生成する構成について説明した。一方、この発明の実施の形態２においては、光源から射出された第１の光信号のうち所定の波長だけを反射することで第２の光信号を生成する構成について説明する。
【００８２】
図７は、本発明の実施の形態２に従う振動検出装置１０２の概略構成図である。
図７を参照して、本発明の実施の形態２に従う振動検出装置１０２は、図１に示すこの発明の実施の形態１に従う振動検出装置１０１と比較して、センサ部２をセンサ部５に代えた点で異なる。その他の点は、同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【００８３】
本発明の実施の形態２に従う振動検出装置１０２では、本体部１から光伝送路３を介して伝送された第１の光信号のうち、センサ部５で所定の波長が選択的に反射され、第２の光信号が生成される。
【００８４】
センサ部５は、光サーキュレータ５０と、振動子３４と、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Gratings；以下、ＦＢＧと称す）５２とを含む。
【００８５】
光サーキュレータ５０は、３つのポートを備え、各ポートは、光伝送路３、ＦＢＧ５２、光伝送路４とそれぞれ接続される。また、光サーキュレータ５０は、１つのポートに入射された光を、入力されたポートと反時計回りで次に位置するポートから放射する。つまり、光サーキュレータ５０は、光伝送路３から入力された第１の光信号をＦＢＧ５２へ導き、ＦＢＧ５２で反射された第２の光信号を光伝送路４へ導くことになる。
【００８６】
振動子３４は、光サーキュレータ５０がＦＢＧ５２と接続される一端と反対側の端において、ＦＢＧ５２と連結され、自己の変位をＦＢＧ５２へ与える。その他については、この発明の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００８７】
ＦＢＧ５２は、軸方向に周期的な屈折率変化が形成された光ファイバであり、特定の波長をもつ光を選択的に反射し、それ以外の波長をもつ光を透過させる性質をもつ。このＦＢＧ５２で反射される光の波長は、屈折率変化の周期によって定まるため、ＦＢＧ５２は、伸張されることによりその反射する光の波長をシフトさせる。また、ＦＢＧ５２は、振動子３４が生じる変位に応じて伸張されるように配置される。
【００８８】
その他については、この発明の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００８９】
この発明の実施の形態２においては、「光信号供給手段」は、波長掃引光源２０により実現され、振動子３４が「変位発生部」に相当し、ＦＢＧ５２が「光反射部」に相当し、光サーキュレータ５０が「方向性結合部」に相当する。
【００９０】
以下、センサ部５についてより詳細に説明する。
光源２０から射出された第１の光信号は、光伝送路３を伝搬してセンサ部５へ到達すると、光サーキュレータ５０によりＦＢＧ５２へ導かれる。ここで、ＦＢＧ５２は、その伸縮量に応じて所定の波長を反射するので、光サーキュレータ５０から導かれた第１の光信号のうち、所定の波長成分だけが選択的に反射される。そして、ＦＢＧ５２で反射された所定の波長成分の光信号が第２の光信号として光サーキュレータ５０を介して、光伝送路４へ射出される。
【００９１】
ここで、ＦＢＧ５２は、振動子３４が発生する変位に応じて伸縮されるので、その反射する波長もその伸縮量、すなわち振動子３４が生じる変位に応じて変化する。したがって、ＦＢＧ５２は、振動子３４から与えられた振動の変位に対応付けられた波長をもつ第２の光信号を出力する。
【００９２】
なお、ＦＢＧ５２の反射特性は、屈折率変化の大きさ、屈折率変化の周期および光ファイバの長さに応じて決定されるので、振動子３４の変位幅および第１の光信号の波長スペクトルなどに応じて決定される。
【００９３】
（実施の形態２の変形例１）
上述のこの発明の実施の形態２においては、ＦＢＧ５２が直接振動子３４と連結される構成について説明したが、振動子３４における変位に応じて電力を発生させ、その電力に応じてＦＢＧ５２を伸縮させることも可能である。
【００９４】
図８は、本発明の実施の形態２の変形例１に従うセンサ部５＃の概略構成図である。
図８を参照して、本発明の実施の形態２に従うセンサ部５＃は、図５に示すセンサ部２＃において、光フィルタ部３２に代えてＦＢＧ５２および光サーキュレータ５０を用いたものと等価である。すなわち、本発明の実施の形態１の変形例１と同様に、振動子３４が変位を発生すると、その変位に応じて磁石４０がその位置を変化させ、コイル４２に電力が生じさせる。そして、圧電素子３８が、その電力に応じてＦＢＧ５２に歪みを生じさせて、ＦＢＧ５２を伸張させる。したがって、センサ部５＃は、振動子３４が生じた振動の変位に対応付けられた波長をもつ第２の光信号を生成する。その他の点については、本発明の実施の形態１の変形例１と同様であるので、その詳細な説明は繰返さない。
【００９５】
本発明の実施の形態２の変形例１においては、磁石４０およびコイル４２が「変位電気変換部」に相当する。
【００９６】
上述のように、本発明の実施の形態２の変形例１においては、振動子３４がＦＢＧ５２を機械的に伸張しないので、振動子３４の変位幅とＦＢＧ５２の伸張幅とを一致させる必要がない。そのため、振動子３４およびＦＢＧ５２を互いに独立して最適な大きさで製作することができ、大きさの制約を受けない。したがって、検出対象とする振動（振幅・音圧）に応じて振動子３４の大きさを自在に選択することで、所望の感度を実現できる。さらに、増幅器を用いることで、微小な振動に対しても高い感度で検出できる。
【００９７】
（実施の形態２の変形例２）
上述の本発明の実施の形態２およびその変形例１においては、ＦＢＧ５２に入射する第１の光信号のうち、ＦＢＧ５２で反射されなかった波長成分は、ＦＢＧ５２に吸収されてしまうが、この吸収される波長成分から電力を取出すように構成することも可能である。
【００９８】
図９は、本発明の実施の形態２の変形例２に従うセンサ部５＃ａの概略構成図である。
図９を参照して、本発明の実施の形態２に従うセンサ部５＃ａは、図８に示すセンサ部５＃において、振動子３４、磁石４０およびコイル４２に代えて、光電気変換部（Ｏ／Ｅ）５４およびコンデンサマイク５６を備えたものと等価である。
【００９９】
光電気変換部５４は、ＦＢＧ５２と光サーキュレータ５０との接続端と反対側の端において、ＦＢＧ５２と接続され、ＦＢＧ５２を透過する光信号を受けて電力に変換する。そして、光電気変換部５４は、その変換した電力を駆動電力としてコンデンサマイク５６へ供給する。
【０１００】
コンデンサマイク５６は、コンデンサと同様に２枚の電極をもち、その一方の電極を振動子として機能させるマイクである。そして、外部からの音波振動に応じて振動子となる電極が変位し、電極間の距離を変化させる。電極間の距離変化に伴い、電極間の静電容量も変化するので、音波振動に応じた電気信号を出力できる。一般的なコンデンサマイクは、電極間に電荷を蓄えるための駆動電源を外部から供給する必要があり、そのような駆動電源は「ファンタム電源」などと称される。本発明の実施の形態２の変形例２においては、光電気変換部５４が変換する電力を駆動電源としてコンデンサマイク５６へ供給する。さらに、コンデンサマイク５６は、音波振動に応じて出力される電気信号を圧電素子３８へ与える。
【０１０１】
圧電素子３８は、コンデンサマイク５６から与えられる電気信号に応じた圧電歪みを生じ、ＦＢＧ５２に連結された光電気変換部５４にその圧電歪みを与えることで、間接的にＦＢＧ５２を伸縮させる。
【０１０２】
ＦＢＧ５２および光サーキュレータ５０の機能については、上述したこの発明の実施の形態２に従うセンサ部５と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１０３】
このようにして、本発明の実施の形態２の変形例２に従うセンサ部５＃ａは、コンデンサマイク５６が受けた音波振動の変位に対応付けられた波長をもつ第２の光信号を生成する。
【０１０４】
なお、光電気変換部５４において変換された電力をコンデンサマイクに供給する以外にも、他の周辺装置へ供給するように構成してもよい。たとえば、図５または図８に示すような、コイル４２と圧電素子３８とを含むセンサ部において、微小な振動に対する感度を向上させるためにコイル４２と圧電素子３８との間に挿入される増幅器に対して電力を供給してもよい。
【０１０５】
また、電源を必要とするマイクロフォンの一例として、コンデンサマイクを用いる場合について説明したが、コンデンサマイク以外にも、電源を必要とするいずれもマイクロフォンを用いてもよい。
【０１０６】
上述のように、本発明の実施の形態２の変形例２においては、光電気変換部５４がＦＢＧ５２で反射されなかった光信号から電力を取出す。すなわち、光源２０から射出される第１の光信号を、振動の変位を伝送する信号光および電源を供給する供給源として用いることができるため、本体部１の構成を変更することなく、センサ部５＃ａの構成を比較的高い自由度で設計することができる。したがって、検出対象の音波に応じて、市販されているコンデンサマイクのうち所望の特性を有するものを比較的自由に選択でき、より汎用化および低価格化を実現できる。
【０１０７】
上記説明したように本発明の実施の形態２によれば、センサ部は、その波長スペクトルが所定の波長帯域を含むような第１の光信号のうち、振動子から受けた変位に応じた所定の波長成分だけを反射して第２の光信号を生成する。そして、本体部は、伝送路を介して伝送される第２の光信号のパルス信号の位置を検出して、その検出結果に基づいて検出信号を発生する。なお、パルス信号の検出位置に基づく検出信号の発生については、上記の実施の形態１で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。そのため、第１および第２の光伝送路において、光強度を変化させるような外乱が生じても、信号出力部から出力される信号には誤差を生じない。よって、伝送距離が長くなっても検出結果に誤差を生じず、正確に振動を検出する振動検出装置を実現できる。
【０１０８】
また、本発明の実施の形態２によれば、信号出力部は、光信号を電気信号に変換して、生成されたパルス信号の間隔を検出して、波長変化に基づいた振動の変位に応じた検出信号を生成するものであり、信号処理を容易に実行することが可能であり、検出信号を容易に生成することができる。
【０１０９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３においては、周期的な光信号を射出する波長掃引光源の構成について説明する。
【０１１０】
図１０は、本発明の実施の形態３に従う波長掃引光源の概略図である。
図１０（ａ）は、共振レーザ型波長掃引光源の概略ブロック図である。図１０（ｂ）は、リングレーザ型波長掃引光源の概略ブロック図である。
【０１１１】
図１０（ａ）を参照して、共振レーザ型波長掃引光源２０ａは、光フィルタ部６５と、半導体光増幅器６０と、反射板６４と、発振器６３とを含む。
【０１１２】
光フィルタ部６５は、一方側が第１の光伝送路と接続され、他方側が半導体光増幅器と接続される。また、半導体光増幅器６０は、反射板６４とＦＢＧ６５との間に設けられ、ＦＢＧ６５と反射板６４との間で反射される光信号を増幅して第１の光信号を光伝送路に射出する。
【０１１３】
光フィルタ部６５は、ＦＢＧ６１と、圧電素子６２とを含み、ＦＢＧ６１と圧電素子６２とにより外部信号に対応して透過させる光の波長を変化させる波長可変光フィルタを形成する。
【０１１４】
ＦＢＧ６１は、上述したようにその伸縮量に応じて所定の波長を反射させる。ここで、ＦＢＧ６１は、軸方向に周期的な屈折率変化が形成された光ファイバであり、特定の波長をもつ光を選択的に反射し、それ以外の波長を持つ光を透過させるように配置する。
【０１１５】
圧電素子６２は、ＦＢＧ６１に対して歪みを生じさせてＦＢＧ６１を伸張させる。ここで、この圧電素子６２に対して発振器６３により交流で駆動することにより周期的にＦＢＧ６１で反射する波長が変化することになる。これにより、半導体光増幅器６０から射出される光信号は、波長が周期的に変化する正弦波状の光信号として射出されることになる。
【０１１６】
図１０（ｂ）を参照して、リングレーザ型波長掃引光源２０ｂは、光フィルタ部６７と、半導体光増幅器６０と、光分岐部６６と、発振器６３とを含む。
【０１１７】
半導体光増幅器６０から射出される光信号は、光分岐部６６により分岐され、循環経路を介して再び半導体光増幅器６０に入力される、この循環により増幅出力される。
【０１１８】
また、この循環経路に光フィルタ部６７が設けられる。光フィルタ部６７は、変位発生部６６と、圧電素子６２とを含み、変位発生部６６と圧電素子６２とにより外部信号に対応して透過させる光の波長を変化させる波長可変光フィルタを形成する。
【０１１９】
変位発生部６６は、例えば図２で説明したような可動誘電体膜で構成され、圧電素子６２を用いて可動誘電体膜を変位させることにより、変位に応じた可動誘電体膜の膜厚にしたがって通過する光信号の波長が変化する。したがって、この圧電素子６２に対して発振器６３により交流で駆動することにより周期的に光フィルタ部６７を通過する光信号の波長が変化することになる。これにより、半導体光増幅器６０から射出される光信号は、波長が周期的に変化する正弦波状の光信号として射出されることになる。
【０１２０】
図１１は、波長掃引光源から波長が周期的に変化する正弦波状の光信号が射出された場合におけるパルス信号の生成について説明する図である。
【０１２１】
図１１（ａ）は、波長掃引光源から出力される第１の光信号の波形を説明する図である。図１１（ａ）に示されるようにここでは、一例として波長λ０（＜λ１）〜λ３の振幅を有する正弦波状の第１の光信号が生成される場合が示されている。
【０１２２】
図１１（ｂ）は、光フィルタ２４において、所定の波長λ１の第３の光信号に基づいてパルス信号が生成される場合が示されている。ここでは、光フィルタ２４は、波長λ１の第３の光信号を通過させるものとする。そして、この波長λ１の第３の光信号に対応した第２のパルス信号が光電気変換部２６において生成される。
【０１２３】
また、同様にして図１１（ｂ）には、光フィルタ部３２を通過する第２の光信号に基づいて第１のパルス信号が生成される場合が示されている。
【０１２４】
光フィルタ部３２は、センサ部２において振動子３４の変位に対応付けられた波長λｉの光信号を通過させるものとする。この波長λｉは、上述したように外部から受けた音波振動の変位に応答して可動誘電体膜３６の膜厚が変化することに伴い変化する。
【０１２５】
したがって、光フィルタ部３２は、音波振動の変位に応答して変化する波長λｉの第２の光信号を透過させるものとする。そして、この波長λｉの第２の光信号に対応した第１のパルス信号が光電気変換部３０において生成される。
【０１２６】
そうすると、光電気変換部２６および３０において、第１の光信号は、正弦波状の波形であるため、光電気変換部２６および３０において生成される第１および第２のパルス信号は、光信号の一周期間において、２つ出現することになる。
【０１２７】
したがって、このような場合には、例えば出力部３１において、第１および第２のパルス信号の奇数番目と偶数番目とを分けて、例えば第１および第２のパルス信号の奇数番目を用いて、第１のパルス信号と第２のパルス信号とのタイミングの差を検出することにより、図１１（ｃ）において示されるように上述したように光電気変換部２６からの第２のパルス信号の入力が基準となって、光電気変換部３０の第１のパルス信号との間のパルス間隔が検出され、このパルス間隔に相当するタイミング差Δｔの変動に基づいて音源からの音波振動の情報を得ることができる。なお、ここでは、奇数番目の第１および第２のパルス信号を用いる場合について一例として示したが、偶数番目を用いることも当然に可能であり、タイミング差Δｔを検出するために他の方式を採用することも当然に可能である。
【０１２８】
（実施の形態３の変形例１）
上記の実施の形態３においては、第１および第２のパルス信号のタイミング差Δｔを検出するために出力部３１においてパルス信号についての信号処理を実行する構成について説明したが、パルス信号についての信号処理ではなく、射出する第１の光信号を制御する方式を採用することも可能である。
【０１２９】
図１２は、本発明の実施の形態３の変形例１に従う波長掃引光源２０ａ（２０ｂ）およびその周辺回路を説明する図である。
【０１３０】
図１２（ａ）を参照して、ここでは、周辺回路として、波長掃引光源２０ａの出力側に対応して設けられる光ゲート７０と、光ゲート７０に対してゲート制御の指示を実行するタイミング制御回路７１と、発振器６３とを含む。ここで、光ゲート７０は、タイミング制御回路７１の指示においてゲートのオン／オフを実行する。具体的には、オンの場合には、光信号を通過させ、オフの場合には、光信号を遮断させる。タイミング制御回路７１は、発振器６３の発振信号の入力に応答して所定タイミングに従って光ゲート７０のオン／オフを規定する指示信号を周期的に出力する。例えば、図１１で説明した波長掃引光源の正弦波状の光信号に対して半周期に対応する期間光ゲート７０をオンして、残りの半周期に対応する期間光ゲート７０をオフさせる。これにより、図１２（ｂ）で示されるように半周期分の光信号の射出を抑制することができ、光電気変換部２６および３０において、光信号の一周期間において、第１および第２のパルス信号は１つ出現することになる。
【０１３１】
当該構成により、特に出力部３１において、パルス信号に対する信号処理を実行する必要がなく、簡易な構成で出力部を設計することができる。
【０１３２】
（実施の形態３の変形例２）
上記の実施の形態においては、周期的に波長が変化する波長掃引光源の構成について説明してきたが、単一波長光源を用いた場合においても擬似的に周期的に波長が変化する光信号を生成することが可能である。
【０１３３】
図１３は、本発明の実施の形態３の変形例２に従う波長掃引光源２０ｃを説明する図である。
【０１３４】
図１３を参照して、波長掃引光源２０ｃは、単一波長光源８０と、光ゲート８１と、分岐部８２と、光波長シフタ８３と、光伝送路８４とを含む。
【０１３５】
単一波長光源８０は、一定波長のレーザを出力する。光ゲート８１は、一定波長のレーザを所定期間通過させる。
【０１３６】
光ゲート８１を通過した光信号は、分岐部８２において所定の比率で光伝送路３と光波長シフタ８３との経路に分岐される。分岐された光信号は、光波長シフタ８３に入力される。光波長シフタ８３は、入力される光信号の波長を一定比率で変化させて出力する。そして、光波長シフタ８３から出力された光信号は、光伝送路８３を介して循環して再び分岐部８２に入力される。そして、上述したように所定の比率で分岐され、再び光波長シフタ８３に入力される。したがって、光信号の循環回数に従って光波長シフタ８３から出力される光信号の波長が変化し、分岐部８２から光伝送路３に射出される第１の光信号は、図１３（ｂ）に示されるように時間とともに波長が一定比率で階段状に変化することとなる。当該方式により、単一波長光源を用いた場合においても擬似的に図３で説明したようなノコギリ波と類似した階段状の第１の光信号を生成することが可能であり、図１で説明したのと同様の方式にしたがって、第１のパルス信号と第２のパルス信号とのタイミング差Δｔを検出することによりタイミング差Δｔの変動に基づいて音源からの音波振動の情報を得ることができる。
【０１３７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４においては、本体部１とは異なる本体部１＃の構成について説明する。
【０１３８】
図１４は、本発明の実施の形態４に従う本体部１＃の概略ブロック図である。
図１４を参照して、本発明の実施の形態４に従う本体部１＃は、図１で説明した本体部１と比較して、信号出力部１０を信号出力部１０＃に置換した点が異なる。その他の点については上記と同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【０１３９】
信号出力部１０＃は、信号出力部１０と比較して、光電気変換部２６，３０の代わりに、光結合部２５および光電気変換部２７を設けた点が異なる。具体的には、光フィルタ２４から出力された第３の光信号は、光伝送路４から伝送される第２の光信号とともに光結合部２５により経路が結合されて光電気変換部２７に入力される。すなわち、図１の構成においては、２つの経路を介して光電気変換部２６，３０にそれぞれ光信号が入力され、パルス検出回路２８で検出される構成であったが、信号出力部１０＃においては、光結合部２５により光信号の伝送経路が１つにされて光電気変換部２７に入力される構成である。したがって、光電気変換部を１つにすることが可能であり、回路素子を削減して簡易な信号出力部を設計することができる。
【０１４０】
（実施の形態４の変形例）
図１５は、本発明の実施の形態４の変形例に従う本体部１＃ａの概略ブロック図である。
【０１４１】
図１５を参照して、本発明の実施の形態４の変形例に従う本体部１＃ａは、図１で説明した本体部１と比較して、信号出力部１０を信号出力部１０＃ａに置換した点が異なる。  
【０１４２】
信号出力部１０＃ａは、トリガ回路２９と、光電気変換部２７と、演算部１５＃とを含む。演算部１５＃は、パルス検出回路２８＃と、出力部３１とを含む。
【０１４３】
上述した方式においては、第１の光信号が分岐した所定の波長に従う第３の光信号に基づいて基準となる第２のパルス信号を生成する場合について説明してきたが、ここでは、第２のパルス信号を用いずに、第１のパルス信号と基準となるタイミング信号とのタイミング差Δｔを検出する構成について説明する。
【０１４４】
本実施の形態４においては、基準となるタイミング信号としてトリガ回路２９のトリガ信号を基準とする。なお、このトリガ信号は、一定周期のタイミングで生成されるものとする。なお、本例において、トリガ信号の周期は、波長掃引光源２０から出射される光信号が波長λ１〜λ３に波長が遷移する期間に設定されているものとする。
【０１４５】
光電気変換部２７は、光伝送路４から伝送される第２の光信号の入力に応答して第１のパルス信号を生成する。パルス検出回路２８＃は、トリガ回路２９からのトリガ信号の入力に応答して、第１のパルス信号の入力を検出する。すなわち、トリガ信号の入力から第１のパルス信号の入力までのタイミング差Δｔを検出する。
【０１４６】
パルス検出回路２８＃は、周期的なタイミング信号であるトリガ信号と波長変化に従って生成タイミングが変化する第１のパルス信号とのタイミング差Δｔを検出し、その検出結果を出力部３１に出力することにより上述したようにタイミング差Δｔの変動に基づいて音源からの音波振動の情報を得ることができる。
【０１４７】
（実施の形態５）
上記の実施の形態１〜４に従う方式においては、基準となるタイミング信号として、光フィルタ２４を通過する光信号あるいはトリガ回路２９のトリガ信号を用いて第１の光信号とのタイミング差Δｔを検出する構成について説明してきたが、センサ部２が音声等の連続振動を検出するような場合には、基準となるタイミング信号を設けることなく、音源からの音波振動の情報を得ることが可能である。
【０１４８】
図１６は、本発明の実施の形態５に従う振動検出装置１０３の概略構成図である。
図１６を参照して、本発明の実施の形態５に従う振動検出装置１０３は、図１に示すこの発明の実施の形態１に従う振動検出装置１０１と比較して、本体部１を本体部１ｂに置換した点が異なる。本体部１ｂは、本体部１と比較して、信号出力部１０を信号出力部１０ｂに代えた点で異なる。なお、波長掃引光源２０は、時間に対して波長が正弦波状に周期的に変化する第１の光信号を光伝送路３へ射出するものとする。
【０１４９】
信号出力部１０ｂは、光電気変換部２７と、演算部１５＃ａとを含む。演算部１５＃ａは、パルス検出回路２８＃ａと、出力部３１とを含む。その他の点は同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【０１５０】
光電気変換部２７は、光伝送路４から伝送される第２の光信号を受けて、上述したように透過波長に応じてパルス信号を生成する。
【０１５１】
演算部１５＃ａのパルス検出回路２８＃ａは、光電気変換部２７のパルス信号を検出して、その結果を出力部３１に出力する。具体的には、パルス検出回路２８＃ａは、光電気変換部２７で生成されたパルス信号の入力を受けて、連続する２つずつのパルス信号のタイミング差を検出して、その結果を出力部３１に出力する。
【０１５２】
図１７は、本発明の実施の形態５に従う信号出力部１０ｂでの処理を説明する図である。
【０１５３】
図１７（ａ），（ｂ）は、波長掃引光源２０の出力に基づいて、光電気変換部２７において、生成されるパルス信号を説明する図である。
【０１５４】
図１７（ａ）を参照して、まず、光フィルタ部３２が音源からの音波を受けていない場合について考える。ここで、波長掃引光源２０の正弦波状の光信号の一周期の間に生成される２つずつのパルス信号に対して１番目の組に対応して「１」を、２番目の組に対応して「２」とそれぞれの組の番号を表記している。
【０１５５】
例えば光フィルタ部３２が音源からの音波を受けておらず通過させる波長が変化していない場合（一例として波長λ２）、波長掃引光源２０の正弦波状の光信号の一周期の間に生成される２つずつのパルス信号のタイミング差は一定である。
【０１５６】
一方、例えば光フィルタ部３２が音源からの音波を受けて通過させる波長が変化した場合（一例としてλｉ＞λ２）、波長掃引光源２０の正弦波状の光信号の一周期の間に生成される２つずつのパルス信号のタイミング差は光フィルタ部３２が通過させる波長が変化することにより縮む場合が示されている。
【０１５７】
図１７（ｂ）を参照して、ここでは、光フィルタ部３２が音源からの音波を受けていない場合と、そして、光フィルタ部３２が音源からの音波を受けて通過させる波長が変化した場合（一例としてλｉ＜λ２）とが示されている。
【０１５８】
この場合は、上記とは逆に、波長掃引光源２０の正弦波状の光信号の一周期の間に生成される２つずつのパルス信号のタイミング差は光フィルタ部３２が通過させる波長が変化することにより広がる場合が示されている。
【０１５９】
この２つのずつのパルス信号のタイミング差を検出して出力部３１に出力することにより図１７（ｃ）で示されるように光フィルタ部３２が受けている音源からの音波振動の波形を得ることができる。
【０１６０】
なお、どのタイミングで２つずつのパルス信号のタイミング差を検出するかによりタイミング差が異なることになる。例えば図１７（ａ）において、括弧書きで示したタイミングで２つずつのパルス信号のタイミング差を検出する場合には、例えば光フィルタ部３２が音源からの音波を受けて通過させる波長が変化した場合（一例としてλｉ＞λ２）、波長掃引光源２０の正弦波状の光信号の一周期の間に生成される２つずつのパルス信号のタイミング差は光フィルタ部３２が通過させる波長が変化することにより上記と全く逆に広がる場合となる。また、例えば図１７（ｂ）において、括弧書きで示したタイミングで２つずつのパルス信号のタイミング差を検出する場合（一例としてλｉ＜λ２）、波長掃引光源２０の正弦波状の光信号の一周期の間に生成される２つずつのパルス信号のタイミング差は光フィルタ部３２が通過させる波長が変化することにより縮む場合となる。
【０１６１】
したがって、この２つずつのパルス信号のタイミング差を検出して出力部３１に出力した場合には、図１７（ｃ）に示されるもう一方の極性の反転した音波振動の波形が検出されることになる。ここで示されるように、２つずつのパルス信号の取り方により極性が反転することになるが、音声のような連続信号である場合には、極性が反転した場合であっても位相が異なるのみで、音波振動の振幅および周波数の関係はいずれの波形であっても同じであるため同様の音波振動の情報を検出することが可能である。
【０１６２】
したがって、音源が音声等の連続情報である場合、正弦波状の周期的な光信号を射出した場合には、２つずつのパルス信号のタイミング差を検出してタイミング差Δｔの変動に基づいて音源からの音波振動の情報を得ることができる。
【０１６３】
当該構成により、さらに部品点数を削減して簡易に本体部１ｂを設計することが可能となる。
【０１６４】
（実施の形態６）
上記の実施の形態においては、光源から射出された第１の光信号から所定の波長だけを透過あるいは反射させることで第２の光信号を生成する構成について説明した。一方、光源から射出された第１の光信号から所定の波長だけを遮光してそれ以外の波長を透過あるいは反射させることで第２の光信号を生成する方式においても上記で説明した振動情報の検出が可能である。
【０１６５】
図１８は、本発明の実施の形態６に従う振動検出装置２０１の概略構成図である。
図１８を参照して、本発明の実施の形態６に従う振動検出装置２０１は、光伝送路３および４と、本体部６と、センサ部７とからなる。ここで、振動検出装置２０１では、実施の形態１で説明した振動検出装置１０１と同様に本体部６から光伝送路３を介してセンサ部７へ第１の光信号が伝送され、センサ部７において外部から受けた振動に応じて、第１の光信号が第２の光信号に変換される。そして、変換された第２の光信号は、光伝送路４を介して本体部６へ伝送され、本体部６で電気信号に変換された後、検出信号として出力される。
【０１６６】
本体部６は、実施の形態１で説明した本体部１と比較して、信号出力部１０を信号出力部１１に置換した点が異なる。その他の点については、同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【０１６７】
信号出力部１１は、実施の形態１で説明した信号出力部１０と比較して、光フィルタ２４を光フィルタ２３に置換するとともに演算部１５を演算部１６に置換した点が異なる。その他の点は、信号出力部１０と同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【０１６８】
光フィルタ２４は、光分岐部２２から受けた第１の光信号のうち所定の波長に対応する第３の光信号を通過させる場合について説明したが、本発明の実施の形態６に従う光フィルタ２３は、第１の光信号のうち所定の波長を遮光してそれ以外の波長に対応する第３の光信号を通過させるものとする。具体的には、光フィルタ２３は、入力する光信号の波長のうち所定の波長のみを反射させる反射特性を有し、それ以外の波長の第３の光信号が光電気変換部２６に与えられることとする。
【０１６９】
光電気変換部２６は、光フィルタ２３から出力される光信号を受け、入力に応答した電気信号（パルス信号）を出力する。同様に、光電気変換部３０は、光伝送路４から与えられる第２の光信号を受け、入力に応答した電気信号（パルス信号）を出力する。なお、光電気変換部２６および３０から出力される電気信号として一例としてパルス信号である場合について以下においては説明するが、デジタル信号でもよく、互いに同一の種類であることが望ましい。
【０１７０】
演算部１６は、実施の形態１で説明した演算部１５と比較して、パルス検出回路２８をパルス検出回路２９に置換した点が異なる。
【０１７１】
パルス検出回路２９は、それぞれ光電気変換部２６および３０から出力された電気信号（パルス信号）を受け、受けた第１および第２の光信号に基づくパルス信号のタイミング差を検出して、検出結果を出力部３１に出力する。出力部３１は、パルス検出回路２９の検出結果に基づいて検出信号を出力する。具体的には、パルス検出回路２９は、「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルとなる光電気変換部から入力されるパルス信号の信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングを検出するものとする。
【０１７２】
センサ部７は、実施の形態１で説明したセンサ部２と比較して、光フィルタ部３２を光フィルタ部３３に置換するとともに光サーキュレータ３５をさらに設けた点が異なる。
【０１７３】
光フィルタ部３３は、振動子３４から受けた変位に応じて、光伝送路３および光サーキュレータ３５を介して入力された第１の光信号のうち、所定の波長成分以外の波長を反射させる。そして、光フィルタ部３３により反射された光信号は、第２の光信号として光サーキュレータ３５を介して光伝送路４へ射出される。すなわち、光フィルタ部３３は、振動子３４から与えられた振動の変位に対応付けられた波長成分以外の波長を有する第２の光信号を出力する。
【０１７４】
したがって、光源２０から射出される第１の光信号は、周期的に波長が連続的に変化する光信号であるのに対して、光フィルタ部３３から射出される第２の光信号は、振動子３４における振動の変位に対応付けられた一意に定まる波長を遮光した光信号に相当する。
【０１７５】
この発明の実施の形態６においては、「光信号供給手段」は、波長掃引光源２０により実現され、振動子３４が「変位発生部」に相当する。また、光フィルタ部３３が「光反射部」に相当し、光サーキュレータ３５が「光方向性結合部」に相当する。
【０１７６】
図１９は、本発明の実施の形態６に従う光フィルタ部３３の概略構成図である。
図１９を参照して、光フィルタ部３３は、図２で説明したのと同様に振動子３４と連結され、その垂直断面が台形状の可動誘電体膜３６を含む。そして、可動誘電体膜３６は、振動子３４から紙面横方向の変位を受けて紙面左側または紙面右側に駆動される。一方、光伝送路３を伝搬する第１の光信号は、光サーキュレータ３５を介して紙面縦方向に沿って、可動誘電体膜３６の可動方向と直交する向きに可動誘電体膜３６へ入射する。
【０１７７】
上述したように、可動誘電体膜３６は、膜厚に依存した波長を透過させ、それ以外の波長を反射させる特性を有する。
【０１７８】
したがって、可動誘電体膜３６に入射された第１の光信号は、膜厚に依存した波長が透過して、それ以外の透過波長以外の波長が反射されて光サーキュレータ３５に第２の光信号として射出される。
【０１７９】
ここで、上述したように可動誘電体膜３６を透過する波長は膜厚に略比例するので、変位方向に従って可動誘電体膜３６の膜厚が変化すれば、それに応じて、透過する波長が変化し、反射される第２の光信号の波長も変化する。
【０１８０】
このように、光フィルタ部３３は、外部から受けた音波振動の変位に対応付けられた波長成分以外の波長を有する第２の光信号すなわち、外部から受けた音波振動の変位に対応付けられた波長を遮光した第２の光信号を生成する。
【０１８１】
上述したように、センサ部７において振動子３４の変位に対応付けられた波長を遮光した第２の光信号が生成される。
【０１８２】
次に、第２の光信号の波長変化に基づいて、振動子３４の変位に応じた検出信号を生成する構成について説明する。
【０１８３】
図２０は、波長掃引光源２０の出力に基づいてパルス信号が生成される場合を説明する図である。
【０１８４】
図２０（ａ）には、波長掃引光源２０の一例として周期的に波長が変化する光信号の一例が示されている。この波長掃引光源２０は、λ１〜λ３まで波長が周期的に変化するノコギリ波の第１の光信号を生成する。
【０１８５】
図２０（ｂ）には、光フィルタ２３を通過する第３の光信号に基づいてパルス信号が生成される場合が示されている。ここでは、光フィルタ２３は、波長λ１以外の波長成分の第３の光信号すなわち波長λ１の波長成分を遮光した第３の光信号を通過させるものとする。そして、この波長λ１の波長成分を遮光した第３の光信号に対応した第２のパルス信号が光電気変換部２６において生成される。
【０１８６】
図２０（ｃ）には、光フィルタ部３３において射出された第２の光信号に基づいて第１のパルス信号が生成される場合が示されている。
【０１８７】
光フィルタ部３３は、センサ部７において振動子３４の変位に対応付けられた波長λｉ以外の波長成分の光信号を反射させる。この波長λｉは、外部から受けた音波振動の変位に応答して可動誘電体膜３６の膜厚が変化することに伴い変化する。
【０１８８】
したがって、光フィルタ部３３は、音波振動の変位に応答して変化する波長λｉ以外の波長成分の第２の光信号を反射させるものとするすなわち波長λｉの波長成分を遮光した光信号を射出するものとする。そして、この波長λｉの波長成分を遮光した第２の光信号に対応した第１のパルス信号が光電気変換部３０において生成される。
【０１８９】
演算部１６のパルス検出回路２９は、光電気変換部２６，３０のパルス信号の入力を受けて入力されたパルス信号のタイミングを検出して、光電気変換部３０からの第１のパルス信号と光電気変換部２６からの第２のパルス信号とのタイミング差を検知して、その結果を出力部３１に出力する。具体的には、パルス検出回路２９は、「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルとなる光電気変換部から入力されるパルス信号の信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングを検出する。
【０１９０】
図２１は、本発明の実施の形態６に従うパルス検出回路２９に入力された第１のパルス信号と第２のパルス信号とのタイミングの差を説明する図である。
【０１９１】
図２１（ａ）は、光電気変換部２６からの第２のパルス信号を説明する図である。
図２１（ｂ）は、光電気変換部３０からの第１のパルス信号を説明する図である。
【０１９２】
図２１（ｂ）に示されるように光電気変換部２６からの第２のパルス信号の入力が基準となって、光電気変換部３０の第１のパルス信号との間のパルス間隔が検出される。
【０１９３】
上述したように外部から受けた音波振動の変位に応答してセンサ部７においては、遮光される波長λｉが変動するため遮光される波長λｉの変動に伴い光電気変換部３０にて生成される第１のパルス信号の生成タイミングも異なることになる。
【０１９４】
一方、光フィルタ２３は、所定の波長以外の波長成分を有する第３の光信号を通過させるあるいは所定の波長を遮光した第３の光信号を出射するため、光電気変換部２６にて生成される第２のパルス信号の生成タイミングは周期的である。なお、図２１においては、第３の光信号を基準として一例として縦軸を振幅、横軸を時間として、第１周期Ｔ〜第４周期４Ｔまでのパルス信号が示されている。
【０１９５】
したがって、周期的なタイミング信号である第２のパルス信号（ここでは、信号ボトム値（「Ｌ」レベル））と波長変化に従って生成タイミングが変化する第１のパルス信号（ここでは、信号ボトム値（「Ｌ」レベル））とのタイミング差Δｔを検出することによりタイミング差Δｔの変動に基づいて音源からの音波振動の情報を得ることができる。
【０１９６】
すなわち、実施の形態１で説明したようにタイミング差Δｔに基づく検出信号波形を出力部３１から出力することができ、上述したように精度の高い振動情報の検出を実行することが可能である。
【０１９７】
なお、図示しないが光電気変換部２６，３０の後段に信号反転回路を設けた構成とすれば図４で説明した実施の形態１と同様の信号波形となる。
【０１９８】
なお、上記においては、基準となる第２のパルス信号を生成するために用いられる第３の光信号の波長として、波長λ１の第３の光信号が光フィルタ２３により遮光される場合について説明したが、基準となる第２のパルス信号が生成される波長であれば光フィルタ２３により遮光される波長は、特に波長λ１に限られる必要はなく、波長掃引光源２０から射出される第１の光信号の波長λ１〜λ３のうちの任意の波長に設定することも可能である。
【０１９９】
（実施の形態６の変形例）
図２２は、本発明の実施の形態６の変形例に従う振動検出装置２０２の概略構成図である。
【０２００】
図２２を参照して、本発明の実施の形態６の変形例に従う振動検出装置２０２は、図１８に示すこの発明の実施の形態６に従う振動検出装置２０１と比較して、センサ部７をセンサ部７＃に代えた点で異なる。その他の点は、実施の形態６で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【０２０１】
センサ部７＃は、振動子３４と、ＦＢＧ５２と、取り付け部材５３，５４を含む。
取り付け部材５３，５４は、ＦＢＧの両端に取り付けられ、取り付け部材５３は、振動子３４の変位に連動してＦＢＧ５２の一端が伸縮するように取り付けられているものとする。取り付け部材５４は、ＦＢＧ５２の一端を固定しているものとする。
【０２０２】
また、光伝送路３は、ＦＢＧ５２の一端側と接続され、ＦＢＧ５２の他端側は、光伝送路４と接続される。
【０２０３】
ＦＢＧ５２は、上述したように軸方向に周期的な屈折率変化が形成された光ファイバであり、特定の波長をもつ光を選択的に反射し、それ以外の波長をもつ光を透過させる性質を有する。
【０２０４】
したがって、このＦＢＧ５２で反射するあるいは遮光される光の波長は、屈折率変化の周期によって定まるため、ＦＢＧ５２は、伸縮されることにより反射するあるいは遮光される光の波長をシフトさせる。
【０２０５】
すなわち、光源２０から射出された第１の光信号は、光伝送路３を伝搬してＦＢＧ５２へ導かれる。ここで、ＦＢＧ５２は、振動子３４が発生する変位に応じて伸縮されるので、その反射するあるいは遮光される波長もその伸縮量、すなわち振動子３４が生じる変位に応じて変化する。したがって、ＦＢＧ５２は、振動子３４から与えられた振動の変位に対応付けられた波長成分以外の波長を有する第２の光信号を出力する。
【０２０６】
以降の処理等については、実施の形態６で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。すなわち、当該構成においても、上述したように精度の高い振動情報の検出を実行することが可能である。
【０２０７】
この発明の実施の形態６の変形例においては、「光信号供給手段」は、波長掃引光源２０により実現され、振動子３４が「変位発生部」に相当し、ＦＢＧ５２が「光フィルタ部」に相当する。
【０２０８】
（実施の形態７）
上記の実施の形態においては、１つの音源からの振動情報の検出を実行する方式について説明したが、本実施の形態７においては、複数の音源からの振動情報の検出を実行する方式について説明する。
【０２０９】
図２３は、本発明の実施の形態７に従う振動検出装置３０１の概略構成図である。
図２３を参照して、本発明の実施の形態７に従う振動検出装置３０１は、光伝送路３および４と、本体部６＃と、センサ部２，７と、光分岐部５５と、光結合部５６とからなる。
【０２１０】
ここで、センサ部２，７は、それぞれ第１および第２の音源にそれぞれ対応して設けらているものとする。
【０２１１】
実施の形態１で説明したのと同様に本体部６＃から光伝送路３を介してセンサ部２，７へ第１の光信号が伝送される。光分岐部５５は、光伝送路３を介して供給される第１の光信号の一部を抽出して第３の光信号としてセンサ部７に分岐させるものとする。なお、第１の光信号は、センサ部２に入力されるものとする。
【０２１２】
センサ部２は、第１の音源に対応して設けられ、実施の形態１で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。すなわち、センサ部２において第１の光信号の入力を受けて第１の音源に対応して設けられた振動子３４の変位に対応付けられた波長を透過した第２の光信号が生成される。そして、第２の光信号は、光結合部５６に出力される。
【０２１３】
センサ部７は、第２の音源に対応して設けられた振動子３４＃と、光フィルタ部３３と、光サーキュレータ３５とを有する。振動子３４と振動子３４＃とは同一のものであり、センサ部７の構成については、実施の形態６で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。すなわち、センサ部７において第３の光信号の入力を受けて第２の音源に対応して設けられた振動子３４＃の変位に対応付けられた波長を遮光した第４の光信号が生成される。そして、第４の光信号は、光結合部５６に出力される。
【０２１４】
光結合部５６は、センサ部２からの第２の光信号と、センサ部７からの第４の光信号との入力を受けて、これらの光信号を結合して光伝送路４に第５の光信号として射出する。
【０２１５】
第５の光信号は、光伝送路４を介して本体部６＃へ伝送され、本体部６＃で電気信号に変換された後、検出信号として出力される。
【０２１６】
本体部６＃は、波長掃引光源２０と、信号出力部１１＃とを含む。
信号出力部１１＃は、図１５で説明した信号出力部１０＃ａと比較して、演算部１５＃を演算部１６＃に置換した点が異なる。その他の点については、同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【０２１７】
演算部１６＃は、パルス検出回路２９＃と、出力部３１＃とを含む。
パルス検出回路２９＃は、トリガ回路２９のトリガ信号と、光電気変換部２７からの信号とに基づいて検出結果を出力部３１＃に出力する。
【０２１８】
出力部３１＃は、光電気変換部２９＃からの検出結果に基づいて第１および第２の音源にそれぞれ対応して設けられたセンサ部２，７からの第１および第２の振動情報である第１および第２の検出信号をそれぞれ出力する。
【０２１９】
ここで、信号出力部１１＃は、図１５で説明したようにトリガ回路２９を設けることにより、トリガ回路２９のトリガ信号を基準となるタイミング信号として利用する。なお、このトリガ信号は、一定周期のタイミングで生成されるものとする。なお、本例においては、トリガ回路２９を用いて基準となるタイミング信号を生成する場合について説明したが実施の形態１で説明した方式に従って基準となるタイミング信号を生成することも当然に可能である。
【０２２０】
光電気変換部２７は、光伝送路４から伝送される第５の光信号の入力に応答した信号を生成する。
【０２２１】
図２４は、光電気変換部２７において第５の光信号の入力に応答して変換された信号を説明する図である。
【０２２２】
図２４に示されるように、第５の光信号の入力を受けて光電気変換部２７により変換された信号は、センサ部２の光フィルタ部３２から射出された第２の光信号を光電気変換部２７により変換したパルス信号と、センサ部７の光フィルタ部３３から射出された第４の光信号を光電気変換部２７により変換したパルス信号とを重ね合わせた信号波形となっている。すなわち、第１の光信号の入力を受けて振動子３４の変位に対応付けられた波長を透過した第２の光信号に対応する信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングがセンサ部２からの振動情報に相当する。また、第３の光信号の入力を受けて振動子３４＃の変位に対応付けられた波長を遮光した第４の光信号に対応する信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングがセンサ部７からの振動情報に相当する。
【０２２３】
なお、ここで、トリガ信号のタイミングがＴ〜４Ｔとしてそれぞれ示されている。
なお、振幅値は、それぞれの光信号の信号強度に比例しており、光分岐部５５における光信号の分岐率に従って定まるものとする。この点で、センサ部２の光フィルタ部３２から射出された第２の光信号を光電気変換部２７により変換したパルス信号の信号ピーク値は、センサ部７の光フィルタ部３３から射出された第４の光信号を光電気変換部２７により変換したパルス信号の信号ピーク値よりも大きくなるように光分岐部５５における光信号の分岐率は設定されているものとする。
【０２２４】
パルス検出回路２９＃は、トリガ回路２９からのトリガ信号の入力に応答して、光電気変換部２７からの信号の入力を検出する。具体的には、パルス検出回路２９＃は、センサ部２，７の振動情報をそれぞれ並列に検出するために光電気変換部２７から入力される信号について、信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングおよび信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングをそれぞれ検出する。
【０２２５】
パルス検出回路２９＃は、センサ部２の振動情報を検出するために周期的なタイミング信号であるトリガ信号と波長変化に従ってタイミングが変化する信号ピーク値とのタイミング差を検出し、その検出結果を出力部３１＃に出力することにより実施の形態１で説明したのと同様にタイミング差の変動に基づいて第１の音源からの音波振動である振動情報を得ることができる。
【０２２６】
また、パルス検出回路２９＃は、センサ部７の振動情報を検出するために周期的なタイミング信号であるトリガ信号と波長変化に従ってタイミングが変化する信号ボトム値とのタイミング差を検出し、その検出結果を出力部３１＃に出力することにより実施の形態６で説明したのと同様にタイミング差の変動に基づいて第２の音源からの音波振動である振動情報を得ることができる。
【０２２７】
なお、第２の光信号に対応する信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングと、第４の光信号に対応する信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングが同じ場合、具体的には、振動子３４の変位に対応付けられた透過波長と、振動子３４＃の変位に対応付けられた遮光波長が同じ場合には、信号ピーク値あるいは信号ボトム値は検出されない。この場合には、光電気変換部２７からパルス検出回路２９＃に入力される信号値は、所定の中間値に設定されることになる。この所定の中間値は、第２の光信号のみを光電気変換部２７に入力して変換した場合の信号ピーク値に相当する。
【０２２８】
したがって、パルス検出回路２９＃は、信号ピーク値および信号ボトム値に加え、さらに所定の中間値を検出して、所定の中間値が検出された場合には、信号ピーク値および信号ボトム値がともに同じタイミングで入力されたと判断して、上記のトリガ信号とのタイミング差の変動に基づく第１および第２の音源からの音波振動である振動情報を検出するものとする。
【０２２９】
また、第２の光信号に対応する信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングと、第４の光信号に対応する信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングが同じ場合となるのを回避するべく、光フィルタ部３２において振動子３４の変位に対応付けられる透過波長の範囲と、光フィルタ部３３において振動子３４＃の変位に対応付けられる遮光波長の範囲が重ならないように設定することも可能である。例えば、波長掃引光源２０から射出される第１の光信号の波長λ１〜λ３に対して、光フィルタ部３２において振動子３４の変位に対応付けられる透過波長の範囲を波長λ１以上〜λ２未満（λ１＜λ２＜λ３）に設定して、光フィルタ部３３において振動子３４＃の変位に対応付けられる遮光波長の範囲をλ２以上〜λ３に設定することにより第２の光信号に対応する信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングと、第４の光信号に対応する信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングが同じ場合となるのを回避することができる。なお、光フィルタ部３２，３３における透過波長の範囲あるいは遮光波長の範囲を入れ替えることも当然可能である。この場合には、パルス検出回路２９＃は、信号ピーク値および信号ボトム値のみを検出して、上記のトリガ信号とのタイミング差の変動に基づく第１および第２の音源からの音波振動である振動情報を検出することが可能である。
【０２３０】
本発明の実施の形態７に従う振動検出装置３０１の構成に従えば２つのそれぞれ異なる音源からの振動情報を並列に検出することが可能である。すなわち、２つのセンサ部に対して本体部１つの構成で実現することが可能であり、簡易な振動検出装置を実現することが可能である。
【０２３１】
また、複数のセンサ部に対して１本の光伝送路により複数の情報（本例では、２つの情報）を多重伝送することが可能であり、設置面において有用であるとともに簡易な構成で複数の情報たとえばプラントの監視対象物体に対してＸ軸およびＹ軸の振動情報を検出することが可能であり、監視状態の精度をさらに高めることが可能である。
【０２３２】
（実施の形態７の変形例）
図２５は、本発明の実施の形態７の変形例に従う振動検出装置３０２の概略構成図である。
【０２３３】
図２５を参照して、本発明の実施の形態７の変形例に従う振動検出装置３０２は、光伝送路３および４と、本体部６＃と、センサ部２，７とを含む。
【０２３４】
ここで、センサ部７，２は、第１および第２の音源にそれぞれ対応して設けらているものとする。
【０２３５】
まず、本体部６＃から光伝送路３を介してセンサ部７へ第１の光信号が伝送される。
センサ部７は、第１の音源に対応して設けられた振動子３４＃と、光フィルタ部３３と、光サーキュレータ３５とを有する。振動子３４と振動子３４＃とは同一のものであり、センサ部７の構成については、実施の形態６で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。すなわち、センサ部７において第１の光信号の入力を受けて第１の音源に対応して設けられた振動子３４＃の変位に対応付けられた波長を遮光した第２の光信号が生成される。
【０２３６】
そして、センサ部７により生成された第２の光信号は、センサ部２に伝送される。
センサ部２は、第２の音源に対応して設けられた振動子３４と、光フィルタ部３２＃とを有する。光フィルタ部３２＃は、実施の形態１の図２で説明した光フィルタ部３２と同様の構成であるが、図示しないが可動誘電体膜の透過特性を調整するものとする。
【０２３７】
具体的には、実施の形態１の可動誘電体膜３６においては、膜厚に依存した一意に定まる波長のみが透過し、それ以外の波長は反射する場合について説明したが本発明の実施の形態７の変形例に従う光フィルタ部３２＃においては、一意に定まる波長以外の波長についても所定の割合の信号強度で透過するものとする。例えば、可動誘電体膜の透過特性を透過波長以外は、入力光の５０％を透過させ、透過波長については入力光の９５％を透過させるものに設計する。一例として、一般に可動誘電体膜は、膜の表面に多層の薄膜を蒸着し、透過波長以外については反射特性を高めることが一般的であるが、薄膜の蒸着数を減らしたり、あるいは薄膜の材質等を選択して反射特性を低下させることにより実現可能である。なお、信号強度に関して、一意に定まる所定波長の透過する割合の方が高いものとする。
【０２３８】
そして、センサ部２において、センサ部７により生成された第２の光信号の入力を受けて第２の音源に対応して設けられた振動子３４の変位に対応付けられた波長を主に透過した第３の光信号が生成される。
【０２３９】
そして、第３の光信号は、光伝送路４を介して本体部６＃へ伝送され、本体部６＃で電気信号に変換された後、検出信号として出力される。
【０２４０】
本体部６＃の構成は、実施の形態７で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
【０２４１】
次に、本体部６＃における光信号の検出処理について説明する。
図２６は、光電気変換部２７において光伝送路４から伝送される第３の光信号の入力に応答して変換された信号を説明する図である。
【０２４２】
センサ部７においては、上述したように、第１の光信号の入力を受けて第１の音源に対応して設けられた振動子３４＃の変位に対応付けられた波長を遮光した第２の光信号が生成される。
【０２４３】
図２６の点線においては、当該第２の光信号を光電気変換部で変換した場合のパルス信号が示されている。
【０２４４】
すなわち、上述したように第１の光信号の入力を受けて振動子３４＃の変位に対応付けられた波長を遮光した第２の光信号に対応する信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングがセンサ部７からの振動情報に相当する。
【０２４５】
そして、センサ部２においては、上述したように第２の光信号の入力を受けて第２の音源に対応して設けられた振動子３４の変位に対応付けられた波長を透過させるとともに、それ以外の波長についても所定の割合で透過させた第３の光信号が生成される。
【０２４６】
この第３の光信号が光電気変換部２７に入力されると、振動子３４の変位に対応付けられた波長に対応して「Ｈ」レベルとなる信号ピーク値の波形が生成され、それ以外の波長に対応して中間値となる信号波形が生成されることになる。
【０２４７】
すなわち、第２の光信号の入力を受けて振動子３４の変位に対応付けられた波長を他の波長よりも透過した第３の光信号に対応する信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングがセンサ部２からの振動情報に相当する。
【０２４８】
なお、ここで、トリガ信号のタイミングがＴ〜４Ｔとしてそれぞれ示されている。
したがって、パルス検出回路２９＃は、上述したようにトリガ回路２９からのトリガ信号の入力に応答して、光電気変換部２７からの信号の入力を検出する。具体的には、パルス検出回路２９＃は、センサ部２，７の振動情報をそれぞれ並列に検出するために光電気変換部２７から入力される信号について、信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングおよび信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングをそれぞれ検出する。
【０２４９】
また、パルス検出回路２９＃は、センサ部７の振動情報を検出するために周期的なタイミング信号であるトリガ信号と波長変化に従ってタイミングが変化する信号ボトム値とのタイミング差を検出し、その検出結果を出力部３１＃に出力することにより実施の形態６で説明したのと同様にタイミング差の変動に基づいて第１の音源からの音波振動である振動情報を得ることができる。
【０２５０】
パルス検出回路２９＃は、センサ部２の振動情報を検出するために周期的なタイミング信号であるトリガ信号と波長変化に従ってタイミングが変化する信号ピーク値とのタイミング差を検出し、その検出結果を出力部３１＃に出力することにより実施の形態１で説明したのと同様にタイミング差の変動に基づいて第２の音源からの音波振動である振動情報を得ることができる。
【０２５１】
なお、第２の光信号に対応する信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングと、第３の光信号に対応する信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングが同じ場合、具体的には、振動子３４＃の変位に対応付けられた遮光波長と、振動子３４の変位に対応付けられた透過波長が同じ場合には、センサ部７において対応する波長成分が遮光されているため信号ボトム値のみが検出され、信号ピーク値は検出されない。この場合には、ある任意の信号ピーク値から所定期間内に次の信号ピーク値が検出されたかどうかを判断し、検出されなかった場合には、当該次の信号ピーク値は、対応するトリガ信号とのタイミング差が検出される信号ボトム値と同じタイミングで入力されたものと判断することができる。なお、所定期間は、波長掃引光源２０から出射される光信号が波長λ１〜λ３に波長が遷移する一定周期の期間に相当する。すなわちトリガ信号が入力される期間Ｔに相当する。なお、上記の判断方式は一例であり信号ピーク値および信号ボトム値のタイミングが一致する場合について検出することができればどのような方式を採用することも可能である。
【０２５２】
したがって、パルス検出回路２９＃は、信号ピーク値および信号ボトム値に加え、さらに信号ピーク値から次の信号ピーク値までの期間を検出して、所定の期間内に検出されなかった場合には、トリガ信号とのタイミング差が検出される信号ボトム値と信号ピーク値とがともに同じタイミングで入力されたと判断して、上記のトリガ信号とのタイミング差の変動に基づく第１および第２の音源からの音波振動である振動情報を検出するものとする。
【０２５３】
また、上述したように第２の光信号に対応する信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングと、第３の光信号に対応する信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングが同じ場合となるのを回避するべく、光フィルタ部３３において振動子３４＃の変位に対応付けられる遮光波長の範囲と、光フィルタ部３２＃において振動子３４の変位に対応付けられる透過波長の範囲が重ならないように設定することも可能である。例えば、波長掃引光源２０から射出される第１の光信号の波長λ１〜λ３に対して、光フィルタ部３３において振動子３４＃の変位に対応付けられる遮光波長の範囲を波長λ１以上〜λ２未満（λ１＜λ２＜λ３）に設定して、光フィルタ部３２＃において振動子３４の変位に対応付けられる透過波長の範囲をλ２以上〜λ３に設定することにより第２の光信号に対応する信号ボトム値（「Ｌ」レベル）となるタイミングと、第３の光信号に対応する信号ピーク値（「Ｈ」レベル）となるタイミングが同じ場合となるのを回避することができる。なお、光フィルタ部３３，３２＃における遮光波長の範囲あるいは透過波長の範囲を入れ替えることも当然可能である。この場合には、パルス検出回路２９＃は、信号ピーク値および信号ボトム値のみを検出して、上記のトリガ信号とのタイミング差の変動に基づく第１および第２の音源からの音波振動である振動情報を検出することが可能である。
【０２５４】
したがって、本発明の実施の形態７の変形例に従う振動検出装置３０２の構成においても、実施の形態７に従う振動検出装置３０１と同様に、２つのそれぞれ異なる音源からの振動情報を並列に検出することが可能である。
【０２５５】
そして、実施の形態７の変形例に従う振動検出装置３０２は、振動検出装置３０１と比較して、光分岐部５５、光結合部５６を設けない構成であるためさらに簡易な振動検出装置を実現することが可能である。
【０２５６】
なお、この発明の実施の形態１〜７においては、本体部が波長掃引光源２０を含む構成について説明したが、波長掃引光源２０が本体部とは異なる場所に配置することも可能である。
【０２５７】
また、この発明の実施の形態１〜７においては、外部の音源から受けた音波の振動を検出する構成について説明したが、機械的・電気的に発生するさまざまな振動の検出に適応できることは言うまでもない。たとえば、発電機やモータなどの回転機の軸受部に生じる振動を検出することで、その寿命や劣化状態を判定することができる。
【０２５８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０２５９】
【図１】本発明の実施の形態１に従う振動検出装置１０１の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に従う光フィルタ部３２を実現するための構成の一例である。
【図３】波長掃引光源２０の出力に基づいてパルス信号が生成される場合を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１に従う演算部１５での処理を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例１に従うセンサ部２＃の概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例２に従うセンサ部２＃ａの概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態２に従う振動検出装置１０２の概略構成図である。
【図８】本発明の実施の形態２の変形例１に従うセンサ部５＃の概略構成図である。
【図９】本発明の実施の形態２の変形例２に従うセンサ部５＃ａの概略構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に従う波長掃引光源の概略図である。
【図１１】波長掃引光源から波長が周期的に変化する正弦波状の光信号が射出された場合におけるパルス信号の生成について説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態３の変形例１に従う波長掃引光源２０ａ（２０ｂ）およびその周辺回路を説明する図である。
【図１３】本発明の実施の形態３の変形例２に従う波長掃引光源２０ｃを説明する図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に従う本体部１＃の概略ブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態４の変形例に従う本体部１＃ａの概略ブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に従う振動検出装置１０３の概略構成図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に従う信号出力部１０ｂでの処理を説明する図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に従う振動検出装置２０１の概略構成図である。
【図１９】本発明の実施の形態６に従う光フィルタ部３３の概略構成図である。
【図２０】波長掃引光源２０の出力に基づいてパルス信号が生成される場合を説明する図である。
【図２１】本発明の実施の形態６に従うパルス検出回路２９に入力された第１のパルス信号と第２のパルス信号とのタイミングの差を説明する図である。
【図２２】本発明の実施の形態６の変形例に従う振動検出装置２０２の概略構成図である。
【図２３】本発明の実施の形態７に従う振動検出装置３０１の概略構成図である。
【図２４】光電気変換部２７において第５の光信号の入力に応答して変換された信号を説明する図である。
【図２５】本発明の実施の形態７の変形例に従う振動検出装置３０２の概略構成図である。
【図２６】光電気変換部２７において光伝送路４から伝送される第３の光信号の入力に応答して変換された信号を説明する図である。
【符号の説明】
【０２６０】
１，１＃，１＃ａ，１ｂ，６，６＃  本体部、２，２＃，２＃ａ，５，５＃，５＃ａ，７，７＃  センサ部、３，４，８４  光伝送路、１０，１０＃，１０＃ａ，１０ｂ，１１，１１＃  信号出力部、１５，１５＃ａ，１６，１６＃  演算部、２０，２０ａ，２０ｂ  波長掃引光源、２２，５５  光分岐部、２４  光フィルタ、２５，５６  光結合部、２６，２７，３０  光電気変換部、２８，２８＃，２８＃ａ，２９，２９＃  パルス検出回路、２９  トリガ回路、３１，３１＃  出力部、３２，３２＃，３３，４４，６５，６７  光フィルタ部、３４，３４＃  振動子、３５，５０  光サーキュレータ、３６  可動誘電体膜、３８，６２  圧電素子、５２，６１，６２  ＦＢＧ、６０  半導体光増幅器、６３  発振器、６４  反射板、１０１，１０２  振動検出装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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