JP2002107181A - 光ファイバ干渉型センサ及び光ファイバ干渉型信号検出方法、光ファイバ干渉型振動センサ及び振動検出方法、光ファイバケーブル対照方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動等の物理変化の検出部となる光ファイバ
ループ内の感度の平均化及び感度の増大を図ることを目
的とする。 【解決手段】 光ファイバリング干渉型センサにおい
て、振動等の検出部となる光ファイバのループの少なく
とも一部の区間でループを構成する光ファイバが複数重
なるようにして形成することを要旨とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
たループ干渉計による信号検出技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバを用いた干渉計のセン
サが種々提案されている。例えば、本出願人が出願した
光ファイバを用いたループ干渉計に関する特許出願（特
願平１１−７０８０３）がある。この光ファイバを用い
たループ干渉型センサ系の基本原理は、図１１に示すよ
うに、発光素子１（光源）と受光素子５とループの光フ
ァイバ３（又は途中に光遅延素子６を挿入されて）の両
端とが光分岐結合素子２に接続されていて、光源から出
射された光を光分岐結合素子２によって分岐して前記ル
ープ状光ファイバ両端に入射させ、このループ状光ファ
イバ中を時計回りＡと反時計回りＢ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２
に入射させて結合し、この結合された干渉光を受光素子
５に入射させ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。すなわち、図において、加
振等の光ファイバループの一部に外部より加えられた物
理的変化による光路ＡとＢの伝搬光の位相変動を干渉状
態の変化として検出するものである。

【０００３】この光ループ干渉計を用いたセンサ技術を
光ケーブルの対照技術にも利用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記図１１の方法で
は、方向Ａの伝搬光と方向Ｂの伝搬光による干渉光の変
動量が加振点からの伝搬距離の差に依存する。すなわ
ち、図の加振点４で外部から振動等の物理的変位を加え
た時、ループ状光ファイバは、その変位によって局所的
に長さ方向に長さが変化する。その結果、伝搬光の光路
長が変化し、方向Ａと方向Ｂの伝搬光は、加振点４にお
いて変位の振幅に対応した位相の大きさで位相変位を生
じる。こうして、位相変位を受けた伝搬光は、光分岐結
合素子に戻ってきて結合されるが、通常伝搬光の戻り経
路長が方向Ａと方向Ｂとは異なっているので、加振点４
の変位による位相変位を受けた伝搬光は分岐結合素子に
は同時に到達されないので、方向Ａと方向Ｂの伝搬光が
合波される際には、物理的変位による位相変位を受けた
一方向の光は、位相変位を受けていない他方向の光と合
波されて、加振点４の振幅に対応して変化する干渉光を
生じる。

【０００５】ところが、加振点４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から等
距離の位置にて加振すると、加振点４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
するのでほぼ等しい位相変位を受けた光同士が合波され
ることになって、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。

【０００６】例えば光分岐結合素子に光ファイバカプラ
を使用した場合のように、分岐と、結合の都度、π／２
ずつ位相がずれる場合は、方向Ａと方向Ｂに分岐して、
ループ状に戻ってきた両方向の光を結合した際に、位相
差がπだけずれて結合されるので、分岐結合素子から等
距離の地点で加振による位相変位を受けると、戻ってき
た方向Ａと方向Ｂの光の加振による位相変位は同一時刻
で結合するのでπだけずれて（即ち逆位相で）干渉する
ことになり合波光の振幅は０になる。

【０００７】したがって、位相変化の差の検出感度は光
分岐結合素子２に近づくほど感度が大きくなり、ループ
の中点に近づくほど小さくなってしまう。

【０００８】また、同様の理由により、ループ長が短い
場合十分な感度を得ることが出来ない。

【０００９】前項で説明した図１１（ロ）は、上記の問
題を避けるために光遅延素子６をループの中点付近に挿
入したものであるが、光遅延素子６は一般に光ファイバ
を使用するため、その場合光ファイバが一箇所に集中す
ることになり、光遅延素子６の検出感度が他のループ状
ファイバに比べ極端に大きくなって、誤って光遅延素子
６に加わった物理変化による誤検出信号が大きくなって
しまい、干渉計としてのＳ／Ｎが低下してしまう。通常
光遅延素子６は、光ファイバセンサとしては使用しな
い。

【００１０】本発明は、上記の問題点を解決するため
に、振動等の物理変化の検出部となる光ファイバのルー
プの少くとも一部の区間でループを構成する光ファイバ
が複数重なるようにすることにより感度の平均化を図る
技術を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために、請求項１の発明の光ファイバ干渉型センサは、
光源と受光素子とループ状光ファイバの少くとも一部の
区間の複数箇所で、物理変化を受ける構成にした一連続
の光ファイバの両端とが分岐結合素子に接続されて成
り、光源から出射された光を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その両端から入射させ、
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、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分岐結合素子にて結合し、分
岐結合素子によって結合された時計回り伝搬光と反時計
回り伝搬光とを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ことにより前
記ループ状光ファイバの前記区間に加わる物理変化を検
出するものである。

【００１２】請求項２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分岐結合素子によっ
て分岐して、ループ状の光ファイバ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、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分岐結合素子によ
って結合して受光素子に入射させ、受光素子から時計回
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ことにより前記ループ状
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
渉型信号検出方法であって、前記ループ状光ファイバの
少くとも一部の区間の複数箇所で、前記物理変化による
伝搬光の位相変化を生じさせるものである。

【００１３】本発明の実施の形態によれば、前記の区間
においてループ状光ファイバを構成する光ファイバが複
数重なっていることを特徴とする。

【００１４】請求項３によれば、前記の区間において複
数のループから構成されていることを特徴とする。

【００１５】請求項４によれば、前記の区間においてル
ープ状光ファイバを構成する光ファイバが１回以上折り
返していることを特徴とする。

【００１６】請求項５の発明の光ファイバ干渉型振動セ
ンサは、光源と受光素子とループ状光ファイバの少くと
も一部の区間の複数箇所で振動を受ける構成にした一連
続の光ファイバの両端とが分岐結合素子に接続されて成
り、光源から出射された光を分岐結合素子によって分岐
して前記複数回重ねたループ状光ファイバにその両端か
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、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分岐結合素子に
入射させて結合し、分岐結合素子によって結合された時
計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを受光素子に入射さ
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出力することによ
りループ状光ファイバの前記区間に加わる振動を検出す
るものである。

【００１７】また、前記ループ状光ファイバの前記区間
に多心光ファイバケーブル内の２心以上の光ファイバを
使用して該多心光ファイバケーブルに加わる振動を検出
するものである。

【００１８】請求項７の発明の光ファイバ干渉型振動検
出方法は、光源から出射された光を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両端から入射させ
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分岐結合素子によって
結合して受光素子に入射させ、受光素子が出力する時計
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ループ状光ファイバに
加わる振動を検出する光ファイバ干渉型信号検出方法で
あって、前記ループ状光ファイバの少くとも一部の区間
の複数箇所で、前記振動による伝搬光の位相変化を生じ
させるものである。

【００１９】請求項８の発明の光ファイバ干渉型振動検
出方法は、前記ループ状光ファイバの前記区間に多心光
ケーブル内の２心以上の光ファイバを使用して前記多心
光ファイバケーブルに加わる振動を検出するものであ
る。

【００２０】請求項９の発明の光ファイバケーブル対照
方法は、ループ状光ファイバの少くとも一部が対照すべ
き多心光ファイバケーブル内の２心以上の光ファイバか
ら構成されるように多重のループ状光ファイバを形成
し、この多重のループ状光ファイバの開放端と光源と受
光素子を分岐結合素子に接続し、この光源からの光を前
記分岐結合素子によって開放端に分岐してループ状光フ
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
から戻ってきた時計回りと反時計回りの伝搬光を結合
し、受光素子にて、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、前記多心光
ファイバケーブルに振動を加えたときに、受光素子から
この振動に対応する信号の出力の有無に基づいて、対照
ケーブルを判定するものである。

【００２１】本発明の実施の形態によれば、前記対照す
べき多心光ファイバケーブル内に２心以上の光ファイバ
を使用して、前記ループ状光ファイバの少くとも一部の
区間で、複数のループから構成されるように前記ループ
状光ファイバを形成することを特徴とする。

【００２２】また、本発明の実施の形態によれば、前記
対照すべき多心光ファイバケーブル内の２心以上の光フ
ァイバを使用して、前記ループ状光ファイバの少くとも
一部の区間で、１回以上折り返して前記ループ状光ファ
イバを形成することを特徴とする。

【００２３】上述の請求項１から請求項８では、ループ
状光ファイバに加えられた外部からの物理変位を検出す
る光ファイバ干渉型センサに関して、少くとも一部の区
間においては、外部からの物理変位が複数箇所の光ファ
イバの伝搬光の位相変化を生じさせるので、その区間の
検出感度を向上させるとともに、その区間の検出感度を
平均化させることができる。

【００２４】さらに、本発明の実施の形態によれば、光
ファイバループの多重化の回数を増やすことにより、検
出感度をよりいっそう向上させることができる。

【００２５】また、本発明の実施の形態によれば、ルー
プ状光ファイバに加えられた外部からの物理変位を検出
する光ファイバ干渉センサに関して、ループ状光ファイ
バの少くとも中点付近において、外部からの物理変位が
複数箇所の光ファイバの伝搬光の位相変化を生じさせる
ので、中点付近の検出感度の低下を防ぐことができる。

【００２６】さらにまた、本発明の実施の形態によれ
ば、光ファイバループ全体の光ファイバを複数回重ねる
ことにより、最も感度の大きい光分岐結合素子近傍と、
最も感度の小さいループ中点付近が重なり、他の箇所も
重ねたことで感度が平均化され、どこで加振してもほぼ
等しい感度を得ることが出来る。

【００２７】さらに、重ねる回数を増やすことで加振に
よる光路差の変動も重ねた回数分大きくなるので、全体
の感度を大きくする方向に調整することが可能である。

【００２８】さらに、上述の請求項６と請求項８では、
光ファイバケーブルに外部から振動が加わると、振動が
２心以上の光ファイバに同時に加わって、光ファイバケ
ーブルによる検出感度を向上させると共に、ケーブル長
手方向や周方向の検出感度を均一にすることができる。

【００２９】上述の請求項９から請求項１１では、対照
すべき光ファイバにケーブルに外部から振動を加える
と、振動が２心以上の光ファイバループの光ファイバに
同時に加わって、光ファイバケーブル対照の検出感度を
向上させることができ、ケーブル長手方向や周方向の検
出感度を均一にすることができる。

【００３０】さらに、本発明の実施の形態によれば、光
ファイバループを形成する光ファイバケーブル内の光フ
ァイバの心数を増やすことにより、検出感度のいっそう
の向上と均一化ができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】始めに、本発明に関わる光ファイ
バ干渉型センサの基本原理について簡単に説明する。図
１１（イ）は光ファイバ干渉型センサの基本構成を示し
ていて、励起された発光素子（レーザ光源）１から発し
たレーザ光は、光分岐結合素子２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
して光分岐結合素子２にて結合され、干渉光として受光
素子５にて検出され、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て出力される構成で
ある。

【００３２】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
受け、光分岐結合素子２による変化を考慮に入れなけれ
ば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には、前述の通
り両方向の位相がπだけずれて結合するので、位相が打
ち消し合って干渉光の出力は０となる。

【００３３】図の加振点４で外部から振動等の物理的変
位を加えた時、ループ状光ファイバ３は、その物理的変
位によって、局所的に長さ方向に長さが変化する。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４において物理的変位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４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とは異なっているので、加振点４の物理的変位による
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４の物
理的変位の振幅に対応して変化する干渉光を生じる。

【００３４】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の伝搬光は光分岐結合素子２に同時に到着す
るのでほぼ等しい位相変位を受けた光同士が合波される
ことになって、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。

【００３５】そこで、従来は、図１１（ロ）に示す箇所
に光遅延素子（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）６を設けることによって上記の問
題点を解消している。

【００３６】次に、本発明の実施の形態を説明する。図
１（イ）は本発明の光ファイバ干渉型センサの実施例を
示していて、ループ状光ファイバのループを２重にした
ものである。レーザダイオードで成る発光素子１から発
したレーザ光は、分岐結合素子２によって分岐されて２
重のループ状光ファイバ３の両端に入射され、この２重
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、２重の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分岐結合素子２にて結合さ
れ、干渉光としてフォトダイオードで成る受光素子５に
て検出され、この受光素子５が光電変換され、光強度に
応じた電気信号に変換されて出力される構成である。

【００３７】図１（ロ）に示すように、２重のループ状
光ファイバ３が、光ファイバ（１）３．１と光ファイバ
（２）３．２とで構成されて、加振点にてループ状光フ
ァイバ３に物理的変位Ｐを加えたとき、それぞれにＰ１
とＰ２の物理的変位が加わったとする。

【００３８】その結果、それぞれの光ファイバ中の伝搬
光は、Ｐ１とＰ２の物理的変位によりそれぞれＱ１とＱ
２の位相変位を受ける（図２参照）。

【００３９】従って、方向Ａの伝搬光と方向Ｂの伝搬光
は、加振点にてＱ１とＱ２の位相変位の両方を受けるの
で、分岐結合素子の直前における方向Ａの伝搬光と方向
Ｂの伝搬光の位相変位は、それぞれ図２の（イ）と
（ロ）に示すように時間的に変化する。

【００４０】即ち、分岐結合素子２から加振点までの光
ファイバ中を光が伝搬する時間をそれぞれととし、
方向Ａの伝搬光が受けた位相変位をＱ１、Ｑ２とし、方
向Ｂの伝搬光が受けた位相変位をＱ′１，Ｑ′２とする
と、分岐結合素子の直前まで伝搬してくると、方向Ａの
伝搬光が受けた位相変位Ｑ１、Ｑ２は、それぞれ時間
、＋＋だけ遅れており、方向Ｂの伝搬光が受け
た位相変位Ｑ′１、Ｑ′２は、それぞれ時間、＋
＋だけ遅れている。

【００４１】その結果、分岐結合素子２により方向Ａの
伝搬光と方向Ｂの伝搬光とが結合された光は、図２の
（ハ）に示すように時間的に変化する位相変位が生ず
る。

【００４２】即ち、本図のように＜の場合は、結合
光は、Ｑ′１、Ｑ２（逆位相）、Ｑ′２，Ｑ１（逆位
相）の時間順に位相変化して、それぞれの位相変化の遅
延時間は，、、、＋＋、＋＋となる。

【００４３】ここで、分岐結合素子２は、ポート１とポ
ート３及びポート２とポート４とは位相変化０度で、ポ
ート１とポート４及びポート２とポート３とは位相変化
９０度で、それぞれ分岐結合すると仮定している。この
結果、ポート２側の方向Ａの伝搬光からと方向Ｂの伝搬
光からの結合光は、相互に位相が１８０度異なっている
（即ち逆位相になっている）。

【００４４】その結果、分岐結合素子２のポート２から
の結合光が受光素子５に入力されて光電変換されると、
位相変位の絶対値に依存した振幅の電気信号が出力され
るので、外部からの物理的変位Ｐにより位相変位Ｑ′
１、Ｑ２、Ｑ′２，Ｑ１の大きさの絶対値に対応した
（即ち外部から加えられた物理的変位Ｐの大きさに対応
した）振幅の電気信号が、前期の遅延時間で出力され
る。

【００４５】ここで、従来の１重のループ状光ファイバ
に加振点にて物理的変位Ｐを加えた場合には、方向Ａの
伝搬光と方向Ｂの伝搬光は、加振点にてＱ１だけの位相
変位を受けるので、図２において、Ｑ２のピークは出現
せず、受光素子５からは位相変位Ｑ′１、Ｑ１（逆位
相）の大きさの絶対値に対応した振幅の電気信号が出力
される。

【００４６】従って、２重のループ状光ファイバに加振
点にて物理的変位Ｐを加えた場合には、第２の光ファイ
バへの位相変位Ｑ２に対応した振幅の電気信号も出力さ
れ、通常外部からの物理的変位Ｐの時間変化に対して、
光ファイバ中の光の伝搬時間の遅延時間は、無視できる
ほど小さいので、位相変位Ｑ′１、Ｑ２、Ｑ′２，Ｑ１
の絶対値に対応する順に生じた電気信号の振幅変化は、
ほとんど同時に生じたように振幅変化し、位相変位Ｑ１
だけによる場合よりも位相変位Ｑ２分だけ加算されて、
従来の１重のループ状光ファイバに加振した場合よりも
大きな振幅変化の電気信号が受光素子５から出力され
る。（通常、外部からの物理的変位が瞬間に加わったと
してもその継続時間（位相変化の継続時間：図２の山又
は谷の幅）は方向Ａと方向Ｂの光の遅延時間よりもはる
かに大きいが図２（後述の図３も同様に）は、遅延時間
の差を明確にするために、継続時間を実際よりはるかに
小さく縮少して模式的に図示した図である。） 即ち、ループ状光ファイバ３が３重以上の多重ループで
構成されている場合、受光素子５からの出力電気信号の
振幅は、次式で与えられる様な個々の光ファイバの位相
変位による結合光の振幅変化の総和の絶対値に対応する
ので、多重数が多くなれば感度が向上すると共に、多数
の光ファイバの位相変化が平均化されることになる。

【００４７】［Ｑ１］＋［Ｑ２］＋［Ｑ３］＋……＋
［Ｑ′１］＋［Ｑ′２］＋［Ｑ′３］＋…… ここで、［Ｑｎ］はｎ番目の光ファイバのＡ方向の伝搬
光が受けた位相変位による結合光の振幅変化で［Ｑ′
ｎ］はｎ番目の光ファイバのＢ方向の伝搬光が受けた位
相変位による結合光の振幅変化である。

【００４８】次に従来の単一の光ファイバループで構成
された光ファイバ干渉センサにあっては、位相変位を検
出できなかった場合、即ち加振点が図１１のＰＮのよう
に、分岐結合素子２から両方向に等距離にあるループ状
光ファイバ３の中点であった場合について説明する。図
１の（イ）において加振点ＰがＰＮ又はＰＭであった場
合、即ち＝であるような場合には、分岐結合素子の
直前における方向Ａの伝搬光と方向Ｂの伝搬光の位相変
位Ｑ１、Ｑ２は、それぞれ図３の（イ）と（ロ）に示す
ように、方向Ａの位相変位Ｑ１と方向Ｂの位相変位Ｑ２
と、方向Ａの位相変位Ｑ２と方向Ｂの位相変位Ｑ１と
が、遅延時間が等しくなって、位相変位のピークが時間
的に重なるようになる。

【００４９】ここで、２重のループ状光ファイバ３の光
ファイバ（１）３．１と光ファイバ（２）３．２とに、
同等の物理変化を加えたつもりでも、２つの光ファイバ
の物理的変位の差、２つの光ファイバの物理的変位一位
相変化特性の差等の原因により全く同一の位相変位が生
ずる可能性が低く、又、２つの光ファイバの伝搬特性の
差、分岐結合素子２のポート間の分岐結合特性の差等の
原因により伝搬光の大きさも変るので、分岐結合素子２
の結合時において、逆位相で大きさが全く等しい位相変
位Ｑ１とＱ２が重畳する可能性は低い。

【００５０】例えば、光ファイバ（１）３．１と光ファ
イバ（２）３．２の両方が収納されている光ケーブルの
外部から振動を加えた場合、両光ファイバのケーブル内
の位置関係によって２つの光ファイバの物理的変位は異
なり、逆に２つの光ファイバの振動が全く等しくなるよ
うにケーブル外部から振動を加えることはほとんど不可
能である。

【００５１】即ち現実的には、ループ状光ファイバ３の
光ファイバ（１）３．１と光ファイバ（２）３．２とに
それぞれ加えられたＱ１とＱ２との位相変位のどちらか
の大きさが多少小さくなり、前述のように図３の（ハ）
に示すように、方向Ａの伝搬光と方向Ｂの伝搬光の位相
変位のピークが弱められて生ずることになる。

【００５２】もちろん、光ファイバ（１）３．１だけを
取り出して直接物理変位を加えた場合には、位相変位Ｑ
１だけが生じるので、図３の（ハ）において位相変位Ｑ
１だけのピークが生ずることになる。

【００５３】従って、図１の（イ）のＰＭ、又はＰＮ等
のようなループ状光ファイバ３の中点付近で物理的変位
を加えても、図３の（ハ）のように受光素子５からは位
相変位Ｑ１、Ｑ１（逆位相）の大きさの絶対値に対応し
た、即ち外部から加えられた物理的変位Ｐの大きさに対
応した振幅の電気信号が出力されるので、図１１に示し
たような従来の１重のループ状光ファイバの場合のよう
に検出感度が著しく低下することがなく、光遅延素子６
を必要としない。

【００５４】さらにループの重ねる回数を増やすことで
ループ全体の光路長が長くなり、また加振による光路差
の変動も重ねた回数分大きくなるので、全体の感度を大
きくする方向に調整することが可能である。

【００５５】又、ファイバループを折り返した対称的な
２点において、例えば図１の（イ）のＰとそれと対照的
なＰＴの両地点において、物理的変位を加えても、Ｐと
ＰＴでは全く同一の位相変化にならないので、ほぼ正確
にその変位に対応する位相変位を検出して出力すること
ができる。この場合の多重のループ状光ファイバ３の実
際の構成は、同一のケーブル内の光ファイバで多重のル
ープ状光ファイバ３で構成して、ケーブルの外部から物
理的変位を加える場合に相当する。

【００５６】前述の光ファイバループの片側のＰだけに
物理的変位を加える場合の実際の構成は、後述する別の
ケーブル内の光ファイバとで多重のループ状光ファイバ
３で構成して、ケーブルの外部から物理的変位を加える
場合に相当する。

【００５７】本発明を振動センサに適用した実施例を図
４に示す。ＳＭ光ファイバ３を２重にしたループ状にし
て、その両端を光カプラ２に接続し、光カプラ２の反対
側にレーザダイオード（ＬＤ）１と受光素子としてのフ
ォトダイオード（ＰＤ）５を接続して光ファイバ干渉型
センサを構成し、ＬＤ１には駆動回路１０を接続し、Ｐ
Ｄ５には増幅回路１１を接続して、その出力をオシロス
コープで観測するようにした。ループ状ファイバの途中
のセンサ部７に外部から振動が加わると前述のようにＰ
Ｄ５から振動に対応する電気信号が出力されてオシロス
コープで振動波形を観測することができる。センサ部７
以外で振動を受けないようにするには、センサ部７以外
をケーブル部１２としてもよい。

【００５８】本発明を、光ファイバケーブルを用いた落
石、土砂崩れ等による振動検出システム（本出願人の特
願２０００−３０８４２等）において使用されるケーブ
ルによる振動・衝撃センサに適用した実施例を図５、図
６に示す。

【００５９】図５は２条に分かれたケーブル間で多重の
光ファイバループを構成した場合の一例で、２条の４心
光ファイバケーブル３１の両端において各々のケーブル
内の１本の光ファイバ芯線３を接続して４重の光ファイ
バループを構成したものであり、どちらのケーブルも振
動・衝撃センサとして使用できる。

【００６０】図６は１条のケーブルで多重の光ファイバ
ループを構成して振動・衝撃センサ用ケーブルを構成し
た場合の一例で、多心光ファイバケーブル２１の両端の
光ファイバ３を折り返す様に接続して、例えば、多心光
ファイバケーブル２１の一方の端部の光ファイバ芯線Ｎ
ｏ．１を分岐結合素子２に接続し、光ファイバ芯線Ｎ
ｏ．２と光ファイバ芯線Ｎｏ．７とを接続点２２で接続
し、同様に、Ｎｏ．３とＮｏ．８と、Ｎｏ．４とＮｏ．
９とをそれぞれ接続し、光ファイバ芯線Ｎｏ．１０を分
岐結合素子２に接続する。そして、他端部の光ファイバ
芯線Ｎｏ．１とＮｏ．７と、Ｎｏ．２とＮｏ．８と、Ｎ
ｏ．３とＮｏ．９と、Ｎｏ．４とＮｏ．１０とをそれぞ
れ接続点２２で接続して光ファイバのループを複数回
（４回）重ねた形状にしたものである。

【００６１】上記の構成にすることで光遅延素子を使用
せずに光ファイバケーブル長手方向の感度差を小さく
し、検出感度を向上させることができる。

【００６２】上記本発明の光ファイバ干渉型センサを光
ファイバに外部から加わる振動のセンサとして説明した
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物理変化（曲
げ、圧力等）のセンサとしても使用することができる。

【００６３】なお、上記の各実施の形態では光分岐結合
素子２に対する光入力を発光素子１によって行い、また
光分岐結合素子２からの光出力を受光素子５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１と駆動回路１０、また受光
素子５と増幅回路１１などは信号処理装置側に組み込む
図７に示した構成にして、センサ側には光分岐結合素子
２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８と出力端子９だけを設け、別途に
発光素子と駆動回路、また受光素子と増幅回路を含む信
号処理装置をこれらの入力端子８と出力端子９に接続す
るようにしてもよい。

【００６４】次に、本発明の光ファイバケーブル対照器
の実施の形態を説明する。ケーブル対照作業では、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。

【００６５】そこで、図８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。

【００６６】図８に示した光ファイバケーブル対照器の
一つの実施の形態において、光ファイバケーブル対照器
は、対照ケーブル１０３である多心（実施例では４心）
光ファイバケーブルの一端にいて、例えば、Ｎｏ．１と
Ｎｏ．２の光ファイバ芯線同士、及びＮｏ．３とＮｏ．
４の光ファイバ芯線同士を接続し、このケーブルの他端
において、Ｎｏ．２の光ファイバ芯線とＮｏ．３の光フ
ァイバ芯線とを接続して、Ｎｏ．１とＮｏ．４の光ファ
イバ芯線１０５，１０６が接続する光送受信検出部１０
１により構成されている。ケーブル対照作業を行なう地
点において、振動加振器１０２により多数のケーブルそ
れぞれに順に振動を加振される。

【００６７】前記光ファイバ芯線１０５，１０６に光送
受信検出部１０１から光信号を入射させ、同じ光ファイ
バ１０５，１０６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、振動加振器１０２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１０３であるかどう
かを判定する。光送受信検出部１０１は、レーザ光を発
光する発光素子１１１、分岐結合素子１１２及び受光素
子１１３を備えている。

【００６８】本発明の光ファイバケーブル対照器では、
振動の検出部となる光ファイバのループを複数回重ねた
形状にすることで光ケーブルの長手方向のいずれかの場
所で外部から振動や衝撃が加わった時に、その場所の光
ケーブル内に収容されているループ状光ファイバを構成
している複数の光ファイバ全てに振動や衝撃が伝わるが
光ケーブル内では光ファイバが撚り合わされて周方向の
位置が常に変化しているので前記の光ファイバのいずれ
かのうちで外部の振動や衝撃に一番近い位置に存在する
光ファイバが大きく変位して受光素子から大きな電気信
号に変換されて出力されるので検出感度が向上する。

【００６９】更にケーブルは前記の多数の光ファイバが
長さ方向に一定の形態で撚合わされて構成されているの
で長手方向や周方向の異なった位置で振動や衝撃を加え
た場合、個々の光ファイバの位相変化は異ったとして
も、前述した様に多重ループを構成する光ファイバ全体
の位相変化の総和として受光素子から出力される電気信
号は加える位置によって余り変化せず前記光ファイバへ
の振動や衝撃の感度が長手方向や周方向に均一化して検
出感度を向上すると共に光ファイバケーブルの振動等を
加える位置による感度差を小さくすることができる。

【００７０】なお、以上の効果は、光ケーブルを振動・
衝撃センサとして使用する場合にも該当するものであ
る。

【００７１】光線路の切り替え工事の場合等で、切り替
えるべき光ファイバケーブルの対照から光ファイバ心線
の対照まで行う場合において、本願発明を適用する際の
最適な手順は以下の通りとなる。ここで対照すべきケー
ブルを多数の光ファイバユニット（例えば多心の光ファ
イバテープ心線等）を撚り合わせた多心の光ファイバケ
ーブルとし、対照すべき光ファイバ心線を光ファイバユ
ニットＡの光ファイバ心線１とする。

【００７２】最初のケーブル対照の際には、多重光ファ
イバループを以下のように構成する。光ファイバユニッ
トＡの光ファイバ心線１と、別ユニットＢの光ファイバ
心線２と、更に別ユニットＣの光ファイバ心線３……と
同一ケーブル内で撚り合わせ位置が分散するように空き
回線の光ファイバ心線を選んで、図５又は図６の通り、
ケーブル端末にて相互に接続して多重ループを構成さ
せ、ループの両端末に分岐結合素子２と発光素子１と受
光素子５を接続する。ここで、各ループの折り返し部の
光ファイバは、対照ケーブル内の光ファイバ心線でもよ
いし、他のケーブル内の光ファイバ心線でもよい。後者
の場合は、対照ケーブル以外の光線路の切り替え工事の
現場に敷設されているケーブルに収納されていないこと
が必要である。切り替え工事の現場において、ケーブル
をたたく等して振動を与えれば、対照ケーブルをたたい
たときだけ受光素子から振動に対応した電気信号が出力
されるので、ケーブル対照を行うことができる。このと
き、ケーブル内で撚り合わせ位置が分散するように多数
の光ファイバを使用して多重ループを構成しているの
で、前述の理由で、検出感度が向上されると共に、ケー
ブルをたたく位置による感度差を少くすることができ
る。

【００７３】次に対照光ファイバを含む光ユニットを対
照する際には、多重光ファイバループを以下のように構
成する。光ファイバユニットＡの光ファイバ心線１と、
同一ユニットＡの光ファイバ心線２と、更に同一ユニッ
トＡの光ファイバ心線３……と空き回線の光ファイバ心
線を選んで、図５又は図６の通り、ケーブル端末にて相
互に接続して多重ループを構成させ、ループの両端末に
分岐結合素子２と発光素子１と受光素子５を接続する。
ここで、各ループの折り返し部の光ファイバは、対照ユ
ニット内の他の光ファイバ心線でもよいし、他のケーブ
ル内の光ファイバ心線でもよい。切り替え工事の現場に
おいて、対照ケーブルを開いて各光ファイバユニットに
仕分けた後、各光ファイバユニットをたたく等して振動
を与えれば、対照ユニットをたたいたときだけ受光素子
から振動に対応した電気信号が出力されるので、ユニッ
ト対照を行うことができる。このとき、多重ループを構
成しているので前述の理由により、検出感度が向上され
ると共に、ユニットをたたく位置による感度差を少くす
ることができる。

【００７４】最後に目的とする光ファイバを対照する際
には、従来のように１重光ファイバループを、光ファイ
バユニットＡの光ファイバ心線１と、他の空き回線の光
ファイバ心線をループの折り返し部の光ファイバとし
て、図５又は図６の通り、ケーブル端末にて相互に接続
して１重ループを構成させ、ループの両端末に分岐結合
素子２と発光素子１と受光素子５を接続する。ここで、
ループの折り返し部の光ファイバは、対照ユニット以外
の他ユニットの光ファイバ心線でもよいし、他のケーブ
ル内の光ファイバ心線でもよい。切り替え工事の現場に
おいて、対照ユニットを開いて各光ファイバ心線に仕分
けた後、各光ファイバ心線をたたく等して振動を与えれ
ば、対照ユニット光ファイバ心線をたたいたときだけ受
光素子から振動に対応した電気信号が出力されるので、
光ファイバ心線対照を完了することができる。

【００７５】なお、以上の本発明の実施の形態におい
て、光ファイバ干渉センサにおいても、光ファイバケー
ブル対照方法においても、ループ状光ファイバの全体を
多重化する方法を前提に説明したが、本発明はこの方法
に限定されるものではなく、一部の区間のみ多重化する
方法も有効である。

【００７６】まず、光ファイバ干渉センサにおいて中点
付近のみ多重化する方法がある。例えば、図９の（イ）
又は（ロ）に示すように、１重目の光ファイバループ
３．１に対して、１重目よりも小ループの２重目の光フ
ァイバループ３．２を、中点付近のみ重なるようにして
構成しても良い。この構成により、図９の中点ＰＮ又は
ＰＭにおいて外部からの物理変位が加わった場合に、図
９の（ニ）に示すように、光ファイバループ３．１と光
ファイバループ３．２を構成する光ファイバに同時に物
理変位Ｐ１とＰ２が加わって、前述のように受光素子５
から物理的変位に対応する位相変位を出力することがで
きる。

【００７７】従って、上記の構成の本発明の光ファイバ
干渉センサでは、従来の単一の光ファイバループで構成
された光ファイバ干渉センサで感度が低下する中点付近
の区間ＬＮにおいても、感度をさほど低下せずに物理変
位を検出することができる。ＬＮ以外の単一の光ファイ
バループで構成された光ファイバ干渉センサと同様に、
物理変位を検出することができる。さらに必要に応じ
て、中点付近を３重以上の多重のループ状光ファイバを
構成することで、他の区間の感度は変えずに、中点付近
の区間の感度を向上させることもできる。

【００７８】さらに、ループ状光ファイバのどこかに加
えられた外部からの物理変位を検出する光ファイバ干渉
センサにおいて、中点付近以外の所定の区間で局所的に
感度を向上させたい場合にも、上記の方法が適用でき
る。例えば、図９の（ハ）に示すように、１重目の光フ
ァイバループ３．１に対して、１重目よりも小ループの
２重目の光ファイバループ３．２を、所定の区間Ｌのみ
重なるようにして、所定の区間Ｌにおいて光ファイバル
ープを多重化してループ状光ファイバを構成する。この
構成で、外部からの物理変位が複数の光ファイバに同時
に加わるようにすることにより、他の区間の検出感度は
そのままで、所定の区間Ｌの感度を向上させることがで
きる。

【００７９】また、光ファイバケーブル振動センサや光
ファイバケーブル対照方法においては、振動検出や対照
すべき光ファイバケーブル内でのみループ状光ファイバ
を多重化してもよい。例えば、図６の光ファイバケーブ
ル２１を振動センサケーブルとする場合や対照すべき光
ファイバケーブルとしてケーブル対照を行う場合、光フ
ァイバケーブル２１と分岐結合素子２とを図６の破線の
様に接続して、光ファイバケーブル２１の外部にもう一
つの光ファイバループが重なる様に構成するようにして
も良い。この構成による効果は、以前の構成の場合と何
ら変わることはない。

【００８０】以上においては、光ファイバ干渉センサに
おいても、光ファイバケーブル対照方法においても、ル
ープ状光ファイバの少なくとも一部の区間で複数の光フ
ァイバループから構成されるようにループ状光ファイバ
を形成する方法を前提に説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。本発明の本質は、少くとも一部
の区間でループ状光ファイバを構成する光ファイバが複
数重なるようにして形成することによって、外部から物
理変化が加わったときに、それら複数の光ファイバへ物
理変化がもたらせて伝搬光の位相変化が生じる様にする
ことである。例えば、図１０に示すように、少くとも一
部の区間で光ファイバループを１回以上折り返す構成で
ループ状光ファイバを形成しても良い。

【００８１】図１０の（イ）は、ループ状光ファイバの
中点付近の区間ＬＮにおいて光ファイバループを１回折
り返して光ファイバ３．１と光ファイバ３．２が重なる
ようにした構成の光ファイバ干渉センサを示す。この構
成により、図１０の（イ）の中点付近のＰＮ又はＰＭに
おいて外部からの物理変位が加わった場合に、図１０の
（ニ）に示すように、光ファイバ３．１と光ファイバ
３．２に同時に物理変位Ｐ１とＰ２が加わって伝搬光の
位相変化が生じて、前述のように受光素子５から物理的
変位に対応する位相変位を出力することができる。

【００８２】従って、上記の構成の本発明の光ファイバ
干渉型センサでは、従来の単一の光ファイバループで構
成された光ファイバ干渉センサで感度が低下する中点付
近の区間ＬＮにおいても、感度をさほど低下させずに物
理変位を検出することができる。ＬＮ以外の単一の光フ
ァイバで構成された区間においても、従来の単一の光フ
ァイバループで構成された光ファイバ干渉センサと同様
に、物理変位を検出することができる。さらに必要に応
じて、中点付近を多数回折り返して光ファイバを多重に
重ねて構成することで、他の区間の感度は変えずに、中
点付近の区間の感度を向上させることもできる。

【００８３】図１０の（ロ）は、中間の区間Ｌで光ファ
イバループを１回折り返して光ファイバを重ねるように
した構成の光ファイバ干渉センサを示す。この構成によ
り、中点付近以外の所定の区間で局所的に感度を向上す
ることができる。すなわち、所定の区間Ｌ内のＰ点にお
いて外部から物理変位が加わった場合、図１０の（ニ）
に示すように、光ファイバ３．１と光ファイバ３．２に
同時に物理変位Ｐ１とＰ２が加わって伝搬光の位相変化
が生じて、他の区間の検出感度はそのままで、所定の区
間Ｌの感度を向上させることができる。

【００８４】図１０の（ハ）は、中間の区間で光ファイ
バループを３回折り返して光ファイバを多重に重ねるよ
うにした構成の光ファイバ干渉センサを示す。この構成
により、所定の区間Ｌ内のＰ点において外部から物理変
位が加わった場合、更に多数の箇所で伝搬光の位相変化
を生じさせて、所定の区間Ｌの感度をより一層向上させ
ることができる。

【００８５】また、光ファイバケーブル振動センサや光
ファイバケーブル対照方法においても、上記の構成によ
りループ状光ファイバを形成することで、感度の向上と
平均化等の本発明の効果を達成することができる。例え
ば、図６の光ファイバケーブル２１をセンサケーブルと
して振動検出する場合や対照すべき光ファイバケーブル
としてケーブル対照を行う場合、光ファイバケーブル２
１内の光ファイバを、図１０の（ロ）や（ハ）の区間Ｌ
のような構成になるようにケーブル接続点や局所等で接
続することにより、区間Ｌ内のＰ点において外部から振
動を加えた時にループ状光ファイバの多数の箇所で伝搬
光の位相変化を生じさせるので、所定の区間Ｌの振動検
出感度やケーブル対照感度をより一層向上させ、平均化
させることができる。

【００８６】なお、以上において、ループ状光ファイバ
を構成する光ファイバを重ねるようにして形成すると言
う意味は、必ずしも光ファイバが並列に密接して重なっ
たような構成に限定されるものでなく、離れた位置で局
所的に重なっているような構成（例えば光ファイバが離
れた位置で局所的に交叉するような構成）でも、外部か
らの物理的変化が光ファイバの重なっている複数の箇所
に影響して伝搬光の位相変化が生じるように形成されて
いれば良い。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果を奏する。

【００８８】光ファイバ干渉型センサを構成するルー
プ状光ファイバの少くとも一部の区間において、ループ
の所定の場所に外部から物理的変化を加える際に、複数
箇所の光ファイバに物理的変化が及ぶようにして複数箇
所の伝搬光に位相変化を生じるようにすることで、その
区間の中では、物理的変化の検出感度を大きくなる方向
へ調節することができ、感度も平均化され、物理的変化
をどこで変けてもほぼ等しい感度を得ることが出来る。

【００８９】ループ状光ファイバの中点付近で外部か
ら物理的変化が加わった時に複数箇所の伝搬光に位相変
化を生じさせるようにすることで分岐結合素子から等距
離にあるループの中点付近においても検出感度が著しく
低下しないので感度が平均化され、光ファイバループの
一部に加えられた物理的変化による伝搬光信号の位相変
化をどこで受けてもほぼ等しい感度を得ることが出来
る。また、分岐結合素子から等距離にあるループの中点
付近においても検出感度が著しく低下しないので光遅延
素子を必要としない。その結果、光遅延素子を使用する
従来方法の問題点である遅延素子と他のループ状光ファ
イバとの極端な感度差を解消できる。

【００９０】複数の光ファイバが撚り合わされて構成
された光ファイバケーブルを振動・衝撃センサとして使
用する際に、その複数の光ファイバを使用してループ状
光ファイバの少くとも一部の区間を形成することによ
り、振動・衝撃センサケーブルの検出感度を向上して、
かつケーブル長手方向や周方向の感度を均一にすること
ができる。

【００９１】複数の光ファイバが撚り合わされて構成
された光ケーブルのケーブル対照作業を行う際に、その
複数の光ファイバを使用してループ状光ファイバの少く
とも一部の区間を形成することにより、対照ケーブルに
加える振動等の検出感度を向上して、かつケーブル長手
方向や周方向の感度を均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）は本発明の光ファイバ干渉型センサの一
つの実施の形態の構成を示すブロック図であり、（ロ）
は円で囲んだ部分を拡大した拡大図である。

【図２】図１における分岐結合素子に戻ってきた方向Ａ
の光と方向Ｂの光の位相変化を示す説明図である。

【図３】光ファイバループの中点で加振を受け分岐結合
素子に戻ってきた方向Ａの光と方向Ｂの光の位相変化を
示す説明図である。

【図４】本発明の光ファイバ干渉型振動センサの一つの
実施の形態の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の光ファイバ干渉型センサの他の実施の
形態の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の光ファイバ干渉型センサのさらに別の
実施の形態の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の光ファイバ干渉型センサの別の実施の
形態の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の光ファイバケーブル対照器の一つの実
施の形態の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明の光ファイバ干渉型センサの他の実施形
態の構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の光ファイバ干渉型センサのさらに他
の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図１１】光ファイバ干渉型センサの基本的原理を説明
する説明図である。

【符号の説明】 １ 発光素子 ２ 分岐結合素子 ３ ループ状光ファイバ ５ 受光素子 ７ センサ部 ２１，３１，１０３ 多心光ファイバケーブル １０１ 光送受信部 １０２ 振動加振器 １０５，１０６ 光ファイバ芯線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新見 慎一 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） 2F103 BA10 CA08 EA19 EA25 EB02 EB11 EC09 EC10 2F105 BB02 DD01 DE05 DE21 DE25 2H038 CA39

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 前記光源から出射された光を前記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、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
   を前記分岐結合素子にて結合し、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
   出力することにより前記ループ状光ファイバに加わる物
   理変化を検出する光ファイバ干渉型センサであって、 前記ループ状光ファイバの少くとも一部の区間の複数箇
   所で、前記物理変化による伝搬光の位相変化を生じさせ
   ることを特徴とする光ファイバ干渉型センサ。
2. 【請求項２】 光源から出射された光を分岐結合素子に
   よって分岐して、ループ状光ファイバの両端それぞれか
   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、 前記受光素子から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を出力
   することにより、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であっ
   て、 前記ループ状光ファイバの少くとも一部の区間の複数箇
   所で、前記物理変化による伝搬光の位相変化を生じさせ
   ることを特徴とする光ファイバ干渉型信号検出方法。
3. 【請求項３】 前記区間で複数のループから構成される
   ように前記ループ状光ファイバを形成することを特徴と
   する請求項１記載の光ファイバ干渉型センサ、又は請求
   項２記載の光ファイバ干渉型信号検出方法。
4. 【請求項４】 前記区間で１回以上折り返して前記ルー
   プ状光ファイバを形成することを特徴とする請求項１記
   載の光ファイバ干渉型センサ、又は請求項２記載の光フ
   ァイバ干渉型信号検出方法。
5. 【請求項５】 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、 前記光源から出射された光を前記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
   中を伝搬した時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを前
   記分岐結合素子に入射させて結合し、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出力するこ
   とにより前記ループ状光ファイバに加わる振動を検出す
   る光ファイバ干渉型振動センサであって、 前記ループ状光ファイバの少くとも一部の区間の複数箇
   所で、前記振動による伝搬光の位相変化を生じさせるこ
   とを特徴とする光ファイバ干渉型振動センサ。
6. 【請求項６】 前記ループ状光ファイバの前記区間に多
   心光ファイバケーブル内の２心以上の光ファイバを使用
   して該多心光ファイバケーブルに加わる振動を検出する
   ことを特徴とする請求項５記載の光ファイバ干渉型振動
   センサ。
7. 【請求項７】 光源から出射された光を分岐結合素子に
   よって分岐してループ状の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、 前記受光素子から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を出力
   することにより、前記ループ状の光ファイバに加わる振
   動を検出する光ファイバ干渉型信号検出方法であって、 前記ループ状光ファイバの少くとも一部の区間の複数箇
   所で、前記振動による伝搬光の位相変化を生じさせるこ
   とを特徴とする光ファイバ干渉型振動検出方法。
8. 【請求項８】 前記ループ状光ファイバの前記区間に多
   心光ケーブル内の２心以上の光ファイバを使用して前記
   多心光ファイバケーブルに加わる振動を検出することを
   特徴とする請求項７記載の光ファイバ干渉型振動検出方
   法。
9. 【請求項９】 ループ状光ファイバの少くとも一部が対
   照すべき、多心光ファイバケーブル内の２心以上の光フ
   ァイバから構成されるように形成し、 このループ状光ファイバの前記開放端と光源と受光素子
   を分岐結合素子に接続し、 この光源からの光を前記分岐結合素子によって前記開放
   端に分岐して前記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時計回り
   と反時計回りの伝搬光を結合し、 前記受光素子にて、前記分岐結合素子から出力される光
   を受けて光電変換して、前記の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、 前記多心光ファイバケーブルに振動を加えたときに、前
   記受光素子からこの振動に対応する信号の出力の有無に
   基づいて、対照ケーブルを判定することを特徴とする光
   ファイバケーブル対照方法。
10. 【請求項１０】 前記対照すべき多心光ファイバケーブ
    ル内の２心以上の光ファイバを使用して、前記ループ状
    光ファイバの少くとも一部の区間で、複数のループから
    構成されるように前記ループ状光ファイバを形成するこ
    とを特徴とする請求項９記載の光ファイバケーブル対照
    方法。
11. 【請求項１１】 前記対照すべき多心光ファイバケーブ
    ル内の２心以上の光ファイバを使用して、前記ループ状
    光ファイバの少くとも一部の区間で、１回以上折り返し
    て前記ループ状光ファイバを形成することを特徴とする
    請求項９記載の光ファイバケーブル対照方法。