JPS60194373A - 光フアイバ−接点センサ装置 - 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】 （発明の技術分野） この発明は光ファイバーを利用した電気接点のオン・オ
フを検出するための光フアイバー接点センサ装置に関す
る。

（従来技術の説明） 従来のセンサ装置の多くは、外部現象によって電気接点
がオン・オフして出力を生ずるようになっている。第１
図にの接点センサ装置の一例を示し、ｌは接点センサ、
２はセンサ装置で検出しようとする外部現象、３は変換
器、４は接点、５はケーブルであり、さらに、６は受信
側の受信部、７は受信部のインターフェース回路である
。

このように構成されたセンサ装置において、接点センサ
１では変換器３により外部現象２を受け、外部現象２の
大小によって接点４をオーンーオンする。この接点信号
は一対のケーブル５を経て受信側の受信部６にインター
フェース回路７に送られ、これより警報ブザ−、制御機
器、またはデータロガ等の外部機器へと供給される。

一般に、接点センサ１と受信側との間は距離があり、こ
の間を接続するケーブル５は長く、これがため、布線環
境が悪いと、腐食等による絶縁劣化及び電撃サージの誘
導等が起り、−受信側の機器が誤動作したり或いは劣化
したりするという欠点があった。

この欠点はケーブルを光ファイバーで置換する　−こと
により解決出来ると期待される。

しかしながら、従来の接点センサは、例えば、第２図（
Ａ）に示す液位センサのように、水面８の上下運動のよ
うな外部現象２を変換器３を構成するマグネット９を具
えたフロート１０の上下運動に変換し、このマグネット
９でリードスイッチ１１の接点をオン・オフさせる構造
となっており、或いは、第２図（Ｂ）に示す温度センサ
のように、外部現象２である温度に応じて湾曲するバイ
メタル１２を変換器とし、このバイメタル１２の湾曲に
より接点１３をオン・オフする構造となっている。いず
れのセンサにおいても、センサはその内蔵スイッチと一
体構造となっているため、電気接点を取外し、これを光
路を遮断するシャッタ等に改造することは容易ではない
。

従って、現状で光ファイバー寺使用するには、センサ自
体を新規に製作することが考えられるが、そうすると、
従来から使用されていて、その使用実績から信頼性が保
守され、かつ、普及している多くのセンサが無駄となる
恐れがある。

そこで、接点センサ側と受信側の受信部とを光ファイバ
ーで接続したい。

第３図（Ａ）〜（Ｃ）はセンサ側と出力側とを光ファイ
バーで接続した接点センサ装置の種々の試案を示す線図
である。

第３図（Ａ）に示す構成では、センサ側において、第１
図に示した接点センサｌと同一の構成の接点センサ３１
の接点Ｓの一方の１一点、例えば、固定ａに電源３２を
接続し、かつ、他方の接点、例えば、可動接点すに、適
当なインピーダンス手段Ｒと発光素子Ｄ１とを具える送
光器３３を接続し、これら接点センサ３１．電源３２及
び送光器３３でセンサ部３４を構成する。一方、受信側
の受信部３５には受光素子Ｄ２を具える受光器３６と、
受光して変換された電気出力を外部に出力させるための
所要の回路（図示を省略しである）とを設ける。そして
、センサ部３４の発光素子り、とこの受光素子Ｄ２とを
光ファイバー３７で結び、外部現象に応答した接点Ｓの
オン・オフを発光素子Ｄ１の発光の有無として光ファイ
バー３７を経て受光器３Ｂへ伝送し、受光器３６で対応
した電気信号に変換する。

この場合、電源３２として電池を使用すると、その保守
及び取替が必要で、もともと保守を必要としなかったセ
ンサ装置に保守点検という煩わしい作業が必要となり、
又、電源を受信側からケーブルを用いて供給することは
光ファイバーを用いた意味を失うこととなる。

第３図（Ｂ）に示す構成では、上述した電源供給のを解
決するため、電力供給手段として、受信側の受信部３５
の内部又は外部に、例えば、光電変換素子のような光源
３８を設け、この光源３８からの光を光ファイバー３？
ｂを経てセンサ部３４に送り、センサ部３４では電源３
２を太陽電池等に光電変換素子３８で光を受光し、これ
を発光素子り、を駆動するための電力に変換する方法も
ある。

しかし、この方法では、図中３７ａ、３７ｂで示すよう
に、光ファイバーが２条必要となる欠点がある。

さらに第３図（Ｃ）に示し構成では、第３図（Ｂ）の構
成において、センサ側及び受信側でそれぞれ光分岐３？
ｃ、３７ｄを用いることにより２条必要としていた光フ
ァイバーを１条の光ファイバー３７のみとすることが可
能となる。

しかしながら、現在の技術では、太陽電池３８や発光素
子Ｄ１の効率はそれぞれ１０％台又はそれ以下であるか
ら総合の効率は１％台又はそれ以下の低い値となる。

さらに、これら第３図（Ｂ）及び（Ｃ）の構成では必然
的に光源３８の駆動電力が大きくなること（従来の第１
図による構成例では殆ど無電力である）、分岐３？ｃ、
３７ｄを使用した第３図（Ｃ）においては受光器３８に
入力する発光素子り、からの信号が分岐３７ｄにより光
源３８よりの洩先にマスクされて検知困難となる欠点が
あった。

又、第３図（Ａ）〜（Ｇ）の構成共、何等かの原因で光
ファーへ−断線などによりセンサ系に故障が生じて受信
光が断たれた場合、センサの接点Ｓのオフと区別出来な
いという欠点があった。

（発明の目的） この発明の第一目的は、センサ側と、受信側とを光ファ
イバーのみで連結した光フアイバー接点センサ装置を提
供することにある。

この発明の第二の目的は、センサ系に故障が発生した場
合に警報を発生してその故障を知らせることが出来るよ
うになした光フアイバー接点センサ装置を提供すること
にある。

（発明の構成） この第一の目的の達成を図るため、この発明は、接点セ
ンサを有するセンサ部と、受信部とを具えた接点センサ
装置において、 このセンサ部及び受信部を接続する光ファイバーを具え
、 このセンサ部は前記受信部から送られた光電力を該セン
サ部の駆動電力に変換する光電変換段と、前記接点セン
サのオン・オフに対応した光信号に変換する送光器とを
具え、 この受信部は前記センサ部に前記光ファイバーを経て光
電力を供給するための光電力供給段と、前記送光器から
前記光ファイバーを経て送られた前記光信号を電気信号
に変換する光電変換素子及び該電気信号を出力信号に変
換して出力させる出力回路を含む光電変検出力段とを具
える′ことを特徴とするものである。

また、この発明の第二の目的の達成を図るため、この発
明においては、前記光電変検出力段は、前記電気信号の
特性を検出して該特性が前記接点センサのオン及びオフ
にそれぞれ対応する所定の状態とは異なる状態に変化し
た時、警報信号を発生する判別回路を具えていることを
特徴とするものである。

（実施例の説明） 以下、第４図〜第８図を参照してこの発明の実施例につ
き説明する。

支凰扁」 第４図はこの発明の第一実施例を示す回路図である。こ
の実施例は第３図（Ｃ）に示した構成例を基本としたも
のである。

この図において、４０はセンサ部で、５０は受信部で−
あり、この間を光ファイバー６０で連絡している。

このセンサ部４０において、光電変換段４１は、例えば
、太陽電池或いはその他の光電変換素子で形成し、光フ
ァイバー６０から光分岐８０ａを経て受信部５０から送
られる光電力を受光し電力に変換する。この光電変換段
４１の出力端子を一方においては接点センサ４２の接点
Ｓｌ及び送光器４３の抵抗Ｒ，を介してコンデンサＣ１
の一端に接続し、他方においては送光器４３の抵抗Ｒ２
を及び前述のコンデンサＣ１の一端に接続し、このコン
デンサＣ，の他端を接地する。

この送光器４３においては、例えば、抵抗Ｒ，及びＲ２
とコンデンサＣ１との接続点をトリガダイオードＤ３を
経てサイリスタＤ４のゲートに接続し、また、光電変換
段４１の出力端子を抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ２を経て
接地すると共に、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２との接続点
を発光素子Ｄ５を経てサイリスタＤ４のアノードに接続
し、このサイリスクＤ４のカソードを接地する構造とな
っている。この発光素子Ｄ５から生じた光信号を光分岐
８０ａ及び光ファイバー６０を経て受信部５０送給する
。そして、この実施例では、これら抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コ
ンデンサｃ、及びＣ２、ダイオードＤ３及びサイリスタ
Ｄ４が充放電回路を形成し、さらに抵抗Ｒ，及びＲ２は
接点Ｓ１のオン及びオフでコンデンサＣＩの充電速度変
える回路として作用し、タイオードＤ３及びサイリスタ
Ｄ４はコンデンサＣＩが一定電圧となった時、大電流放
電素子であるコンデンサＣ２を放電させるための起動回
路を構成している。

このように、センサ側をパルスで間欠発光させているの
で、少ないエネルギーでピーク光量の大きい光パルスが
得られ、従って、受信側での検出及び波光（連続光）と
の分離を容易に行うことが出来る。

一方、受信部５０において、５１はセンサ部４０に光電
力を供給するための光電力供給段であり、内部光源、外
部に設けた光源からの光を光分岐ｅｏｂに導くための光
学手段、或いは、光電変換素子等とすることが出来る。

また、５２は光信号を適当な形の電気信号に変換して出
力させるための光電変換出力段であり、この光電変換出
力段５２は光信号を受光して電気信号に変換する受光素
子５３と、その出力端子に接続されこの電気信号を別の
形の電気信号に変換して出力させる出力回路５４とを具
えている。

この出力回路５４は、例えば、波光による電気信号成分
を除去するための除去回路例えば直流阻止コンデンサ５
５、この除去回路５５に接続されパルスを発生するパル
スワンショットマルチバイブレータ５Ｇ、このマルチバ
イブレータ５６に接続され供給されたパルスの平均値を
とりその大きさに対応した形の変えられた電気信号を出
力する平均化回路５７を具えており、所要に応じて、こ
の平均化回路５７の出力端子に警報器５８を接続し、こ
の警報器５８において、これに供給された電気信号の特
性が接点Ｓｌのオン及びオフに応じた状態から異る状態
に変化した時、これを検出して警報信号を発生させるよ
うに構成することが出来る。

次に、第４図のセンサ装置の動作につき第５図（Ａ）〜
（１）に示した信号波形図を参照して説明する。尚、第
５図ＣＢ）及び（Ｃ）は第５図ＣＭ）の信号波形図の一
部分Ｘ及びＹに着目し、これに対応する部分の時間軸を
拡大して示したコンデンサＣ１及びＣ２の充電電圧の信
号波形図であり、第５図（Ｄ）は第５図（Ｅ）の一部分
Ｘ及びＹをその時間軸を拡大して示す信号波形図である
。

今、受信部５０の光電力供給段５１から光ファイバー６
０を経てセンサ部４０の光電変換段４１に光電力が供給
されているとする。この状態で接点Ｓｌは第５図（Ａ）
に示すように、外部現象によってオフの状態（０ＦＦ）
からオンの状態（ＯＮ）に切換わり、その後、伺らかの
原因によってセンサ系に光ファイバーの断線、その他の
原因による故障が生じて警報が発生する状態（ＡＬＡＲ
Ｍ）となるとする。

接点Ｓｌがオフの時は、コンデンサＣ２は、第５図（Ｂ
）に示すように、抵抗Ｒ３を経て光電変換段４１の出力
電圧■５　に充電される。一方、コンデンサＣ１、第５
図（Ｃ）に示すように、接点Ｓ、がオフの時、抵抗Ｒ２
を経て、又、接点Ｓ１がオンの時、抵抗Ｒ１及びＲ２の
並列抵抗を経て充電される。この充電電圧がトリガダイ
オードＤ３も動作電圧に達すると、このダイオードＤ３
は導通状態となり、コンデンサＣＩを放電して電流が流
れ、サイリスタＤ４を点弧し、よって、コンデンサＣ２
を放電する電流が発光素子り、を流れ、発光素子Ｄ５が
発光する。接点Ｓｌのオン及びオフの期間中、この充放
電がオン及びオフの期間にそれぞれ対応した一定の周期
で周期的に繰り返され、第５図（Ｄ）及び（Ｅ）に示す
ような光信号、すなわち、オン及びオフの期間にそれぞ
れ対応した一定の周期を有する光パルス列が発光素子Ｄ
ｓから発光する。尚、この実施例では、警報発生時には
、この光パルスが断となって発生していない。

この場合、光パルスの発光の周期はコンデンサＣ，の再
充電速度できまりその速度は第５図（Ｃ）〜（Ｅ）から
明らかなように、接点Ｓ□のオン・オフに対応して、充
電抵抗Ｒ２及びＲ＋　（並列）、又は、Ｒ２の値で変わ
るため、接点Ｓ１がオンの時は周期はＴａｔｖ　となり
、オフの時はＴａｐｐとなる。

ここで、ＴＤＡ／　＜　Ｔｏｐｐの関係が成立するよう
に、充放電回路を設定しておくのが好適である。

又、光パルスの幅ＴＰ　をＴ、（（”ｒ。Ｎ、Ｔア　＜
＜Ｔ。ｐｐとなるようにすれば、太陽電池等の光電変換
段４１の出力電力（エネルギー）を充分凝縮し、少ない
エネルギーでピーク光量の大きい光パルスを得ることが
出来る。

この発光素子Ｄ５から生じた光パルスを光ファイバー６
０を経て受光素子Ｄ６に供給し、ここで光パルスを電気
信号に変換する。この電気信号を直流成分除去回路５５
に供給して波光に起因する直流成分を除去し、パルス信
号のみを次段のワンショットマルチバイブレータ５Ｂに
供給する。このワンショットマルチバイブレータ５６か
ら第５図（Ｆ）に示すような電気信号の特性、すなわち
この場合には、周期Ｔ。Ｐｐ及びＴ６／／を有する一連
のパルス列を生じる。この場合、そのパルスの幅Ｔｗを
Ｔｗ　≦ＴａＡ／となるように調整しておくと、第５図
（Ｆ）に示すように、接点ＳＬのオン及びオフでパルス
密度（又はデユーティ−レシオ）が異なるパルスを得る
ことが出来る。また、光パルスの断の部分に対応して、
第５図（Ｆ）の電気信号すなわちパルス列も断となって
パルスが欠除している。

この一連のパルス列を次段の平均化回路５７で平滑して
その平均値を取れば、この回路５７からは第５図（Ｇ）
に示すように、接点のオフ及びオン並びに警報発生時に
対応して電圧レベルが■ｙｐ、ＶρＩＶｃｕ、ｔと変わ
る、第５図（Ｆ）に示すパルス列とは形の変った信号が
得られる。この場合には、電圧レベルの関係はＶｏｖ　
＞　Ｖｏｐｐ　＞　Ｖｏｉとなる。この場合、パルス欠
除がなければ、この平均値信号をそのまま出力回路５４
から出力させて、外部の回路に供給することが出来る。

しかしながら、センサ系の故障に起因するパルスの欠除
が発生しこれを検出する必要がある。これがため、次段
に判別回路５８を設け、この判別回路５８を、例えば、
レベル検出器で構成し、これに上述した平均値信号を供
給し、この信号のレベルと予めレベル検出器５８に設定
しである、接点ｓ１のオン・オフ情報ようのしきい値レ
ベルＶ５　及び警報発生しきい値レベルＶ＾　とでレベ
ルの比較な行って、警報を発生するように出来る。

そのためには、各信号のレベルが■ｖ＞Ｖｓ　＞Ｖａｐ
Ｐ＞ｖＡ＞Ｖｔｕｔの関係となるように回路を設計して
おき、第５図（Ｇ）及び（Ｈ）に示すように、平均値信
号のレベル（この場合、ｖｏＦＥ）がＶｓ　よりも小さ
いときは接点Ｓ□はオフ（ＯＦＦ）　、また、平均値信
号のレベル（この場合、Ｖｗ　）がＶｓ　よりも大きい
ときはオン（ＯＮ）と判断させて出力させることが出来
る。さらに、第５図（Ｇ）及び（１）に示すように、平
均値信号のレベル（この場合、し）がＶＡ　よりも小さ
くなったとき、パルス列が断となっていて故障が発生し
ていると判断し、警報（ＡＬＡＲＭ）を発生させるよう
に構成することが出来る。

上述した実施例の構成によれば、センサのオン・オフを
パルスの周期の差に変調することにより、光ファイバー
の断線等をこれらパルスの欠除として検出出来、従って
、センサ系が正常であれば、接点Ｓｌに加わる外部現象
２に対応した信号を取り出すこといが出来ると共に、セ
ンサ系に故障が発生した場合には、警報を発生してこれ
を知らせることが出来る。

爽蓋■」 第６図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の第二実施例を示す回
路図である。

この実施例では、第６図（Ａ）に示すように、センサ部
４０の送光器４３を公知の１．ＡＮＥＲダイオードＤ７
　（文献：電子科学、１９７０年９月号）を用いて簡単
な構成としたものである。−このＬＡＮＥＲダイオード
は、第６図（Ｂ）に示すように、ＧａＡｓのＮＰＮＰ積
層構造をなし、そのＶｌ特性は、第６図（Ｃ）に横軸に
電圧Ｖ及び縦軸に電流工をプロットして示すように、８
字の負性抵抗特性持っている。今、オフ状態で印加電圧
■を上げ、■＞■　に達すると、ターンオーバして導電
電流が流れ、この電流により発光を生ずる。

第６図（Ａ）に示す構成例では、抵抗Ｒ，，Ｒ２及びコ
ンデンサＣＩの構成は第４図の送光器４３の場合と同じ
であるが、この実施例の場合には、単にこれら抵抗Ｒ，
，Ｒ２とコンデンサＣ１との接続点及び接地間にこのＬ
ＡＮＥＲダイオードＤ７をそのカソードを接地させるよ
うにして接続しているにすぎない。

この構成によれば、コンデンサＣ１の充電電圧がｖＩＬ
（第６図（Ｃ）に示す）に達するとダイオードＤ７がタ
ーンオーバしてコンデンサＣＩを放電するパルス電流が
流れ、このダイオードＤ７が発光する。このパルス発光
の周期はコンデンサＣ１の再充電速度で決まり、その値
は接点ＳＩのオン・オフによって充電抵抗Ｒ，，Ｒ２の
並列抵抗、又は、充電抵抗Ｒ２の値によって変るため、
接点Ｓ１がオンの時は短く、また、接点ＳＬがオフの時
は長くなり、結局この送光器４３は第４図の構成例の場
合と同様に動作することとなる。

このように構成すれば、センサ部の構成が簡単となり、
しかも、安価に製造することが出来る。

太】１１ｊ 上述した実施例は、接点センサ４２が一個の場合である
が、接点が多数ある場合につき第７図（＾）及び（Ｂ）
及び第８図（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。

これらの接点が同時にオンとならない時は、第７図（Ａ
）に示すように、センサ部４０の光電変換段４１の出力
端子に複数個の接点ｓｌ　＋５２　＋５３　＋・・・が
並列に接続され、これらの抵抗に対してそれぞれ送光器
４３の抵抗ｒｌ　ｌ　ｒ２　＋　ｒ３　＋　ｒ４・争・
がされて、それらの共通接続点を一方においてはコンデ
ンサＣ及び他方においては発光素子を経て接地する。

今、第８図（Ａ）に示すように、これら接点５１ｓ２　
、Ｓ３　、・・・がこの順序で順次にオン・オフとなる
とする。抵抗ｒ＋　、ｒ２　、ｒ３　、ｒ４　・・・が
ｒ２〉ｒ３〉ｒ４・・・と選定しておくと、接点Ｓ１　
＋　３２　＋５３　＋・◆・がオンの時の発光パルスの
間隔Ｔ（１１、Ｔａ２　、　Ｔａｓ　、・・・は、接点
がオフの時の間隔をＴｅｐｐとすると第８図（Ｂ）に示
すように、Ｔａｇｐ　＞　Ｔａｒ　＞　Ｔｓｚ　＞　Ｔ
ｌ）３　争・・となる。

このようにすると、第４図の出力回路５４の平均化回路
５７の出力は、第８図（Ｃ）に示すように、Ｖ＜Ｖ　＜
Ｖ　＜Ｖ　・１１拳となる。従って、第４図の判別回路
５８に多値の判別機能を持たせて、いずれの接点がオン
であるかを判別することが出来る。又、多値の判別は、
判別レベルの異なる比較回路を並べるなどの手段で容易
に実現することが出来る。

又、パルス幅の差を復調する手段として、前述の（ワン
ショットマルチバイブレーク）＋（平均化回路＋（判別
回路）の組み合わせの外、パルス間隔をディジタルカウ
ンタで計測し、この計測値をディジタルコンパレータで
比較するように構成しても同様な結果が得られる。この
方法は前述した第４図の実施例にも使用可能である。

さらに、第７図ＣＢ）に示す実施例は、接点が同時にオ
ンとなる場合の一対策例であり、この場合にはオンφオ
フの双投接点ｐＨＰ２１Ｐ３１゜・・使用し、これら接
点に優先順位を与えておき、その優先順位をこの接点の
順序とすると、例えば、接点Ｐｌとｐ２とが同時にオン
となった場合には、接点ＰＬを検知することが出来る。

尚、上述した各実施例の説明は第４図に８０ａ及び６０
ｂで示した光分岐を使用して１条の光ファイバーを使用
する場合であるが、現在、この分岐は効果でありその使
用は経済的でない。従って、布線長が短い等の理由から
光ファイバーを２条使用することが可能である場合には
、光源となるべき光供給手段５１と光電変換断４１との
間及び送光器４３と受光素子５３との間を個別の光ファ
イ／九−で繋ぎ、分岐を省略することも可能である。

さらに、センサ部の接点センサに対して光線変換段及び
送光器をアダプタ式に組立すことが出来る。

また、今まで光フアイバーセンサは電圧、電流、磁界、
温度、振動、圧力、速度、加速度、音響などの測定に多
く提案され、一部分実用化されてきたが、電気接点をセ
ンシングするものには殆ど子あれていなかったが、上述
したようにこの発明の光フアイバー接点センサ装置を構
成すれば、電気接点に光ファイバーを接続し、これを介
してセンサ部に電力を容易に供給することが出来る。

さらに、このセンサ装置には、ファイバー切断等のアラ
ームの検知、複数の接点のセンシング等の機能を容易に
付加することが出来る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明によれば
、接点センサに対してアダプタ式に回路を付加すること
により、センサ部と受信部との結合を従来の欠陥の多い
電線から欠陥の少ない光フアイバー簡単置換することが
出来る。

また、光ファイバーを介して、受信側からセンサ側へ駆
動電力を供給出来るので、従来必要とされていた電池と
か、饋電用電源等は不用となる。

従って、外部から見た場合、光ファイ／へ−の先端に無
電源の機能素子を接続したＦＭ　（Ｗｏｎ　Ｆａｎｅ　
−ｔｉｏｎａｌ　ｆｉｂｅｒ）型の光フアイバーセンサ
と同等である。

さらに、この発明の光フアイバー接点センサ装置によれ
ば、光ファイバーを用いているので、従来のセンサでは
使用不可能であったような環境条件が厳しい箇所、又は
、電磁雑音の多い場所でも使用が可能となるという利点
がある。

尚、この発明のセンサ装置によれば、従来のセンサマウ
ントをそのまま利用出来るので、多数のオン・オフセン
サを使用する工業計装、セキュリティ監視装置、及び、
車両、船舶、航空機の儀装等に広く適用することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の接点センサ装置を説明するための線図、 第２図（Ａ）及び（Ｂ）は接点センサの実例を示す線図
、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は接点センサと光ファイバーとの
接続の試案を説明するための線図、第４図はこの発明の
光フアイバー接点センサ装置の一実施例を説明するため
の線図、 竺ζｌｉｕ／Ａｌ　〜（１）Ｉ斗筺４Ｍの蛇占七ソ廿肪
署の動作を説明するための信号波形図、 第６図（Ａ）〜（Ｃ）〜第８図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発
明の多の実施例をそれぞれ説明するための線図である。 １・・・接点センサ、　２・・・外部現象３・・・変換
器、　４・・・接点 ５・・・ケーブル、　６・・・受信部 ７・・・インターフェース回路 ８・・・水面、　９・・・マグネット ｌＯ・・・フロート、　１１・・・リードスイッチ１２
・・・バイメタル、　１３・・・接点３２・・・電源、
　３３．４３・・・送光器３４．４０・・・センサ部、
３５．５０・・・受信部３８・・・受光器 ３？、　３７ａ、３？ｂ、・−光フアイバー３？ｃ、３
７ｄ・・・光分岐、８８・・・光源３９・・・光電変換
素子、４１・・・光電変換段４２・・・接点センサ、　
５１・・・光電力供給段５２・・・光電変換出力段、５
３・・・受光素子５４・・・出力回路、　５５・・・除
去回路５６・・・ワンショットマルチバイブレータ５７
・・・平均化回路、　５８・・・判別回路６０・・・光
ファイバー、ｆｆｏａ、８０ｂ・・・光分岐ａ・・・固
定接点、　ｂ・・・可動接点Ｓ、Ｓ１、ｓｌ、ｓ２．ｓ
３１轡・・・・・接点、Ｒ・・・インピーダンス手段 Ｒ，、Ｒ２，Ｒ３・・・抵抗 ｒｌ　＋　ｒ２　＋　ｒ３＋　”””抵抗Ｃ＋　ＣＩ　
＋　Ｃ２・・・コンデンサＤ　＋　Ｄ　Ｉ　＋　Ｄ　Ｓ
・・・発光素子Ｄ２　、Ｄ６・・・受光素子 Ｄ３・・・ト０ガダイオード Ｄ４・・・サイリスタ Ｄ７・・・ＬＡＮＥＲダイオード 特許出願人　沖電気工業株式会社 第１図 第２図 第３図 第６図 Ｖａ　Ｖ→ 第７図 手赫補正書 昭和８０年６月１１日 特許庁長官　志賀　学　殿 １事件の表示　昭和５８年特許願０４８７４８号２発明
の名称 光フアイバー接点センサ装置 ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所（〒−１０５） 東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号 名称（０２９）沖電気工業株式会社 代表者　橋本　南海男 ４代理人　〒１７０　田（８８８）５５６３住所　東京
都豊島区東池袋１丁目２０番地５池袋ホワイトハウスビ
ル８０５号 明細書の全文、図面の第２図（Ａ）、図面の第２図（Ｂ
）、図面の第４図、図面の第５図（Ｄ）、図面の第５図
（Ｅ）、図面の第５図（Ｆ）、図面の第７図（Ａ）及び
図面の第７図ＣＢ）。 （訂正）明細書 ■８発明の名称　光フアイバー接点センサ装置２、特許
請求の範囲 １、接点センサを有するセンサ部と、受信部とを具えた
接点センサ装置において、 該センサ部及び受信部を接続する光ファイバーを具え、 該センサ部は前記受信部から送られた光り主大土を該セ
ンサ部の駆動重厚に変換する光電変換段と、前記接点セ
ンサのオン及びオフに対応した光信号に変換する送光器
とを具え、 前記受信部は前記センサ部に前記光ファイバーを経て光
エネルギを供給するための光エネルギ供給段と、前記送
光器から前記光ファイバーを経て送られた前記光信号を
電気信号に変換する光電変換素子及び該電気信号を出力
信号に変換を擾回路を含む光電変検出力段とを具え。 む　ロ　と、　０　の　パルスによ 番　Ｊ　る　−　と　え、　″　ヨＬ」公工う」Ω」 ことを特徴とする光フアイバー接点センサ装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光フアイバー接点セン
サ装置において、前記光電変換出力段は、前記電気信号
の特性を検出して該特性が前記接点センサのオン及びオ
フにそれぞれ対応する所定の状態とは異なる状態に変化
した時、警報信号を発生す回路を具えていることを特徴
とする光フアイバー接点センサ装置。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） この発明は光ファイバーを利用した電気接点のオン・オ
フを検出するための光フアイバー接点センサ装置に関す
る。 （従来の技術） 従来のセンサ装置の多くは、外部現象によって電気接点
がオン・オフして出力を生ずるようになっている。第１
図は接点センサ装置の一例を示し、■は接点センサ、２
はセンサ装置で検出しようとする外部現象、３は変換器
、４は接点、５はケーブルであり、さらに、６は受信側
の受信部、７は受信部のインターフェース回路である。 このように構成されたセンサ装置において、接点センサ
ｌでは変換器３により外部現象２を受け、外部現象２の
大小によって接点４をオン・オフする。この接点信号は
一対のケーブル５を経て受信部６のインターフェース回
路７に送られ、これより表示ランプ、警報ブザ−、制御
機器、またはデータロガ等の外部機器へと供給される。 一般に、接点センサｌと受信側との間は距離があり、こ
の間を接続するケーブル５は長く、これがため、布線環
境が悪いと、腐食等による絶縁劣化及び電撃サージの誘
導等が起り、受信側の機器が誤動作したり或いは劣化し
たりするという欠点があった。 この欠点はケーブルを光ファイバーで置換することによ
り解決出来ると期待される。 しかしながら、従来の接点センサは、例えば、第２図（
Ａ）に示す液位センサのように、水面８の上下運動のよ
うな外部現象２を変換器３を構成するマグネット９を具
えたフロート１０の上下運動に変換し、このマグネット
９でリードスイッチ１１の接点をオン・オフさせる構造
となっており、或いは、第２図（Ｂ）に示す温度センサ
のように、外部現象２である温度に応じて湾曲するバイ
メタル１２を変換器とし、このバイメタル１２の湾曲に
より接点１３をオン・オンする構造となっている。いず
れのセンサにおいても、センサはその内蔵スイッチと一
体構造となっているため、電気接点を取外し、これを光
路を遮断するシャッタ等に改造することは容易ではない
。 従って、現状で光ファイバーを使用するには、センサ自
体を新規に製作することが考えられるが、そうすると、
従来から使用されていて、その使用実績から信頼性が保
証され、かつ、普及している多くのセンサが無駄となる
恐れがある。 第３図（Ａ）〜（Ｃ）はセンサ部と受信部とを光ファイ
バーで接続した接点センサ装置の種々の試案を示す線図
である。 第３図（Ａ）に示す構成では、センサ部において、第１
図に示した接点センサｌと同一の構成の接点センサ３１
の接点Ｓの一方の接点、例えば、固定接点ａに電源３２
を接続し、かつ、他方の接点、例えば、可動接点すに、
適当なインピーダンス手段Ｒと発光素子り、とを具える
送光器３３を接続し、これら接点センサ３１、電源３２
及び送光器３３でセンサ部３４を構成する。一方、受信
部３５には受光素子Ｄ２を具える受光器３６と、受光し
て変換された電気出力を外部に出力させるための所要の
回路（図示を省略しである）とを設ける。そして、セン
サ部３４の発光素子Ｄ１とこの受光素子Ｄ２とを光ファ
イバー３７で結び、外部現象に応答した接点Ｓのオン・
オフを発光素子Ｄ１の発光の有無として光ファイバー３
７を経て受光器３６へ伝送し、対応した電気信号に変換
する。 この場合、電源３２として電池を使用すると、その保守
及び取替が必要で、もともと保守を必要としなかったセ
ンサ部に保守点検という煩わしい作業が必要となり、又
、電源を別途ケーブルを用いて供給することは光ファイ
バーを用いた意味を失うこととなる。 第３図（Ｂ）に示す構成では、上述した電源供給の手段
を解決するため、受信部３５の内部又は外部に光源３８
を設け、この光源３８からの光を光ファイバー３７ｂを
経てセンサ部３４に送り、太陽電池等の光電変換素子３
８で受光し、これを発光素子Ｄ１を駆動するだめの電源
に変換する方法もある。 しかし、この方法では、図中３７ａ、３７ｂで示すよう
に、光ファイバーが２条必要となる欠点がある。 さらに、第３図（Ｇ）に示した構成では、第３図（Ｂ）
の構成において、センサ部及び受信部でそれぞれ光分岐
３？ｃ、３７ｄを用いることにより２条必要としていた
光ファイバーを１条の光ファイバー３７のみとすること
が可能となる。 しかしながら、現在の技術では、太陽電池や発光素子の
効率はそれぞれ１０％台又はそれ以下であるから総合の
効率は１％台又はそれ以下の低い値となる。 従って、これら第３図（Ｂ）及び（Ｃ）の構成では必然
的に光源３８の駆動電力が大きくなること（従来の第１
図による構成例では殆ど無電力である）、分岐３７ｃ、
３７ｄを使用した第３図（Ｃ）においては受光器３６に
入力する発光素子Ｄ１からの信号が分岐３７ｄにより光
源３８よりの漏光にマスクされて検知困難となる欠点が
あった。 又、第３図（Ａ）〜（Ｃ）の構成共、何等かの原因で光
ファイバーの断線など、センサ系に故障が生じて受信光
が断たれた場合、センサ接点Ｓのオフと区別出来ないと
いう欠点があった。 この発明の第一の目的は、センサ部と受信部とを光ファ
イバーのみで連結した光ファイ／へ一接点センサ装置を
提供することにある。 この発明の第二の目的は、センサ系に故障が発生した場
合に警報を発生してその故障を知らせることが出来るよ
うにした光フアイバー接点センサ装置を提供することに
ある。 （問題点を解決するための手段） この第一の目的の達成を図るため、この発明は、接点セ
ンサを有するセンサ部と、受信部とを具えた接点センサ
装置において、 このセンサ部と受信部とを接続する光ファイへ−勢具え
、 このセンサ部は受信部から送られた光エネルギをこのセ
ンサ部の駆動電源に変換する光電変換段と、接点センサ
のオン及びオフに対応した光信号に変換する送光器とを
具え、 この受信部は前述のセンサ部に光ファイバーを経て光エ
ネルギを供給するための光エネルギ供給段と、前述の送
光器から光ファイバーを経て送られた光信号を電気信号
に変換する光電変換素子及びこの電気信号を出力信号に
変換する出力回路を含む光電変換出力段とを具え、 前述の送光器は、接点センサに結合され接点のオン及び
オフによって充電速度が変わるコンデンサを含む充放電
回路と、放電回路からの放電ノくルスにより動作する発
光素子とを具え、この発光素子からの光信号を前述の接
点センサのオン及びオフにそれぞれ対応した所定の周期
で発生する光パルスとした ことを特徴とするものである。 また、この発明の第二の目的の達成を図るため、この発
明においては、前述の電気信号が前述の接点センサのオ
ン及びオフにそれぞれ対応する所定の状態とは異なる状
態に変化した時、警報信号を発生する回路を具えている
ことを特徴とする。 （実施例） 以下、第４図〜第８図を参照してこの発明の実施例につ
き説明する。 支り迩」 第４図はこの発明の第一実施例を示す回路図である。こ
の実施例は第３図ＣＧ）に示した構成例を基本としたも
のである。 この図において、４０はセンサ部で、５０は受信部であ
り、この間を光ファイバーＢＯで連結している。 このセンサ部４０において、光電変換段４１は、例えば
、太陽電池或いはその他の光電変換素子で形成し、受信
部５０から光ファイバー６０、光分岐Ｂｏａを経て送ら
れる光エネルギを受光し電源に変換する。この光電変換
段４１の出力端子を一方においては接点センサ４２の接
点Ｓｌ及び送光器４３の抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ
Ｉに接続し、他方においては送光器４３の抵抗Ｒ２を介
して前述のコンデンサＣ１に接続する。 この送光器４３においては、例えば、抵抗Ｒ，及びＲ２
とコンデンサＣ】との接続点をトリガダイオードＤ３を
経てサイリスタＤ４のゲートに接続し、また、光電変換
段４１の出力を抵抗Ｒ３を経てコンデンサＣ２に接続す
ると共に、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２との接続点を発光
素子Ｄ５を経てサイリスタＤ４に接続する構造となって
いる。この発光素子り、から生じた光信号を光分岐６０
ａ及び光ファイバー６０を経て受信部５０に送信する。 そして、この実施例では、これら抵抗Ｒ，−Ｒ３，コン
デンサＣ１及びＣ２、トリガダイオードＤ３及びサイリ
スタＤ４が充放電回路を形成し、さらに抵抗Ｒ，及びＲ
２は接点ＳＩのオン及びオフでコンデンサＣＩの充電速
度を変える回路として作用し、コンデンサＣ１が一定電
圧となった時、トリガタイオードＤ３及びサイリスタＤ
４よりなる大電流放電回路を起動し、コンデンサＣ２の
電荷を放電させ、ダイオードＤ５をパルス発光させる回
路を構成している。 このように、センサ側をパルスで間欠発光させているの
で、少ないエネルギーでピーク光量の大きい光パルスが
得られ、受信側での検出及び漏光（連続光）との分離を
容易に行うことが出来る。 一方、受信部５０において、５１はセンサ部４０に光エ
ネルギを供給するための光エネルギ供給段であり、内部
光源又は外部に設けた光源からの光を光分岐６０ｂに導
くための光学手段で実現することが出来る。 また、５２は光信号を適当な形の電気信号に変換して出
力させるための光電変換出力段であり、光信号を受光し
て電気信号に変換する受光素子５３と、その電気信号を
別の形の電気信号に変換して出力させる出力回路５４と
を具えている。 この出力回路５４は、例えば、漏光による電気信号の直
流分を阻止するコンデンサを用いた除去回路５５を経て
一定幅のパルスを発生するワンショットマルチバイブレ
ータ５６と、このマルチバイブレータ５６に接続されパ
ルスの平均値に対応した電気信号を出力する平均化回路
５７と、この平均化回路５７に接続し、これに供給され
た電気信号の特性が接点Ｓ１のオン・オフ及びそれと異
る状態を判別し、オン争オフ信号及び警報信号を出力さ
せる判別回路５８とにより構成することが出来る。 次に、第４図のセンサ装置の動作につき第５図（Ａ）〜
（１）に示した信号波形図を参照して説明する。尚、第
５図（Ｂ）及びＣＣ）は第５図（Ｅ）の信号波形図の一
部分Ｘ及びＹに着目し、これに対応する部分の時間軸を
拡大して示したコンデンサＣ１及びＣ２の充電電圧の信
号波形図であり、第５図（Ｄ）は第５図（Ｅ）の一部分
Ｘ及びＹの時間軸を拡大して示した信号波形図である。 今、接点Ｓ１が外部現象によってオフの状ＩＥ（０ＦＦ
）からオンの状ｐＪ（ＯＮ）に切換わり（第５図（Ａ）
）、その後何らかの原因によってセンサ系に光ファイバ
ーの断線又はその他の原因による故障が生して警報（Ａ
ＬＡＲＭ）状態になったとする。 コンデンサＣ２は、接点Ｓのオン・オフに関係なく、第
５図（Ｂ）に示すように、抵抗Ｒ３を経て光電変換段４
１の出力電圧Ｖｓ　に充電される（第５ＩＮ　（Ｂ））
。一方、コンデンサＣ１は、接点ＳＩがオフの時は、抵
抗Ｒ２を経て、又、接点Ｓ１がオンの時は、抵抗Ｒ」及
びＲ２の並列抵抗を経て充電される（第５図（Ｃ））。 この充電電圧がトリガダイオードＤ３の動作電圧に達す
ると、このタイオードＤ３は導通状態となり、コンデン
サＣ１を放電する電流が流れてサイリスタＤ４を点弧し
、よってコンデンサＣ２を放電する電流が発光素子Ｄ５
に流れ発光素子Ｄ５を発光させる。この充放電は接点Ｓ
１のオン及びオフの期間にそれぞれ対応した一定の周期
で繰り返され、第５図（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、
それぞれオン及びオフの期間に対応した一定周期の光パ
ルス列が発光素子Ｄ５から発光する。尚、この実施例で
は警報発生時にはこの光パルスが断となっている。 この場合、光パルスの発光の周期はコンデンサ０皿の再
充電速度できまりその速度は第４図及び第５図（Ｃ）〜
（Ｅ）から明らかなように、充電抵抗が接点Ｓ１のオン
・オフに対応してＲ２及びＲ。 の並列抵抗又は抵抗Ｒ２と変わるため、接点ＳＬがオン
の時の周期をＴｏＮ、オフの時をＴｏμとすれば、Ｔｏ
Ｎ＜　ＴｏＦＦの関係が成立する。 又、光パルスの幅ＴＦ　をＴＦ（（ＴＯｐＪ、ＴＦ　（
（Ｔ。、Ｆとなるようにすれば、太陽電池等の光電変換
段４１の出力エネルギを充分凝縮し、少ないエネルギー
でピーク光量の大きい光パルスを得ることが出来る。 この発光素子Ｄ５から生じた光パルスを光ファ変換する
。この電気信号を直流成分の除去回路５５に供給して漏
光に起因する直流成分を除去し、パルスで次段のワンシ
ョットマルチバイブレータ５６を起動する。このワンシ
ョットマルチバイブレータ５６から第５図（Ｆ）に示す
ような電気信号すなわち幅がＴＩＩ、周期”ｒｏｐｐ及
びＴｏｙを有する一連のパルス列を生じる。この場合、
Ｔｖ−≦Ｔｏｗとなるように設定しておくと、第５図（
Ｆ）に示すように、接点Ｓ、のオン及びオフでパルス密
度（又はチューティーレシオ）が異なる信号を得ること
が出来る。また、光パルス断の部分に対応して、第５図
（Ｆ）の電気信号すなわちパルス列も断となる。 この一連のパルス列を次段の平均化回路５７で平滑して
その平均値を取れば、第５図（Ｇ）に示すように、接点
のオフ及びオン並びに警報発生時に対応して電圧レベル
がＶｏｐμ、Ｖｏｙ、Ｖ−ｔと変わり、第５図（Ｆ）に
示すパルス列とは形の変った信号が得られる。この場合
には、電圧レベルの関係はＶｏＡ／＞　ｖｏｐｐ　＞　
Ｖｕｚｔ　トナ６゜判別回路５８を、例えば、レベル検
出器で構成し、これに上述した平均値信号を供給し、そ
のレベルと予め判定回路５８に設定しである、接点Ｓ。 のオン◆オフ情報用のしきい値レベルＶｓ　及び警報発
生しきい値レベル■＾　との比較を行って、接点のオン
・オフ及び警報を発生する。 そのためには、信号としきい値とのレベルが■。 ＞　Ｖｓ＞　Ｖ（ｌＦＦ＞　Ｖ八＞　Ｖｃｕｔの関係と
なるよう設計しておき、第５図（Ｇ）及び（）Ｉ）に示
すように、平均値信号のレベル（この場合、Ｖｏａｐ　
）がＶＳ　よりも小さいときは接点Ｓ１はオフ（ＯＦＦ
）　、また、平均値信号のレベル（この場合、ｖＯＮ）
がＶ、よりも大きいときはオン（ＯＮ）と判断させて出
力させる。さらに、第５図（Ｇ）及び（１）に示すよう
に、平均値信号のレベル（この場合、Ｖｃｔｂｔ　）が
ｖＡ　よりも小さくなったとき、パルス列が断となって
いて故障が発生していると判断し、警報（ＡＬＡＲＭ）
を発生させる。 上述した実施例の構成によれば、センサのオン番オフを
パルス周期の差に変調することにより、光ファイバーの
断線等をこれらパルスの欠除として検出出来る。従って
、センサ系が正常であれば、接点Ｓ１に加わる外部現象
２に対応した信号を取り出すことが出来ると共に、セン
サ系に故障が発生した場合には、警報を発生してこれを
知らせることが出来る。 ！凰あ」 第６図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の第二実施例を示す回
路図である。 この実施例では、第６図（Ａ）に示すように、センサ部
４０の送光器４３を公知のＬＡＮＥＲダイオードＤ７　
（文献−電子科学、１８７０年９月号）を用いて簡単な
構成としたものである。このＬＡＮＥＲダイオードは、
第６図（Ｂ）に示すように、ＧａＡｓのＮＰＮＰ積層構
造をなし、そのＶｌ特性は、第６図（Ｃ）に示すように
、横軸に電圧Ｖ及び縦軸に電流Ｉをとれば８字の負性抵
抗特性を持っている。今、オフ状態で印加電圧Ｖを上げ
、Ｖ　＞　Ｖｔｘ、に達すると、ターンオーバして導電
電流が流れ、この電流により発光を生ずる。 第６図（Ａ）に示す構成例では、抵抗Ｒ，，Ｒ，。 及びコンデンサＣＩの構成は第４図の送光器４３の場合
と同じであるが、この実施例の場合には、単にこれら抵
抗Ｒ，，Ｒ２とコンデンサＣ１との接続点にこのＬＡＮ
ＥＲダイオードＤ７を接続しているにすぎない。 この構成によれば、コンデンサＣ１の充電電圧がＶ（Ｌ
　（第６図（Ｃ）に示す）に達するとダイオードＤ７が
ターンオーバしてコンデンサＣ１を放電するパルス電流
が流れ、ダイオードＤ７が発光する。そのパルス発光の
周期はコンデンサＣＩの再充電速度で決まり、その値は
接点Ｓｌのオン・オフによって充電抵抗がＲ，、Ｒ，の
並列抵抗、又は、抵抗Ｒ２に変るため、周期は接点ＳＬ
がオンの時は短く、オフの時は長くなり、結局この送光
器４３は第４図の構成例の場合と同様に動作することと
なる。 このように構成すれば、センサ部の構成が簡単となり、
しかも、安価に製造することが出来る。 実」１漣ｊ 上述した実施例は、接点センサ４２が一個の場合である
が、接点が多数ある場合につき第７図（Ａ）及び（Ｂ）
及び第８図（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。 これらの接点が同時にオンとならない時は、第７図（Ａ
）に示すように、センサ部４０の光電変換段４】の出力
端子に複数個の接点ｓｌ　＋”２　＋　Ｓ３　＋・・拳
が並列に接続され、これらの抵抗に対してそれぞれ送光
器４３の抵抗ｒＯ＋ｒｌ　＋ｒ２　＋ｒ３・・・が接続
されて、それらの共通接続点をコンデンサＣ及び発光素
子に接続する。 今、第８図（Ａ）に示すように、これら接点５Ｉｓ２＋
”３＋Φ・・がこの順序で順次にオン・オフとなるとす
る。抵抗ｒｌ＋ｒ２＋ｒ３＋・・・をｒｌ　＞　ｒ２　
＞　ｒ３　’・Φと選定しておくと、接点ＳＩ、Ｓ２　
、Ｓ３　、Ｉ＋１１・がオンの時の発光パルス間隔Ｔｏ
ｔ　、　Ｔａｚ、　Ｔｌ５３、拳Φ−と、接点がオフの
時の間隔Ｔａｐｐとは、第８図（Ｂ）に示すように、７
６１１１Ｆ　＞　Ｔｏ／＞　Ｔｏｚ　＞　Ｔｅ３　”　
”　トナ６゜このようにすると、第４図の出力回路５４
の平均化回路５７の出力は、第８図（Ｃ）に示すように
、Ｖａｐｐ＜　ＶＤｌ＜　Ｖａｚ　＜　Ｖａ３・・・と
なる。従って、第４図の判別回路５８に多値の判別機能
を持たせると、いずれの接点がオンであるかを判別する
ことが出来る。多値の判別は、判別レベルの異なる比較
回路を並べるなどの手段で容易に実現することが出来る
。 又、パルス幅の差を復調する手段として、前述の（ワン
ショットマルチバイブレータ）＋（平均化回路）＋（判
別回路）の組み合わせの外、パルス間隔をディジタルカ
ウンタで計測し、この計測値をディジタルコンパレータ
で比較するように構成しても同様な結果が得られる。こ
の方法は前述した第４図の実施例にも使用可能である。 さらに、第７図（Ｂ）に示す実施例は、接点が同時にオ
ンとなる場合の一対策例であり、この場合にはオン・オ
フの双１ｍ占０＋−ｔ）・−Ｄ・　−・争・を使用し、
これら接点に優先順位を与えておき、その優先順位をこ
の接点番号の順序とすると、例えば、接点Ｐ＋　とＰ２
とが同時にオンとなった場合には、接点Ｐ１を検知する
ことが出来る。 尚、上述した各実施例の説明は第４図にＢｏａ及び８０
ｂで示した光分岐を使用して１条の光ファイバーを使用
する場合であるが、現在、この分岐は高価でありその使
用は経済的でない。従って、布線長が短い等の理由から
光ファイバーを２条使用することが可能である場合には
、光源となるべき光供給手段５１と光電変換段４１との
間及び送光器４３と受光素子５３との間を別個の光ファ
イバーで接続し、分岐を省略することも可能である。 さらに、センサ部は従来の接点センサに対して光電変換
段及び送光器をアダプタ式に付加して構成することが出
来る。 今まで光フアイバーセンサは電圧、電流、磁界、温度、
振動、圧力、速度、加速度、音響などの測定に多く提案
され、一部分実用化されてきたが、電気接点をセンシン
グするものには殆ど現漫れていなかったが、上述したよ
うにこの発明の光ファイバー接点七ンサ装置を構成すれ
ば、電気接点のオン・オフを光ファイバーを介して容易
に検知することが出来る。 さらに、このセンサ装置には、ファイバー切断等のアラ
ーム検知、複数接点のセンシング等の機能を容易に付加
することが出来る。 （発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明によれば
、接点センサに対してアダプタ式に回路を付加すること
により、センサ部と受信部との結合を従来の欠陥の多い
電線から欠陥の少ない光ファイバーに置換することが出
来た。 また、光ファイバーを介して、受信側からセンサ側へ駆
動電源を供給出来るので、センサ部に一電池とか、鏡型
用電線等は不用となる。従って、外部から見た場合、光
ファイバーの先端に無電源の機能素子を接続したＮＦ　
（Ｗｏｎ　Ｆａｎｃｔｉｏｎａｌ　ｆｉｂｅｒ）　’型
の、光フアイバーセンサと同等である。 さらに、この発明の光フアイバー接点センサ装置によれ
ば、光ファイバーを用いているので、従来のセンサでは
使用不可能であったような環境条件が厳しい個所、又は
、電磁雑音の多い場所でも使用が可能となるという利点
がある。 尚、この発明のセンサ装置によれば、従来のセンサマウ
ントをそのまま利用出来るので、多数のオン・オフセン
サを使用する工業計装、セキュリティ監視装置、及び、
車両、船舶、航空機の儀装等に容易かつ広く適用するこ
とが出来る。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の接点センサ装置を説明するための線図。 第２図（Ａ）及び（Ｂ）は接点センサの実例を示す線図
、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は接点センサと光ファイバーとの
接続の試案を説明するための回路図、第４図はこの発明
の光フアイバー接点センサ装置の一実施例を説明するた
めの線図、 第５図（Ａ）〜（夏）は第４図の接点センサ装置の動作
を説明するための信号波形図、 第６図（Ａ）　〜（Ｃ）　〜ＪＪ８図（Ａ）　〜（Ｃ）
はコノ発明の他の実施例をそれぞれ説明するための回路
図である。 ｌ、３１・・・接点センサ、　２・・・外部現象３・・
・変換器、　４・・・接点 ５・・・ケーブル、　６・・・受信部 ７・・・インターフェース回路 ８・・・水面、　９・・・マグネット ｌＯ・・・フロート、　１１・・・リードスイッチ１２
・・・バイメタル、　１３・・・接点３２・・・電源、
　３３．４３・・・送光器３４．４０・・・センサ部、
３５．５０・・・受信部３６・・・受光器 ３７、３７ａ、３７ｂ、・”光ファイバー３７ｃ、３７
ｄ・・・光分岐、３８・・・光源３８・・・光電変換素
子、４１・・・光電変換段４２・・・接点センサ、　５
１・・・光エネルギ供給段５２・・・光電変検出力段、
　５３・・・受光素子５４・・・出力回路、　５５・・
・除去回路５６・・・ワンショットマルチバイブレータ
５７・・・平均化回路、　５８・・・判別回路８０・・
・光ファイバー、８０ａ、Ｂｏｂ・・・光分岐ａ・・・
固定接点、　ｂ・・・可動接点Ｓ、３１．ｓｉ、５２１
５３　＋・・・、Ｐｔ　＋ｐ２　＋Ｐ３１・・・・・・
接点、Ｒ・・・インピーダンス手段 Ｒ，、Ｒ２，Ｒ３・・・抵抗 ｒＯ＋　ｒｌ　＋　ｒ２　＋　ｒ３１　”　”　””抵
抗Ｃ＋　ＣＩ　＋　Ｃ２・・・コンデンサＤ＋　Ｄｌ　
＋　ＤＳ・・・発光素子 Ｄ２　、Ｄ６・・・受光素子 ＤＳ・・・トリガダイオード Ｄ４・・・サイリスタ Ｄ７・・・ＬＡＮＥＲダイオード 特許出願人　沖電気工業株式会社 第２　図　（訂正図） 第５図　（訂正図） Ｔｗ　Ｔｗ 第７　図　（訂正図）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接点センサを有するセンサ部と、受信部とを具えた
   接点センサ装置において、 該センサ部及び受信部を接続する光ファイバーを具え、 該センサ部は前記受信部から送られた光電力を該センサ
   部の駆動電力に変換する光電変換段と、前記接点センサ
   のオン及びオフに対応した光信号に変換する送光器とを
   具え、 前記受信部は前記センサ部に前記光ファイバーを経て光
   電力を供給するための光電力供給段と、前記送光器から
   前記光ファイバーを経て送られた前記光信号を電気信号
   に変換する光電変換素子及び該電気信号を出力信号に変
   換して出力させる出力回路を含む光電変換出力段とを具
   えることを特徴とする光ファ・イバー接点センサ装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光ファイ／＜−接点セ
   ンサ装置において、前記光電変検出力段は、前記電気信
   号の特性を検出して該特性が前記接点センサのオン及び
   オフにそれぞれ対応する所定の状態とは異なる状態に変
   化した時、警報信号を発生する判別回路を具えているこ
   とを特徴とする光ファ・ｆバー接点センサ装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の光フアイバー接点セン
   サ装置において、前記送光器は、前記光電変換段及び接
   点センサに結合され前記接点センサのオン及びオフによ
   って充電速度が変わるコンデンサを含む充放電回路と、
   該充電数回路からの充放電パルスにより動作する発光素
   子とを具え、該発光素子からの前記光信号を前記接点セ
   ンサのオン及びオフにそれぞれ対応した所定の周期で発
   生する光パルスとしたことを特徴とする光フアイバー接
   点センサ装置。 ４、特許請求の範囲第２項記載の光フアイバー接点セン
   サ装置において、前記送光器は、前記光電変換段及び接
   点センサに結合され前記接点セン　″＼サのオン及びオ
   フによって充電速度が変わるコンデンサを含む充放電回
   路と、該充放電回路からの充放電パルスにより動作する
   発光素子とを具え、該発光素子からの前記光信号を前記
   接点センサのオン及びオフにそれぞれ対応した所定の周
   期で発生する光パルスとし、さらに、ｉｉＩ記電気信号
   の特性を前記光パルスの発生する周期に対応してそれぞ
   れ発生する電気パルスの周期とすることを特徴とする光
   フアイバー接点センサ装置。