(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも発光素子と受光素子と光分岐結合素子とで成る光ループ干渉計を用いた装置であって、前記光分岐結合素子がループ状光ファイバの両端に接続されて使用する光ループ干渉計を用いた装置において、
前記光分岐結合素子を防音材で成型された密閉容器に収納し、この密閉容器を内面に防振材が施された筐体内に設置してなることを特微とする光分岐結合素子の防振防音構造。
【請求項２】
少なくとも発光素子と受光素子とループ状光ファイバの両端とが、このループ状光ファイバの途中に、またはループ状光ファイバの片端側に光遅延素子を挿入し、光分岐結合素子に接続されて成る光ループ干渉計を用いた装置において、
前記光遅延素子を防音材で成型された密閉容器に収納し、この密閉容器を内面に防振材が施された筐体内に設置してなることを特微とする光遅延素子の防振防音構造。
【請求項３】
密閉容器の外形を多角形とされ、筐体内面に前記多角形密閉容器に嵌合する防振材が施されていることを特微とする請求項１又は請求項２記載の光分岐結合素子又は光遅延素子の防振防音構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ループ干渉計を用いた装置において、光分岐結合素子及び光遅延素子への振動・衝撃による前記装置の誤動作を防ぐ光分岐結合素子及び光遅延素子の防振防音構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ループ干渉計を用いたセンサ系を採用した装置としては、光ケーブル対照器、光干渉型無切断通話器、落石検知装置等がある。この光ループ干渉計を用いたセンサ系は、基本的には発光素子（光源）と受光素子と途中に光遅延素子を挿入されているループ状光ファイバの両端とが光分岐結合素子に接続されていて、前記光源から出射された光を前記光分岐結合素子によって分岐して前記ループ状光ファイバに両端それぞれから入射させ、このループ状光ファイバ中を時計回りと反時計回りに伝搬させ、時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを前記光分岐結合素子に入射させて結合し、この結合された時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光との干渉光を前記受光素子に入射させ、この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を示す信号をこの受光素子から出力するものである。そして、光ファイバに加わる振動等の物理的変化を受けて上記伝搬光に位相変化が生じたときの上記干渉光の強度変化を検出することができるセンサを構成するものである。
【０００３】
また、この光ループ干渉計を用いたセンサ技術を光ファイバケーブル対照技術、光ファイバ心線対照技術、光ファイバ無切断通話技術，落石検知技術等に利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記光ループ干渉計を用いたセンサ系装置では、ファイバあるいはケーブルに加わる振動・衝撃を検知しているが、従来の後述する図５，図６に示すような光分岐結合素子及び光遅延素子の防振防音構造では、すなわち、光遅延素子として用いるファイバを巻いたドラムの回りにグラスウール等の振動吸収材を巻いた簡易な構造や、光分岐結合素子の回りにスポンジを配置した簡易な構造であったため、外来の振動や衝撃に影響を受ける部分が多く誤動作を引起こす頻度が多い。
【０００５】
図５は光遅延素子の従来の防振防音構造を示し、図６は光分岐結合素子の従来の防振防音構造を示す。図５において、光遅延素子であるファイバを巻いたドラム５１を金属の筐体５２の内にグラスウール等の吸収材５３でくるみ、防振ゴム（ネジつき）５４でドラム５１を固定金具５５に固定している。また、図６において、光分岐結合素子は、筐体（収納トレイ）６１内に裸で内蔵されて固定金具６２にスポンジ６３で挟みながら防振ゴム（ネジ付き）６４で固定し、筐体（収納トレイ）６１をスポンジ６３で挟むようにクロージャ６５に収容されている。
【０００６】
本発明は、光ループ干渉計を用いた各種計測センサ系装置において用いる光分岐結合素子及び光遅延素子を防振防音構造にする事により、光分岐結合素子及び光遅延素子に加わる余計な振動、衝撃、音響（ノイズ）による誤動作を防止することを提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
光ループ干渉計を用いた測定・センサ系では、ファイバあるいは光ケーブルに加わる振動・衝撃を検知しているが、本発明においては、この測定・センサ系に用いられている光分岐結合素子及び光遅延素子に加わる余計な振動、衝撃、音響による前記測定・センサ系の誤動作を防止するものである。
【０００８】
本発明の光分岐結合素子及び光遅延素子の防振防音構造は、少なくとも発光素子と受光素子とループ状光ファイバの両端とが光分岐結合素子に接続されて成る光ループ干渉計を用いた装置において、前記光分岐結合素子を防音材で成型された密閉容器に収納し、この密閉容器を内面に防振材が施された筐体内に設置してなることを特微とする。
【０００９】
また、少なくとも発光素子と受光素子とループ状光ファイバの両端とが、このループ状光ファイバの途中に、またはループ状光ファイバの片端側に光遅延素子を挿入し、光分岐結合素子に接続されて成る光ループ干渉計を用いた装置において、前記光遅延素子及び光分岐結合素子のそれぞれを防音材で成型された密閉容器に収納し、この密閉容器を内面に防振材が施された筐体内に設置してなることを特微とする。
【００１０】
さらに、前記密閉容器の外形を多角形とされ、前記筐体内面に前記多角形密閉容器に嵌合する防振材が施されていることを特微とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１２】
始めに、本発明に関わる光ループ干渉計を用いたセンサについて簡単に説明する。図４はそのセンサを示していて、駆動回路６で励起されたは発光素子（レーザ光源）１から発したレーザ光は、光分岐結合素子によって分岐されてループ状光ファイバ３の両端に入射され、このループ状光ファイバ３を時計回り方向Ａ及び反時計回り方向Ｂに伝搬する。そして方向Ａに伝搬した光及び方向Ｂに伝搬した光は、ループ状光ファイバ３のそれぞれの反対端に達した後に光分岐結合素子２にて結合され、受光素子５にて干渉光として検出され、この受光素子５で光電変換され、光強度に応じた電気信号に変換され、さらに増幅器７によって増幅されて出力される構成である。
【００１３】
ループ状光ファイバ３を伝搬してそれぞれの反対端に達した光は、伝搬方向が異なるものの、同一の光路を通過するので、損失と位相変化はほぼ同量だけ（光の可逆性）受け、振幅と位相はほぼ同等となる。そして、これらの方向Ａ及び方向Ｂに伝搬したレーザ光は光分岐結合素子２にて結合され、一定の位相で干渉を生じる。光分岐結合素子２に光ファイバカプラを使用した場合で、方向Ａの光と方向Ｂの光との位相は全体でπだけずれて分岐された場合に、ループ光路の途中で外力による位相変化を全く受けないと、戻ってきた方向Ａと方向Ｂの光もπだけずれることになり合波光の振幅は０になる。
【００１４】
図の加振点Ｐに振動を加えた時、ループ状光ファイバ３は、その振動によって、局所的に長さ方向に伸縮し、長さが変化する。その結果、光の光路長が変化し、方向Ａと方向Ｂに伝搬する光は、加振点Ｐにおいて振動の振幅に対応した位相の大きさで位相変位を生じる。この加振点Ｐで位相変位を受けた方向Ａと方向Ｂの光は、相互に反対方向のループ経路を通って光分岐結合素子２に戻ってくる。こうして、位相変位を受けた光は、光分岐結合素子２において合波されるが、通常前記の戻り経路長が方向Ａと方向Ｂとは異っているので、加振点Ｐの振動による位相変化は分岐結合素子２には同時に到達されないので、方向Ａと方向Ｂの光が合波されると、加振点Ｐの振動の振幅に対応して変化する干渉光を生じる。
【００１５】
ところが、加振点からの方向Ａと方向Ｂとの伝搬距離の差が０、すなわち光分岐結合素子２から等距離の位置にて加振すると、加振点で加振された方向Ａと方向Ｂとの伝搬光は光分岐結合素子２に同時に到着するので加振による位相がほぼ等しい状態となり、合波された干渉光には振動信号による位相変化がもたらされない。したがって、検出不能となる。
【００１６】
そこで、図のループ状光ファイバ３の点線で示す箇所に光遅延素子４（装置の諸元によって決まる長さの光ファイバを巻いたドラム）を設けることによって上記の問題点を解消している。
【００１７】
ここで、光分岐結合素子２又は光遅延素子４に外部から振動が加わると前記の方向Ａと方向Ｂからの戻り光の干渉光に位相変化を生じて、前記の加振点Ｐにおける振動による位相変化の検出に雑音となったり誤信号を発生させたりすることになる。
【００１８】
本発明は、上述した雑音や誤信号の発生を防止するためのセンサ系装置における光分岐結合素子及び光遅延素子の防振防音構造に関するものである。図１〜図３にその防振防音構造の実施例を示す。図１は光遅延素子４を防音材であるウレタン樹脂で成型した密閉容器１０に収納する状態を示す説明図であって、光遅延素子４である光ファイバ３を巻いたドラム４０１を、光ファイバ３の両端にコネクタ４０２を取付けて密閉容器の本体１１の中に収める。このとき、ドラム４０１は凸状のガイド１２に沿って挿入され、コネクタ４０２を切り口１３から出されている。そして、蓋１４を被せ、両側から板１５によって挟むようにネジ１７によって固定し、ウレタン樹脂の板１６を貼り付ける。
【００１９】
なお、光分岐結合素子２の防音対策は、上記と同様な外面を多角形とし内面を円形とした筒状のウレタン樹脂で成型した密閉容器の中に光分岐結合素子２を収める。
【００２０】
次に、上記の光遅延素子４を収納した密閉容器１０を設置するところの筐体について説明する。図２はその筐体２０に防振対策を施す状態を説明するものであって、筐体２０は２０ａ（図２（イ））と２０ｂ（図２（ロ））に分解可能とされ、それぞれの内面に、図に示すような形（密閉容器１０の形に嵌合する形）のスポンジ２１を施される。筐体２０には、リセプタ２２とゴム足２３が取り付けられている。
【００２１】
最後に、図３に示すように、密閉容器１０を筐体の片側２０ａに収め、コネクタ４０をリセプタ２２に挿入した後に、筐体の他側２０ｂを合体させて防振防音対策は終了する。
【００２２】
なお、光分岐結合素子２の防振対策は、上記と同一の形をした筐体の中に光分岐結合素子２を収容した密閉容器を設けることによって達成される。この場合、コネクタ及びリセプタはそれぞれ４個となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、光遅延素子及び光分岐結合素子に、上述した防振防音対策を施した事で光ループ干渉計を利用した各種計測システムの信頼性が飛躍的に向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る防音対策としての１つの実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係る防振対策としての１つの実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の光遅延素子の防振防音構造の１つの実施の形態を説明する説明図である
【図４】本発明に関わる光ループ干渉計を用いたセンサの構成を示すブロック図である。
【図５】従来の光遅延素子の防振防音構造を示す説明図である。
【図６】従来の光分岐結合素子の防振防音構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１  発光素子
２  光分岐結合素子
３  ループ状光ファイバ
４  光遅延素子
５  受光素子
１０  密閉容器
２０  筐体
２１  スポンジ
【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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