JP2001041817A - 光ファイバ干渉型センサおよび光ファイバ干渉型信号検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザとループ状光ファイバを用いた簡易な
構成のセンサを用いて、光ファイバに加えられる衝撃、
振動等の物理的信号を感度良く検出する。 【解決手段】 受光素子12が出力する信号に基づき、ル
ープ状光ファイバ３に加わる物理的変化を、このループ
状光ファイバ中を時計回り伝搬する光Ａと反時計回りに
伝搬する光Ｂとの間にもたらされる位相変化として検出
する。そして、パイロット信号付与手段14によってルー
プ状光ファイバに所定周波数のパイロット信号を付与
し、光分岐結合素子13を通じて出力される信号の中から
このパイロット信号を抽出してその信号レベルを観察す
る。そして、このパイロット信号の信号レベルが低い場
合には偏波面操作手段15によって時計回り伝搬光と反時
計回り伝搬光の偏波面を操作し、当該パイロット信号の
信号レベルを所定値以上に維持させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ループ状光ファイ
バ中にその開放端それぞれから光を入射して光ファイバ
中を時計回りと反時計回りに伝搬させ、互いに反対側の
開放端から出てくる伝搬光を干渉させてその干渉光の強
度変化からこのループ状光ファイバの途中に加わる振動
その他の物理的変化を検出する光ファイバ干渉型信号検
出技術に関する。

【０００２】本発明はまた、上記の光ファイバ干渉型信
号検出技術を応用した、光ファイバケーブルの切替工事
や撤去工事の際に、多数の光ファイバケーブル中から目
的とする光ファイバケーブルを対照するための光ファイ
バケーブル対照技術に適用する。

【０００３】本発明はまた、上記の光ファイバ干渉型信
号検出技術を応用した、光ファイバケーブル内の多数の
光ファイバ心線の中から目的とする光ファイバ心線を対
照するための光ファイバ心線対照技術、および対照した
光ファイバ心線を通話用回線として利用し、その光ファ
イバを切断せずに通話を行う光ファイバ通話技術に適用
する。

【０００４】

【従来の技術】従来、光ファイバとレーザを応用した干
渉型のセンサが種々提案されている。例えば、マッハ・
ツェンダ干渉計は、光源からのレーザ光を分岐して二つ
の光路を伝搬させ、この二つの伝搬光を合波して干渉さ
せることによって、各光路間で生じた位相変位を干渉縞
の変化によって検出する。

【０００５】このような光ファイバ干渉型センサ技術の
一つとして、レーザとループ状光ファイバを用いた簡易
な構成の装置を用いて、光ファイバに加わる振動等の物
理的変化を検出することができるセンサを構成できるこ
とが分かった。本願発明者らは特願平１０−１１９５６
５号出願において、これを提案した。

【０００６】また、この光ファイバ干渉型センサ技術を
光ファイバケーブル対照技術、光ファイバ心線対照技
術、光ファイバ通話技術に利用することができることも
分かった。本願発明者らは特願平１０−１３０８４６号
出願、特願平１０−１４７６３５号出願において、これ
を提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
に、光ファイバ干渉計型センサ技術の一つとして、レー
ザとループ状光ファイバを用いた簡易な構成の装置を用
いて、光ファイバに加えられる衝撃、振動等の信号をよ
り感度良く検出することができる光ファイバ干渉型信号
検出技術を提供することを目的とする。

【０００８】本発明はまた、上記の光ファイバ干渉型信
号検出技術を応用した、簡易にして安価な構成の装置を
用い、さらに精度良くケーブル対照できる光ファイバケ
ーブル対照技術を提供することを目的とする。

【０００９】本発明はまた、上記の光ファイバ干渉型信
号検出技術を応用した、簡易にして安価な構成の装置を
用い、さらに精度良く光ファイバ心線対照ができ、また
より明瞭な通話ができる光ファイバ心線対照技術および
光ファイバ通話技術を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光ファ
イバ干渉型センサは、光源と受光素子と光分岐結合素子
とから構成され、前記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前記光分岐結合素子に接続さ
れ、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前記開放部の
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、前記ループ状光フ
ァイバ中を時計回りに伝搬した時計回り伝搬光と反時計
回りに伝搬した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、前記光分岐結合素子によって結
合された前記時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを前
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において、前記ループ
状光ファイバと前記光分岐結合素子との間に取付けら
れ、当該ループ状光ファイバ中を伝搬する前記時計回り
伝搬光と反時計回り伝搬光に時間的に周期的に変化する
位相変化を付与する位相変化付与手段と、前記ループ状
光ファイバ中を伝搬する前記時計回り伝搬光と反時計回
り伝搬光の偏波面を操作する偏波面操作手段とを備えた
ものである。

【００１１】請求項１の発明の光ファイバ干渉型センサ
では、受光素子が出力する信号に基づき、ループ状光フ
ァイバに加わる物理的変化を、このループ状光ファイバ
中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する光との
間にもたらされる位相変化として検出する。そして、位
相変化付与手段によってループ状光ファイバに時間的に
周期的に変化する位相変化を付与し、光分岐結合素子を
通じて受光素子から出力される信号のレベルを観察す
る。そして、この信号レベルが低い場合には偏波面操作
手段によって時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光の偏波
面を手動操作し、前記信号レベルが高くなるようにす
る。

【００１２】この偏波面を維持することにより、ループ
状光ファイバ中を時計回りと反時計回りに伝搬する伝搬
光間の偏波面が直交状態にならないように維持できるの
で、ループ状光ファイバに加わる物理的変化により、こ
のループ状光ファイバ中を時計回り伝搬する光と反時計
回りに伝搬する光との間にもたらされる位相変化を常に
正確に検出できるようにする。

【００１３】請求項２の発明の光ファイバ干渉型センサ
は、請求項１において、前記位相変化付与手段は所定周
波数の位相変化を付与し、前記光分岐結合素子を通じて
出力される信号の中から前記所定周波数の信号の信号レ
ベルを検出する信号レベル検出手段と、前記信号レベル
検出手段が検出する前記所定周波数の信号の信号レベル
に応じて前記偏波面操作手段にて前記時計回り伝搬光と
反時計回り伝搬光の偏波面を操作させる偏波面操作制御
手段とを備えたものである。

【００１４】請求項２の発明の光ファイバ干渉型センサ
では、受光素子が出力する信号に基づき、ループ状光フ
ァイバに加わる物理的変化を、このループ状光ファイバ
中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する光との
間にもたらされる位相変化として検出する。そして、位
相変化付与手段によってループ状光ファイバに所定周波
数の位相変化を付与し、信号レベル検出手段によって光
分岐結合素子を通じて出力される信号の中から所定周波
数の信号の信号レベルを検出する。そして、この所定周
波数の信号の信号レベルが低い場合には、偏波面操作制
御手段が偏波面操作手段を制御して時計回り伝搬光と反
時計回り伝搬光の偏波面を操作させ、当該所定周波数の
信号の信号レベルが高くなるようにする。

【００１５】これにより、ループ状光ファイバ中を時計
回りと反時計回りに伝搬する伝搬光間の偏波面が直交状
態にならないように自動的に操作して、ループ状光ファ
イバに加わる物理的変化により、このループ状光ファイ
バ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する光と
の間にもたらされる位相変化を常に正確に検出できるよ
うにする。

【００１６】請求項３の発明の光ファイバ干渉型信号検
出方法は、光源から出射された光を光分岐結合素子によ
って分岐してループ状光ファイバにその開放部の両端そ
れぞれから入射させて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、前記ループ状光ファイバ
中を伝搬した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よって結合して受光素子に入射さ
せ、前記受光素子が出力する前記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
信号に基づいて、前記ループ状光ファイバに加わる物理
的変化を検出する方法において、前記ループ状光ファイ
バ中を伝搬した時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光に時
間的に周期的に変化する位相変化を付与して当該光ファ
イバ中を伝搬させ、前記光分岐結合素子を経て前記受光
素子に受光させ、前記受光素子の出力する信号の信号レ
ベルを検出し、前記信号レベルに応じて偏波面操作手段
を操作することにより、前記ループ状光ファイバの偏波
面を操作するものである。

【００１７】こうして前記信号レベルが高くなるように
偏波面操作手段を操作することにより、ループ状光ファ
イバ中を時計回りと反時計回りに伝搬する伝搬光間の偏
波面が直交状態にならないように維持して、ループ状光
ファイバに加わる物理的変化により、このループ状光フ
ァイバ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する
光との間にもたらされる位相変化を常に正確に検出す
る。

【００１８】請求項４の発明の光ファイバ干渉型信号検
出方法は、請求項３において、前記位相変化は所定周波
数の位相変化であって、前記光分岐結合素子を通じて出
力される信号の中から前記所定周波数の信号の信号レベ
ルを検出し、前記所定周波数の信号の信号レベルに応じ
て偏波面操作制御手段が前記偏波面操作手段にて前記時
計回り伝搬光と反時計回り伝搬光の偏波面を操作させる
ものである。

【００１９】これにより、ループ状光ファイバ中を時計
回りと反時計回りに伝搬する伝搬光間の偏波面が直交状
態にならないように自動的に操作して、ループ状光ファ
イバに加わる物理的変化により、このループ状光ファイ
バ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する光と
の間にもたらされる位相変化を常に正確に検出する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。なお、以下の説明では、説明を簡単
にするため、光源は直流変調されているものとし、光分
岐結合素子の光分岐結合効率は等しいものとする。

【００２１】図１は本発明の第１の実施の形態の光ファ
イバ干渉型センサの基本的な構成を示している。この実
施の形態の光ファイバ干渉型センサは、２本の光ファイ
バ１，２の一端同士を接合して一部が開放されたループ
状光ファイバ３とし、このループ状光ファイバ３の開放
端部分にセンサ本体４が接続された構成である。

【００２２】センサ本体４は、レーザ光を射出する発光
素子１１、光信号を受光して光電変換して出力する受光
素子１２、発光素子１１からのレーザ光をループ状光フ
ァイバ３の開放部分の両端それぞれに分岐して入射さ
せ、また、ループ状光ファイバ３中を時計回り、反時計
回りに伝搬してきた光信号を結合して受光素子１２に出
力する光分岐結合素子１３を備えている。なお、以下の
説明では、便宜上、図を上から見て時計回りに伝搬する
光をＡ、反時計回りに伝搬する光をＢとして説明する。

【００２３】センサ本体４はさらに、ループ状光ファイ
バ３に所定周波数の振動をパイロット信号として加振す
るパイロット信号回路１４と、ループ状光ファイバ３の
一部に介挿され、直線部の光ファイバ軸を中心に回転ま
たは捻回させてその位置をＣ，Ｄに変化させることによ
り、光ファイバ３中の伝搬光の偏波面を変化させること
のできるファイバコイル１５を備えている。

【００２４】このファイバコイル１５は、光ファイバを
捻回し易くするために、光ファイバを数回巻いて巻始め
と巻終りをほぼ同一軸になるようにコイル取りしたもの
である。なお、ループ状光ファイバ３の一部で光の偏波
面を変化させるには光ファイバ３の一部を捻回するだけ
でもよいので、ファイバコイル１５を使用しなくてもよ
い。

【００２５】この光ファイバ干渉型センサでは、発光素
子１１からのレーザ光は光分岐結合素子１３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および反時計回
り方向Ｂに伝搬する。そして方向Ａに伝搬した光（「Ａ
波」と称する）および方向Ｂに伝搬した光（「Ｂ波」と
称する）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１３にて結合され、フォト
ダイオードで成る受光素子１２にて干渉光として検出さ
れ、この受光素子１２で光電変換され、出力される構成
である。

【００２６】ループ状光ファイバ３を入射する光は、光
分岐結合素子１３に光ファイバカプラを使用した場合、
クロスポート側がπ／２ずれるので、方向Ａの光と方向
Ｂの光との位相はπ／２ずれる。そして、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方向Ａの
伝搬光と方向Ｂの伝搬光とは、伝搬方向が異なるもの
の、同一の光路（ループ状光ファイバ３）を通過するの
で、損失と位相変化はほぼ同量だけ（光の可逆性によ
る）受けた後、光分岐結合素子１３にて再び合成され、
一定の位相で干渉を生じる。

【００２７】光分岐結合素子１３に光ファイバカプラを
使用した場合、この光分岐結合素子１３に対する再通過
の際にクロスポート側を通過する光がさらにπ／２ずれ
るので、方向Ａの光と方向Ｂの光との位相はさらにπ／
２ずれて、全体でπだけずれることになる。

【００２８】通常の受光素子１２の光電変換において
は、光の位相情報を変換せず、その強度情報のみ変換す
るので、ほぼ一定の直流信号（光源の直流信号）が受光
素子１２から出力される。光分岐結合素子１３に光ファ
イバカプラを使用した場合には、方向Ａの伝搬光と方向
Ｂの伝搬光との間で位相が全体でπずれるので、出力は
理想的な条件下ではほぼ０になる。

【００２９】図２は、本発明の光ファイバ干渉型センサ
の加振点に振動を加えた時の状態を示す。発光素子１１
はレーザ光を出力する。加振点Ｐで振動を加えられて変
化した光は、ループ状光ファイバ３を時計回り方向Ａお
よび反時計回り方向Ｂに伝搬する。また、受光素子１２
で光電変換され、受光強度に応じた大きさの電気信号と
して出力される。

【００３０】次に、図３を参照して、加振点に振動が加
わった場合の状態変化を説明する。同図（ａ）に示す波
形Ｖの振動で加振点を振動させると、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において同図
（ｂ）に示すように振動Ｖの振幅に対応した位相の大き
さで位相変位を生じる。すなわち、方向Ａに伝搬する光
と方向Ｂに伝搬する光とは進行方向が逆なので、ループ
状光ファイバ３の光路長が変化することによって、逆方
向で等量の位相変位を受ける。こうして、加振点Ｐで振
動Ｖを加えられて変化した光は、ループ状光ファイバ３
を時計回り方向Ｂおよび反時計回り方向Ａに伝搬した
後、光分岐結合素子１３において合波され、さらに受光
素子１２で光電変換され、受光強度に応じた電気信号に
なり、これが振動信号として出力される。

【００３１】図４は、ループ状光ファイバ伝搬後の受光
素子（フォトダイオード）１２における方向Ａに伝搬す
る光と方向Ｂに伝搬する光との位相状態を示す。光分岐
結合素子１３において、方向Ａに伝搬する光と方向Ｂに
伝搬する光は同図（ａ）に示すように位相変位する。す
なわち、Ａ波とＢ波は加振点からの伝搬距離に差に応じ
た遅延ｔ１を有して同様に位相変位を受けるので、光分
岐結合部１３において合波された光は、同図（ｂ）に示
すようにその包絡線Ｅが振動の振幅に対応して変化する
干渉光を生じる。すなわち、光は周期１０^-15ｓｅｃ程
度の波動なので１０^-4ｓｅｃ程度のタイムスパンでは、
光強度の変化は振幅の包絡線Ｅで表わされる。その結
果、受光素子１２からは光の強度に対応した電気出力が
得られるので、同図（ｃ）に示すように加振された振動
信号にほぼ一致した波形の電気信号Ｆが出力される。な
お、信号が０（無い）のときは、受光素子１２の電気出
力はほぼ０となる。

【００３２】次に、本発明の光ファイバ干渉型センサの
具体的な構成を式に基づいて説明する。なお、以下の説
明においては、説明を簡単にするために、図１の光ファ
イバ干渉型センサにおいて発光素子１１にレーザダイオ
ードを使用し、かつレーザ光は直流変調されているもの
とし、光分岐結合素子１３には光分岐結合効率が等しい
３ｄＢ光カプラを使用しているものとする。

【００３３】レーザダイオード１１からの光は３ｄＢ光
カプラ１３を通過して時計周りの光Ｂと反時計周りの光
Ｂとにほぼ同じパワーで伝搬する。それぞれの２つの光
Ａ，Ｂは３ｄＢカプラ３で再度結合され、光Ａ，Ｂが同
時に受光素子であるフォトダイオード１２で検出され
る。そして、２つの光による干渉の結果が光の検出電流
として現れる。

【００３４】光Ａ、光Ｂは同一の光源の光から分岐され
て同一のループ状光ファイバ３内を伝搬してくるので、
同時刻に光源から放出された光は同時刻に光分岐結合素
子１３に達して結合し、途中で位相変位がなければ同一
位相で干渉する。加振点Ｐにおいて光ファイバ３に振動
を加えると、光ファイバ３が局所的に伸縮して、伝搬す
る光信号の位相に振動と同一周期の変動をもたらす。

【００３５】図３（ｂ）において、φ(t)は、加振点Ｐ
でのファイバ３中を伝搬する光の電界に加わる位相変位
量である。ある時刻に光源であるレーザダイオード１１
から放出された光がそれぞれファイバ３中を伝搬して加
振点Ｐにおいて光Ａの電界が位相変位を受けた時刻をｔ
ａとする。また、同じ時刻に光源１から放出され分岐さ
れた光Ｂの電界は、加振点Ｐまでの光路長が光Ａより長
いために、加振点Ｐには光Ａより時間的に遅れて到着す
る。その遅れて到着した光Ｂが位相変位を受けた時刻ｔ
ｂとする。したがって、その時の光Ａの電界が受けた位
相変位φ(ta)と光Ｂの電界が受けた位相変位φ(tb)は、
光路差による到達時間差により同じではなくなってしま
う。なお、加振点Ｐの挿入位置によりｔａとｔｂの時間
差は変化する。また、その時間差により位相変位の差に
も変化が生じる。

【００３６】光Ａ，Ｂの電界が加振点Ｐを通過してある
位相変位を受け、３ｄＢ光カプラ１３で再び重ね合わさ
れ、フォトダイオード１２に入射される直前の光Ａ，Ｂ
の電界の位相変位波形φ_Aとφ_Bは図４（ａ）のようにな
る。

【００３７】いま光Ａに加振点Ｐで加えられた位相変位
をφ(ta)、光Ｂの位相変位をφ(tb)とする。また光の角
周波数をωo、光カプラ１３により分岐された光Ａ，Ｂ
の電界の振幅をそれぞれＡ，Ｂとし、ループ状光ファイ
バ３の光路長は光Ａの時計周り方向、光Ｂの反時計周り
方向とも同じで、また偏波の影響は計算を簡単にするた
め無視することとする。

【００３８】このとき、フォトダイオード１２の受光面
で加振（位相変位）の影響を受けた光Ａの電界は次の数
１式となる。

【００３９】

【数１】 また、光カプラ１３においては、結合光（クロスポート
側）は透過光（スルーポート側）に対して位相がπ／２
遅れ、光Ｂは光カプラ１３の結合ポートを２回通過する
ため、光Ｂの電界は次の数２式となる。

【００４０】

【数２】 そして、フォトダイオード１２には、数１，２式の電界
が重なって入力され、受光された光電流はパワーに比例
するので、出力電流をＩとすると、数３式のように表わ
される。

【００４１】

【数３】 この数３式を展開整理し、フォトダイオード１２の検出
できない光の角速度の項を無視すると、出力電流Ｉは次
の数４式となる。

【００４２】

【数４】 数４式より、光電流に再生される信号には、|φ(ta)−
φ(tb)＋π|の変化が現れることになり、元の加振点Ｐ
での位相変位φ(t)、すなわち加振点Ｐでの振動の振幅
変位に対応する変化が現れることになる。

【００４３】ここで、加振点Ｐがループ状光ファイバ３
のちょうど中点である場合、φ(ta)=φ(tb)となり差分
が０になると、数４式の値は定数となって信号の変化が
現れない。また中点近傍で|φ(ta)−φ(tb)＋π|の再生
信号レベルがノイズレベルより小さい時には、再生信号
を検出することができない。したがって、再生信号が十
分に検出できるレベルを確保するには、|φ(ta)−φ(t
b)＋π|を十分大きくする必要がある。そこで、図５に
示したように、ループ状光ファイバ３の中点に、装置の
諸元によって決まる適当な長さの光ファイバのドラムで
構成した光遅延素子６を挿入することによって、時間差
ｔａ−ｔｂを十分に確保して信号の再生が可能になる。
ただし、光遅延素子６の挿入個所は特にループ状光ファ
イバ３の中間点に限定されるわけではなく、光分岐結合
素子１３とループ状光ファイバ３との接続部分や、ルー
プ状光ファイバ３上の他の適当な個所であってもよい。

【００４４】なお、上記の各実施の形態では光分岐結合
素子１３に対する光入力を発光素子１１によって行い、
また光分岐結合素子１３からの光出力を受光素子１２に
よって光電変換し、その電気信号を利用する構成にし
た。しかしながら、これらの発光素子１１と受光素子１
２は信号処理装置側に組み込む図６に示した構成にし
て、センサ本体４側には光分岐結合素子１３に対して光
信号を入力し、またそれから光信号を取り出すための入
力端子１６と出力端子１７だけを設け、別途に発光素子
と受光素子、そして発光素子に対する駆動回路や受光素
子に対する増幅回路を含む信号処理装置をこれらの入力
端子１６と出力端子１７に接続するようにしてもよい。

【００４５】さらに、上記のように加振点Ｐをループ状
光ファイバ３の中間点から大きく外れた位置にして加振
し、あるいは図５に示したように光ファイバ３の中間部
分に光遅延素子６を挿入した構成にしても、何らかの要
因で光ファイバ３中を伝搬する光の偏波面が変化し、方
向Ａの伝搬光と方向Ｂの伝搬光との偏波面が直交状態に
なれば、これらの光Ａ，Ｂ間に干渉が起こらなくなり、
受光素子１２の出力は前記数４式の加振点Ｐでの振動の
振幅変位の項が０となって、加振点Ｐでの振動が測定で
きなくなってしまう。このような状態を避けるには、本
実施の形態では、振動検出に先立って、また使用中の適
宜のタイミングでセンサ本体４に設けたパイロット信号
回路１４によりループ状光ファイバ３に対して所定の周
波数の振動を加振し、受光素子１２が出力する伝搬光
Ａ，Ｂの干渉光のレベルを監視し、干渉光のレベルが０
に近いような場合や受光素子１２が所定周波数の振動信
号を出力しない場合には伝搬光Ａ，Ｂ間の偏波面が直交
状態に近い状態になっているものとみなされる。そし
て、この場合には、ファイバコイル１５をそれまでＣ状
態であればＤ状態に変え、またそれまでＤ状態であれば
Ｃ状態に変える操作をする。あいるは、Ｃ，Ｄ間で干渉
光のレベルがあらかじめ定めた所定値以上になる状態ま
たは最大になる状態にファイバコイル１５を操作する。

【００４６】そしてこの操作の後、受光素子１２の出力
の干渉光のレベルが増大するか、出力に所定周波数の振
動信号が現れるようになれば、伝搬光Ａ，Ｂ間の偏波面
が直交状態になっていたのを回避できたことになり、こ
の干渉光のレベルが最良な状態になるように操作した後
に振動検出を行うことにするのである。

【００４７】なお、ファイバコイル１５に代えて偏波コ
ントローラを利用し、これによって受光素子１２の出力
する振動信号が最大となるように偏波面角度を調整する
構成とすることができる。

【００４８】ここで、振動を加えてＡ，Ｂの伝搬光に所
定の周波数の位相差を与えて干渉させた光をフォトダイ
オード１２から出力させて偏波コントロールする理由
は、時間的に周期的に変化する位相差が加わらない状態
では、フォトダイオード１２の出力はほとんど０になっ
てしまって（すなわち、数４式において、Ａ＝Ｂ，φ
（ta）＝φ（tb）とすると、Ｉ＝０となるから）、コン
トロール信号を得られないからである。したがって、こ
こで振動の代わりに他の手段でＡ，Ｂの伝搬光に時間的
に周期的な位相差が加わるようにしてこの周期的な信号
にて偏波コントロールしてもよい。

【００４９】

【実施例】このような、光ファイバ干渉型センサの具体
例を説明する。長さ１０ｋｍの波長１．３μｍ用の単一
モード光ファイバ（ＳＭＦ）１，２をループ状にして、
その両端を光カプラ１３に接続し、光カプラ１３の反対
側に１．３μｍの半導体レーザ１１とＰＩＤ受光素子１
２を接続して光ファイバ干渉型センサを構成した。半導
体レーザ１１にはＣＷ発振回路を接続し、直流信号でレ
ーザをＣＷ発振させた。ＰＩＤ受光素子１２には、増幅
回路を接続して、その出力をオシロスコープで観測し
た。

【００５０】そして伝搬光Ａ，Ｂ間の偏波状態を確認す
るために、パイロット信号回路１４には１０ｋＨｚ（こ
れに限定されるわけではなく、機器の特性に応じてそれ
よりも高い周波数あるいは低い周波数を用いることがで
きる）の振動発生器に小型スピーカを接続したものを使
用して、ループ状光ファイバ３の一部の上に小型スピー
カを置き、また数回巻きのファイバコイル１５をループ
状光ファイバ３の一部に挿入した。

【００５１】そして振動発生器によって発生させたスピ
ーカの振動によってループ状光ファイバ３にパイロット
信号として１０ｋＨｚの振動を加え、受光素子１２の出
力を見ながら、ファイバコイル１５をＣ状態とＤ状態と
の間で切り替えて受光素子１２の出力信号がより高いレ
ベルになる状態を確認し、その状態にファイバコイル１
５をおいた。これにより、ループ状光ファイバ３中の伝
搬光Ａ，Ｂの偏波面が直交状態になるのを避けることが
できた。

【００５２】この状態で、次に、実際の振動検出試験に
移行するのであるが、上記パイロット信号回路１４とし
て利用した振動発生器とは別の、しかしながら機能的に
同様の振動発生器を利用し、これを加振点Ｐに置き、振
動発生器にてパイロット信号と明確に区別が付けられる
周波数、例えば２．５ｋＨｚの振動信号を発生させ、振
動発生器に接続したスピーカによってループ状光ファイ
バ３に２．５ｋＨｚの振動を加え、受光素子１２の出力
を見た。

【００５３】結果的に、受光素子１２に接続されている
増幅回路の出力から２．５ｋＨｚの信号が、ほぼ歪み無
しに観測された。

【００５４】ここで、受光素子の出力を、パイロット信
号の周波数を透過するフィルタを経て検出することによ
り、より正確な偏波状態の確認ができる。

【００５５】なお、この光ファイバ干渉型センサを構成
するのに有効な構成は、本願発明者らによる先の出願に
特願平１１−０７０８０３号に記載したものと同様のも
のを基本とするものであり、まとめてみると、以下の通
りである。

【００５６】基本実験系として図７に示したものを用い
たが、この構成は次の通りである。長さが共に２０ｋｍ
の２本の光ファイバ２１，２２の一方の端部にマスター
ユニット２３を光コネクタ２４によって接続し、２本の
光ファイバ２１，２２それぞれの他方の端部に２ｍの補
助光ファイバ２５，２６を接続した。そして片側の補助
光ファイバ２６の一部を曲げて、その曲げ部分２７にロ
ーカルユニット２８を取り付けた。さらに、補助光ファ
イバ２５，２６の反対側の端部間には２ｋｍの光遅延素
子２９を接続した。光ファイバ２１，２２のマスターユ
ニット２３側の端部にはパイロット信号回路１４、ファ
イバコイル１５を取り付けた。そしてパイロット信号回
路１４によって１０ｋＨｚの振動を光ファイバ２１に加
えた。

【００５７】光ファイバはすべてＳＭＦ（単一モードフ
ァイバ）を使用し、光コネクタ２４等にはすべてＦＣコ
ネクタを使用した。

【００５８】マスターユニット２３には、図２に示した
発光素子１１としての１．５５μｍ波長のＤＦＢレーザ
ダイオード（Distributed Feedback Laser Diode）、こ
の駆動回路としてパルス変調を行うパルス回路、受光素
子１２としてのフォトダイオード、光分岐結合素子１
３、そして受光素子１２の出力する電気信号を増幅する
増幅回路を含み、さらに、発光素子１１のレーザ光に音
声からマイクによって変換した電気信号を重畳するため
のマイク端子３０、受光素子１２から増幅回路を経て出
力される信号を音声信号に変換するイヤホンを接続する
ためのイヤホン端子３１を備えている。

【００５９】またローカルユニット２８には、補助光フ
ァイバ２６の曲げ部分２７から漏洩する光信号を受光す
る受光素子（図示せず）、この受光素子の電気出力信号
を音声信号に変換するイヤホンを接続するためのイヤホ
ン端子３２、曲げ部分２７に対して音声信号をマイクに
よって変換した電気信号を入力して振動を生起させるマ
イク端子３３を備えている。光路差が大きいほど再生さ
れる信号が大きくなるので、このローカルユニット２８
の設置場所をできるだけ光路差がでる位置に設定するの
が好ましい。

【００６０】なお、上記ではループ状光ファイバの加振
点に加えられた振動を再生するセンサについて説明し
た。この装置によって振動の忠実な再生ができることか
ら、この技術を応用して、ローカルユニット２８で音声
信号を電気信号に変換し、さらにこれを振動信号にして
ループ状光ファイバ３に振動を付与し、センサ本体４で
これを音声信号に再生するようにし、また逆にマスター
ユニット２３で音声信号を電気信号に変換して光信号に
付与し、これをローカルユニット２８で再生するように
すれば、無切断の双方向の通話装置として利用すること
が可能となる。

【００６１】また、以上の実施の形態において、光分岐
結合素子１３に光ファイバカプラ、光導波路カプラなど
の光カプラを使用したが、ハーフミラーを使用した他の
光分岐結合素子を使用することもできる。また、単一モ
ード光ファイバを使用したが、振動が低周波で光ファイ
バが短尺の場合には、多モード光ファイバを使用するこ
ともできる。また、光源にレーザ光源を使用したが、光
ファイバが短尺で、振動が低周波の場合はＬＥＤなどの
他の光源も使用できる。また、本センサを光ファイバに
外部から加わる振動のセンサとしたが、例えば衝撃、圧
力、張力、温度などの振動以外に光ファイバに外部から
加えられて伝搬光の位相変位をもたらすような物理量の
センサとしても使用することができる。また、光ファイ
バループ３の全体を物理量検知用のセンシング部とする
ことができる。さらに、光ファイバループ３は１重に限
らず、多重ループにすることにより、より感度を向上さ
せることができる。

【００６２】さらにまた、上記の実施の形態ではパイロ
ット信号回路１４とファイバコイル１５とをループ状光
ファイバ３の開放部分の反対端の各端部近くに設けた
が、この位置に限定されることはなく、両者の位置が反
対の端部近くであってもよいし、また両者がいずれかの
片側の端部近くに並ぶように設置されていてもかまわな
い。

【００６３】次に、本発明の光ファイバ干渉型センサの
第２の実施の形態を、図８に基づいて説明する。第２の
実施の形態の光ファイバ干渉型センサは、パイロット信
号に対する受光素子の検出信号レベルに基づき、偏波面
操作手段として採用したファイバコイル１５の姿勢を自
動的に変化させる機能を備えたことを特徴とする。

【００６４】図８は第２の実施の形態の光ファイバ干渉
型センサの構成を示している。センサ本体１００におけ
る光コネクタ１０１Ａ，１０１Ｂは、ループ状光ファイ
バ３の開放部分の両端それぞれに接続される。アイソレ
ータ１０２は、光の方向性結合器であって、発光素子１
０３からの光を光分岐結合素子１０４に入力すると共
に、光分岐結合素子１０４から発光素子１０５への光の
入力を阻止する。光出力安定化回路１０６は発光素子１
０３をパルス発光させると共にそのパルス発光出力を一
定に保ち、変調回路１０７は発振器１０８の発振周波数
により光パルスをＦＭ変調する。なお、用途によっては
発光素子１０３を直流発振させてもよく、その場合には
変調回路１０７、発振回路１０８は不要である。

【００６５】光分岐結合素子１０４は、アイソレータ１
０２から入力される光を分岐して光コネクタ１０１Ａ，
１０１Ｂに出力し、また光コネクタ１０１Ａ，１０１Ｂ
から入力される光を結合して受光素子１０５へ出力す
る。受光素子１０５は、光分岐結合素子１０４から出力
される光を受けて光電変換して増幅回路１１０に出力
し、増幅回路１１０はその入力を増幅して出力端子１１
１から外部に検出信号として出力する。この出力端子１
１１からの出力は、スピーカまたはイヤホンに出力して
音声信号に変換し、作業者に音声にして検出信号を聞か
せ、あるいはここに接続されるオシロスコープによって
波形観測する。

【００６６】加振点Ｐをループ状光ファイバ３の中点近
くに設定する場合、Ａ方向、Ｂ方向の伝搬光の光路長が
ほぼ等しくなり、両光による干渉現象の変化が小さくな
ることがあるので、これを避けるために、光コネクタ１
０１Ｂ（または１０１Ａ）の部分に光遅延素子１１２を
挿入することにより、Ａ方向、Ｂ方向の伝搬光の光路長
に大きな差を持たせるようにしている。しかしながら、
この光遅延素子１１２は必要に応じて採用すればよいも
ので、必要がなければ用いなくてもかまわない。

【００６７】そして本発明の特徴としてのパイロット信
号回路１１４はループ状光ファイバ３に対して所定の周
波数、例えば、２．５ｋＨｚの物理的振動を加えるため
のもので、ループ状光ファイバ３につながる光コネクタ
１０１Ａ側に設けられ（これは、光コネクタ１０１Ｂ側
でもかまわない）、さらに偏波面操作手段として数回巻
きの光ファイバコイル１１５が、光遅延素子１１２とは
別に光分岐結合素子１０４と光コネクタ１０１Ａとの間
（これも光コネクタ１０１Ｂ側でもかまわない）に挿入
されている。

【００６８】フィルタ１１６は、受光素子１０５から増
幅回路１１０を介して出力される振動信号からパイロッ
ト信号を取り出すためのもので、このフィルタ１１６を
通過したパイロット信号がパイロット信号レベル検出回
路１１７に入力される。パイロット信号レベル検出回路
１１７は、パイロット信号レベルを検出し、光ファイバ
制御回路１１８に出力する。光ファイバ制御回路１１８
は、パイロット信号レベルに対応して、つまり、伝搬光
Ａ，Ｂの偏波面の一致の度合いに対応して光ファイバ制
御信号を出力する。光ファイバ制御装置１１９は、光フ
ァイバ制御回路１１８から光ファイバ制御信号を受ける
と光ファイバコイル１１５を回転させ、あるいは光ファ
イバの一部を捻回させることにより伝搬する光信号の偏
波面が回転して光ファイバの偏波状態を変化させる働き
をする。

【００６９】次に、上記構成の第２の実施の形態の光フ
ァイバ干渉型センサの動作を説明する。振動検出に先立
って（また使用中も必要に応じて適宜のタイミングで、
さらには使用中に連続的に）、パイロット振動信号をル
ープ状光ファイバ３に加えて、ループ状光ファイバ３中
を伝搬する時計回り伝搬光Ａと反時計回り伝搬光Ｂとの
偏波面の相関状態を検査する。

【００７０】このために、発光素子１０３により所定の
変調レーザ光を発光させ、光分岐結合素子１０４により
分岐させてループ状光ファイバ３に時計回り伝搬光Ａと
反時計回り伝搬光Ｂとして入射させる。そして、パイロ
ット信号回路１１４により、所定周波数の振動をループ
状光ファイバ３に加える（なお、この実施の形態では、
ループ状光ファイバ３そのものではなく、このループ状
光ファイバ３に接続される光ファイバで形成される接続
用光ファイバの部分に加振されるが、効果は同様であ
る）。

【００７１】伝搬光Ａ，Ｂはループ状光ファイバ３中を
伝搬し、光分岐結合素子１０４により再び結合されて受
光素子１０５に出力されて光電変換され、増幅回路１１
０で増幅された後にフィルタ１１６に入力される。フィ
ルタ１１６は、上述したように、振動周波数の信号を通
過させるものであり、ループ状光ファイバ３に外部から
振動信号が加振された場合、その振動信号が忠実に受光
素子１０５の出力に現れるので、パイロット振動信号が
フィルタ１１６を経てパイロット信号レベル検出回路１
１７に入力される。

【００７２】パイロット信号レベル検出回路１１７で
は、フィルタ１１６を経て入力されてくる信号のレベル
を検出し、これを光ファイバ制御回路１１８に出力す
る。制御回路１１８では、パイロット信号の信号レベル
を見て、これが所定値に近くなるように、光ファイバ制
御装置１１９に姿勢操作信号を出力し、光ファイバ制御
装置１１９はファイバコイル１１５を回転させる。この
ようにして、常にパイロット信号の検出レベルが最良の
状態になるよう光ファイバの偏波状態を制御しつつ、本
来の振動検出を実行する。

【００７３】この信号検出作業では、第１の実施の形態
と同様に、発光素子１０３からのレーザ光を光分岐結合
素子１０４を介してループ状光ファイバ３に入射させ
る。そして、加振点Ｐに振動を加え、受光素子１０５の
出力信号を検出する。

【００７４】前記所定値は、例えば、センサ１００を光
ファイバ３に接続した初期の状態でファイバコイル１１
５を回転させたときに測定される信号レベルの最大値と
して設定できるようにしてもよい。あるいは所定値で初
期設定せずに、信号レベルが常に最大となるよう制御し
てもよい。

【００７５】この第２の実施の形態によれば、パイロッ
ト信号の信号レベルを検出して、ループ状光ファイバ中
の伝搬光Ａ，Ｂの偏波面が最良の状態になるように自動
的に光ファイバコイルを操作しながら、振動検出するこ
とができ、正確に振動検出できる。

【００７６】パイロット信号の周波数を、振動検出する
対象の周波数範囲と重複しないようにすることにより、
振動検出中も連続的に検出することができ、偏波状態を
制御することができる。

【００７７】なお、上記の光ファイバ干渉型センサ１０
０で、パイロット信号回路１１４とファイバコイル１１
５の挿入位置は、ループ状光ファイバ３の途上、または
それらの光分岐結合素子に至るまでの延長線上にあれば
特に図示の位置に限定されるものではない。

【００７８】また、ファイバコイル１１５に代えて偏波
コントローラを採用することもできる。そしてその場合
には、図８における光ファイバ制御回路１１８の部分に
偏波コントローラ制御回路を設け、光ファイバ制御装置
１１９の部分に偏波コントローラ制御装置を設けること
になる。

【００７９】さらに、この第２の実施の形態の構成の光
ファイバ干渉型センサも、第１の実施の形態と同様に、
光ファイバケーブル対照技術、光ファイバ心線対照技
術、また光ファイバ通話技術に応用することができる。
また、図５に示したように、ループ状光ファイバ３の適
当な個所に光遅延素子６を挿入することにより、加振点
Ｐの位置に制限を受けなくすることができる。

【００８０】またさらに、上記の第１および第２の実施
の形態の光ファイバ干渉型センサでは、ループ状光ファ
イバに外部から加わる振動のセンサとしたが、例えば衝
撃などの振動以外に光ファイバに外部から加えられて伝
搬光の位相変位をもたらすような物理量、例えば、曲げ
力、引張力、圧力、温度変化などのセンサとしても広く
使用することができる。また、光ファイバループ全体を
物理量検知用のセンシング部とすることができる。さら
に、光ファイバループは１重に限らず、多重ループにす
ることにより、より感度を向上させることができる。ま
たさらに、センシング部に、物理量を伝搬光の位相変位
に効率よく変換するような変換素子（電界、磁界などの
電気光学センサ、圧力などの物理光学センサなど）を用
いることもできる。

【００８１】次に、本発明の第３の実施の形態の光ファ
イバケーブル対照器を図９に基づいて説明する。第３の
実施の形態の光ファイバケーブル対照器は、図８に示し
た第２の実施の形態の光ファイバ干渉型センサの原理を
応用したものである。

【００８２】ケーブル対照作業では、とう道やマンホー
ルなどの作業現場に布設されている多数本のケーブルの
中から目的とする光ファイバケーブルを探索する。その
作業では、例えば、電話局や中継局において撤去、交換
を決定したケーブルを光送受信機器から切り離して作業
を開始し、順繰りにある地点から次の地点まで撤去作業
を進めるので、目的とするケーブルの両端は特定されて
いる。しかしながら、中間点では多数のケーブルが布設
されているために、対照ケーブルを直ちに特定すること
ができない。そこで、図９に示す光ファイバケーブル対
照器を用いて多数本のケーブルの中から目的とする光フ
ァイバケーブルを対照する。

【００８３】図９に示したケーブル対照器３００は、対
照ケーブル３０１の一端において対照ケーブル３０１内
の任意の２本の光ファイバ３０２，３０３に接続する。
途中点（ケーブル対照作業を行なう地点）において、加
振器３０５により多数のケーブルそれぞれに順に振動を
加え、対照ケーブル３０１の他端３０６においては、光
ファイバ３０２，３０３の他端同士を光コネクタ３０７
により接続することによってループ状光ファイバを形成
する。

【００８４】そしてこの光ファイバケーブル対照器３０
０では、対照ケーブル３０１の一端において、ループ状
に接続された２本の光ファイバ３０２，３０３に端部か
ら光信号を入射させ、同じ光ファイバ３０２，３０３か
ら戻ってくる伝搬光を受信して所定の加振信号をその伝
搬光から検出することができるか否かにより、加振器３
０５で加振している光ファイバケーブルが目的とする対
照ケーブル３０１であるかどうかを判定する。

【００８５】この光ファイバケーブル対照器３００にお
いて、光コネクタ３１１Ａ，３１１Ｂは、光コネクタ３
０７によって接続されてループ状になった対照ケーブル
３０１内の光ファイバ３０２，３０３の開放部分の両端
それぞれに接続される。アイソレータ３１２は、光の方
向性結合器であって、発光素子３１３からの光を光分岐
結合素子３１４に入力すると共に、光分岐結合素子３１
４から発光素子３１５への光の入力を阻止する。光出力
安定化回路３１６は発光素子３１３をパルス発光させる
と共にそのパルス発光出力を一定に保ち、変調回路３１
７は発振器３１８の発振周波数により光パルスを変調す
る。なお、用途によっては発光素子３１２を直流発振さ
せてもよく、その場合には変調回路３１７、発振回路３
１８は不要である。

【００８６】光分岐結合素子３１４は、アイソレータ３
１２から入力される光を分岐して光コネクタ３１１Ａ，
３１１Ｂに出力し、また光コネクタ３１１Ａ，３１１Ｂ
から入力される光を結合して受光素子３１３へ出力す
る。受光素子３１３は、光分岐結合素子３１４から出力
される光を受けて光電変換して増幅回路３２０に出力
し、増幅回路３２０はその入力を増幅して出力端子３２
１から外部に検出信号として出力する。この出力端子３
２１からの出力は、スピーカまたはイヤホン３３０に出
力して音声信号に変換し、作業者に音声にして検出信号
を聞かせ、あるいはここに接続されるオシロスコープ３
３１によって波形観測する。

【００８７】加振器３０５を対照ケーブル３０１の他端
３０６の近くに設置する場合、光ファイバ３０２，３０
３中をＡ方向、Ｂ方向の伝搬光の光路長がほぼ等しくな
り、両光による干渉現象の変化が小さくなることがある
ので、これを避けるために、光コネクタ３１１Ａ（また
は３１１Ｂ）の部分に光遅延素子３２２を挿入すること
により、Ａ方向、Ｂ方向の伝搬光の光路長に大きな差を
持たせるようにしている。

【００８８】そして本発明の特徴としてのパイロット信
号回路３２４はループ状に接続された光ファイバ３０
２，３０３に対して所定の周波数、例えば２．５ｋＨｚ
（上述したようにこの周波数は限定されるものではな
い）の物理的振動を加えるためのもので、光ファイバ３
０２，３０３につながる光コネクタ３１１Ａ側に設けら
れ（これは、光コネクタ３１１Ｂ側でもかまわない）、
さらに偏波面操作手段として数回巻きの光ファイバコイ
ル３２５が光遅延素子３２２とは別に光分岐結合素子３
１２と光コネクタ３１１Ａとの間（これも光コネクタ３
１１Ｂ側でもかまわない）に挿入されている。

【００８９】フィルタ３２６は、受光素子３１３から増
幅回路３２０を介して出力される振動信号からパイロッ
ト信号を取り出すためのもので、このフィルタ３２６を
通過したパイロット信号がパイロット信号レベル検出回
路３２７に入力される。パイロット信号レベル検出回路
３２７は、パイロット信号レベルを検出し、光ファイバ
制御回路３２８に出力する。光ファイバ制御回路３２８
は、パイロット信号の信号レベルが低い場合、つまり、
伝搬光Ａ，Ｂの偏波面が直交状態にある場合に光ファイ
バ制御信号を出力する。光ファイバ制御装置３２９は、
光ファイバ制御回路３２８から光ファイバ制御信号を受
けると光ファイバコイル３２５をＣ状態−Ｄ状態の間で
姿勢を変化させ、あるいは捻回させる働きをする。

【００９０】次に、上記構成の第３の実施の形態の光フ
ァイバケーブル対照器３００によるケーブル対照作業に
ついて説明する。ケーブル対照に先立ち、機器の準備が
整った段階で、まず、パイロット振動信号をループ状に
接続された光ファイバ３０２，０３に加えて、光ファイ
バ３０２，３０３中を伝搬する時計回り伝搬光Ａと反時
計回り伝搬光Ｂとの偏波面の相関状態を検査する。この
ために、発光素子３１１により所定の変調レーザ光を発
光させ、光分岐結合素子３１４により分岐させて光ファ
イバ３０２，３０３に時計回り伝搬光Ａと反時計回り伝
搬光Ｂとして入射させる。そして、パイロット信号回路
３２４により、所定周波数の振動を光ファイバ３０２，
３０３に加える（なお、この実施の形態では、光ファイ
バ３０２，３０３そのものではなく、これらの光ファイ
バ３０２，３０３に接続される光ファイバで形成される
接続用光ファイバの部分に加振されるが、効果は同様で
ある）。

【００９１】伝搬光Ａ，Ｂは光ファイバ３０２，３０３
中を伝搬し、光分岐結合素子３１２により再び結合され
て受光素子３１３に出力されて光電変換され、増幅回路
３２０で増幅された後フィルタ３２６に入力される。フ
ィルタ３２６は、上述したように、パイロット信号の周
波数の振動信号を通過させるものであり、光ファイバ３
０２，３０３に外部から振動信号が加振された場合、そ
の振動信号が忠実に受光素子３１３の出力に現れるもの
であるので、パイロット振動信号がフィルタ３２６を経
てパイロット信号レベル検出回路３２７に入力される。

【００９２】パイロット信号レベル検出回路３２７で
は、入力される信号のレベルを検出し、これを光ファイ
バ制御回路３２８に出力する。光ファイバ制御回路３２
８では、パイロット信号の信号レベルを見て、これが所
定値よりも低い場合には、伝搬光Ａ，Ｂ間の偏波面が直
交状態にあるものと見なし、光ファイバ制御装置３２９
に姿勢操作信号を出力し、光ファイバ制御装置３２９は
ファイバコイル３２５を反転させ、あるいは捻回させ
る。つまり、Ｃ状態にあればＤ状態に、逆にＤ状態にあ
ればＣ状態に反転させるのである。これにより、偏波面
の直交状態を解消し、適切な検出系に維持しながら本来
のケーブル対照作業を行うことができる。

【００９３】ケーブル対照作業では、対照作業地点にお
いて多数本のケーブルそれぞれに順に加振器３０５で加
振していく。いま、加振器３０５が加振している光ファ
イバケーブルが対照ケーブル３０１であれば、次のよう
にしてそれが対照ケーブルであると判定することができ
る。

【００９４】光ファイバケーブル対照器３００の発光素
子３１１からの光信号を、光分岐結合素子３１４を通し
て２本の光ファイバ３０２，３０３それぞれの端部から
時計回り方向Ａ、反時計回り方向Ｂに入射させる。方向
Ａおよび方向Ｂからループ状に結合された光ファイバ３
０２，３０３をそれぞれ通って戻ってくる伝搬光は、加
振器３０５によって光ファイバケーブルに振動が加振さ
れていない限り、一定の干渉を起こす。そこに加振器３
０５によって振動が印加されると光の干渉現象に変化が
生じる。この変化は受光素子３１３からの信号を観測す
ることによって検出することができる。受光素子３１３
が受光し、光電変換した後の電気信号は増幅回路３２０
で増幅して出力端子３２１から出力し、オシロスコープ
３３１によって波形観測することによって確認し、ある
いはスピーカまたはイヤホン３３０で音声にして出力さ
せてそれを聞いて確認する。

【００９５】したがって、多数本のケーブルそれぞれの
途中点に順に加振器３０５によって振動を加えてゆき、
光ファイバケーブル対照器３００で干渉現象に変化を示
すケーブルがあれば、それが対照ケーブル３０１である
と判断することができるのである。

【００９６】このようにして、この第３の実施の形態の
光ファイバケーブル対照器によれば、パイロット信号の
信号レベルを検出して、ループ状光ファイバ中の伝搬光
Ａ，Ｂの偏波面が直交状態にならないように自動的に光
ファイバコイルを操作しながら対照ケーブルに加えられ
た振動を検出するので、正確にケーブル対照できる。

【００９７】なお、上記の光ファイバケーブル対照器
で、ループ状光ファイバを形成するためにそれぞれの一
端同士を接続する２本の光ファイバ３０２，３０３を選
択するのに、対照ケーブル３０１内の２本ではなく、そ
のうちの１本については、同じルートの別のケーブルに
収容されているものを選択したり、さらには、別ルート
のケーブルに収容されているものを選択することもでき
る。

【００９８】また、上記の光ファイバケーブル対照器３
００で、パイロット信号回路３２４とファイバコイル３
２５の挿入位置は、光ファイバ３０２，３０３の途上、
またはそれらの光分岐結合素子に至るまでの延長線上に
あれば特に実施の形態のものに限定されるものではな
い。

【００９９】また、ファイバコイル３２５に代えて偏波
コントローラを採用することもできる。そしてその場合
には、図９における光ファイバ制御回路３２８の部分に
偏波コントローラ制御回路を設け、光ファイバ制御装置
３２９の部分に偏波コントローラ制御装置を設けること
になる。

【０１００】さらにまた、この第３の実施の形態の光フ
ァイバケーブル対照器では、加振器３０５を用いること
なく、単に多数のケーブルを順に軽く叩くなどして振動
を人為的に加えてゆき、スピーカまたはイヤホン３３０
からその衝撃音を聴取し、あるいはオシロスコープ３３
１の波形を見て衝撃波を観察したときに対照ケーブル３
０１であると判断するより単純な作業方法を採用するこ
ともできる。

【０１０１】次に、本発明の第４の実施の形態の光ファ
イバ心線対照器を、図１０に基づいて説明する。図１０
は、光ファイバー心線対照器５００の基本的構成を示し
ている。本実施の形態の光ファイバ心線対照器５００で
は、まず、光ファイバケーブルの中の光ファイバ心線を
特定するために心線対照を行い、必要ならばこの特定さ
れた光ファイバ心線を用いて後述する光ファイバ通話装
置によって通話を行う。

【０１０２】この第４の実施の形態の光ファイバ心線対
照器の内部構成は図８に示した光ファイバ干渉型センサ
と同様であり、またパイロット信号に対する受光素子の
検出する信号レベルに基づき、偏波面操作手段として採
用したファイバコイル５１５の姿勢を自動的に変化させ
る機能を備えている。

【０１０３】心線対照を行う光ファイバ４０１について
は、これを他の任意の光ファイバ４０２と共に遠隔端部
間をあらかじめ光コネクタ４０７によって接続してルー
プ状光ファイバ４０３を形成しておく。そして、光ファ
イバ心線対照器５００の光コネクタ５０１Ａ，５０１Ｂ
をこのループ状光ファイバ４０３の開放部分の両端それ
ぞれに接続する。

【０１０４】アイソレータ５０２は発光素子５０３から
の光を光分岐結合素子５０４に入力すると共に、光分岐
結合素子５０４から発光素子５０５への光の入力を阻止
する。光出力安定化回路５０６は発光素子５０３をパル
ス発光させると共にそのパルス発光出力を一定に保ち、
変調回路５０７は発振器５０８の発振周波数により光パ
ルスをＦＭ変調する。なお、用途によっては発光素子５
０３を直流発振させてもよく、その場合には変調回路５
０７、発振回路５０８は不要である。

【０１０５】光分岐結合素子５０４は、アイソレータ５
０２から入力される光を分岐して光コネクタ５０１Ａ，
５０１Ｂに出力し、また光コネクタ５０１Ａ，５０１Ｂ
から入力される光を結合して受光素子５０５へ出力す
る。受光素子５０５は、光分岐結合素子５０４から出力
される光を受けて光電変換して増幅回路５１０に出力
し、増幅回路５１０はその入力を増幅して出力端子５１
１から外部に検出信号として出力する。この出力端子５
１１からの出力は、スピーカまたはイヤホンに出力して
音声信号に変換し、作業者に音声にして検出信号を聞か
せ、あるいはここに接続されるオシロスコープによって
波形観測する。

【０１０６】加振点Ｐ５をループ状光ファイバ４０３の
中点近くに設定する場合、Ａ方向、Ｂ方向の伝搬光の光
路長がほぼ等しくなり、両光による干渉現象の変化が小
さくなることがあるので、これを避けるために、光コネ
クタ５０１Ｂ（または５０１Ａ）の部分に光遅延素子５
１２を挿入することにより、Ａ方向、Ｂ方向の伝搬光の
光路長に大きな差を持たせるようにしている。

【０１０７】そして本実施の形態の特徴としてのパイロ
ット信号回路５１４はループ状光ファイバ４０３に対し
て所定の周波数、例えば、２．５ｋＨｚの物理的振動を
加えるためのもので、ループ状光ファイバ４０３につな
がる光コネクタ５０１Ａ側に設けられ（これは、光コネ
クタ５０１Ｂ側でもかまわない）、さらに偏波面操作手
段として数回巻きの光ファイバコイル５１５が光遅延素
子５１２とは別に光分岐結合素子５０４と光コネクタ５
０１Ａとの間（これも光コネクタ５０１Ｂ側でもかまわ
ない）に挿入されている。

【０１０８】フィルタ５１６は、受光素子５０５から増
幅回路５１０を介して出力される振動信号からパイロッ
ト信号を取り出すためのもので、このフィルタ５１６を
通過したパイロット信号がパイロット信号レベル検出回
路５１７に入力される。パイロット信号レベル検出回路
５１７は、パイロット信号レベルを検出し、光ファイバ
制御回路５１８に出力する。光ファイバ制御回路５１８
は、パイロット信号レベルが低い場合、つまり、伝搬光
Ａ，Ｂの偏波面が直交状態にある場合に光ファイバ制御
信号を出力する。光ファイバ制御装置５１９は、光ファ
イバ制御回路５１８から光ファイバ制御信号を受けると
光ファイバコイル５１５をＣ状態−Ｄ状態の間で姿勢を
変化させ、あるいは捻回する働きをする。

【０１０９】次に、上記構成の第４の実施の形態の光フ
ァイバ心線対照器５００を用いた心線対照作業を説明す
る。心線対照に先立って、まず、パイロット振動信号を
ループ状光ファイバ４０３に加えて、ループ状光ファイ
バ４０３中を伝搬する時計回り伝搬光Ａと反時計回り伝
搬光Ｂとの偏波面の相関状態を検査する。

【０１１０】このために、発光素子５０３により所定の
変調レーザ光を発光させ、光分岐結合素子５０４により
分岐させてループ状光ファイバ４０３に時計回り伝搬光
Ａと反時計回り伝搬光Ｂとして入射させる。そして、パ
イロット信号回路５１４により、所定周波数の振動をル
ープ状光ファイバ４０３に加える（なお、この実施の形
態では、ループ状光ファイバ４０３そのものではなく、
このループ状光ファイバ４０３に接続される光ファイバ
で形成される接続用光ファイバの部分に加振されるが、
効果は同様である）。

【０１１１】伝搬光Ａ，Ｂはループ状光ファイバ４０３
中を伝搬し、光分岐結合素子５０４により再び結合され
て受光素子５０５に出力されて光電変換され、増幅回路
５１０で増幅された後フィルタ５１６に入力される。フ
ィルタ５１６は、上述したように、振動周波数の信号を
通過させるものであり、ループ状光ファイバ４０３に外
部から振動信号が加振された場合、その振動信号が忠実
に受光素子５０５の出力に現れるものであるので、パイ
ロット振動信号がフィルタ５１６を経てパイロット信号
レベル検出回路５１７に入力される。

【０１１２】パイロット信号レベル検出回路５１７で
は、フィルタ５１６を経て入力されてくる信号のレベル
を検出し、これを光ファイバ制御回路５１８に出力す
る。制御回路５１８では、パイロット信号レベルを見
て、これが所定値よりも低い場合には、伝搬光Ａ，Ｂ間
の偏波面が直交状態にあるものと見なし、光ファイバ制
御装置５１９に姿勢調整信号を出力し、光ファイバ制御
装置５１９はファイバコイル５１５を反転させる。つま
り、Ｃ状態にあればＤ状態に、逆にＤ状態にあればＣ状
態に反転させるのである。このようにして、常にパイロ
ット信号が明確に検出できる状態に検出系を制御しつ
つ、本来の心線対照作業を実行する。

【０１１３】心線対照作業では、対照作業地点において
多数本の光ファイバ心線それぞれを順に加振器４０５を
当てて加振していく。いま、加振器４０５が加振してい
る光ファイバ心線が対照心線４０１であれば、次のよう
にしてそれが対照心線であると判定することができる。

【０１１４】光ファイバ心線対照器５００の発光素子５
０３からの光信号を、光分岐結合素子５０４を通して２
本の光ファイバ４０１，４０２それぞれの端部から時計
回り方向Ａ、反時計回り方向Ｂに入射させる。方向Ａお
よび方向Ｂからループ状に結合された光ファイバ４０
１，４０２をそれぞれ通って戻ってくる伝搬光は、加振
器４０５によって光ファイバ４０１に振動が加振されて
いない限り、一定の干渉を起こす。そこに加振器４０５
によって振動が印加されると光の干渉現象に変化が生じ
る。この変化は受光素子５０５からの信号を観測するこ
とによって検出することができる。受光素子５０５が受
光し、光電変換した後の電気信号は増幅回路５１０で増
幅して出力端子５１１から出力し、オシロスコープ５２
１によって波形観測することによって確認し、あるいは
スピーカまたはイヤホン５２２で音声にして出力させて
それを聞いて確認する。

【０１１５】したがって、多数本の光ファイバ心線それ
ぞれの途中点に順に加振器４０５によって振動を加えて
ゆき、光ファイバ心線対照器５００で干渉現象に変化を
示す心線があれば、それが対照光ファイバ心線４０１で
あると判断することができるのである。

【０１１６】このようにして、この第４の実施の形態の
光ファイバ心線対照器によれば、パイロット信号の信号
レベルを検出して、ループ状光ファイバ中の伝搬光Ａ，
Ｂの偏波面が直交状態にならないように自動的に光ファ
イバコイルを操作しながら対照光ファイバ心線に加えら
れた振動を検出するので、正確に対照の目的とする光フ
ァイバ心線を判定できる。

【０１１７】なお、上記の光ファイバ心線対照器で、ル
ープ状光ファイバ４０３を形成するために対照光ファイ
バ心線４０１と接続するもう１本の光ファイバ心線４０
２を選択するのに、対照心線４０１と同じケーブル内の
１本を選択してもよいし、同じルートの別のケーブルに
収容されているものを選択してもよく、さらには、別ル
ートのケーブルに収容されているものを選択することも
できる。これは、以下に説明する他の光ファイバ心線対
照器について同様に適用される。

【０１１８】また、上記の光ファイバ心線対照器５００
で、パイロット信号回路５１４とファイバコイル５１５
の挿入位置は、光ファイバ心線４０１，４０２の途上、
またはそれらの光分岐結合素子５０４に至るまでの延長
線上であればよく、特に実施の形態のものに限定され
ず、例えば、光ファイバ心線４０１，４０２をループ状
に接続している光コネクタ４０７に置き換えて使用する
こともできる。

【０１１９】また、ファイバコイル５１５に代えて偏波
コントローラを採用することもできる。そしてその場合
には、図１０における光ファイバ制御回路５１８の部分
に偏波コントローラ制御回路を設け、光ファイバ制御装
置５１９の部分に偏波コントローラ制御装置を設けるこ
とになる。

【０１２０】また、光遅延素子５１２の挿入位置は特に
限定されることはなく、例えば、光コネクタ４０７の部
分に置き換えることもできる。また、これが必要でない
場合には、削除することもできる。

【０１２１】さらにまた、この第４の実施の形態の光フ
ァイバ心線対照器では、加振器４０５を用いることな
く、単に多数の光ファイバ心線を順に軽く叩くなどして
振動を人為的に加えてゆき、スピーカまたはイヤホン５
２２からその衝撃音を聴取し、あるいはオシロスコープ
５２１の波形を見て衝撃波を観察したときに対照光ファ
イバ心線４０１であると判断する、より単純な作業方法
を採用することもできる。

【０１２２】次に、本発明の第５の実施の形態の光ファ
イバ心線対照器を図１１図に基づいて説明する。第５の
実施の形態の光ファイバ心線対照器は、図１０に示した
第４の実施の形態のものと構成は共通であるが、その用
途が光ファイバテープ心線４０４の対照に使用した点が
異なっている。

【０１２３】すなわち、同じ光ファイバケーブル内に多
数のテープ心線が通されていることがあるが、その中か
ら１本のテープ心線を対照するものの容易なことではな
い。そこで、対照目的となる光ファイバテープ心線４０
４の一端において特定の位置の２本の光ファイバ心線４
０１，４０２を光コネクタ４０７によって接続してルー
プ状光ファイバ４０３を形成し、このテープ心線４０４
の他端においてループ状心線４０３の開放端それぞれ
を、光ファイバ心線対照器５００の光コネクタ５０１
Ａ，５０１Ｂそれぞれに接続する。

【０１２４】光ファイバテープ心線の対照作業に当たっ
ては、上述した第４の実施の形態の光ファイバ心線対照
作業と同様にして、パイロット信号をループ状光ファイ
バ４０３に付与して伝搬光Ａ，Ｂの偏波状態を監視しつ
つ、多数の光ファイバテープ心線に対して順に加振器４
０５によって振動を与えていく。そして加振器４０５が
加振している光ファイバテープ心線が対照テープ心線４
０４であるかどうかは、第４の実施の形態と同様に判定
する。つまり、多数本の光ファイバテープ心線それぞれ
の途中点に順に加振器４０５によって振動を加えてゆ
き、光ファイバ心線対照器５００で干渉現象に変化を示
すテープ心線があれば、それが対照テープ心線４０４で
あると判断するのである。

【０１２５】このようにして、この第５の実施の形態の
光ファイバ心線対照器によれば、パイロット信号の信号
レベルを検出して、ループ状光ファイバ中の伝搬光Ａ，
Ｂの偏波面が直交状態にならないように自動的に光ファ
イバコイル５１５を操作しながら光ファイバテープ心線
に加えられた振動を検出するので、正確に対照の目的と
する光ファイバテープ心線４０４が判定できる。

【０１２６】なお、上記の光ファイバ心線対照器５００
でも、パイロット信号回路５１４とファイバコイル５１
５の挿入位置は、特に実施の形態のものに限定されず、
図１に示した第１の実施の形態のセンサの場合と同様、
他の適当な位置に挿入して使用することもできる。

【０１２７】また、ファイバコイル５１５に代えて偏波
コントローラを採用することもできる。そしてその場合
には、図１１における光ファイバ制御回路５１８の部分
に偏波コントローラ制御回路を設け、光ファイバ制御装
置５１９の部分に偏波コントローラ制御装置を設けるこ
とになる。

【０１２８】さらに、この第５の実施の形態の光ファイ
バ心線対照器でも、加振器４０５を用いることなく、単
に多数の光ファイバテープ心線を順に軽く叩くなどして
振動を人為的に加えてゆき、スピーカまたはイヤホン５
２２からその衝撃音を聴取し、あるいはオシロスコープ
５２１の波形を見て衝撃波を観察したときに対照光ファ
イバテープ心線４０４であると判断する、より単純な作
業方法を採用することもできる。

【０１２９】次に、本発明の第６の実施の形態の光ファ
イバ心線対照器および光ファイバ通話装置を図１２に基
づいて説明する。第６の実施の形態の光ファイバ心線対
照器および光ファイバ通話装置も図１に示した第１の実
施の形態の光ファイバ干渉型振動センサの基本原理を応
用したものである。この実施の形態の光ファイバ心線対
照器および光ファイバ通話装置は、端局装置６００と中
間局７００から構成される。

【０１３０】この実施の形態の光ファイバ心線対照器お
よび光ファイバ通話装置の使用方法についてまず説明す
る。あらかじめ端部が特定されている２本の光ファイバ
心線８０１，８０２を光コネクタ８０７によってループ
状に接続し、このループ状光ファイバ８０３の開放部両
端を端局装置６００に接続し、中間局７００において多
数本の光ファイバ心線を順次加振して目的とする光ファ
イバ心線８０１を対照する（光ファイバ心線対照器とし
ての使用）。そして、目的とする光ファイバ心線８０１
が対照されると、次に、このループ状光ファイバ８０３
を利用して端局装置６００と中間局７００との間で双方
向通話（つまり、無切断通話）を行うのである（光ファ
イバ通話装置としての使用）。

【０１３１】端局装置６００の基本的な構成は、図１に
示した第１の実施の形態と同様であり、レーザ光を射出
する発光素子６０３、ループ状光ファイバ８０３中を伝
搬してきた光信号を受光して光電変換して出力する受光
素子６０５、発光素子６０３からのレーザ光をループ状
光ファイバ８０３の開放部分の両端それぞれに分岐して
入射させ、また、ループ状光ファイバ８０３中を時計回
りＡ、反時計回りＢに伝搬してきた光信号を結合して受
光素子６０５に出力する光分岐結合素子６０４を備えて
いる。端局装置６００はさらに、ループ状光ファイバ８
０３に所定周波数の振動をパイロット信号として加振す
るパイロット信号回路６１４と、ループ状光ファイバ８
０３の一部に介挿され、その位置をＣ−Ｄ間で反転また
は捻回させることによって光ファイバ８０３中の伝搬光
の偏波面を変化させることのできるファイバコイル６１
５を備えている。

【０１３２】この端局装置６００では、発光素子６０３
からのレーザ光は光分岐結合素子６０４によって分岐さ
れてループ状光ファイバ８０３の両端に入射され、この
ループ状光ファイバ８０３を時計回り方向Ａおよび反時
計回り方向Ｂに伝搬する。そして方向Ａに伝搬した光お
よび方向Ｂに伝搬した光は、ループ状光ファイバ８０３
のそれぞれの反対端に達した後に光分岐結合素子６０４
にて結合され、フォトダイオードで成る受光素子６０５
にて干渉光として検出され、この受光素子６０５で光電
変換され出力される。そして、受光素子６０５から出力
される信号を増幅して、所定周波数の信号を取り出し、
スピーカあるいはイヤホンで可聴音として取り出すこと
により、中間局７００からの振動信号あるいは音声信号
を聞けるようにするのである。また、送話のためには、
発光素子６０３の出力するレーザ光に話者の音声信号を
後述する方法で重畳して送り出す。

【０１３３】一方、中間局７００は図１３に示した基本
的構成であり、対照した光ファイバ心線８０１の一部に
曲げを付与し、その曲げ部分７０１から漏洩する光信号
を受光する受光素子７０２、また、光ファイバ心線８０
１に振動を加える加振器７０３を備えている。

【０１３４】この中間局７００では、光ファイバ心線対
照作業中は、加振器７０３によってループ状光ファイバ
８０３に加振する。これにより、端局装置６００側で
は、上述した図１０の第４の実施の形態の光ファイバ心
線対照器と同様にして振動信号が受光素子６０５から出
力されるときにその光ファイバ心線が目的としている光
ファイバ心線８０１であると判断することになる。

【０１３５】一方、中間局７００で端局装置６００から
の送話を聞き取る場合には、曲げ部分７０１から漏出す
る光信号を受光素子７０２によって受光し、この受光素
子７０２から出力される信号を増幅して、音声帯域の周
波数信号を取り出し、スピーカあるいはイヤホンで可聴
音として取り出すことにより、端局装置６００からの音
声信号を聞く。また、送話のためには、マイクを用いて
話者の音声を電気信号に変換し、この電気信号によって
加振器７０３を振動させ、光ファイバ心線８０１を加振
する。これにより、端局装置６００側では、受光素子６
０５から出力される信号をスピーカあるいはイヤホンで
可聴音として取り出すことにより、中間局７００から送
られてくる音声信号を聞き取ることができる。

【０１３６】図１４および図１５に基づいて、この第６
の実施の形態の具体的な構成を説明する。図１４に示す
端局装置６００において、光コネクタ６０１Ａ，６０１
Ｂは、ループ状光ファイバ８０３を形成する２本の光フ
ァイバ８０１，８０２それぞれの開放端に接続される。
送信回路側のアイソレータ６０２は、発光素子６０３か
らの光を光分岐結合素子６０４に入力すると共に、光分
岐結合素子６０４から発光素子６０３への光の入力を阻
止する。発光素子６０３はレーザダイオードであり、光
出力安定化回路６０６によって駆動され、所定周期の一
定出力のパルス光を発光する。光出力安定化回路６０６
には、構成が簡単なパルスＦＭ回路を採用することがで
きる。

【０１３７】変調回路６０７は、マイク６０８から入力
され、増幅回路６０９で増幅された音声信号により光出
力安定化回路６０６によるパルス信号をＦＭ変調し、発
光素子６０３の光パルス信号に音声信号によるＦＭ変調
をかける。

【０１３８】端局装置６００における受信回路側の受光
素子６０５はフォトダイオードである。この受光素子６
０５は、光分岐結合素子６０４で合波されたＡ方向、Ｂ
方向の伝搬光を光電変換する。増幅回路６２０は受光素
子６０５からの信号出力を増幅する。第１フィルタ６２
１は中間局７００からの信号だけを通過させるバンドパ
スフィルタで、このフィルタ６２１によって増幅回路６
２０からの信号から、中間局７００からの信号のみを通
過させて復調回路６２２に入力させる。復調回路６２２
は、中間局７００からの信号をＡＭ復調して第２フィル
タ６２３に入力させる。第２フィルタ６２３は音声帯域
の信号のみを通過させるローパスフィルタであり、この
フィルタ６２３から出力される音声帯域の信号がスピー
カ６２４またはイヤホン６２５から可聴音にして出力さ
れ、振動信号あるいは音声信号を使用者に聞かせる。

【０１３９】中間局７００をループ状光ファイバ８０３
の中点近くに設定する場合、Ａ方向、Ｂ方向の伝搬光の
光路長がほぼ等しくなり、両光による干渉現象の変化が
小さくなることがあるので、これを避けるために、端局
装置６００において、光コネクタ６０１Ｂ（または６０
１Ａ）の部分に光遅延素子６１２を挿入することによ
り、Ａ方向、Ｂ方向の伝搬光の光路長に大きな差を持た
せるようにしている。なお、この光遅延素子６１２の設
置場所はここに限られるわけではなく、例えば、ループ
状光ファイバ８０３の光コネクタ８０７の部分に置き換
えてもよく、また光コネクタ６０１Ａと光ファイバ８０
１の端部との接続部分、あるいは光コネクタ６０１Ｂと
光ファイバ８０２の端部との接続部分に挿入することも
できる。

【０１４０】そして本実施の形態の特徴としてのパイロ
ット信号回路６１４はループ状光ファイバ８０３に対し
て所定の周波数、例えば、２．５ｋＨｚの物理的振動を
加えるためのもので、ループ状光ファイバ８０３につな
がる光コネクタ６０１Ａ側に設けられている（これは、
光コネクタ６０１Ｂ側でもかまわない）。このパイロッ
ト信号回路６１４の出力する一定周波数のパイロット信
号を増幅回路６１６によって増幅して加振器６１７に与
え、この加振器６１７をパイロット信号周波数で振動さ
せることによりループ状光ファイバ８０３をパイロット
信号で加振する。偏波面操作手段として数回巻きの光フ
ァイバコイル６１５が、光遅延素子６１２とは別に光分
岐結合素子６０４と光コネクタ６０１Ａとの間（これも
光コネクタ６０１Ｂ側でもかまわない）に挿入されてい
る。

【０１４１】受光素子６０５に対する増幅回路６２０の
出力側に、第１フィルタ６２１と並列に接続されている
第３フィルタ６３１は、パイロット信号の周波数信号だ
けを通過させるバンドパスフィルタであり、このフィル
タ６３１を通過した信号がパイロット信号レベル検出回
路６３２に入力される。パイロット信号レベル検出回路
６３２は入力されるパイロット信号レベルを検出し、光
ファイバ制御回路６３３に出力する。光ファイバ制御回
路６３３は、パイロット信号レベルが低い場合、つま
り、伝搬光Ａ，Ｂの偏波面が直交状態にある場合に光フ
ァイバ制御信号を出力する。光ファイバ制御装置６３４
は、光ファイバ制御回路６３３から光ファイバ制御信号
を受けると光ファイバコイル６１５をＣ状態−Ｄ状態の
間で反転あるいは捻回させる働きをする。

【０１４２】一方、中間局７００は図１５に示す構成で
あり、この中間局７００における受信回路部分では、曲
げ付与部７０４によって光ファイバ８０１に曲げ部分７
０１を形成する。そしてこの曲げ部分７０１から漏洩す
る光を受光素子７０２によって受光して光電変換する。
第１増幅回路７０５は受光素子７０２の出力する電気信
号を増幅して第１フィルタ７０６に通す。この第１フィ
ルタ７０６は、端局装置６００からの周波数信号だけを
通すバンドパスフィルタであり、このフィルタ７０６か
ら出力される周波数信号が復調回路７０７に入力され
る。復調回路７０７は端局装置６００からの光パルス信
号をＦＭ復調して第２フィルタ７０８に通す。第２フィ
ルタ７０８はＦＭ復調信号から音声帯域の信号だけを通
過させ、これをスピーカ７０９またはイヤホン７１０か
ら可聴音にして出力させる。

【０１４３】中間局７００において、加振器７０３には
オーディオスピーカを使用し、このスピーカの振動板の
振動を直接に光ファイバ心線８０１に与えて振動させる
構成である。そのため、送信回路部分では、マイク７１
１から使用者が音声を発し（通話時）あるいは所定周波
数の探査信号を入力すると（心線対照作業時）、マイク
７１１が使用者の音声または所定周波数の探査信号を電
気信号に変換し、第２増幅回路７１２がこれを増幅し、
さらに変調回路７１３は音声信号をＡＭ変調し、ボイス
コイルのような加振器駆動回路７１４に出力する。加振
器駆動回路７１４は振動板で成る加振器７０３を振動さ
せ、光ファイバ心線８０１を加振する。

【０１４４】次に、上記構成の第６の実施の形態の光フ
ァイバ心線対照器および光ファイバ通話装置を用いた心
線対照作業と無切断通話動作を説明する。

【０１４５】心線対照に先立って、まず、パイロット振
動信号をループ状光ファイバ８０３に加えて、ループ状
光ファイバ８０３中を伝搬する時計回り伝搬光Ａと反時
計回り伝搬光Ｂとの偏波面の相関状態を検査する。この
ために、端局装置６００における発光素子６０３により
所定の変調レーザ光を発光させ、光分岐結合素子６０４
により分岐させてループ状光ファイバ８０３に時計回り
伝搬光Ａと反時計回り伝搬光Ｂとして入射させる。そし
て、パイロット信号回路６１４が出力するパイロット信
号によって加振器６１７を振動させ、所定周波数の振動
をループ状光ファイバ８０３に加える（なお、この実施
の形態では、ループ状光ファイバ８０３そのものではな
く、このループ状光ファイバ８０３に接続される光ファ
イバで形成される接続用光ファイバの部分に加振される
が、効果は同様である）。

【０１４６】伝搬光Ａ，Ｂはループ状光ファイバ８０３
中を伝搬し、光分岐結合素子６０４により再び結合され
て受光素子６０５に出力されて光電変換され、増幅回路
６２０で増幅された後第１フィルタ６２１と第３フィル
タ６３１とに同時に入力される。第１フィルタ６２１
は、上述したように中間局７００からの信号周波数の信
号のみを通過させるものであるので、パイロット信号周
波数の信号を通過させることはない。第２フィルタ６３
１は、パイロット信号周波数の信号のみを通過させるも
のであり、ループ状光ファイバ８０３に外部から振動信
号が加振された場合、本発明の光ファイバ干渉型センサ
の特性としてその振動信号が忠実に受光素子６０５の出
力に現れるので、パイロット振動信号が第３フィルタ６
３１を経てパイロット信号レベル検出回路６３２に入力
される。

【０１４７】パイロット信号レベル検出回路６３２で
は、第３フィルタ６３２を経て入力されてくる信号のレ
ベルを検出し、これを光ファイバ制御回路６３３に出力
する。光ファイバ制御回路６３３では、パイロット信号
レベルを見て、これが所定値よりも低い場合には、伝搬
光Ａ，Ｂ間の偏波面が直交状態にあるものと見なし、光
ファイバ制御装置６３４に姿勢制御信号を出力し、光フ
ァイバ制御装置６３４はファイバコイル６１５を反転さ
せ、あるいは捻回させる。つまり、Ｃ状態にあればＤ状
態に、逆にＤ状態にあればＣ状態に反転させるのであ
る。このようにして、常にパイロット信号が明確に検出
できる状態に検出系を制御しつつ、本来の心線対照作業
を実行する。なお、光ファイバ心線対照作業中にも、周
期的に、また恣意的に、さらには心線を交換するたびに
その最初にパイロット信号の信号レベルを測り、Ａ波と
Ｂ波との偏波面が直交状態にならないように調整する。

【０１４８】心線対照作業では、対照作業地点に中間局
７００を設置し、ケーブル内の多数本の光ファイバ心線
に順次、加振器７０３をあてがい、また曲げ付与部７０
４によって曲げ部分７０１を形成する。そして、マイク
７１１を用いて所定周期の音信号、例えば１ｋＨｚのサ
イン波を入力し、加振器７０３によって光ファイバ心線
を加振する。

【０１４９】いま、加振器７０３によって加振している
光ファイバ心線が対照心線８０１であれば、次のように
してそれが対照心線であると判定することができる。端
局装置６００における発光素子６０３からの光信号を、
光分岐結合素子６０４を通して２本の光ファイバ８０
１，８０２それぞれの端部から時計回り方向Ａ、反時計
回り方向Ｂに入射させる。方向Ａおよび方向Ｂからルー
プ状に結合された光ファイバ８０１，８０２をそれぞれ
通って戻ってくる伝搬光は、中間局７００の加振器７０
３によって光ファイバ８０１に振動が加振されていない
限り、一定の干渉を起こす。そこに中間局７００側の加
振器７０３によって振動が印加されると光の干渉現象に
変化が生じる。この変化は受光素子６０５からの信号を
観測することによって検出することができる。受光素子
６０５が受光し、光電変換した後の電気信号は増幅回路
６２０で増幅し、第１フィルタ６２１によって中間局７
００側からの信号周波数の信号のみが取り出されて復調
回路６２２に渡される。復調回路６２２ではこの信号を
ＡＭ復調し、第２フィルタ６２３によって音声帯域の信
号のみを通過させ、これをスピーカ６２４またはイヤホ
ン６２５で可聴音にして出力させ、その出力音を聞いて
確認する。

【０１５０】中間局７００側で加振器７０３によって光
ファイバに加振される振動信号は１ｋＨｚの可聴音域の
信号である。したがって、受光素子６０５から出力され
る電気信号にはこの振動信号が含まれていれば、復調回
路６２２から出力される信号はこの可聴音域の振動信号
を復調する。この結果、スピーカ６２４またはイヤホン
６２５から出力される音を聞くことにより、対照光ファ
イバ心線であるかどうか判断することができるのであ
る。

【０１５１】心線対照作業が完了し、目的とする光ファ
イバ心線８０１が決定されれば、その光ファイバ心線８
０１を通じて、端局装置６００−中間局７００間での無
切断通話を行うことが可能になる。このループ状光ファ
イバ８０３を利用した通話は次のようにして行う。それ
ぞれの局装置６００，７００において、発話にはマイク
６０８，７１１それぞれを用い、受話にはスピーカ６２
４，７０９あるいはイヤホン６２５，７１０それぞれを
用いる。

【０１５２】＜端局装置６００から中間局７００への送
信＞マイク６０８によって発話すれば、増幅回路６０９
が音声信号を増幅し、変調回路６０７が光出力安定化回
路６０６のパルス駆動信号に対してＦＭ変調をかけ、こ
のＦＭ変調後のパルス駆動信号によって発光素子６０３
をパルス発光させ、ＦＭ変調された光パルス信号が光フ
ァイバ心線８０１，８０２に送込まれる。ここで、これ
らの光ファイバ心線８０１，８０２はループ状光ファイ
バ８０３を形成しているので、ＦＭ変調された光パルス
信号が戻ってくるが、端局装置６００内にはＦＭ変調波
の復調回路が備えられていないので、自分の発した音声
信号が自ユニット側で再生されることはない。

【０１５３】ＦＭ変調を受けた光パルス信号が中間局７
００に達すると、ここでは、曲げ部分７０１において漏
洩し、受光素子７０２により受光される。受光素子７０
２で受光された光信号は光電変換されて第１増幅回路７
０５に入力され、ここで増幅された後に第１フィルタ７
０６に通される。第１フィルタ７０６からは、端局装置
６００側からの周波数信号だけが取り出される。第１フ
ィルタ７０６からの信号は復調回路７０７に入力され、
ＦＭ復調を受けてさらに第２フィルタ７０８に入力さ
れ、音声帯域の周波数信号だけが取り出されてスピーカ
７０９またはイヤホン７１０に入力され、可聴音に変換
されて出力される。

【０１５４】受光素子７０２の出力する電気信号は光パ
ルス信号であり、これはＦＭ変調された信号である。し
たがって、復調回路７０７によってＦＭ復調すれば、取
り出される信号は音声帯域の信号であり、これが増幅さ
れた後にスピーカ７０９またはイヤホン７１０から可聴
音になって出力される。作業者はその音によって端局装
置６００側から送られてきた音声を聞き分けることがで
きる。

【０１５５】＜中間局７００から端局装置６００への送
信＞端局装置６００からはＦＭ変調を受けていない通常
の光パルス信号が常時、光ファイバ心線８０１，８０２
中を時計回りＡ、反時計回りＢに伝搬している。この状
態で、マイク７１１によって発話する。

【０１５６】発せられた音声はマイク７１１によって電
気信号に変換され、変調回路７１３でＡＭ変調を受けた
後に加振器駆動回路７１４に入力され、この加振器駆動
回路７１４が振動板で成る加振器７０３を振動させる。
この結果、光ファイバ心線８０１には音声信号に対応し
た振動が加振される。

【０１５７】光ファイバ心線８０１が加振されることに
より、光ファイバ心線対照作業の場合と同様に、その中
を伝搬する時計回りの伝搬光Ａと反時計回りの伝搬光Ｂ
との間で振動に対応して位相差に変化が現れる。したが
って、端局装置６００の光分岐結合素子６０４で合波さ
れて干渉光となり、さらに受光素子６０５によって光電
変換されて出力される電気信号には中間局７００で加振
された振動に対応した強度変化を示す信号が含まれるこ
とになる。

【０１５８】そこで、増幅回路６２０によって増幅さ
れ、復調回路６２２によってＡＭ復調された後、スピー
カ７２４またはイヤホン７２５から出力される信号は、
中間局７００側で入力された音声である。したがって、
作業者はその音によって中間局７００側から送られてき
た音声を聞き分けることができる。

【０１５９】こうして、この実施の形態の光ファイバ心
線対照器および光ファイバ通話装置では、心線対照した
光ファイバ心線を利用して、同じ装置によって無切断通
話装置としても使用できるのである。

【０１６０】なお、このように通話装置として使用する
場合にも、最初に、またその後も周期的に、また恣意的
に、さらには受話信号レベルが低下したり途切れたりす
るようになれば、パイロット信号の受信レベルを測り、
上記と同様の操作によって通話状態を常に良好に保つ。

【０１６１】また、上記の第６の実施の形態では光ファ
イバ心線を対照し、対照した光ファイバ心線を利用して
無切断双方向通話を行う光ファイバ心線対照器および光
ファイバ通話装置について説明したが、同じ構成の装置
を用いて、光ファイバテープ心線対照および通話を行う
ことができる。すなわち、図１６に示したように、両端
が特定されている光ファイバテープ心線８０４において
その中の特定の光ファイバ心線８０１，８０２の一方の
端部同士を光コネクタ８０７によって接続してループ状
光ファイバ８０３を形成し、他方の開放端それぞれを端
局装置６００に接続する。ここで使用する端局装置６０
０は図１４に示したものと同様である。そして、対照作
業地点において、光ファイバケーブル中に通されている
多数本の光ファイバテープ心線から目的とする光ファイ
バテープ心線８０４を対照する。

【０１６２】この光ファイバテープ心線の対照作業で
は、多数本の光ファイバテープ心線ごとに順次、図１５
に示した構成の中間局７００を用いてその加振器７０３
によって加振し、端局装置６００側で振動が検出される
かどうかを見て、目的とする光ファイバテープ心線８０
４を決定できるのである。そして、光ファイバテープ心
線対照が完了すれば、見いだした光ファイバテープ心線
８０４を用いて、上述した第６の実施の形態のようにし
て無切断双方向通話が行える。

【０１６３】また、上記の第６の実施の形態において
も、図１７に示したように、ループ状光ファイバ８０３
の中点近くで対照作業を行う場合、Ａ，Ｂの光路長がほ
ぼ等しくなって干渉光の強度変化が現れないことがあり
得るので、光遅延素子８０８を適宜の位置に接続しても
よい。

【０１６４】さらに、上記の図１２〜図１７に示した第
６の実施の形態においても、パイロット信号回路６１４
と加振器６１７、またファイバコイル６１５は光ファイ
バ心線８０１側、光ファイバ心線８０２側のいずれに設
けてもよいものである。

【０１６５】加えて、これら実施の形態およびその変形
例において、ファイバコイル６１５に代えて偏波コント
ローラを採用することもできる。そしてその場合には、
図１４における光ファイバ制御回路６３３の部分に偏波
コントローラ制御回路を設け、光ファイバ制御装置６３
４の部分に偏波コントローラ制御装置を設けることにな
る。

【０１６６】なお、本発明は下記のような構成が可能で
ある。

【０１６７】請求項３または４の発明の光ファイバ干渉
型信号検出方法に対して、ループ状光ファイバの途中ま
たはループ状光ファイバと光分岐結合素子との間に光遅
延素子を挿入して、光ファイバ中の光伝搬を遅延させる
ようにすることができる。

【０１６８】これにより、ループ状光ファイバ中の光伝
搬経路のちょうど中間点に物理的変化が加えられても、
時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光との位相差を必ず生
じさせ、その位相差による干渉光の強度変化を示す信号
から時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とに位相変化を
もたらす物理的変化を確実に検出する。

【０１６９】また、本発明の光ファイバ干渉型センサの
応用技術として、光源と光分岐結合素子と受光素子とル
ープ状光ファイバから構成され、前記光分岐結合素子
は、前記光源と前記受光素子と一部が開放されているル
ープ状光ファイバのその開放部の両端に接続されて、前
記光源からの光を受けて前記ループ状光ファイバの両端
にそれぞれ分岐してその光を入射させ、当該開放部のそ
れぞれの反対端から戻ってきた光を結合して前記受光素
子に入射させ、前記受光素子は、前記光分岐結合素子か
ら入射される光を受けて光電変換して、前記ループ状光
ファイバ中を時計回りに伝搬した光と反時計回りに伝搬
した光との位相差による干渉光の強度変化を示す信号を
出力することにより、前記ループ状光ファイバの少なく
とも一部が収納されている光ファイバケーブルに加わる
物理的変化を検出する光ファイバケーブル対照器にし
て、前記ループ状光ファイバに取付けられ、当該ループ
状光ファイバに所定周波数のパイロット信号を付与する
パイロット信号付与手段と、前記ループ状光ファイバ中
を伝搬する前記時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光の偏
波面を操作する偏波面操作手段とを備えた光ファイバケ
ーブル対照器を構成することができる。

【０１７０】この構成の光ファイバケーブル対照器で
は、次のようにしてケーブル対照を行なう。同じ対照ケ
ーブル中の特定の２本の光ファイバのそれぞれの一方の
端部同士、あるいは対照ケーブル中の特定の１本の光フ
ァイバと他の光ファイバケーブル中の特定の１本の光フ
ァイバとのそれぞれの一方の端部同士を接続してそれぞ
れの他端が共に開放端となったループ状光ファイバを形
成する。そして、光源からの光を光分岐結合素子によっ
てループ状光ファイバ中にその開放部の両端それぞれか
ら入射させ、また、ループ状光ファイバのそれぞれ反対
側の開放端から戻ってきた光を同じく光分岐結合素子に
よって結合させ、この結合光を受光素子によって受光さ
せておく。

【０１７１】この状態で、多数本の光ファイバケーブル
に順に、軽く打撃するようにして振動を加えていく。す
ると、受光素子は、光分岐結合素子からの光を光電変換
し、ループ状光ファイバ中を伝搬してきた時計回り伝搬
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
化を示す信号を出力する。したがって、多数本の光ファ
イバケーブルの中で振動が加えられている光ファイバケ
ーブルの中にループ状光ファイバが通されている場合に
は、受光素子から出力される信号がケーブルに加えられ
た振動に対応した変化を示すので、それが対照ケーブル
であると判断する。

【０１７２】このケーブル対照作業中、パイロット信号
付与手段によってループ状光ファイバに所定周波数のパ
イロット信号を付与し、光分岐結合素子を通じて出力さ
れる信号の中からこのパイロット信号を抽出してその信
号レベルを観察する。そして、このパイロット信号の信
号レベルが低い場合には偏波面操作手段によって時計回
り伝搬光と反時計回り伝搬光の偏波面を操作し、当該パ
イロット信号の信号レベルを所定値以上に維持させる。

【０１７３】これにより、ループ状光ファイバ中を時計
回りと反時計回りに伝搬する伝搬光間の偏波面が直交状
態にならないように操作して、ループ状光ファイバに加
わる振動によりこのループ状光ファイバ中を時計回り伝
搬する光と反時計回りに伝搬する光との間にもたらされ
る位相変化として正確に検出し、ケーブル対照が正確に
行なえるようになる。

【０１７４】また本発明の光ファイバ干渉型信号検出方
法は、２本の光ファイバの一方の端部同士を接続してそ
れぞれの他端が共に開放端となったループ状光ファイバ
を形成し、このループ状光ファイバの前記開放端それぞ
れから光を入射し、それぞれの反対の開放端から戻って
きた光を干渉させて、その位相変位を検出する光送受信
部をこのループ状光ファイバに接続し、この光送受信部
の光源から光を発し、この光源からの光をこの光送受信
部の光分岐結合素子で受けて前記開放端それぞれに分岐
して前記ループ状光ファイバに入射すると共に、当該ル
ープ状光ファイバ中を伝搬してそれぞれの開放端から戻
ってきた光を結合し、前記光送受信部の受光素子にて、
前記光分岐結合素子から出力される光を受けて光電変換
して、前記ループ状光ファイバ中を時計回りに伝搬した
光と反時計回りに伝搬した光との位相差による干渉光の
強度変化を示す信号を出力し、前記２本の光ファイバの
少なくともいずれか一方が収納されている光ファイバケ
ーブルに振動を加えたときに、前記受光素子が出力する
信号に基づいてこの振動を検出する光ファイバケーブル
対照方法にして、前記ループ状光ファイバに所定周波数
のパイロット信号を付与して当該光ファイバ中を伝搬さ
せ、前記光分岐結合素子を経て前記受光素子に受光さ
せ、前記受光素子の出力する信号から前記パイロット信
号を抽出してその信号レベルを監視し、前記パイロット
信号の信号レベルに応じて偏波面操作手段を操作するこ
とにより、前記ループ状光ファイバの偏波面を操作して
当該パイロット信号の信号レベルを所定値以上に維持す
る光ファイバケーブル対照方法に応用することができ
る。

【０１７５】この光ファイバケーブル対照方法によれ
ば、ループ状光ファイバ中を時計回りと反時計回りに伝
搬する伝搬光間の偏波面が直交状態にならないように操
作して、ループ状光ファイバに加わる振動によりこのル
ープ状光ファイバ中を時計回り伝搬する光と反時計回り
に伝搬する光との間にもたらされる位相変化として正確
に検出でき、ケーブル対照が正確に行なえる。

【０１７６】上記の光ファイバケーブル対照方法におい
ては、前記ループ状光ファイバの途中または前記ループ
状光ファイバと前記光分岐結合素子との間に光遅延素子
を挿入して、前記光ファイバ中の光伝搬を遅延させるよ
うにすることができる。

【０１７７】これにより、ループ状光ファイバ中の光伝
搬経路のちょうど中間点に物理的変化が加えられても、
時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光との位相差を必ず生
じさせ、その位相差による干渉光の強度変化を示す信号
から時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とに位相変化を
もたらす物理的変化を確実に検出することができ、ケー
ブル対照が正確に行なえる。

【０１７８】さらに本発明の光ファイバ干渉型センサの
応用技術として、光源と光分岐結合素子と受光素子とか
ら構成され、前記光分岐結合素子は、前記光源と前記受
光素子と一部が開放されているループ状光ファイバのそ
の開放部の両端それぞれとに接続されて、前記光源から
の光を受けて前記ループ状光ファイバの開放部の両端に
それぞれ分岐してその光を入射させ、それぞれの反対端
から戻ってきた光を結合して前記受光素子に入射させ、
前記受光素子は、前記光分岐結合素子から入射される光
を受けて光電変換して、前記ループ状光ファイバ中を時
計回りに伝搬した光と反時計回りに伝搬した光との位相
差による干渉光の強度変化を示す信号を出力することに
より、前記ループ状光ファイバの少なくとも一部を構成
する光ファイバ心線に加わる振動を検出する光ファイバ
心線対照器にして、前記ループ状光ファイバに取付けら
れ、当該ループ状光ファイバに所定周波数のパイロット
信号を付与するパイロット信号付与手段と、前記ループ
状光ファイバ中を伝搬する前記時計回り伝搬光と反時計
回り伝搬光の偏波面を操作する偏波面操作手段とを備え
た光ファイバ心線対照器を構成することができる。

【０１７９】この構成の光ファイバ心線対照器では、次
のようにして光ファイバ心線対照を行なう。対照目標と
する光ファイバ心線と他の特定の１本の光ファイバ心線
との一方の端部同士を光接続部にて接続してそれぞれの
他端が共に開放端となったループ状光ファイバを形成し
ておく。そして、光源からの光を光分岐結合素子によっ
てループ状光ファイバ中にその開放部の両端それぞれか
ら入射させる。またループ状光ファイバのそれぞれ反対
側の開放端から戻ってきた光を同じく光分岐結合素子に
よって結合させ、この結合光を受光素子によって受光さ
せる。

【０１８０】この状態で、多数の光ファイバ心線に対し
て順に振動を加えていく。すると、受光素子は、光分岐
結合素子からの光を光電変換し、ループ状光ファイバ中
を伝搬してきた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出力する。
したがって、ループ状光ファイバを構成している対照目
標となる光ファイバ心線に振動が加えられている場合に
は、受光素子から出力される信号がその光ファイバ心線
に加えられた振動に対応した変化を示すので、それが対
照目標とする光ファイバ心線であると判断する。

【０１８１】この光ファイバ心線対照作業中、パイロッ
ト信号付与手段によってループ状光ファイバに所定周波
数のパイロット信号を付与し、光分岐結合素子を通じて
出力される信号の中からこのパイロット信号を抽出して
その信号レベルを観察する。そして、このパイロット信
号の信号レベルが低い場合には偏波面操作手段によって
時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光の偏波面を操作し、
当該パイロット信号の信号レベルを所定値以上に維持さ
せる。

【０１８２】これにより、ループ状光ファイバ中を時計
回りと反時計回りに伝搬する伝搬光間の偏波面が直交状
態にならないように操作して、ループ状光ファイバに加
わる振動によりこのループ状光ファイバ中を時計回り伝
搬する光と反時計回りに伝搬する光との間にもたらされ
る位相変化として正確に検出し、光ファイバ心線対照が
正確に行なえるようになる。

【０１８３】またさらに、本発明の光ファイバ干渉型信
号検出方法は、２本の光ファイバの一方の端部同士を接
続してそれぞれの他端が共に開放端となったループ状光
ファイバを形成し、このループ状光ファイバの前記開放
端それぞれから光を入射し、それぞれの反対の開放端か
ら戻ってきた光を干渉させて、その位相変位を検出する
光送受信部をこのループ状光ファイバに接続し、この光
送受信部の光源から光を発し、この光源からの光をこの
光送受信部の光分岐結合素子で受けて前記開放端それぞ
れに分岐して前記ループ状光ファイバ中に入射すると共
に、当該ループ状光ファイバ中を伝搬してそれぞれの開
放端から戻ってきた光を結合し、前記光送受信部の受光
素子にて、前記光分岐結合素子から出力される光を受け
て光電変換して、前記ループ状光ファイバからの時計回
り伝搬した光と反時計回り伝搬した光との位相差による
干渉光の強度変化を示す信号を出力することにより、前
記２本の光ファイバの少なくとも一方を構成する光ファ
イバ心線に振動を加えたときに、前記受光素子の出力す
る信号に基づいてこの振動を検出する光ファイバ心線対
照方法にして、前記ループ状光ファイバに所定周波数の
パイロット信号を付与して当該光ファイバ中を伝搬さ
せ、前記光分岐結合素子を経て前記受光素子に受光さ
せ、前記受光素子の出力する信号から前記パイロット信
号を抽出してその信号レベルを監視し、前記パイロット
信号の信号レベルに応じて偏波面操作手段を操作するこ
とにより、前記ループ状光ファイバの偏波面を操作して
当該パイロット信号の信号レベルを所定値以上に維持す
る光ファイバ心線対照方法に応用することができる。

【０１８４】この光ファイバ心線対照方法によれば、ル
ープ状光ファイバ中を時計回りと反時計回りに伝搬する
伝搬光間の偏波面が直交状態にならないように操作し
て、ループ状光ファイバに加わる振動によりこのループ
状光ファイバ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝
搬する光との間にもたらされる位相変化として正確に検
出し、光ファイバ心線対照が正確に行なえる。

【０１８５】上記の光ファイバ心線対照方法において
は、前記ループ状光ファイバの途中または前記ループ状
光ファイバと前記光分岐結合素子との間に光遅延素子を
挿入して、前記光ファイバ中の光伝搬を遅延させるよう
にすることができる。

【０１８６】これにより、ループ状光ファイバ中の光伝
搬経路のちょうど中間点に物理的変化が加えられても、
時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光との位相差を必ず生
じさせ、その位相差による干渉光の強度変化を示す信号
から時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とに位相変化を
もたらす物理的変化を確実に検出することができ、光フ
ァイバ心線対照が正確に行なえる。

【０１８７】加えて、本発明の光ファイバ干渉型センサ
の応用技術として、一部が開放されているループ状光フ
ァイバのその開放部の両端それぞれから光を入射して、
それぞれから戻ってきた光を干渉させて、その位相変位
を検出する光送受信部と、前記ループ状光ファイバの途
中に取り付けられる中間部とから構成され、前記光送受
信部は、光を発する光源と、音声を電気信号に変換する
第１のマイクと、この第１のマイクからの電気信号に基
づき前記光源からの光を変調する駆動回路と、前記光源
からの光を受けて前記ループ状光ファイバの前記開放端
それぞれに分岐して入射させ、前記開放端それぞれから
戻ってきた光を結合する光分岐結合素子と、この光分岐
結合素子から出力される光を受けて光電変換する第１の
受光素子と、この第１の受光素子からの信号から音声信
号を復調して出力する第１の音声出力手段とを備え、前
記中間部は、前記ループ状光ファイバの一部に曲げを付
与する曲げ付与手段と、この曲げ付与手段にて曲げられ
た前記ループ状光ファイバの曲げ部分からの漏洩光を受
けて光電変換する第２の受光素子と、この第２の受光素
子からの信号から音声信号を復調して出力する第２の音
声出力手段と、音声を電気信号に変換する第２のマイク
と、この第２のマイクからの電気信号にて前記光ファイ
バに振動を加える加振器とを備えた光ファイバ通話装置
にして、前記光送受信部が、前記ループ状光ファイバに
取付けられ、当該ループ状光ファイバに所定周波数のパ
イロット信号を付与するパイロット信号付与手段と、前
記ループ状光ファイバ中を伝搬する前記時計回り伝搬光
と反時計回り伝搬光の偏波面を操作する偏波面操作手段
とを備えた光ファイバ通話装置を構成することができ
る。

【０１８８】この構成の光ファイバ通話装置では、ルー
プ状光ファイバの開放端がある第１の作業点において
は、光送受信部の第１のマイクによって音声を電気信号
に変換し、さらに駆動回路によってこの電気信号に基づ
き光源からの光を変調する。そして、光源からの光を光
分岐結合素子によってループ状光ファイバの開放端それ
ぞれに分岐して入射させる。これに対して、ループ状光
ファイバの第２の作業点においては、中間部の曲げ付与
手段によってループ状光ファイバの一部に曲げを付与
し、第２の受光素子によってこの曲げ部分からの漏洩光
を受けて光電変換し、さらに、第２の受光素子からの信
号から第２の音声出力手段によって音声信号を復調し、
第１の作業点で発せられた音声を再生する。

【０１８９】これとは逆に、ループ状光ファイバの第２
の作業点において、中間部の第２のマイクによって音声
を電気信号に変換し、さらに、加振器によって光ファイ
バの曲げ部分に音声信号に対応した振動を加える。これ
に対して、第１の作業点においては、ループ状光ファイ
バ中を伝搬してきた時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光
とを光分岐結合素子によって結合し、さらに第１の受光
素子によってこの結合光を光電変換し、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
を示す信号を出力し、この信号から第１の音声出力手段
によって音声信号を復調し、中間部がある第２の作業点
で発せられた音声を再生する。こうして、心線対照した
ループ状光ファイバを利用して、その開放端のある第１
の作業点と中間部がある第２の作業点との間で作業者間
で通話する。

【０１９０】この通話に先立って、また通話中も周期的
に、あるいは恣意的にパイロット信号付与手段によって
ループ状光ファイバに所定周波数のパイロット信号を付
与し、光分岐結合素子を通じて出力される信号の中から
パイロット信号を抽出し、その信号レベルを検出する。
そして、このパイロット信号の信号レベルが低い場合に
は、偏波面操作手段により時計回り伝搬光と反時計回り
伝搬光の偏波面を操作させ、当該パイロット信号の信号
レベルを所定値以上に維持させる。

【０１９１】これにより、ループ状光ファイバ中を時計
回りと反時計回りに伝搬する伝搬光間の偏波面が直交状
態にならないように操作して、ループ状光ファイバに加
わる振動によりこのループ状光ファイバ中を時計回り伝
搬する光と反時計回りに伝搬する光との間にもたらされ
る位相変化が常に現れるようにして、第１、第２の作業
点の作業者間での通話が常に安定して行えるようにな
る。

【０１９２】さらに加えて、本発明の光ファイバ干渉型
信号検出方法は、２本の光ファイバの一方の端部同士を
光接続部にて接続してそれぞれの他端が共に開放端とな
ったループ状光ファイバを形成し、このループ状光ファ
イバの前記開放端それぞれから光を入射し、それぞれの
反対の開放端から戻ってきた光を干渉させて、その位相
変位を検出する光送受信部をこのループ状光ファイバに
接続し、この光送受信部と前記光接続部との間で、前記
２本の光ファイバの少なくとも一方に中間部を取り付
け、前記光送受信部にて、光源から光を発し、音声を第
１のマイクで電気信号に変換して、駆動回路で前記第１
のマイクからの電気信号に基づき前記光源からの光を変
調し、この光源からの光を光分岐結合素子で受けて前記
ループ状光ファイバの前記開放端それぞれに分岐して入
射すると共に、前記ループ状光ファイバの前記開放端そ
れぞれから戻ってきた光を前記光分岐結合素子で結合
し、この光分岐結合素子から出力される光を第１の受光
素子で受けて光電変換し、第１の音声出力手段でこの第
１の受光素子からの信号から音声信号を復調して出力
し、前記中間部にて、前記ループ状光ファイバの一部に
曲げを付与し、この曲げ部分からの漏洩光を第２の受光
素子で受けて光電変換し、第２の音声出力手段でこの第
２の受光素子からの信号から音声信号を復調して出力す
ると共に、音声を第２のマイクで電気信号に変換し、加
振器を用いて前記第２のマイクからの電気信号で前記光
ファイバに振動を加え、これによって、前記光送受信部
または中間部にて音声を発したときに、前記中間部また
は光送受信部にて音声を受ける光ファイバ通話方法にし
て、前記光送受信部において、前記ループ状光ファイバ
に所定周波数のパイロット信号を付与して当該光ファイ
バ中を伝搬させ、前記光分岐結合素子を経て前記受光素
子に受光させ、前記受光素子の出力する信号から前記パ
イロット信号を抽出してその信号レベルを監視し、前記
パイロット信号の信号レベルに応じて偏波面操作手段を
操作することにより、前記ループ状光ファイバの偏波面
を操作して当該パイロット信号の信号レベルを所定値以
上に維持する光ファイバ通話方法に応用することができ
る。

【０１９３】この光ファイバ通話方法によれば、ループ
状光ファイバ中を時計回りと反時計回りに伝搬する伝搬
光間の偏波面が直交状態にならないように操作して、ル
ープ状光ファイバに加わる振動によりこのループ状光フ
ァイバ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する
光との間にもたらされる位相変化が常に現れるようにし
て、第１、第２の作業点の作業者間での通話が常に安定
して行える。

【０１９４】上記の光ファイバ通話方法においては、前
記ループ状光ファイバ中または前記ループ状光ファイバ
と光送受信部との間に光遅延素子を挿入して、光ファイ
バ中の光伝搬を遅延させるようにすることができる。

【０１９５】これにより、ループ状光ファイバ中の光伝
搬経路のちょうど中間点を他の作業点に設定した場合で
も、ループ状光ファイバの開放端にある作業点では時計
回り伝搬光と反時計回り伝搬光との位相差を必ず生じさ
せ、その位相差による干渉光の強度変化を示す信号から
中間部で加えられた信号を確実に検出することができ、
光ファイバを利用した通話が確実に行なえる。

【０１９６】

【発明の効果】請求項１の発明の光ファイバ干渉型セン
サによれば、受光素子が出力する信号に基づき、ループ
状光ファイバに加わる物理的変化を、このループ状光フ
ァイバ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する
光との間にもたらされる位相変化として検出し、位相変
化付与手段によってループ状光ファイバに時間的に変化
する位相変化を付与し、光分岐結合素子を通じて出力さ
れる信号の信号レベルを観察して、この信号レベルが低
い場合には偏波面操作手段によって時計回り伝搬光と反
時計回り伝搬光の偏波面を手動操作し、当該パイロット
信号の信号レベルが高くなるようにした状態で維持する
ことにより、ループ状光ファイバ中を時計回りと反時計
回りに伝搬する伝搬光間の偏波面が直交状態にならない
ように維持することができ、これにより、ループ状光フ
ァイバに加わる物理的変化により、このループ状光ファ
イバ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する光
との間にもたらされる位相変化を常に正確に検出できる
ようになる。

【０１９７】請求項２の発明の光ファイバ干渉型センサ
によれば、ループ状光ファイバ中を時計回りと反時計回
りに伝搬する伝搬光間の偏波面が直交状態にならない
で、最良の状態になるように自動的に操作して、ループ
状光ファイバに加わる物理的変化により、このループ状
光ファイバ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬
する光との間にもたらされる位相変化を常に正確に検出
できるようになる。

【０１９８】請求項３の発明の光ファイバ干渉型信号検
出方法によれば、ループ状光ファイバ中を伝搬した時計
回り伝搬光と反時計回り伝搬光に時間的に周期的に変化
する位相変化を付与して当該光ファイバ中を伝搬させ、
光分岐結合素子を経て受光素子に受光させ、受光素子の
出力する信号の信号レベルを検出したので、信号レベル
に応じて偏波面操作手段を操作するようにでき、ループ
状光ファイバ中を時計回りと反時計回りに伝搬する伝搬
光間の偏波面が直交状態にならないで、最良の状態にな
るように操作することができ、これによってループ状光
ファイバに加わる物理的変化により、このループ状光フ
ァイバ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに伝搬する
光との間にもたらされる位相変化を常に正確に検出でき
るようになる。

【０１９９】請求項４の発明の光ファイバ干渉型信号検
出方法によれば、ループ状光ファイバ中を時計回りと反
時計回りに伝搬する伝搬光間の偏波面が直交状態になら
ないで、最良の状態になるように自動的に操作して、ル
ープ状光ファイバに加わる物理的変化により、このルー
プ状光ファイバ中を時計回り伝搬する光と反時計回りに
伝搬する光との間にもたらされる位相変化を常に正確に
検出できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の光ファイバ干渉型
センサの構成を示すブロック図。

【図２】上記の実施の形態の光ファイバ干渉型センサの
使用状態を示すブロック図。

【図３】上記の実施の形態の光ファイバ干渉型センサに
おける加振点の振動信号および加振により影響を受ける
時計回り伝搬光および反時計回り伝搬光との位相変位を
示す波形図。

【図４】上記の実施の形態の光ファイバ干渉型センサに
おける受光素子の出力の加振による変化を示す波形図。

【図５】上記の実施の形態の光ファイバ干渉型センサの
変形例の構成を示すブロック図。

【図６】上記の実施の形態の光ファイバ干渉型センサの
さらに別の変形例の構成を示すブロック図。

【図７】上記の実施の形態の光ファイバ干渉型センサの
さらに別の変形例の構成を示すブロック図。

【図８】本発明の第２の実施の形態の光ファイバ干渉型
センサの構成を示すブロック図。

【図９】本発明の第３の実施の形態の光ファイバケーブ
ル対照器の構成を示すブロック図。

【図１０】本発明の第４の実施の形態の光ファイバ心線
対照器の構成を示すブロック図。

【図１１】本発明の第５の実施の形態の光ファイバ心線
対照器の構成を示すブロック図。

【図１２】本発明の第６の実施の形態の光ファイバ心線
対照器および光ファイバ通話装置の構成を示すブロック
図。

【図１３】上記の実施の形態の光ファイバ心線対照器お
よび光ファイバ通話装置における中間局の内部構成を示
すブロック図。

【図１４】上記の実施の形態の光ファイバ心線対照器お
よび光ファイバ通話装置における端局装置の具体的な内
部構成を示すブロック図。

【図１５】上記の実施の形態の光ファイバ心線対照器お
よび光ファイバ通話装置における中間局の具体的な内部
構成を示すブロック図。

【図１６】上記の実施の形態の光ファイバ心線対照器お
よび光ファイバ通話装置の変形例の構成を示すブロック
図。

【図１７】上記の実施の形態の光ファイバ心線対照器お
よび光ファイバ通話装置の別の変形例の構成を示すブロ
ック図。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ２ 光ファイバ ３ ループ状光ファイバ ４ センサ ６ 光遅延素子 １１ 発光素子 １２ 受光素子 １３ 光分岐結合素子 １４ パイロット信号回路 １５ 光ファイバコイル １００ センサ １１４ パイロット信号回路 １１６ フィルタ １１７ パイロット信号レベル検出回路 １１８ 光ファイバ制御回路 １１９ 光ファイバ制御装置 ３００ 光ファイバケーブル対照器 ３０９Ａ，３０９Ｂ 輻輳光ファイバケーブル ３０１ 光ファイバケーブル ３０２ 光ファイバ ３０３ 光ファイバ ３０５ 加振器 ３０８ 光遅延素子 ４０１ 光ファイバ ４０２ 光ファイバ ４０３ ループ状光ファイバ ４０４ 光ファイバテープ心線 ４０５ 加振器 ４０７ 光コネクタ ４０８ 光遅延素子 ５００ 光ファイバ心線対照器 ５０３ 発光素子 ５０４ 光分岐結合素子 ５０５ 受光素子 ５１２ 光遅延素子 ５１４ パイロット信号回路 ５１５ 光ファイバコイル ５１７ パイロット信号レベル検出回路 ５１８ 光ファイバ制御回路 ５１９ 光ファイバ制御装置 ５２１ オシロスコープ ５２２ スピーカ ６００ 端局装置 ６０３ 発光素子 ６０４ 光分岐結合素子 ６０５ 受光素子 ６０６ 光出力安定化回路 ６０７ 変調回路 ６０８ マイク ６０９ 増幅回路 ６１２ 光遅延素子 ６１４ パイロット信号回路 ６１５ 光ファイバコイル ６１７ 加振器 ６２１ 第１フィルタ ６２２ 復調回路 ６２３ 第２フィルタ ６２４ スピーカ ６２５ イヤホン ６３１ 第３フィルタ ６３２ パイロット信号レベル検出回路 ６３３ 光ファイバ制御回路 ６３４ 光ファイバ制御装置 ７００ 中間局 ７０１ 曲げ部分 ７０２ 受光素子 ７０３ 加振器 ７０４ 曲げ付与部 ７０５ 第１増幅回路 ７０６ 第１フィルタ ７０７ 復調回路 ７０８ 第２フィルタ ７０９ スピーカ ７１０ イヤホン ７１１ マイク ７１２ 第２増幅回路 ７１３ 変調回路 ７１４ 加振器駆動回路 ８０１ 光ファイバ心線 ８０２ 光ファイバ心線 ８０３ ループ状光ファイバ ８０４ 光ファイバテープ心線 ８０７ 光コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/152 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｌ 10/142 Ｕ 10/04 10/06 10/02 (72)発明者 高嶋 徹 千葉県佐倉市六崎1440 株式会社フジクラ 佐倉事業所内 (72)発明者 中村 靖 千葉県佐倉市六崎1440 株式会社フジクラ 佐倉事業所内 (72)発明者 山中 隆嘉 千葉県佐倉市六崎1440 株式会社フジクラ 佐倉事業所内 Ｆターム(参考） 2F064 AA11 FF01 GG03 GG24 HH01 HH05 JJ00 JJ03 2F065 AA65 FF00 FF12 FF13 FF32 FF41 FF51 FF58 GG06 JJ01 JJ18 LL00 LL02 QQ25 QQ33 RR03 2G064 BC06 BC12 BC22 2H038 AA02 AA05 CA39 5K002 BA02 BA04 CA15 EA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と受光素子と光分岐結合素子とから
   構成され、 前記光源と受光素子とループ状光ファイバの開放部の両
   端とが前記光分岐結合素子に接続され、 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前記開放部の両端
   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、 前記ループ状光ファイバ中を時計回りに伝搬した時計回
   り伝搬光と反時計回りに伝搬した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、 前記光分岐結合素子によって結合された前記時計回り伝
   搬光と反時計回り伝搬光と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
   する光ファイバ干渉型センサにおいて、 前記ループ状光ファイバと前記光分岐結合素子との間に
   取付けられ、当該ループ状光ファイバ中を伝搬する前記
   時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光に時間的に周期的に
   変化する位相変化を付与する位相変化付与手段と、 前記ループ状光ファイバ中を伝搬する前記時計回り伝搬
   光と反時計回り伝搬光の偏波面を操作する偏波面操作手
   段とを備えて成る光ファイバ干渉型センサ。
2. 【請求項２】 前記位相変化付与手段は所定周波数の位
   相変化を付与するものであり、 前記光分岐結合素子を通じて出力される信号の中から前
   記所定周波数の信号の信号レベルを検出する信号レベル
   検出手段と、 前記信号レベル検出手段が検出する前記所定周波数の信
   号の信号レベルに応じて前記偏波面操作手段にて前記時
   計回り伝搬光と反時計回り伝搬光の偏波面を操作させる
   偏波面操作制御手段とを備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の光ファイバ干渉型センサ。
3. 【請求項３】 光源から出射された光を光分岐結合素子
   によって分岐してループ状光ファイバにその開放部の両
   端それぞれから入射させて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、 前記ループ状光ファイバ中を伝搬した時計回り伝搬光と
   反時計回り伝搬光とを前記光分岐結合素子によって結合
   して受光素子に入射させ、 前記受光素子が出力する前記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
   に基づいて、前記ループ状光ファイバに加わる物理的変
   化を検出する光ファイバ干渉型信号検出方法において、 前記ループ状光ファイバ中を伝搬した時計回り伝搬光と
   反時計回り伝搬光に時間的に周期的に変化する位相変化
   を付与して当該光ファイバ中を伝搬させ、前記光分岐結
   合素子を経て前記受光素子に受光させ、 前記受光素子の出力する信号の信号レベルに応じて偏波
   面操作手段を操作することにより、前記ループ状光ファ
   イバの偏波面を操作することを特徴とする光ファイバ干
   渉型信号検出方法。
4. 【請求項４】 前記位相変化は所定周波数の位相変化で
   あって、 前記光分岐結合素子を通じて出力される信号の中から前
   記所定周波数の信号の信号レベルを検出し、 前記所定周波数の信号の信号レベルに応じて前記偏波面
   操作手段にて前記時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光の
   偏波面を操作することを特徴とする請求項３に記載の光
   ファイバ干渉型信号検出方法。