JP2001228182A

JP2001228182A - 光集積化多点計測装置

Info

Publication number: JP2001228182A
Application number: JP2000042576A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kato; 覚加藤; Tadashi Ichikawa; 正市川; Kazuo Hasegawa; 和男長谷川; Hiroshi Ito; 伊藤　　博
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】多数のセンサにより簡単なシステム構成で多数
点の物理量を計測する。【解決手段】位相変調器ＰＭ、電圧測定セルＳ１〜Ｓ６
が設けられた高分子シートセンサ１０の入射側端部に
は、光導入用光ファイバ１８Ａの一端が光結合されてお
り、この光導入用光ファイバ１８Ａの他端には、レーザ
ダイオード４０が光結合されている。高分子シートセン
サ１０の出射側端部には、光導出用光ファイバ１８Ｂの
一端が光結合されており、この光導出用光ファイバ１８
Ｂの他端には、ホトダイオードからなる光検出器４４が
光結合されている。光検出器４４は、アナログディジタ
ル変換器４６を介してマイクロコンピュータ４８に接続
されている。マイクロコンピュータ４８は、ドライバ５
０を介してレーザダイオード４０に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光集積化多点計測
装置に係り、特に、多数のセンサを使用して簡単なシス
テム構成で多数点の物理量を計測することができる光集
積化多点計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
複数のセンサからの信号を測定装置に取り込む場合、セ
ンサの各々に信号線を接続しセンサの数だけの信号線で
測定装置まで取り込むか、一旦データバッファに蓄積し
て取り込んでいたため、センサの数が多くなるに従って
システム構成が複雑になり、システム自体が大きくな
る、という問題があった。

【０００３】また、光を用いた物理量の多点計測装置と
して、光ファイバを伝送路とし、この光ファイバから一
部光を分岐させて複数のセンサ部に伝送し、センサ部か
らの測定する物理量に比例した透過光、または反射光を
検出する装置が知られている。この多点計測装置のセン
サ部は、光源のパルス光の遅延時間から弁別する方法
（特開平６−１４８０７１号公報）、インコヒーレント
な光を照射する光源を用い参照光路長を変化させて弁別
する方法（特開平６−２４１９２９号公報）が知られて
いる。

【０００４】遅延時間から弁別する方法では、遅延時間
間隔を長くして弁別の精度を向上しようとすると、シス
テム自体が大きくなり、かつコストが高くなる、という
問題がある。インコヒーレント光を用いた弁別方法で
は、センサが配置された測定光路と参照光路との光路長
が略等しいときのみ信号が検出され、弁別が可能である
ため、測定光路と同一光路長の参照光路が必要となる。
このため、長い光路の参照光路を必要としたり、光源の
インコヒーレント性によりセンサ数に制限が生じる、と
いう問題がある。

【０００５】また、光波コヒーレンス関数の合成法を用
いて距離を測定する方法が提案されており（Ｋ．Ｈｏｔ
ａｔｅａｎｄＯ．Ｋａｍａｔａｎｉ，”Ｒｅｆｌｅ
ｃｔｏｍｅｔｒｙｂｙｍｅａｎｓｏｆＯｐｔｉ
ｃａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ”
（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＬＥＴＴＥＲＳ２６ｔｈ
Ｏｃｔｏｂｅｒ１９８９Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．２
２ｐｐ．１５０３））、この光波コヒーレンス関数の
合成を利用したリフレクトメトリ（ＯＣＤＲ）も提案さ
れている。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、多数のセンサを使用して簡単なシステム
構成で複数点、特に多数点の物理量を計測することがで
きる光集積化多点計測装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、注入電流により変調される光源と、参照
光路に対して各々光路差が異なる複数の光路の各々に配
置されると共に、計測対象物の各々に接続され、計測対
象物の物理量の大きさに応じて入射された光の強度また
は偏光面を変更して出射する複数の光集積回路と、前記
光源から出射された光を前記光集積回路が配置された複
数の光路の各々の一端に分波して入射する入射用光伝送
路と、前記光集積回路が配置された複数の光路の各々の
他端から出射された光を合波して伝送する受光用光伝送
路と、前記受光用光伝送路により伝送された光を受光し
て受光量に応じた電気信号を出力する光電変換素子と、
電流値が周期的に時間に応じて連続して変化する注入電
流が前記光源に注入されるように制御すると共に、注入
された注入電流に対応して前記光電変換素子から出力さ
れる電気信号に基づいて計測対象物各々の物理量を演算
する制御演算手段と、を含んで構成したものである。。

【０００８】本発明の光源は、電流値が周期的に時間に
応じて連続して変化する注入電流により変調され、コヒ
ーレント光を出力する。この注入電流は、電流値が周期
的に時間に応じて連続して階段状に変化する注入電流、
または電流値が周期的に時間に応じて連続して直線状に
変化する注入電流を使用することができる。

【０００９】複数点の電圧、電流、温度等の物理量を計
測するための複数のセンサとしての複数の光集積回路
は、参照光路に対して各々光路差が異なる複数の光路の
各々に配置されると共に計測対象物の各々に接続され、
計測対象物の物理量の大きさに応じて入射されたコヒー
レント光の強度または偏光面を変更して出射する。

【００１０】光源から出射されたコヒーレント光は、入
射用光伝送路により、光集積回路が配置された複数の光
路の各々の一端に分波して入射され、光集積回路が配置
された複数の光路の各々の他端から出射されたコヒーレ
ント光は、受光用光伝送路により合波して伝送される。
この受光用伝送路により伝送された光は、光電変換素子
で受光され、光電変換素子から受光量に応じた電気信号
が出力される。

【００１１】制御演算手段は、電流値が周期的に時間に
応じて連続して変化する注入電流が光源に注入されるよ
うに制御すると共に、注入された注入電流に対応して光
電変換素子から出力される電気信号に基づいて計測対象
物各々の物理量を演算する。

【００１２】制御演算手段によって、上記の階段状に変
化する注入電流が注入されるように制御されると、光源
から注入電流の各ステップの電流値の各々に相当する複
数の周波数を備えたコヒーレント光が得られ、変調周期
より充分長い時間でコヒーレント光の周波数を観察する
と周波数ｆｓ間隔の離散的なパワースペクトルが得られ
る。そして、光路差をｚｓ、光速をｃとしたとき、ｚｓ
＝ｃ／ｆｓを満足するように複数の光路の各々に応じて
注入電流の各ステップの電流値を制御することにより、
光路差ｚｓの光路に設けられた光集積回路を弁別して弁
別された光集積回路によって計測された物理量を演算す
ることができる。

【００１３】また、制御演算手段によって、上記の電流
値が直線状に変化する注入電流が注入され、電流値の傾
きｄｉ／ｄｔが、光路差をｚｌ、光速をｃとしてｆ＝
（ｄｉ／ｄｔ）×（ｚｌ／ｃ）を満足するように制御さ
れると、傾きｄｉ／ｄｔに対応した光路差ｚｌの光路に
周波数ｆのビート信号が得られるので、光路差ｚｌの光
路に設けられた光集積回路を弁別して弁別された光集積
回路によって計測された物理量を演算することができ
る。

【００１４】また、電流値が周期的に時間に応じて一定
割合で直線状に変化する注入電流により光源が変調され
ると、注入電流の傾きｄｉ／ｄｔが一定になるので、ｆ
ｌ＝（ｄｉ／ｄｔ）×（ｚｌ／ｃ）を満足する光路差ｚ
ｌに応じた複数の周波数ｆｌのビート信号が得られ、周
波数によりビート信号を弁別することにより、光路差ｚ
ｌの光路に設けられた光集積回路を弁別して弁別された
光集積回路によって計測された物理量を演算することが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、複数の電
池セルが直列に接続された電気自動車用のバッテリまた
は燃料電池の各電池セルの電圧を測定する測定装置に本
発明を適用した実施の形態について説明する。本実施の
形態は、図１、２に示すように、高分子シートセンサ１
０を備えている。高分子シートセンサ１０は、高分子材
料からなるシート１２に、光集積回路で構成された位相
変調器ＰＭ、光集積回路で構成された複数の電圧測定セ
ンサＳ１〜Ｓ６を並列に配置して構成されている。

【００１６】電圧測定センサＳ１は、図３に示すように
ＬＮ基板を用いたマッハツェンダー型光強度変調器で構
成されている。電圧測定センサＳ１の一方の電極は電圧
測定対象の電池セルの＋極に接続され、他方の電極は電
圧測定対象の電池セルの−極に接続されている。なお、
電圧測定セルＳ２〜Ｓ６も電圧測定セルＳ１と同一構成
であり、各々の電極が電圧測定セルＳ１と同様に測定対
象である電池セルの＋極、−極の各々に接続されてい
る。

【００１７】位相変調器ＰＭが設けられた光路１４は、
参照光路として作用し、電圧測定セルＳ１〜Ｓ６の各々
は、参照光路と並列になり、かつ各々が参照光路に対し
てｚｓ（ただし、ｓ＝１、２、３、・・・６）の光路差
を持った光路１６₁〜１６₆に設けられている。光路１
４、及び光路１６₁〜１６₆の一端側端部は、１つに結合
されて高分子シートセンサ１０の入射端部が構成され、
光路１４、及び光路１６ ₁〜１６₆の他端側端部も同様に
１つに結合されて高分子シートセンサ１０の出射側端部
が構成されている。

【００１８】高分子シートセンサ１０の入射側端部に
は、光導入用光ファイバ１８Ａの一端が光結合されてお
り、この光導入用光ファイバ１８Ａの他端には、レーザ
ダイオード（ＬＤ）４０が光結合されている。高分子シ
ートセンサ１０の出射側端部には、光導出用光ファイバ
１８Ｂの一端が光結合されており、この光導出用光ファ
イバ１８Ｂの他端には、ホトダイオード（ＰＤ）からな
る光検出器４４が光結合されている。

【００１９】光検出器４４は、アナログディジタル変換
器４６を介して制御演算手段としてのマイクロコンピュ
ータ４８に接続されている。マイクロコンピュータ４８
は、ドライバ５０を介してレーザダイオード４０に接続
されている。

【００２０】なお、上記では６つの電池セルの電圧を測
定する構成について説明したが、測定対象の電池セルの
個数は６つに限定されるものではなく、電池セルの個数
と同数の電圧測定センサを上記と同様に配置すれば、任
意の個数の電池セルの電圧を測定することができる。な
お、光路１４は参照光路として作用すればよいので、位
相変調器ＰＭを省略して光路のみ設けてもよい。

【００２１】以下、上記の測定装置の原理について説明
する。この原理は、光源から照射される光のスペクトル
形状と干渉距離との関係を示す光波コヒーレンス関数の
合成法を応用したものである。

【００２２】レーザダイオードは、光周波数が可変の光
源であり、図４に示すように、時間の経過に応じて連続
して段階的に電圧値が変化する注入電流を注入すると、
注入電流の電流値に応じた光周波数のレーザビームが得
られる。すなわち、電流値±ｉｓ、±２ｉｓ、・・・、
±Ｎｉｓ（ただし、Ｎは自然数）が基準電流ｉｏに対し
て所定ステップ量ΔＩずつ階段状に時間の経過に応じて
増加する注入電流を変調周期τで印加してレーザビーム
を変調すると、レーザビームは注入電流の各ステップの
電流値に相当する周波数ｆｏ±ｆｓ、ｆｏ±２ｆｓ、・
・・、ｆｏ±Ｎｆｓで発振する。なお、図４においてｆ
ｏは、基準電圧ｉｏに対応する基準の光周波数である。

【００２３】このとき、変調周期τより充分長い時間で
レーザビームの発振周波数を観察すると、図５に示すよ
うに周波数ｆｓ間隔で離散的なパワースペクトルが得ら
れる。２つの光路におけるこの離散的なパワースペクト
ルの干渉特性は、光速をｃ、干渉縞鮮明度のピークが生
じているときの光路差、すなわち光波コヒーレンス関数
で定まる光路差をｚｓとすると、図６に示すようにｚｓ
＝ｃ／ｆｓとなり、光路差ｚｓで最大鮮明度の干渉信号
が得られる。

【００２４】従って、参照光路に対して異なる光路差ｚ
ｓ（本実施の形態では、ｚ１、ｚ２、・・・、ｚ６）の
間隔で光路１６₁〜１６₆を設け、各光路に各電圧測定セ
ンサを配置し注入電流の電流値（振幅）の各々を光路差
ｚｓに相当する値で各々変調することにより、各センサ
を弁別することが可能になる。また、電圧測定値は、干
渉縞鮮明度のピーク値より算出可能である。

【００２５】８つのセンサを識別するために、レーザダ
イオードから発振されるレーザビームの周波数を注入電
流により変調した場合の電流波形と光検出器の出力波形
とをオシロスコープで測定した結果を図７（Ａ）〜
（Ｃ）に示す。図７の各々において、上側が光検出器の
出力波形（グランドレベルは０である）を示し、下側が
レーザダイオードの駆動電流波形を各々示しており、
（Ａ）は注入電流のステップ量ΔＩが０．６９ｍＡの場
合、（Ｂ）は注入電流のステップ量ΔＩが０．６５ｍＡ
の場合、（Ｃ）は注入電流のステップ量ΔＩが０．４３
９ｍＡの場合を各々示している。

【００２６】注入電流の変調ステップ量ΔＩの大きさに
より、スペクトル間隔ｆｓが異なりｚｓ＝ｃ／ｆｓを満
足したときに干渉縞鮮明度のピーク値が現れる。図７
（Ｂ）は干渉縞鮮明度のピーク値が現れた状態を示して
おり、干渉縞鮮明度のピーク値は、注入電流の各ステッ
プにおいて光検出器出力は略一定値となっている。

【００２７】干渉縞鮮明度のピーク値は、注入電流の各
ステップにおける中間時間での光検出器出力電圧（Ｖ₁
〜Ｖ₈）を測定し、全変調振幅での測定により得られた
平均値Ｖａｖａとその変調時に得られた平均値Ｖａｖｉ
＝Σ（Ｖｊ）／８とにより、以下の式で算出することが
できる。

【００２８】Ｖｓ＝（Ｖａｖａ−Ｖａｖｉ）² ・・・（１）上記（１）式により演算した結果を図８に示す。なお、
上記の方法以外に、光検出器出力電圧の測定値の分散を
求める方法等によってもピーク値を検出することができ
る。

【００２９】上記の実施の形態では、干渉縞鮮明度のピ
ーク値に対応する光路差が各センサに与えられているの
で、このピーク値が現れる光路差を検出する必要はな
く、図７（Ｂ）に示したように特定の光路差を検出した
ときには、光検出器出力は、注入電流の各ステップにお
いて略一定値となる。

【００３０】また、本実施の形態では、干渉縞鮮明度の
ピーク値が電圧値等の物理量を測定するセンサの出力値
になるため、ピーク値を高精度に測定する必要がある。
そのためには、干渉縞鮮明度のピーク値が一定になった
状態で、注入電流の各ステップの振幅値は変更せずに、
注入電流のＤＣレベルを干渉位相に換算してπ[ｒａｄ]
だけ変化するように変調すればよい。これにより、略一
定の出力値を示していた光検出器出力が最大値Ｖｐ１か
ら最小値Ｖｐ２に変化する。このように変化したとき、
干渉縞鮮明度のピーク値Ｖｓは次式で演算することがで
きる。

【００３１】Ｖｓ＝（Ｖｐ１−Ｖｐ２）／（Ｖｐ１＋Ｖｐ２）・・・（２）そして、この干渉縞鮮明度のピーク値Ｖｓを用いてセン
サ出力Ｉｓは以下の式で求められる。

【００３２】Ｉｓ＝｛[２−Ｖｓ²±２（１−Ｖｓ²）^1/2]／Ｖｓ²｝Ｉ_L・・・（３）ここで、Ｉ_Lは、参照光路の出力光量であり、予め測定
により求めることができる。

【００３３】次に、本実施の形態の測定ルーチンを図９
を参照して説明する。ステップ１００においてイニシャ
ライズ処理によりＳを１に設定する。次のステップ１０
２では、光路差ｚｓに一致したステップ量の階段状に変
化する注入電流をレーザダイオードに注入して、階段状
の変調を行う。なお、この場合注入電流のＤＣレベル
は、固定しておく。

【００３４】ステップ１０４では、光検出器４４から出
力された出力値をアナログディジタル変換器２６を介し
て取り込み、センサＳｚによる検出を行う。次のステッ
プ１０６では、センサ出力値の最大値及び最小値両方の
検出が行われたか否かを判断し、両方の検出が行われて
いない場合には、ステップ１０８において注入電流のＤ
Ｃレベルを上記で説明したように干渉位相に換算してπ
[ｒａｄ]だけ変化させ、ステップ１０２で注入電流のＤ
Ｃレベルを変化した値に固定した状態で階段状の変調を
行う。この場合、注入電流のステップ量は変化されてい
ないので、前回のステップ量と同一の注入電流が注入さ
れる。ステップ１０４で光検出器の出力値を取り込み、
ステップ１０６で最大値及び最小値が検出されたと判断
されると、ステップ１１０において上記の(２）式に従
って干渉縞鮮明度のピーク値Ｖｓを演算し、ステップ１
１２においてｓ≧６か否かを判断することにより、全て
のセンサについて検出が終了したか否かを判断する。全
てのセンサについて検出が終了していない場合は、ステ
ップ１１４でカウント値ｓを１インクリメントし、上記
で説明した処理を繰り返すことによって次のセンサによ
る検出を実行する。

【００３５】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、簡単な構成で多数のセンサにより電圧を検出するこ
とができる。

【００３６】次に、本発明の変形例を説明する。この変
形例は、レーザダイオードを階段状に変調するのに代え
て鋸歯状に変調することにより、発振周波数が連続的に
直線状に変化するレーザ光を周期的に発振するようにし
たものである。この変形例では、図１０（Ａ）に示すよ
うに、傾きｄｉ／ｄｔの直線状の電流値部分が周期τで
繰り返される鋸歯状波形の注入電流によってレーザダイ
オードを変調する。ここで、図１０（Ｂ）に示すよう
に、参照光路と各センサとの光路差をｚｌ（ｌ＝１、
２、３、・・・Ｌ、Ｌはセンサの個数）とすると、参照
光路と光路差ｚｌの光路とに以下の式に示す周波数ｆｌ
のビート信号が発生する。

【００３７】ｆｌ＝（ｄｉ／ｄｔ）／τ ・・・（５）ただし、τ＝ｚｌ／ｃである。

【００３８】従って、電流値の傾きｄｉ／ｄｔを一定に
制御すれば、光路差ｚｌの各々に応じた周波数ｆｌのＬ
個のビート信号が発生するので、ビート信号の周波数を
弁別することによりセンサを弁別することが可能にな
る。

【００３９】また、ビート信号の周波数ｆｌが一定にな
るようにを電流値の傾きｄｉ／ｄｔを制御すれば、電流
値の傾きｄｉ／ｄｔに応じた光路差ｚｌの光路を通過し
たビート信号のみが得られるので、光路差ｚｌに応じて
注入電流の傾きｄｉ／ｄｔを変化させることにより、各
センサが配置された光路のみを通過するビート信号が得
られ、センサを弁別することが可能になる。この変形例
では、電圧測定値は、ビート信号のパワースペクトルか
ら算出することが可能である。

【００４０】次に、図１１を参照して本実施の形態に使
用可能なＭＺ型光導波路素子で構成されたセンサの他の
例について説明する。このセンサは、図１１（Ａ）及び
（Ｂ）に示すように、基板２０上にクラッド層２２を介
して光導波路２４を形成したものである。光導波路２４
は、２つのＹ分岐導波路を向かい合わせて配置し、対向
する分岐路を参照用導波路２４Ａと検出用導波路２４Ｂ
との２本の平行な直線状導波路で接続して構成され、こ
れによってマッハツェンダー干渉計が構成されている。

【００４１】検出用導波路２４Ｂ側方にあるクラッド層
２２の表面には、コの字型の開口２５が設けられ、開口
２５からのエッチング等によりクラッド層２２が、内部
の検出用導波路２４Ｂ直下までクラッド層２２表面と平
行に除去されて、クラッド層２２内に空洞が形成されて
いる。これにより検出用導波路２４Ｂ直下の検出用導波
路２４Ｂに沿った部分を固定端とし、クラッド層２２の
開口２５に囲まれた部分を可動部２６とするカンチレバ
ー２８が形成されている。カンチレバー２８の可動部２
６の上面には平板状の電極３０Ａが固定配置されてお
り、可動部２６の下方の基板２０上には同じく平板状の
対向電極３０Ｂが電極３０Ａと平行に固定配置されてい
る。電極３０Ａは端子３０Ｃを介して測定対象となる電
源セルに接続され、対向電極３０Ｂは直接、測定対象と
なる電源セルに接続される。

【００４２】光導波路２４に入射されたレーザビーム
は、Ｙ分岐部で参照用導波路２４Ａと検出用導波路２４
Ｂとに分波されて伝搬される。電極３０Ａと対向電極３
０Ｂとの間に電圧が印加されていない状態では、参照用
導波路２４Ａを伝搬する光と検出用導波路２４Ｂを伝搬
する光とが分岐部で合波されると、参照用導波路２４Ａ
と検出用導波路２４Ｂの光路差によって位相差が生じ、
それに応じた出射光が出力される。一方、電極３０Ａと
対向電極３０Ｂとの間に電圧Ｖが印加されると、電極３
０Ａが静電引力により基板２０に固定された対向電極３
０Ｂに引き寄せられ、カンチレバー２８の可動部２６が
下方に変位する。この変位に応じてカンチレバー２８の
固定端周辺に歪が発生し、光弾性効果により検出用導波
路２４Ｂの屈折率が変化し、参照用導波路２４Ａを伝搬
する光と検出用導波路２４Ｂを伝搬する光との間にさら
なる位相差が生じる。これにより分岐部で合波されると
ＭＺ型光導波路素子の干渉状態が変化し、両光の位相差
に応じて（印加電圧の大きさに応じて）出射光の強度が
変化する。

【００４３】また、上記では、電圧によりレーザビーム
の透過率を変化させて出射光の強度を変化させるセンサ
を用いた例について説明したが、電圧により偏光面が変
化するセンサを用いてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入射用光伝送路と受光用光伝送路との２つの伝送路の間
に、計測対象物の物理量を計測するための複数の光集積
回路からなるセンサを配置したので、多数のセンサを使
用して簡単なシステム構成で多数点の物理量を計測する
ことができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概略図である。

【図２】本発明の実施の形態のブロック図である。

【図３】電圧測定センサの概略図である。

【図４】注入電流、及びこの注入電流で変調されたとき
のレーザビームの発振周波数を示す線図である。

【図５】レーザビームの発振周波数とパワースペクトル
の関係を示す線図である。

【図６】光路差と干渉縞の鮮明度との関係を示す線図で
ある。

【図７】（Ａ）はステップ量が０．６９ｍＡのときの光
検出器出力波形とレーザダイオード変調波形とを示す線
図、（Ｂ）はステップ量が０．６５ｍＡのときの光検出
器出力波形とレーザダイオード変調波形とを示す線図、
（Ｃ）はステップ量が０．４９３ｍＡのときの光検出器
出力波形とレーザダイオード変調波形とを示す線図であ
る。

【図８】干渉縞鮮明度のピークの演算例を示す線図であ
る。

【図９】本発明の実施の形態の電圧値測定ルーチンを示
す流れ図である。

【図１０】（Ａ）は変形例の注入電流の波形を示す線図
である。（Ｂ）は変形例のブロック図である。

【図１１】（Ａ）は本発明に使用可能な光集積回路の他
の例を示す斜視図、（Ｂ）はこの光集積回路の断面図で
ある。

【符号の説明】

１０高分子シートセンサ１２シート１４光路１８Ｂ光導出用光ファイバ１８Ａ光導入用光ファイバ４４光検出器４６アナログディジタル変換器４８マイクロコンピュータ５０ドライバ

フロントページの続き (72)発明者長谷川和男愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者伊藤博愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内Ｆターム(参考） 2F103 BA43 CA06 CA08 DA01 EB02 EB12 EB19 EB33 EB36 EC09 ED27 ED35 FA01 FA16 2G025 AB09 AB12 AC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】注入電流により変調される光源と、参照光路に対して各々光路差が異なる複数の光路の各々
に配置されると共に、計測対象物の各々に接続され、計
測対象物の物理量の大きさに応じて入射された光の強度
または偏光面を変更して出射する複数の光集積回路と、前記光源から出射された光を前記光集積回路が配置され
た複数の光路の各々の一端に分波して入射する入射用光
伝送路と、前記光集積回路が配置された複数の光路の各々の他端か
ら出射された光を合波して伝送する受光用光伝送路と、前記受光用光伝送路により伝送された光を受光して受光
量に応じた電気信号を出力する光電変換素子と、電流値が周期的に時間に応じて連続して変化する注入電
流が前記光源に注入されるように制御すると共に、注入
された注入電流に対応して前記光電変換素子から出力さ
れる電気信号に基づいて計測対象物各々の物理量を演算
する制御演算手段と、を含む光集積化多点計測装置。
【請求項２】前記注入電流は、電流値が周期的に時間に
応じて連続して階段状に変化する注入電流であり、前記制御演算手段は、前記光路差をｚｓ、前記光より得
られるパワースペクトルの間隔をｆｓ、光速をｃとした
とき、ｚｓ＝ｃ／ｆｓを満足するように、前記光路差の
各々に応じて注入電流の電流値を制御する請求項１記載
の光集積化多点計測装置。
【請求項３】前記注入電流は、電流値が周期的に時間に
応じて連続して直線状に変化する注入電流であり、前記制御演算手段は、前記光路差をｚｌ、前記電流値の
傾きをｄｉ／ｄｔ、前記光より得られるビート信号の周
波数をｆ、光速をｃとしたとき、ｆ＝（ｄｉ／ｄｔ）×
（ｚｌ／ｃ）を満足するように注入電流の傾きを制御す
る請求項１記載の光集積化多点計測装置。
【請求項４】前記注入電流は、電流値が周期的に時間に
応じて連続して直線状に変化する注入電流であり、前記制御演算手段は、前記電流値の傾きが一定になるよ
うに制御するする請求項１記載の光集積化多点計測装
置。