JPH04151528A - 光音響センサシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばソーナシステムなどに設けられ音波信
号の持つ音波情報を検出するための光音響センサシステ
ム、特にその多重化構造に関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術に間するものとしては、例
えば文献　ＪＯＵＲＮＡＬ　　ＯＦ　　ＬＩＧＨＴＷＡ
ＶＥ　　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、ＬＴ−５［７］　　（
１９８７−７＞ｐ、１０１４−１０２３、Ｊ、Ｌ、ＢＲ
ＯＯＫＳ、Ｂ、ＭＯ５ＬＥＨＩＢ、Ｙ、ＫＩＭ、ａｎｄ
Ｈ，Ｊ、５ＨＡＷ　”Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ　　Ａｄ
ｄｒｅｓｓｉｎｇ　　。

ｆ　　Ｒｅｍｏｔｅ　　Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉｃ　　Ｉ
ｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ　　５ｅｎｓｏｒＡｒｒ
ａｙｓ”に記載されるものがあった。以下その構成を図
を用いて説明する。

第２図は、従来の光音響センサシステムの一梢成を示す
概略の構成図である。

この光音響センサシステムは、光ファイバを用いた光音
響センサによる多重化構造を成し、時分割多重方式によ
り外部からの音波信号の持つ音波情報を抽出するもので
あり、入力光パルスＬを出力するレーザ１を有しており
、そのレーザ１の出力側には、光音響センサ部１０が接
続されている光音響センサ部１０は、レーザ１からの入
力光パルスＬをパワー分割してそれぞれ光パルスＬＳＩ
ＬＲＩ、光パルスＬＳ２．　ＬＲ２等に順次分波する複
数段の縦続接続さ１また分波用カプラ１１〜１．１１２
．１１３等と、分波用カプラ１１−１〜１１−３等の間
に設けられ、それぞれ外部からの音波信号Ｓの音圧によ
り前段の分波器カプラからの光パルスＬＳ１．　ＬＳ２
等に対してその音圧に応じた光特性の変化例えば位相変
化を生じさせ、かつ所定時間Ｔだけ遅延させて後段の分
波器カプラへそれぞれ送る複数めセンシングコイル１２
−１．１２−２等と、各分波用カプラ１１−１〜１１−
３等に光ファイバ等の伝送ケーブルを介してそれぞれ接
続される合波用カプラ１３　１．１３　２゜１３−３等
とを有している。この合波用カプラ１３　１．１３　２
，１３　３等は、光パルスＬＲＩ。

ＬＲ２等を合波して合波用カプラ１３−３側から１３−
１側へ順次送るように構成されている。終段の合波用カ
プラ１３−１の出力側には、信号処理手段２０が接続さ
れている。

信号処理手段２０は、光音響センサ部１０からの光パル
スＬＲ１，ＬＲ２等に基づきそれらの光特性の変化を検
出して音波信号Ｓの持つ音波情報の抽出処理を行うもの
て′、合波用カプラ１３−１から出力される光パルスの
位相検出を行うための補償器２１と、補償器２１の出力
を電気信号に変換する光検出器２２とで構成されている
。ここで、補償器２１は、入力された光パルスを２つに
分波する分波器２１−１と、分波器２１−１の一方の出
力を遅延時間Ｔだけ遅延させる遅延コイル２１−２と、
分波器２１−１の他方の出力及び遅延コイル２１−２の
出力を合波する合波器２１−３とで構成されている。

さらに、この光音響センサシステムには、信号処理手段
２０からの出力に基づき音波信号Ｓの音圧を算出して音
波情報の検知処理等を行うセンサ出力処理部２３が接続
されている。

次に、この光音響センナシステムの動作を第３図を参照
しつつ説明する。ここで、第３図は、第２図中の補償器
におけるダブルパルス化を説明するための図て゛ある、 レーザ１から出力された入力光パルスＬは分波用カプラ
１１−１て′２出力にパワー分割されて光パルスＬＲＩ
及びＬＳｌに分波される。一方の光パルスＬＲＩは、合
波用カプラ１３−１を介して直ちに信号処理手段２０に
入力され、他方の光パルスＬＳ１は、センシングコイル
１２−１に送られる。この時、センシングコイル１２−
１に音波信号Ｓが印加されていると、その音波信号Ｓに
応じた位相変化カ光ハルスＬＳ１に発生する。この光パ
ルスＬＳ１は、遅延時間Ｔだけ遅れてセンシングコイル
１２−１から出力され、さらに分波用カプラ１１−２で
パワー分割されて光パルスＬＲ２及びＬＳ２に分波され
る。その一方の光パルスＬＲ２は、合波用カプラ１３−
２を通り、合波用カプラ１３−１で遅延時間Ｔだけ遅れ
て光パルスＬＲＩと合波されて信号処理手段２０に入力
される。他方の光パルスＬＳ２は、次段のセンシングコ
イル１２−２へと次々に送られていく。

信号処理手段２０／＼入力さｈｆＳ光パルスＬＲＩ及び
ＬＲ２は、光パルスＬＲＩに対して光パルスＬＲ２が遅
延時間下だけ遅れて、それぞれ補償器２１に入力される
。すると、光パルスＬＲＩ及びＬＲ２は、それぞれ先ず
補償器２１内の分波器２１−１により２つに分波され、
次に分波された各々の一方に対して遅延コイル２１−２
により遅延時間Ｔの遅延がかけられて、第３図に示すよ
うにそれぞれがダブルパルス化されて時間的型なりを発
生し、合波器２１−３で合波されて干渉を生じる。その
合波器２１−３の光出力は、光検出器２２で電気信号に
変換されて光パルスＬＲＩを参照光とし光パルスＬＲ２
を信号光とした場合の参照光に対する信号光の位相変化
が検出される。その電気信号がセンサ出力処理部２３へ
送出されると、センサ出力処理部２３では、その電気信
号の示す検出結果に基づきセンシングコイル１２−１に
印加された音波信号Ｓの音圧を算出し、その音波信号Ｓ
の持つ音波情報の検知処理を行う。

このようにして、従来の光；ｉセンザシステムでは、時
分割多重方式を用いて、それぞれ光パルスＬＲ１，ＬＲ
２等を遅延時間Ｔｆつずらして信号処理手段２０に入力
させることにより、参照光に対して音波信号Ｓによる信
号光の位相変化を検出し、各センシングコイル１２−１
．１２−２等に印加された音波信号Ｓの持つ音波情報を
得ることかて′きる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構成の光音響センサシステムでは、
次のような課題があった。

従来の光音響センサシステムでは、光音響センナ部１０
において、音波信号Ｓによって位相変化が生じる信号光
の光パルスと参照光の光パルスは、部分的にではあるが
、別々の経路を通過する。例えば参照光の光パルスＬＲ
Ｉは分波用カプラ１１−１から合波用カプラ１３−１を
通って信号処理手段２０に入力されるのに対し、信号光
の光パルスＬＲ２は、分波用カプラ１１−１からセンシ
ングコイル１２−１、分波用カプラ１１−２、合波用カ
プラ１３−２をそれぞれ通って合波用カプラ１３−１を
介して信号処理手段２０へ入力される。

このように、従来の光音響センサ部１０ては、参照光と
信号光とが別経路を通るため、例えばセンシングコイル
１２−１．１２−２等及び伝送ケーブル上に音波信号以
外の外乱信号、例えば振動または温度変化による外乱が
加わった場合、参照光及び信号光には、音波信号Ｓによ
る位相変化に加えてその外乱による位相変化が発生して
しまう。

これにより、センサ出力処理部２３で算出される背圧等
の音波情報の中に外乱の影響が雑音として現れ、この雑
音によって光音響センサシステムにおける音波信号（音
波情報）の最小検出限界が劣化してしまう。

本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、音波
信号以外の外乱信号により外乱雑音が発生し対象となる
音波信号の最小検出限界が劣化してしまう点について解
決した光音響センサシステムを提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記ＢＭＡＥｈを解決するなめに、入力光の
光特性を音波信号に応じて変化させ時分割多重化して出
力する光音響センサ部と、前記光音響センサ部の出力に
基づき前記音波信号の持つ音波情報の抽出処理を行う信
号処理手段とを、備えた光音響センサシステムにおいて
、光音響−；ンサ部は、以下のように揚成さｈる複数の
合分波用カプラ、複数の光合分波手段、複数の参照光用
センシングコイル、及び複数の信号光用センシングコイ
ルを設けて構成したものである。

前記複数の合分波用カプラは、前記入力光を入力側から
入力し該入力光を分波して該出力側へ出力し、かつ該出
力側から入力した参照光及び信号光を合波して入力側か
ら出力する合分波用カプラを一本の伝送ケーブルにより
複数段縦続接続して構成した。

前記複数の光合分波手段は、前記各合分波用カプラの出
力側がらの出力をそれぞれ入力側から入力して参照光及
び信号光に分波し該参照光及び信号光を出力側から出力
し、かつ該出力側から入力した参照光及び信号光を入力
側を介して前記各合分波用カプラの出力側へそれぞれ出
力するように各々を構成した。

前記複数の参照光用センシングコイルは、前記音波信号
に応じてそれぞれ振動し、前記各光合分技手段の出力側
からの参照光をそれぞれ入力し該参照光の光特性を変化
させて該出力側へ出力するようにそれぞれを構成してい
る。

前記複数の信号光用センシングコイルは、前記参照光用
センシングコイルに対して前記音波信号時に逆極性モー
ドで振動し該音波信号以外の外乱信号時に同極性モード
で振動して、前記各光合分波手段の出力側からの信号光
をそれぞれ入力し該信号光の光特性を変化させて該出力
側へ出力するようにそれぞれを構成したものである。

（作用） 本発明によれば、以上のように光音響センサシステムを
構成したので、前記複数の合分波用カプラは、前記入力
光を入力側から入力し、その入力光を分波して出力側へ
出力する。各合分波用カプラの出力側から出力された入
力光の一部は、前記−本の伝送ケーブルを介して各出力
側に接続された次段の合分波用カプラの入力側に入力さ
れる。

一方、その＆数の合分波用カプラは、出力側から入力し
た参照光及び信号光を合波してその入力側から出力する
。その各合分波用カプラの入力側から出力された参照光
及び信号光は、それぞれの入力側に接続された次段の合
分波用カプラの出力側に入力され、さらにその参照光及
び信号光は、該次段の合分波用カプラの出力側に別個に
入力される信号光及び参照光と合波され、該次段の合分
波用カプラの入力側から出力される。この時、各信号光
及び参照光は、例えば各合分波用カプラ間の伝送ケーブ
ル上に遅延コイル等を設けることにより時分割多重化さ
れて該伝送ケーブルを各合分波用カプラの出力側から入
力側へ伝送され、その伝送ケーブルの最端の合分波用カ
プラを介してそれぞれ信号処理手段へ入力される。

前記複数の光合分波手段は、それぞれ前記各合分波用カ
プラで分波された入力光の他の一部をそれぞれ入力側か
ら入力しその入力光を参照光及び信号光にそれぞれ分波
してその出力側から出力する。一方、その複数の光合分
波手段は、それぞれ出力側から入力した参照光及び信号
光を合波して入力（則から出力する。この時、その参照
光及び゛信号光は、例えば一方に遅延ががげらＺ−Ｌる
ことにより時分割で合波され、各光合分波手段の入力例
からそれぞれの合分波用カプララの出力側へ出力される
。

前記複数の参照光用センシングコイルは、それぞれ前記
音波信号が印加されるとその音圧等に応じて振動し、例
えば伸縮する。これにより、前記各光合分波手段の出力
側から出力され各参照光用センシングコイルに入力され
た参照先は、その伸縮等に応じて光特性例えば位相が変
化し、その後にそれぞれの光合分波手段の出力側に入力
される。

前記複数の信号光用センシングコイルは、それぞれ前記
音波信号が印加されると、その音圧等に応じて前記各参
照光用センシングコイルに対して逆極性モードで振動し
て例えば伸縮しその伸縮等が参照光用センシングコイル
と反転変位となる。

また、その複数の信号光用センシングコイルは、前記音
波信号以外の外乱信号、例えば振動及び温度変化等に基
づく信号が印加されると、前記各委照光用でンシングコ
イルに対して同一極性モードて′振動して例えば伸縮し
、その伸縮等が参照光用センシングコイルと同一変位と
なる。二）１により、参照光及び信号光は、音波信号の
場合には誘起さ１−する位相変化の極性が反転し、外乱
信号の場合には誘起される位相変化の極性が同一となる
。

従って、前記課題を解決できるのである。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す光音響センサシステム
の概略の構成図、第４図は、第１図中の単位センサの概
略の部分構成図である。

この光音響センサシステムは、光音響センサを用いた反
射型の多重化構造を成し、第２図の光音響センサシステ
ムと同様のレーザ１、信号処理手段２０、及びセンサ出
力処理部２３を有し、レーザｌと信号処理手段２０の間
には、本実施例の特徴て′ある光音響センサ部３０が設
けられている。

この光音響センサ部３０は、レーザ１がら出力される入
力光パルスＬに基づき音波信号Ｓに応じた光特性の変化
を得るなめのしのて゛あり、複数の合分波用カプラ３１
　１．３１　２等を有している。

合分波用カブラ３１　１．３１　２等は、光ファイバ等
の一本の伝送ケーブル３２により縦続接続され、それぞ
れが可逆性を持つ入力側及び出力側を有し、それぞれ入
力側から入力光パルスＬを入力しその入力光パルスＬを
分波して出力側から出力すると共に、出力側から参照光
及び信号光を入力して入力側から出力する機能を有して
いる。

各合分波用カプラ３１　１，３１−２等には、それぞれ
単位センサ３３−１．３３−２等が接続されている。

単位センナ３３−１及び３３−２等は、それぞれ複数の
光合分波手段３３−１ａ及び３３　２ａ等と、複数の参
照光用センシングコイル３３−１ｂ及び３３　２ｂ等と
、複数の信号光用センシングコイル３３　１ｃ及び３３
−２ｃ等と、複数の遅延コイル３３　１ｄ及び３３　２
ｄ等とにより構成されている。

ここで、光合分波手段３３−１．３３−２等は、例えば
可逆性を有する合分波用カプラで構成され、それぞれ入
力側から合分波用カプラ３１１．３１−２等の出力（ｉ
からの出力を入力して、それぞれ光パルスである参照光
Ｌｒｌ及び信号光Ｌｓｌ、参照光Ｌｒ２及び信号光Ｌｓ
２等に分波して出力側から出力すると共に、それぞれ出
力側から入力した参照光及び信号光を合波して入力側か
ら出力するものである。

参照光用センシングコイル３３　　ｌｂ及び信号光用セ
ンシッグコイル３３−１ｃ、参照光用センシングコイル
３３−２ｂ及び信号光用センシングコイル３３−２ｃ等
は、それぞれ例えば第４図に示すように構成されており
、円筒形状等の架台４１の両端に円板状の振動板４２．
４３がそれぞれ対向して取り付けられ、例えば振動板４
２の外側面及び振動板４３の内側面にそれぞれの参照光
用センシングコイル３３　　ｌｂ等及び信号光用センシ
ングコイル３３　１ｃ等が接着剤等により円形状に固定
さｉ−ｔでいる。

遅延コイル３３　１ｄ、３Ｂ　　２ｄ等は、例えば信号
光Ｌｓｌ、Ｌｓ２等に対して遅延時間Ｔ／４だけ遅延さ
せる機能を有している。

さらに、光音響センサ部３０には、伝送ケーブル３２に
おける各合分波用カブラ３１−１．３１−２等の間に遅
延コイル３４−１．３４−２等が設けられている。この
遅延コイル３４−１．３４−２等は、システムにおける
光信号の時分割多重伝送を実現するために、例えばそれ
ぞれを通過する光に対して所定の遅延時間だけ遅延させ
る機能を有している。

また、第１図の信号処理手段２０では、遅延コイル２１
−２の遅延時間をＴ／２に設定している。

次に、この光音響センサシステムの動作を第５図を用い
て説明する。ここで、第５図は、第１図中の補償器にお
けるダブルパルス化を説明するための図である。

レーザ１から出力された入力光パルスＬが合分波用カプ
ラ３１−１の入力１則に入力されると、その入力光パル
スＬは、合分波用カプラ３１−１て′２分割されてその
出力側から出力される。その−方が伝送ケーブル３２を
通って遅延コイル３４−１で遅延した後に合分波用カプ
ラ３１−２の入力側に入力され、合分波用カプララ３１
−２によりさらに２分割されてその出力側から出力され
、さらにその一方が伝送ケーブル３２を通り遅延コイル
３４−２を経由して次段の合分波用カプラへと送られて
いく。

合分波用カプラ３１−１及び合分波用カプラ３１−２で
分割された入力光パルスＬの他方は、それぞれ光合分波
手段３３　１ａ、３３−２ａの入力側に入力される。す
ると、各光合分波手段３３１ａ、３Ｂ　　２ａでは、入
力側からの入力を分波しそれぞれ参照光Ｌｒｌ及び信号
光Ｌｓｌ、参照光Ｌｒ２及び信号光Ｌｓ２を各々の出力
側から出力する。

光合分波手段３３−１ａの出力側から出力された参照光
Ｌｒｌは、参照光用センシングコイル３３−１ｂに入力
されそのコイル中を通過して先端で・反射され再び光合
分波手段３３　１ａの出力側に入力される。また、信号
光Ｌｓｉは、遅延コ・イル３３　１ｄ″Ｃ″Ｔ／４だけ
遅延した後信号光用（ンシングコイル３３−１ｃに入力
されそのコイノ１中を通過して先端で反射され再び遅延
コイル３＝−１ｄ″ｃ′Ｔ／４だけ遅延した後参照光Ｌ
ｒｌに文してＴ／２だけ遅延して光合分波手段３３−１
２の出力側に入力されて合波される。

同様にして、光合分波手段３３　２ａから出）された参
照光Ｌｒ２は参照光用センシングコイル３Ｂ−２ｂを通
って、信号光Ｌｓ２は遅延コイル３３−２ｄ及び信号光
用センシングコイル３３−２０を通って、それぞれ光合
分波手段３３−２ａの出力側に入力され、参照光Ｌｒ２
に対して信月光Ｌｓ２がＴ／２だけ遅延して合波される
。

参照光Ｌｒｌ及び信号光Ｌｓｌがそれぞれ会所光用セン
シングコイル３３　　ｌｂ及び信号光用センシングコイ
ル３Ｂ−１ｃを通過している時や、参照光Ｌ　ｒ　２及
び信号光Ｌｓ２がそれぞれ参照光用センシンＺ“コ、イ
ル３３−２ｂ″ｆｉび信号光用センシングコイＩｖ３３
　２Ｃを通過している時に、それぞれのコイルに対して
各音波イス号Ｓが印加されると、参照光Ｌ１−１及び信
号光Ｌｓｌ、参照光Ｌｒ２及び信号光Ｌｓ２には、以下
のようにしてその音波信号Ｓの音圧等に応じた位相変化
が生じる。

即ち、第４図の単位センサの構造において、外部からの
音波信号Ｓの音圧が印加されると、例えば音圧の圧縮時
には、振動板４２．４３はそれぞれ内側に圧縮され、参
照光用センシングコイル３３−１ｂは縮み、信号光用セ
ンシングコイル３３−１ｃは伸び、また、音圧の非圧縮
（減圧）時には、振動板４２．４３はそれぞれ外側に膨
らみ、参照光用センシングコイル３３−ｂは伸び、信号
光用センシングコイル３３　１ｃは縮む。このように参
照光用センシングコイル３３−１ｂ及び信号光用センシ
ングコイル３３−１ｃば、音波信号Ｓによって逆極性モ
ードで振動し伸縮する。

このため、それぞれのコイルを通過する参照光Ｌｒｌ及
び信号光Ｌｓｌでは、位相変化が誘起されるが、それぞ
れの位相変化の極性が反転する。

これは、参照光用センシングコイル３３　２ｂ及び信号
光用センシングコイル３３　２ｃにおける参照光Ｌｒ２
及び信号光Ｌｓ２についてら同様である。

ところが、例えば参照光用センシングコイル３３−１ｂ
及び参照光用センシングコイル３３−ＩＣに対して、音
波信号以外の外乱信号（振動及び温度変化等に基づく信
号等）、例えば上下振動の外乱が加わった場合、振動板
４２．４３は同一モード（コモンモード）て′振動する
ため、参照光用センシングコイル３３−１ｂ及び信号光
用センシングコイル３３　１ｃは、それぞれ同極性モー
ドて′振動して伸縮する。このため、それぞれのコイル
を通過する参照光Ｌｒｌ及び信号光Ｌｓｌでは。

位相変化が誘起されるが、それぞれの位相変化の極性は
同一となる。こｌ′Ｌは、参照光用センシングコイｌし
３Ｂ−２ｂ及乙ζ１言号光用センシングコイル３３−２
ｃにδげる参照光Ｌ１−２及び信号光Ｌｓ２についても
同様である７ このようにして音波信号や外乱１９号により位相変化が
誘起された参照光り、］−１及び信号光Ｌｓｌ、参照光
Ｌｒ２及び信号光り、、ｓ２は、それぞれ光合分波手段
３３−１ａ、３３−２ａを介して合分波用カプララ３１
１．３１−２の出力側にそれそ′れ入力される。

合分波用カプラ３１−１に入力された参照光Ｌｒ１及び
信号光Ｌｓｌは、参照光Ｌ１−１に対して信号光Ｌｓｌ
が遅延時間Ｔ／２だけ遅れて合分波用カプラ３１−１の
出力側を介して信号処理手段２０に入力される。一方、
合分波用カプラ３１−２に入力された参照光Ｌｒ２及び
信号光Ｌｓ２は、参照光Ｌｒ２に対して信号光Ｌｓ２が
遅延時間Ｔ／′２だげ遅れて合分波用カプラ３１−２の
出力側を介して合分波用カプラ３１−１の入力側に入力
され、遅延コイル３４−１の遅延時間の２倍分だけ遅れ
て合分波用カプラ３１−１で参照光Ｌｒｌ及び信号光Ｌ
ｓｌと合波されて合分波用カプラ３１−１の入力側を介
して信号処理手段２０に入力される。

このようにしてに号処理手段２０に入力された参照光Ｌ
ｒＬ及び信号光ＬｓＬこ、参照光Ｌｒ２及び信号光Ｌｓ
２は、先ず補償器２１の分波器２１−１で２分割され、
２分割された一方にＴ／２の遅延がかけられて第５図に
例示するように参照光Ｌｒｌと信号光Ｌｓ１．参照光Ｌ
ｒ２と信号光Ｌｓ２のそれぞれに時間的型なりが発生し
た後、それぞれが合波器２１−３で合波されて干渉作用
を起こす。その合波器２１−３の出力は、光検出器２２
で電気信号に変換される。これにより、参照光Ｌｒｌ及
び信号光Ｌｓｌの位相変化や、参照光Ｌｒ２及び信号光
Ｌｓ２の位相変化がそれぞれ検出され、その検出結果に
基づきセンサ出力処理部２３は、参照光用センシングコ
イル３３−１ｂ及び信号光用センシングコイル３３　１
ｃ、参照光用センシングコイル３３　２ｂ及び信号光用
センシングコイル３Ｂ　　２ｃに印加された各音波信号
Ｓの音圧等を算出し、その各音波信号Ｓの持つ音波情報
の検知処理を行う。

本実施例では、次のような利点を有している。

（Ａ＞本実施例て゛は、参照光用センシングコイル及び
信号光用でンシングコイルに基づく単位センサ３Ｂ１．
３３−２等の構造を、通常の信号光用及び参照光用のセ
ンシングコイルの両方に音波信号が印加され、かつ音波
信号により各参照光及び信号光に誘起される位相変化の
極性が反転するようなセンサ構造とした。そのため、信
号処理手段２０での参照光及び信号光の干渉時に位相が
２倍となり、センサ出力処理部２３での音圧換算値も２
倍と高くなり、音圧感度が２倍となる。

（Ｂ）さらに、その単位センサ３３−１．３３−２等の
構造により、振動等の外乱に対して、それぞれペアとな
る参照光用及び信号光用のセンシングコイルが同一変位
（コモンモード）となるため、外乱による参照光と信号
光の位相変化は同一極性となり、干渉時にその位相変化
がキャンセルされ、結果的に外乱の影響がキャンセルさ
れて、振動等による妨害雑音等の除去を図れる。

（Ｃ）本実施例の光音響センサシステムは、反射型構造
であり、光音響センサ部３０において各単位センサ間の
光伝送を担う伝送ケーブル３２は一本としたのて゛、参
照光及び信号光とも同−伝送島を通過させることかて゛
きるため、該通過時の外乱信号による伝送ケーブル３２
の振動等がコモンモードとなるようにすることができ、
伝送路で発生する外乱の影響のキャンセルが可能となる
。

なお、本発明は、図示の実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。その変形例としては、例えば次のよう
なものが挙げられる。

（Ｉ）第１図の光音響センサシステムは、レーザ１、信
号処理手段２０、センサ出力処理部２３、及び光音響セ
ンサ部３０の構成の変更や、他の構成の付加などを適宜
行うことができる。

例えば光合分波手段３Ｂ−１ａ、３３−２ａ等は、そ？
１ぞれ合分波用カプラ３１−４．３１−２等と一緒に設
けるようにしてもよい。また、単位センサ３３　１，３
３　２等は、例示した構成に何等限定されるものではな
く、例えば段数及び構造などを用途等乙こ応じて適宜変
更することが可能である。さらに、遅延コイル３３　１
ｄ、３４−２Ｃｉ等や、遅延コイル３４−１．３４２等
の構成及び設置箇所等の変形が可能である。

（ＩＩ）上記実施例で例示した動作説明は、−例を示し
たものであり、構成の変形等に応じて適宜変更が可能で
ある。

（ＩＩＩ）本発明の光音響センサシステムは、ンーナシ
ステム等に限らず音波信号の持つ音波情報を抽出・検知
などするための種々のシステムに対して幅広く適用が可
能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、前記光音
響センサシステムは、前記光音響センサ部を前記複数の
合分波用カプラ、複数の光合分波手段、複数の参照光用
センシングコイル、及び複数の信号光用センシングコイ
ルを設けて構成した。

そのため、前記光音響センサシステムて゛は、参照光及
び信号光に対して同一モード（コモンモード）て′振動
等による外乱信号が加わるようなセンサ構造にでき、か
つ各光合分波＝ｒ段及び信号処理手段間で参照光及び信
号光が同一経路を通過し該経路上に加わる外乱について
もコモンモードとなるようなシステム構造にできる。

よって、各参照光用センシングコイル及び信号光用セン
シングコイルや、伝送ケーブル等の伝達路上などに加わ
る外乱信号による影響を除去でき対象とする音波信号の
最小検出限界を向上させることができる。さらには、音
波信号に応じて会所光及び信号光に誘起される位相変化
の極性を反戦させることができ、音波信号の持つ音波情
報の抽出感度を高めることができる。

従って、本発明の光音響センサシステムでは、各参照光
用及び信号光用センシングコイルや、伝送ケーブル上へ
加わる外乱信号等による影響を大幅に軽減でき、複数チ
ャネル及びチャネル数の多いシステムにおいても効果的
に音波信号の持つ音波情報の抽出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す光音響センサシステムの
概略の構成図、第２図は従来の光音響センサシステムの
一構成例を示す概略の構成図、第３図は第２図中の補償
器におけるダブルパルス化を説明するための図、第４図
は第１図中の単位センサの概略の部分構成図、第５図は
第１図中の補償器におけるダブルパルス化を説明するた
めの図である。 ２０・・・信号処理手段、３０・・・光音響センザ部、
３１１．３１−２・・・合分波用カプラ、３２・・・伝
送ケーブル、３３−１．３３−２・・・単位センサ、３
３−１ａ、３３　２ａ・・・光合分波手段、３３−１ｂ
、３３２ｂ・・・参照光用センシングコイル、３３−１
ｃ、３３　２ｃ・・・信号光用センシングコイル、Ｌ・
・・入力光パルス、Ｌｒｌ、Ｌｒ２・・・参照光、Ｌｓ
ｌ、Ｌｓ２・・・信号光。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力光の光特性を音波信号に応じて変化させ時分割多重
   化して出力する光音響センサ部と、前記光音響センサ部
   の出力に基づき前記音波信号の持つ音波情報の抽出処理
   を行う信号処理手段とを、備えた光音響センサシステム
   において、 前記入力光を入力側から入力し該入力光を分波して出力
   側へ出力し、かつ該出力側から入力した参照光及び信号
   光を合波して該入力側から出力する合分波用カプラを一
   本の伝送ケーブルにより複数段縦続接続し、 前記各合分波用カプラの出力側からの出力をそれぞれ入
   力側から入力して参照光及び信号光に分波し該参照光及
   び信号光を出力側から出力し、かつ該出力側から入力し
   た参照光及び信号光を入力側を介して前記各合分波用カ
   プラの出力側へそれぞれ出力する複数の光合分波手段と
   、 前記音波信号に応じてそれぞれ振動し、前記各光合分波
   手段の出力側からの参照光をそれぞれ入力し該参照光の
   光特性を変化させて該出力側へ出力する複数の参照光用
   センシングコイルと、前記参照光用センシングコイルに
   対して前記音波信号時に逆極性モードで振動し該音波信
   号以外の外乱信号時に同極性モードで振動して、前記各
   光合分波手段の出力側からの信号光をそれぞれ入力し該
   信号光の光特性を変化させて該出力側へ出力する複数の
   信号光用センシングコイルとを、設けたことを特徴とす
   る光音響センサシステム。