(57)【要約】【課題】光ファイバコイルを２つ使用することによる光ファイバコイルの温度不均一及び、光ファイバコイルに生じる磁気による計測誤差を低減する。【解決手段】光分岐器Ｃ１、Ｃ２により分岐された光経路Ｆ２，Ｆ３の各々に、導電性物質によって被覆された光ファイバを螺旋状に巻いた光ファイバコイルＬ２、Ｌ３を有し、各光経路Ｆ２、Ｆ３からの光の光干渉強度により磁気を計測する光ファイバ磁気センサ１において、上記それぞれの光ファイバコイルＬ２、Ｌ３が略同径、同一ピッチで且つ同軸上に重複させて捲回して構成され、それぞれの光ファイバコイルＬ２、Ｌ３に互いに逆方向に電流を流すための電源が接続されたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光分岐器により分岐された光経路の各々に、導電性物質によって被覆された光ファイバを螺旋状に巻いた光ファイバコイルを有し、各光経路からの光の光干渉強度により磁気を計測する光ファイバ磁気センサにおいて、上記それぞれの光ファイバコイルが略同径、同一ピッチで且つ同軸上に重複させて捲回して構成されたことを特徴とする光ファイバ磁気センサ。
【請求項２】
上記導電性物質によって被覆された光ファイバコイルが２本の光ファイバにより構成され、それぞれの光ファイバコイルに互いに逆方向に電流を流すための電源が接続されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ磁気センサ。
【請求項３】
上記光ファイバコイルの途中にタップを設けたことを特徴とする請求項１または２いずれか記載の光ファイバ磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを用いた磁気センサに係り、特に光ファイバコイルを有した光ファイバ磁気センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ファイバを用いた磁気センサは、図７に示す様な構成になっている。
【０００３】
光ファイバ磁気センサ６０は、コヒーレント光を発光する光源５１と、光源５１からの光を導く光経路５２と、光経路５２から導かれた光を分岐するための光分岐器５３と、分岐された光経路５４と、他の分岐された光経路５６と、光経路５４の途中に設けられた光変調器６１と、光経路５４の途中に設けられた磁気検出媒体５５と、光経路５４及び光経路５６から導かれる光を合波する光合波器５７と、その合波された光を導く光経路５８と、受光器６６とを備えて構成されている。
【０００４】
次に各構成の機能を説明する。
【０００５】
光源５１は、コヒーレント長Ｌｃの光源光を発生する。光経路５２は光源５１から入射された光源光を伝送する。光分岐器５３は光経路５２により伝送された光源光を分岐する。光経路５４、光経路５６は、光分岐器５３で分岐された光をそれぞれ伝送する。
【０００６】
磁気検出媒体５５は、受ける磁気の強さに応じて光経路の長さ或いは屈折率を変化させる。光変調器６１は、伝送された光に対して変調を掛け、図示しない制御回路によって与える電気的信号に対応して光経路５４の光路長若しくは屈折率を変化させる。
【０００７】
光合波器５７は、分岐された光経路５４及び他の分岐された光経路５６の光を合波し、受光器６６は光合波器５７によって合波された光を光経路５８を介して受光する。図示しない検出回路は、受光器６６からの受光信号の強さにより、磁気検出媒体５５が受けた磁気の強さを検出する。
【０００８】
受光器６６で検出される光が、次式（１）を満たし、且つ光経路５４及び他の分岐された光経路５６の偏光方向が一致した場合に、受光器６６において光干渉が検出される。
【０００９】
｜Ｌｓ−Ｌｌ｜≦Ｌｃ  ……      （１）
Ｌｓ：光経路５４の光路長
Ｌｌ：光経路５６の光路長
Ｌｃ：光源光のコヒーレント長
光ファイバ磁気センサ６０は、光変調器６１を図示しない制御回路で制御することで磁気による光干渉強度のみを分離することが可能である。磁気による光干渉強度のみを分離することで、磁気検出媒体５５による光経路長の変化或いは、屈折率の変化を精密に計測することができる。
【００１０】
光ファイバ磁気センサ６０を用いて磁気を測定する場合には、磁気検出媒体５５として光ファイバの表面に導電性物質による被覆（例えば、金属コート）を行いその光ファイバをコイル状に巻いた光ファイバコイルが用いられる。この光ファイバコイル（磁気検出媒体）５５の金属コート部分に電流を流しておく。光ファイバコイル５５に磁気が加わると光ファイバコイル５５の径方向にローレンツ力が加わり、このローレンツ力に依って光ファイバコイル５５の円周方向に力が加わり光ファイバコイル５５が歪み、光ファイバコイル５５の見掛け上の光路長が変化する。この光路長の変化を光干渉強度として計測することにより、光ファイバ磁気センサ６０による磁気計測が可能となる。
【００１１】
上記光ファイバ磁気センサ６０においては、磁気計測のために光ファイバコイル５５に電流を流している。光ファイバコイル５５は、流れる電流に依って発熱し、当該発熱により光ファイバの屈折率が変化する。従って、光ファイバ磁気センサ６０では、磁気による光経路の長さの変化と同時に、発熱による屈折率の変化をも検出してしまう。発熱による光ファイバの屈折率が原因の誤検出を解消するための策を講じた光ファイバ磁気センサの例を図８に示す（特許文献１参照）。
【００１２】
図示した光ファイバ磁気センサ６０’は、光干渉経路である他の分岐した光経路５６の途中に新たに光ファイバコイル５５’を設けたものである。光ファイバコイル５５’は前記光ファイバコイル５５と同じ形態であり、光ファイバコイル５５と同量の電流を流すことにより光ファイバコイル５５と同じだけ発熱する。従って、光ファイバコイル５５’は、発熱により光ファイバコイル５５と同様の屈折率の変化を生じる。これにより、電流による発熱に起因する光ファイバコイル５５の屈折率の変化をキャンセルすることが可能となる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−３１６２６８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、光ファイバコイル５５と光ファイバコイル５５’とが空間的に別々に存在するため、各々の光ファイバコイル５５、５５’の加熱温度を完全に同一にすることにはならない。このため加熱に起因する光ファイバコイル５５の屈折率の変化を完全には除去できないと云う問題点があった。
【００１５】
また、光ファイバコイル５５、５５’の金属コートに電流を流すため、その電流により発生した磁気の影響で、計測に誤差を与えるという問題点もあった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、光ファイバコイルを２つ使用することによる光ファイバコイルの温度不均一及び、光ファイバコイルに生じる磁気による計測誤差を低減することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、光分岐器により分岐された光経路の各々に、導電性物質によって被覆された光ファイバを螺旋状に巻いた光ファイバコイルを有し、各光経路からの光の光干渉強度により磁気を計測する光ファイバ磁気センサにおいて、上記それぞれの光ファイバコイルが略同径、同一ピッチで且つ同軸上に重複させて捲回して構成されたものである。
【００１８】
請求項２の発明は、上記導電性物質によって被覆された光ファイバコイルが２本の光ファイバにより構成され、それぞれの光ファイバコイルに互いに逆方向に電流を流すための電源が接続されたものである。
【００１９】
請求項３の発明は、上記光ファイバコイルの途中にタップを設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１は、本発明の光ファイバ磁気センサ１の好適実施の形態を示す。
【００２２】
図１に示す光ファイバ磁気センサ１は、図示しない光源からのコヒーレント光を導く光経路としての光ファイバＦ１と、光ファイバＦ１から導かれたコヒーレント光を分岐するための光カプラＣ１と、分岐された光経路としての光ファイバＦ２と、他の分岐された光経路としての光ファイバＦ３と、光ファイバＦ２の途中に設けられた磁気検出媒体としての光ファイバコイルＬ２と、光ファイバＦ３の途中に設けられた磁気検出媒体としての光ファイバコイルＬ３と、光ファイバＦ２及び光ファイバＦ３から導かれる光を合波する光カプラＣ２と、その合波された光を図示しない受光器に導く光ファイバＦ４とを備えて構成されている。
【００２３】
光ファイバコイルＬ２、Ｌ３には、ファイバ表面に導電性物質（例えば金属コート）の被覆が光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の全長に亘って設けられ、被覆された金属コートの端にタップ（以下、電極という）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が設けられている。
【００２４】
２つの光ファイバコイルＬ２、Ｌ３は、２本の光ファイバを共に巻いて構成したものである。詳しく述べると、２本の光ファイバを互いに密接させて、同じ軸の回りに同じ径で且つ同じピッチで螺旋状に重複させて捲回することにより、交互に周回する二重螺旋構造が形成されている。
【００２５】
光ファイバＦ２、Ｆ３の各々の途中に光ファイバコイルＬ２、Ｌ３が設けられている。光ファイバコイルＬ２の両端には表面の金属コートと接続された電極Ｐ１、Ｐ２が設けられている。光ファイバコイルＬ３の両端には表面の金属コートと接続された電極Ｐ３、Ｐ４が設けられている。
【００２６】
電極Ｐ１、Ｐ２から光ファイバコイルＬ２に、電極Ｐ３、Ｐ４から光ファイバコイルＬ３に、それぞれ任意の電流を供給することができる。
【００２７】
光ファイバコイルＬ２、Ｌ３は、二重螺旋構造に形成されているから、共に同じ空間を占めており形状も合同である。従って、光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の金属コートに互いに同方向に同量電流を流した場合には、光ファイバコイルＬ２、Ｌ３に同じ強度で同方向の磁気が発生する。光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の金属コートに互いに逆方向に同量電流を流した場合には、光ファイバコイルＬ２、Ｌ３に互いに同じ強度で逆方向の磁気が発生する。
【００２８】
図示した光ファイバコイルＬ２、Ｌ３に逆方向、同量の電流を流すことを実現するための回路を、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す。図２（ａ）は、前記光ファイバコイルＬ２と光ファイバコイルＬ３の金属コート部分に直列に同量の電流を流した状態を示す等価回路の回路図である。図２（ｂ）は、前記光ファイバコイルＬ２と光ファイバコイルＬ３の金属コート部分に並列に同量の電流を流した状態を示す等価回路の回路図である。図中の抵抗Ｒ１は、金属コートされた光ファイバコイルＬ２の一端にある電極Ｐ１から他端にある電極Ｐ２までの金属コートの等価抵抗値を示す。抵抗Ｒ２は、金属コートされた光ファイバコイルＬ３の一端にある電極Ｐ３から他端にある電極Ｐ４までの金属コートの等価抵抗値を示す。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、電極Ｐ２と電極Ｐ４とを接続することにより、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とが直列に接続される。例えば、電極Ｐ１に電源Ｖ１を接続し、電極Ｐ３は接地する。
【００３０】
電源Ｖ１から電極Ｐ１、抵抗Ｒ１を経て電極Ｐ２に電流を流し、電極Ｐ２から流れ出た電流をそのまま電極Ｐ４から抵抗Ｒ２を経て電極Ｐ３に流す。その結果として、光ファイバコイルＬ２と光ファイバコイルＬ３とに互いに逆方向に同量の電流を流すことが実現できる。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、電極Ｐ２と電極Ｐ３とを接続することにより、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とが並列に接続される。例えば、電極Ｐ２に電源Ｖ２を接続し、電極Ｐ１、電極Ｐ４はそれぞれ接地する。
【００３２】
電源Ｖ２から電極Ｐ２、抵抗Ｒ１を経て電極Ｐ１に電流を流すと共に、電極Ｐ３、抵抗Ｒ２を経て電極Ｐ４に電流を流す。その結果として、光ファイバコイルＬ２と光ファイバコイルＬ３とに互いに逆方向に電流を流すことが実現される。
【００３３】
図１において、上記のように光ファイバコイルＬ２、Ｌ３に電流Ｉを流しているときに、各々の光ファイバコイルＬ２、Ｌ３に磁場Ｈがある場合を考える。
【００３４】
電流が流れている光ファイバコイルＬ２に上向きの磁場Ｈが作用すると、フレミングの左手の法則に従い、光ファイバコイルＬ２にローレンツ力が掛かる。そのローレンツ力は、光ファイバコイルＬ２の径方向内側に向く。このローレンツ力は、光ファイバコイルＬ２の全長に亘り発生する。光ファイバコイルＬ２の全長に亘り径方向内側にローレンツ力が発生するので、コイル径が小さくなろうとする。このローレンツ力は、光ファイバコイルＬ２の長さを縮めるようにはたらき、磁場Ｈに比例した大きさとなる。磁場Ｈに比例した力を受けた光ファイバコイルＬ２は、力に比例する光路長の縮みを生じる。
【００３５】
一方、逆方向の電流が流れている光ファイバコイルＬ３に磁場Ｈが作用すると、フレミングの左手の法則に従い、光ファイバコイルＬ３には光ファイバコイルＬ２とは逆向きのローレンツ力が掛かる。即ちこのローレンツ力は、光ファイバコイルＬ３の径方向外側に向く。このローレンツ力は、光ファイバコイルＬ３の全長に亘り発生する。光ファイバコイルＬ３の全長に亘り径方向外側にローレンツ力が発生するので、コイル径が大きくなろうとする。このローレンツ力は、光ファイバコイルＬ３の長さを伸ばすようにはたらき、磁場Ｈに比例した大きさとなる。磁場Ｈに比例した力を受けた光ファイバコイルＬ３は、力に比例する光路長の伸びを生じる。
【００３６】
従って、光ファイバコイルＬ２と光ファイバコイルＬ３に働くローレンツ力は同じ大きさの力で且つ互いに逆方向にはたらき、光ファイバコイルＬ２が縮んだ長さだけ光ファイバコイルＬ３が等しい長さ伸びることになる。
【００３７】
光ファイバコイルＬ２に磁場Ｈが発生したことによる光路長変化をΔφＨ２とし、光ファイバコイルＬ３に上記磁場Ｈが発生したことによる光路長変化をΔφＨ３とすると、次の関係式が成り立つ。
【００３８】
ΔφＨ３＝−ΔφＨ２  ……          （２）
また、電流Ｉを流すことによって発生する熱による温度変化に起因する光ファイバコイルＬ２の光路長変化をΔφＴ２とし、光ファイバコイルＬ３に発生する光路長変化をΔφＴ３とすると、光路長変化ΔφＴ２、光路長変化ΔφＴ３は、各々光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の温度変化量に比例する。光ファイバコイルＬ２、Ｌ３に流れる電流Ｉが同じであり、当然各々の光ファイバコイルＬ２、Ｌ３から発生する熱量は等しくなり、光ファイバコイルＬ２、Ｌ３が同じ空間を占めているから、上昇する温度も等しくなる。温度が上昇した場合の各々の光路長の変化は、次の式で表すことができる。
【００３９】
ΔφＴ２＝ΔφＴ３  ……            （３）
次に、光ファイバコイルＬ２と光ファイバコイルＬ３との光干渉強度の関係について説明する。
【００４０】
光ファイバＦ２と光ファイバＦ３との光干渉強度の大きさは、光ファイバＦ２と光ファイバＦ３との光路長差即ち光ファイバコイルＬ２と光ファイバコイルＬ３の光路長差によって決まることが知られている。
【００４１】
電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に電流を流さず、磁場Ｈがないときの光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の光路長を各々φＬ２ｏ、φＬ３ｏとする。また、電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ３に電流を流し、磁気Ｈがあるときの光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の光路長を各々φＬ２、φＬ３とする。このとき、光ファイバコイルＬ２と光ファイバコイルＬ３との光路差φは、次に示すようになる。
【００４２】
φ＝φＬ２−φＬ３＝φＬ２ｏ＋ΔφＨ２＋ΔφＴ２−（φＬ３ｏ＋ΔφＨ３＋ΔφＴ３）      ……    （４）
（４）式に（２）式、（３）式を代入すると、次のようになる。
【００４３】
φ＝φＬ２ｏ−φＬ３ｏ＋２×ΔφＨ２  ……    （５）
（５）式では、発熱による光路長変化の項ΔφＴ２、ΔφＴ３が消去されているので、（５）式は、光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の各々の金属コートに電流を給電することによる発熱の影響が相殺された状態を表し、発熱及び磁気の発生による磁気計測の誤差を低減することが可能になる光ファイバ磁気センサ１を実現できることを示す。
【００４４】
以上、図１及び図２に示す実施の形態では、２本の金属コートされた光ファイバコイルＬ２、Ｌ３を二重螺旋状にコイル成形することにより、２つの光ファイバコイルＬ２、Ｌ３が共に同じ空間を占めており形状も合同であり、各々の光ファイバコイルＬ２、Ｌ３は同じ温度となる。これにより、従来発生していた光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の温度差による光ファイバコイルＬ２、Ｌ３における屈折率の差が生じなくなり、計測誤差の低減ができ、光ファイバコイルＬ２、Ｌ３が共に同じ空間を占めているため、光ファイバ磁気センサ１の小型化が実現できる。
【００４５】
また、光ファイバコイルＬ２の金属コート部分に一方向の電流を流し、他方の光ファイバコイルＬ３に光ファイバコイルＬ２とは反対方向に電流を流すことにより光ファイバコイルＬ２、Ｌ３が発生する磁気を相殺抑制し、計測誤差の低減ができる。
【００４６】
上記光ファイバコイルＬ２、Ｌ３は、各々の特性が完全に一致しないことも想定される。その原因としては、例えば光ファイバコイルＬ２、Ｌ３における線膨張率の相違、屈折率の温度変化率の相違、ヤング率の相違等が考えられる。また、被覆された金属コートの体積抵抗率の相違、被覆膜厚の相違、ヤング率の相違、線膨張率の相違等も考えられる。このような場合に、光ファイバコイルＬ２、Ｌ３に流す電流を制御することにより、各光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の光路長変化を抑えることが考えられる。
【００４７】
図３は、光ファイバコイルＬ１２と光ファイバコイルＬ１３の金属コート部分に直列に同量の電流を流す場合の光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３の構造を示す。但し、図３は光の経路及び電極の位置を示すのみであり、後述する図４に対応する電気的接続は図示していない。
【００４８】
図３に示す光ファイバ磁気センサ２は、図示しない光源からのコヒーレント光を導く光経路としての光ファイバＦ１１と、光ファイバＦ１１から導かれたコヒーレント光を分岐するための光カプラＣ１１と、分岐された光経路としての光ファイバＦ１２と、他の分岐された光経路としての光ファイバＦ１３と、光ファイバＦ１２の途中に設けられた磁気検出媒体としての光ファイバコイルＬ１２と、光ファイバＦ１３の途中に設けられた磁気検出媒体としての光ファイバコイルＬ１３と、光ファイバＦ１２及び光ファイバＦ１３から導かれる光を合波する光カプラＣ１２と、その合波された光を図示しない受光器に導く光ファイバＦ１４とを備えて構成されている。
【００４９】
光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３には、ファイバ表面に金属コートが光ファイバコイルＬ２、Ｌ３の全長に亘って設けられ、被覆された金属コートに電極Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７が設けられている。但し、電極Ｐ１６、Ｐ１７は隣接して設けられているが、電極Ｐ１６と電極Ｐ１７との間は金属コートされておらず電気的に絶縁された構造となっている。
【００５０】
２つの光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３は、２本の光ファイバを共に巻いて構成したものである。詳しく述べると、２本の光ファイバを互いに密接させて、同じ軸の回りに同じ径で且つ同じピッチで螺旋状に重複させて捲回することにより、交互に周回する二重螺旋構造が形成されている。
【００５１】
光ファイバＦ１２、Ｆ１３の各々の途中に光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３が設けられている。光ファイバコイルＬ１２の両端には表面の金属コートと接続された電極Ｐ１１、Ｐ１２が設けられている。電極Ｐ１１、Ｐ１２の中間には電極Ｐ１５が設けられている。光ファイバコイルＬ１３の両端には表面の金属コートと接続された電極Ｐ１３、Ｐ１４が設けられている。電極Ｐ１３、Ｐ１４の中間に電極Ｐ１６が設けられている。
【００５２】
また、電極Ｐ１７は、電極Ｐ１６の近傍で電極Ｐ１３側に設けられる。電極Ｐ１１、Ｐ１５、Ｐ１２から光ファイバコイルＬ１２に、電極Ｐ１３、Ｐ１７、Ｐ１４、Ｐ１６から光ファイバコイルＬ１３に、それぞれ任意の電流を供給することができる。
【００５３】
光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３は、二重螺旋構造に形成されているから、共に同じ空間を占めており形状も合同である。
【００５４】
光ファイバコイルＬ１２は、金属コート表面に設けられた電極Ｐ１５により、電極Ｐ１１から電極Ｐ１５までの部分と、電極Ｐ１５から電極Ｐ１２迄の部分とに分割されている。
【００５５】
光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１１から電極Ｐ１５までの部分は、磁気を計測する部分である。光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１５から電極Ｐ１２迄の部分は、金属コートに流す電流を制御することによって発熱による光ファイバコイルＬ１２の光路長変化を制御する部分である。
【００５６】
また、光ファイバコイルＬ１３は、金属コート表面に設けられた電極Ｐ１７、Ｐ１６により、電極Ｐ１４から電極Ｐ１６までの部分と、電極Ｐ１３から電極Ｐ１７迄の部分とに分割されている。
【００５７】
光ファイバコイルＬ１３の電極Ｐ１４から電極Ｐ１６までの部分は、磁気を計測する部分である。光ファイバコイルＬ１３の電極Ｐ１３から電極Ｐ１７迄の部分は、金属コートに流す電流を制御することによって発熱による光ファイバコイルＬ１３の光路長変化を制御する部分である。
【００５８】
図４に示す回路は、図３に示した光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３に流す電流を制御するための回路である。
【００５９】
図中の抵抗Ｒ１１は、金属コートされた光ファイバコイルＬ１２の表面に設けられた電極Ｐ１１と電極Ｐ１５との間の等価抵抗値を示しており、抵抗Ｒ１３は、金属コートされた光ファイバコイルＬ１２の表面に設けられた電極Ｐ１５と電極Ｐ１２との間の等価抵抗値を示している。
【００６０】
図中の抵抗Ｒ１２は、金属コートされた光ファイバコイルＬ１３の表面に設けられた電極Ｐ１４と電極Ｐ１６との間の等価抵抗値を示しており、抵抗Ｒ１４は、金属コートされた光ファイバコイルＬ１３の表面に設けられた電極Ｐ１３と電極Ｐ１７との間の等価抵抗値を示している。
【００６１】
図示するように、光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１５と光ファイバコイルＬ１３の電極Ｐ１３とは電気的に接続される。光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１１に電源Ｖ１１を接続し、電極Ｐ１４は接地する。
【００６２】
電流制御回路は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｊ１１、Ｊ１２と、ダイオードＤ１１、Ｄ１２と、ツェナーダイオードＤ１３と、抵抗Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９と、調整電源Ｅ１１とを備えて構成される。
【００６３】
光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１２には、ダイオードＤ１１のアノード側が接続されており、ダイオードＤ１１のカソード側には、抵抗Ｒ１５が接続されている。抵抗Ｒ１５の他端にはＦＥＴＪ１１のソース側が接続されている。ＦＥＴＪ１１のドレイン側は接地されており、ＦＥＴＪ１１のゲート側はツェナーダイオードＤ１３のカソード側及び抵抗Ｒ１７に接続されている。ツェナーダイオードＤ１３のアノード側は接地されており、抵抗Ｒ１７の他端は、調整電源Ｅ１１及び抵抗Ｒ１８に接続されている。抵抗Ｒ１８の他端は、ＦＥＴＪ１２のゲート側及び抵抗Ｒ１９に接続されている。調整電源Ｅ１１の他端及び抵抗Ｒ１９の他端は共に接地されている。
【００６４】
光ファイバコイルＬ１３の電極Ｐ１７には、ダイオードＤ１２のアノード側が接続されており、ダイオードＤ１２のカソード側には、抵抗Ｒ１６が接続されている。抵抗Ｒ１６の他端にはＦＥＴＪ１２のソース側が接続されている。ＦＥＴＪ１２のドレイン側は接地されており、ＦＥＴＪ１２のゲート側は抵抗Ｒ１８及び抵抗Ｒ１９に接続されている。
【００６５】
ＦＥＴＪ１１のゲートに印加されるゲート電圧により、光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１５から電極Ｐ１２までの金属コート部分の等価抵抗値を示す抵抗Ｒ１３に流れる電流の制御ができる。
【００６６】
ツェナーダイオードＤ１３は、定電圧ダイオードの特性を有しており、一定電圧をＦＥＴＪ１１のゲートに供給する。この電流供給により、光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１５から電極Ｐ１２までの金属コート（抵抗Ｒ１３）に流れる電流は一定となる。
【００６７】
一方、ＦＥＴＪ１２のゲートに印加されるゲート電圧により、光ファイバコイルＬ１３の電極Ｐ１３から電極Ｐ１７までの金属コート（抵抗Ｒ１４）に流れる電流の制御ができる。
【００６８】
光ファイバコイルＬ１３の電極Ｐ１３から電極Ｐ１７までの金属コートの抵抗Ｒ１４に流れる電流と、光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１５から電極Ｐ１２までの金属コートの抵抗Ｒ１３に流れる電流とは、図３の電極配置から分かるように互いに流れる方向が反対であり、それぞれの電流値は電流制御の機能を有する調整電源Ｅ１１及びＦＥＴＪ１１、Ｊ１２によって調整された値となる。
【００６９】
以上、図３及び図４に示す実施の形態では、電流制御を行うことにより、光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３の発熱の差による光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３の光路長の差の調整を行うことができる。
【００７０】
光ファイバコイルＬ１２、Ｌ１３に発生する磁気は、光ファイバコイルＬ１２の電極Ｐ１５から電極Ｐ１２間の抵抗Ｒ１３に流れる電流と、光ファイバコイルＬ１３の電極Ｐ１６から電極Ｐ１３間の抵抗Ｒ１４に流れる電流との差分に比例する。
【００７１】
図５は、光ファイバコイルＬ２２と光ファイバコイルＬ２３の金属コート部分に直列に同量の電流を流す場合の光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３の構造を示す。但し、図５は光の経路及び電極の位置を示すのみであり、後述する図６に対応する電気的接続は図示していない。
【００７２】
図５に示す光ファイバ磁気センサ３は、図示しない光源からのコヒーレント光を導く光経路としての光ファイバＦ２１と、光ファイバＦ２１から導かれたコヒーレント光を分岐するための光カプラＣ２１と、分岐された光経路としての光ファイバＦ２２と、他の分岐された光経路としての光ファイバＦ２３と、光ファイバＦ２２の途中に設けられた磁気検出媒体としての光ファイバコイルＬ２２と、光ファイバＦ２３の途中に設けられた磁気検出媒体としての光ファイバコイルＬ２３と、光ファイバＦ２２及び光ファイバＦ２３から導かれる光を合波する光カプラＣ２２と、その合波された光を図示しない受光器に導く光ファイバＦ２４とを備えて構成されている。
【００７３】
光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３には、ファイバ表面に金属コートの被覆が光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３の全長に亘って設けられ、被覆された金属コートの端に電極Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ２５、Ｐ２６が設けられている。
【００７４】
２つの光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３は、２本の光ファイバを共に巻いて構成したものである。詳しく述べると、２本の光ファイバを互いに密接させて、同じ軸の回りに同じ径で且つ同じピッチで螺旋状に重複させて捲回することにより、交互に周回する二重螺旋構造が形成されている。
【００７５】
光ファイバＦ２２、Ｆ２３の各々の途中に光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３が設けられている。光ファイバコイルＬ２２の両端には表面の金属コートと接続された電極Ｐ２１、Ｐ２２が設けられている。電極Ｐ２１、Ｐ２２の中間に電極Ｐ２５が設けられている。光ファイバコイルＬ２３の両端には表面の金属コートと接続された電極Ｐ２３、Ｐ２４が設けられている。電極Ｐ２３、Ｐ２４の中間に電極Ｐ１６が設けられている。
【００７６】
電極Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２５から光ファイバコイルＬ２２に、電極Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ２６から光ファイバコイルＬ２３に、それぞれ任意の電流を供給することができる。
【００７７】
光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３は、二重螺旋構造に形成されているから、共に同じ空間を占めており形状も合同である。
【００７８】
光ファイバコイルＬ２２は、金属コート表面に設けられた電極Ｐ２５により、電極Ｐ２１から電極Ｐ２５までの部分と、電極Ｐ２５から電極Ｐ２２迄の部分とに分割されている。
【００７９】
光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２１から電極Ｐ２５までの部分は、磁気を計測する部分である。光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２５から電極Ｐ２２迄の部分は、金属コートに流す電流を制御することによって発熱による光ファイバコイルＬ２２の光路長変化を制御する部分である。
【００８０】
また、光ファイバコイルＬ２３は、金属コート表面に設けられた電極Ｐ２６により、電極Ｐ２６から電極Ｐ２４までの部分と、電極Ｐ２３から電極Ｐ２６迄の部分とに分割されている。
【００８１】
光ファイバコイルＬ２３の電極Ｐ２４から電極Ｐ２６までの部分は、磁気を計測する部分である。光ファイバコイルＬ２３の電極Ｐ２３から電極Ｐ２７迄の部分は、金属コートに流す電流を制御することによって発熱による光ファイバコイルＬ２３の光路長変化を制御する部分である。
【００８２】
図６に示す回路は、図５に示した光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３に流す電流を制御するための回路である。
【００８３】
図中の抵抗Ｒ２１は、金属コートされた光ファイバコイルＬ２２の表面に設けられた電極Ｐ２１と電極Ｐ２５との間の等価抵抗値を示しており、抵抗Ｒ２３は、金属コートされた光ファイバコイルＬ２２の表面に設けられた電極Ｐ２２と電極Ｐ２５との間の等価抵抗値を示している。
【００８４】
図中の抵抗Ｒ２２は、金属コートされた光ファイバコイルＬ２３の表面に設けられた電極Ｐ２４と電極Ｐ２６との間の等価抵抗値を示しており、抵抗Ｒ２４は、金属コートされた光ファイバコイルＬ２３の表面に設けられた電極Ｐ２３と電極Ｐ２６との間の等価抵抗値を示している。
【００８５】
図示するように、光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２５と光ファイバコイルＬ２３の電極Ｐ２４とは電気的に接続される。光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２５に電源Ｖ２１を接続し、電極Ｐ２１、Ｐ２４、Ｐ２６は接地する。
【００８６】
電流制御回路は、ＦＥＴＪ２１、Ｊ２２と、ダイオードＤ２１、Ｄ２４と、ツェナーダイオードＤ２３と、抵抗Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７、Ｒ２８、Ｒ２９と、調整電源Ｅ２１とを備えて構成される。
【００８７】
光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２２には、ダイオードＤ２１のアノード側が接続されており、ダイオードＤ２１のカソード側には、ＦＥＴＪ２１のソース側が接続されている。ＦＥＴＪ２１のドレイン側は抵抗Ｒ２５に接続されており、抵抗Ｒ２５の他端は接地されている。ＦＥＴＪ２１のゲート側はツェナーダイオードＤ２３のカソード側及び抵抗Ｒ２７に接続されている。ツェナーダイオードＤ２３のアノード側は接地されており、抵抗Ｒ２７の他端は、調整電源Ｅ２１及び抵抗Ｒ２８に接続されている。抵抗Ｒ２８の他端は、ＦＥＴＪ２２のゲート側及び抵抗Ｒ２９に接続されている。調整電源Ｅ２１の他端及び抵抗Ｒ２９の他端は共に接地されている。
【００８８】
光ファイバコイルＬ２３の電極Ｐ２３には、ＦＥＴＪ２２のソース側が接続されており、ＦＥＴＪ２２のドレイン側にはダイオードＤ２４のカソード側が接続されている。Ｄ２４のアノード側には、抵抗Ｒ２６が接続されている。抵抗Ｒ２６の他端には電源Ｖ２１及び電極Ｐ２５が接続されている。
【００８９】
ＦＥＴＪ２１のゲートに印加されるゲート電圧により、光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２５から電極Ｐ２２までの金属コート（抵抗Ｒ２３）に流れる電流の制御ができる。
【００９０】
ツェナーダイオードＤ２３は、一定電圧をＦＥＴＪ２１のゲートに供給する。この電流供給により、光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２５から電極Ｐ２２までの金属コートの等価抵抗値を示すＲ２３に流れる電流は一定となる。
【００９１】
一方、ＦＥＴＪ２２のゲートに印加されるゲート電圧により、光ファイバコイルＬ２３の電極Ｐ２３から電極Ｐ２６までの金属コート（抵抗Ｒ２４）に流れる電流の制御ができる。
【００９２】
光ファイバコイルＬ２３の電極Ｐ２３から電極Ｐ２６までの金属コートの抵抗Ｒ２４に流れる電流と、光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２５から電極Ｐ２２までの金属コートの抵抗Ｒ１３に流れる電流とは、図５の電極配置から分かるように互いに流れる方向が反対であり、それぞれの電流値は電流制御の機能を有する調整電源Ｅ２１及びＦＥＴＪ２１、Ｊ２２によって調整された値となる。
【００９３】
以上、図５及び図６に示す実施の形態では、光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３の金属コート抵抗Ｒ２３、Ｒ２４に流れる電流差を制御し、光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３の発熱の差による光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３の光路長調整を行うことができる。また、光ファイバコイルＬ２２、Ｌ２３自身の発生する各々の磁気は、光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２５から電極Ｐ２１間の抵抗Ｒ２１及び電極Ｐ２６から電極Ｐ２２までの抵抗Ｒ２２の差分と、光ファイバコイルＬ２２の電極Ｐ２５から電極Ｐ２２間の抵抗Ｒ２３及び電極Ｐ２６から電極Ｐ２３までの抵抗Ｒ２４に流れる各々の電流の差分とを足し合わせた電流値に比例する。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバコイルを２つ使用することによる光ファイバコイルの温度不均一及び、光ファイバコイルに生じる磁気による計測誤差を低減する優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ磁気センサの実施の形態を示す二重螺旋構造を有する導線性物質被覆された光ファイバコイルの説明図である。
【図２】図２（ａ）は本発明に係る光ファイバ磁気センサの実施の形態を示す光ファイバコイルに電流を直列に供給する回路の回路図である。図２（ｂ）は本発明に係る光ファイバ磁気センサの実施の形態を示す光ファイバコイルに電流を並列に供給する回路の回路図である。
【図３】本発明に係る光ファイバ磁気センサの他の実施の実施の形態を示す二重螺旋構造を有する導線性物質被覆された光ファイバコイルの説明図である。
【図４】本発明に係る光ファイバ磁気センサの他の実施の形態を示す光ファイバコイル及び電流制御回路の回路図である。
【図５】本発明に係る光ファイバ磁気センサの更に他の実施の形態を示す二重螺旋構造を有する導線性物質被覆された光ファイバコイルの説明図である。
【図６】本発明に係る光ファイバ磁気センサの更に他の実施の形態を示す光ファイバコイル及び電流制御回路の回路図である。
【図７】従来技術の光ファイバ磁気センサを示すブロック図である。
【図８】従来技術の光ファイバ磁気センサを示すブロック図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ磁気センサ
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４  光ファイバ
Ｃ１、Ｃ２  光カプラ
Ｌ２、Ｌ３  光ファイバコイル
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  タップ（電極）
【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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