JPS60230299A - 光学的計測装置 - Google Patents
光学的計測装置Info
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- JPS60230299A JPS60230299A JP8408684A JP8408684A JPS60230299A JP S60230299 A JPS60230299 A JP S60230299A JP 8408684 A JP8408684 A JP 8408684A JP 8408684 A JP8408684 A JP 8408684A JP S60230299 A JPS60230299 A JP S60230299A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- optical
- adder
- integrator
- received signal
- Prior art date
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- Granted
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
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。
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、被計測情報を光学的手段のみによりて検知
し、伝送するとともに、伝送された信号から電気的な信
号処理によって被計測情報を得る光学的計測装置に関す
る。
し、伝送するとともに、伝送された信号から電気的な信
号処理によって被計測情報を得る光学的計測装置に関す
る。
工業計測システムでは、計測器自体の安全性や防爆性な
どの点から光学的手段のみからなるセンサユニットを用
いた計測装置が注目されている。
どの点から光学的手段のみからなるセンサユニットを用
いた計測装置が注目されている。
光学的手段のみからなるセンサユニットを用いた計測装
置としては、種々のものが知られているが、その中でも
本出願人が既に出願した特願昭58−24732号で提
案されている光学的計測システムは、構造が簡単ながら
伝送路損失変動の影響を効果的に除去できるという大き
な利点を有している。
置としては、種々のものが知られているが、その中でも
本出願人が既に出願した特願昭58−24732号で提
案されている光学的計測システムは、構造が簡単ながら
伝送路損失変動の影響を効果的に除去できるという大き
な利点を有している。
すなわち、この光学的計測装置は、第1図に示すように
、光源として波長掃引が可能な波長掃引レーザ1を用い
、この波長掃引レーザ1からの光波Pを、光学的手段の
みからなるセンサユニット2を介して光検出器3で検出
させるようにしたち・のである。センサユニット2は、
たとえばシリアル接続された3本の定偏波ファイバ4.
5.6と、検光子7とで構成される。定偏波ファイバ4
〜6および検光子7は、それぞれ隣接するファイバまた
は検光子の屈折率主軸方向を、たとえば45°異ならせ
て配置されている。定偏波ファイバ4はその主軸方向を
レーザ1の直線偏光方向と一致させて設定されており、
レーザ1から出射される光を物理l811I定点まで導
波する。定偏波ファイバ5は短寸法に設定されており、
物理量測定点において被計測物理量を検出するセンサ部
を構成する。また、定偏波ファイバ6は、長寸法に設定
されており、サブキャリア発生部を構成する。
、光源として波長掃引が可能な波長掃引レーザ1を用い
、この波長掃引レーザ1からの光波Pを、光学的手段の
みからなるセンサユニット2を介して光検出器3で検出
させるようにしたち・のである。センサユニット2は、
たとえばシリアル接続された3本の定偏波ファイバ4.
5.6と、検光子7とで構成される。定偏波ファイバ4
〜6および検光子7は、それぞれ隣接するファイバまた
は検光子の屈折率主軸方向を、たとえば45°異ならせ
て配置されている。定偏波ファイバ4はその主軸方向を
レーザ1の直線偏光方向と一致させて設定されており、
レーザ1から出射される光を物理l811I定点まで導
波する。定偏波ファイバ5は短寸法に設定されており、
物理量測定点において被計測物理量を検出するセンサ部
を構成する。また、定偏波ファイバ6は、長寸法に設定
されており、サブキャリア発生部を構成する。
いま、レーザ1から出射され、定偏波ファイバ4に導か
れた光波が定偏波ファイバ5へ直線偏光で入射すると、
定偏波ファイバ5内部における複屈折によって入射光は
楕円または円偏光される。
れた光波が定偏波ファイバ5へ直線偏光で入射すると、
定偏波ファイバ5内部における複屈折によって入射光は
楕円または円偏光される。
この時の複屈折率は、定偏波ファイバ5に印加される被
測定物理量、たとえば温度によって変化するので、定偏
波ファイバ5から出射される光の偏光状態も温度によっ
て変化する。一方、定偏波ファイバ6では、その#11
811に生ずる2つの主軸に関する電界の位相差が波長
掃引によって周期的に変化する。そして、この周期的変
化の変調度は入射する光の偏光状態で決定される。した
がって、上℃の周期的変化をサブキャリアとして用いれ
ば、゛このサブキャリアに温度情報を担わせて伝送させ
ることができる。
測定物理量、たとえば温度によって変化するので、定偏
波ファイバ5から出射される光の偏光状態も温度によっ
て変化する。一方、定偏波ファイバ6では、その#11
811に生ずる2つの主軸に関する電界の位相差が波長
掃引によって周期的に変化する。そして、この周期的変
化の変調度は入射する光の偏光状態で決定される。した
がって、上℃の周期的変化をサブキャリアとして用いれ
ば、゛このサブキャリアに温度情報を担わせて伝送させ
ることができる。
このような計測装置では、複数のセンサユニットをシリ
アルに接続しても、各センサユニットで発生するサブキ
ャリアの周波数を異なるものにすることができるので、
各センサ部で検出された情報を異なる周波数のサブキャ
リアに担わせて周波数分割多重化して伝送させることが
できる。この場合、伝送路の受信端では、可変トランス
バーサルフィルタや高滓フーリエ変換回路(FF7回路
)などを用いて各センサの情報が検知される。
アルに接続しても、各センサユニットで発生するサブキ
ャリアの周波数を異なるものにすることができるので、
各センサ部で検出された情報を異なる周波数のサブキャ
リアに担わせて周波数分割多重化して伝送させることが
できる。この場合、伝送路の受信端では、可変トランス
バーサルフィルタや高滓フーリエ変換回路(FF7回路
)などを用いて各センサの情報が検知される。
ところで、波長掃引レーザ1は、パルス電流で駆動され
電流注入による温度上昇によって発振波長を掃引するも
のである。このような熱的変化を伴う場合、光の波長は
、第2図に示す如く、時間に対して非線形で変化するこ
とになる。このため、サブキャリア発生部での光強度の
周期的変化の速さも時間とともに変化するので、光検出
器6の出力は、第3図に示すようにチャーピングした波
形となる。したがって、フーリエ変換の際の演−の簡易
化を図るためには、A/Dサンプリングのタイミングを
、波長に応じて変化させる必要がある。
電流注入による温度上昇によって発振波長を掃引するも
のである。このような熱的変化を伴う場合、光の波長は
、第2図に示す如く、時間に対して非線形で変化するこ
とになる。このため、サブキャリア発生部での光強度の
周期的変化の速さも時間とともに変化するので、光検出
器6の出力は、第3図に示すようにチャーピングした波
形となる。したがって、フーリエ変換の際の演−の簡易
化を図るためには、A/Dサンプリングのタイミングを
、波長に応じて変化させる必要がある。
そこで、第4図に示すように、波長モニタとしてマツハ
ツエンダ型干渉計11を用いて、波長変化に応じたA
、/′Dサンプリングのタイミングを与えることが考え
られている。すなわち、マツハツエンダ型干渉計11で
得られた光強度の周期的変化は、サブキャリアの周波数
に対応しており、光検出器12で検出され増幅器13を
介してA/D変換器14にサンプリングクロックとして
与えられる。光検出器3および増幅器15を介してA/
Dサンプリング回路14に入力された受信信号は、上記
サンプリングクロックのタイミングに従ってサンプリン
グおよびA/D変換される。CP U 16では、得ら
れたディジタル信号からフーリエ係数を算出する。
ツエンダ型干渉計11を用いて、波長変化に応じたA
、/′Dサンプリングのタイミングを与えることが考え
られている。すなわち、マツハツエンダ型干渉計11で
得られた光強度の周期的変化は、サブキャリアの周波数
に対応しており、光検出器12で検出され増幅器13を
介してA/D変換器14にサンプリングクロックとして
与えられる。光検出器3および増幅器15を介してA/
Dサンプリング回路14に入力された受信信号は、上記
サンプリングクロックのタイミングに従ってサンプリン
グおよびA/D変換される。CP U 16では、得ら
れたディジタル信号からフーリエ係数を算出する。
上記のようにセンサユニットを複数用いた比較釣人規模
な光学的測定システムでは、フーリエ変換による周波数
分割の手法は必須である。したがって、必然的に高速の
サンプリングが必要であり、しかも演算処理に時間がか
かるという欠点があった。しかし、たとえば甲−のセン
サユニットで限られた狭い空間内での測定をする場合や
、センサ部で検出した物理量の平均値のみを検知すれば
良い場合には、特にフーリエ変換の手法を用いる必要は
ない。したがって、この場合には、比較的簡易な構成で
しかも高速計測が可能な装置が望まれる。
な光学的測定システムでは、フーリエ変換による周波数
分割の手法は必須である。したがって、必然的に高速の
サンプリングが必要であり、しかも演算処理に時間がか
かるという欠点があった。しかし、たとえば甲−のセン
サユニットで限られた狭い空間内での測定をする場合や
、センサ部で検出した物理量の平均値のみを検知すれば
良い場合には、特にフーリエ変換の手法を用いる必要は
ない。したがって、この場合には、比較的簡易な構成で
しかも高速計測が可能な装置が望まれる。
そこで、第5図に示すように、増幅器21を介して入力
された受信信号を、高域通過フィルタ(HP F )
22と低域通過フィルタ(L P F ) 23とによ
って、それぞれ高域成分と低域成分とに分離して、高域
成分の振幅を包絡線検波器25によってめる°ことによ
り、アナログ的にサブキャリアの振幅情報をめ、この振
幅情報とLPF23の出力とから受信信号の変調度をめ
ることが考えられる。
された受信信号を、高域通過フィルタ(HP F )
22と低域通過フィルタ(L P F ) 23とによ
って、それぞれ高域成分と低域成分とに分離して、高域
成分の振幅を包絡線検波器25によってめる°ことによ
り、アナログ的にサブキャリアの振幅情報をめ、この振
幅情報とLPF23の出力とから受信信号の変調度をめ
ることが考えられる。
ところが、半導体レーザを用いた装置では、波長掃引を
連続的に行なうことにはがなりの困難があり、通常、受
信信号は第6図中Aに示すようにバースト的にならざる
を得ない。このため、このようなバースト的な受信信号
AがHPF22およびしPF23を通過すると、イ(−
スト周波数成分が高域および低域成分に混入し、第6図
中BおよびCに示すように、各フィルタ22.23で分
離された信号のバースト前縁部が歪んでしまうという問
題があった。このように各フィルタ出力信号のバースト
前後縁部が歪んでしまうと、各フィルタ出力信号の内、
バーストの中間部分でしか有効な情報が得られなくなる
という問題がある。
連続的に行なうことにはがなりの困難があり、通常、受
信信号は第6図中Aに示すようにバースト的にならざる
を得ない。このため、このようなバースト的な受信信号
AがHPF22およびしPF23を通過すると、イ(−
スト周波数成分が高域および低域成分に混入し、第6図
中BおよびCに示すように、各フィルタ22.23で分
離された信号のバースト前縁部が歪んでしまうという問
題があった。このように各フィルタ出力信号のバースト
前後縁部が歪んでしまうと、各フィルタ出力信号の内、
バーストの中間部分でしか有効な情報が得られなくなる
という問題がある。
もちろん、バースト信号の中間部分だけで有効な情報が
十分に得られれば、大きな不都合はない。
十分に得られれば、大きな不都合はない。
ところが、波長掃引レーザでは、1回の駆動パルスによ
って注入される電流による温度上昇によりしきい値が変
化し、 (注入電流−しきいtill ) 、、/ Lきい値の
値が時間とともに変化するので、1バ一スト期間の始め
から終わりにかけて半導体レーザがら出射される光のコ
ヒーレンスや光強度が変動する。
って注入される電流による温度上昇によりしきい値が変
化し、 (注入電流−しきいtill ) 、、/ Lきい値の
値が時間とともに変化するので、1バ一スト期間の始め
から終わりにかけて半導体レーザがら出射される光のコ
ヒーレンスや光強度が変動する。
したがって、強度変調光の振幅も、時間とともに変動す
ることになる。したがって、このようなバースト信号か
ら精度の良い情報を得るためには、1つのバースト信号
に乗っている振幅情報をできるだ番ブ多く検出し平均化
演算をしなくてはならない。上記の方式では、バースト
期間の一部でしか情報を得ることができず、しかも、コ
ヒーレンスおよび光強度が最も高い、バースト前縁部か
らは全く情報を得ることができないという問題があった
。
ることになる。したがって、このようなバースト信号か
ら精度の良い情報を得るためには、1つのバースト信号
に乗っている振幅情報をできるだ番ブ多く検出し平均化
演算をしなくてはならない。上記の方式では、バースト
期間の一部でしか情報を得ることができず、しかも、コ
ヒーレンスおよび光強度が最も高い、バースト前縁部か
らは全く情報を得ることができないという問題があった
。
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、測定精度を
なんら低下させることなしに、信号処理回路の簡易化お
よび信号処理時間の短縮化を図ることができ、もって装
置全体の小形化および簡易化が図れるとともに高速計測
に適した光学的計測装置を提供することにある。
なんら低下させることなしに、信号処理回路の簡易化お
よび信号処理時間の短縮化を図ることができ、もって装
置全体の小形化および簡易化が図れるとともに高速計測
に適した光学的計測装置を提供することにある。
本発明は、受信信号から被計測物理量の計測情報を検知
する信号処理回路を次のように構成したことを特徴とし
ている。
する信号処理回路を次のように構成したことを特徴とし
ている。
すなわち、信号処理回路は、一方の入力端に前記受信信
号を入力しこの受信信号と他方の入力端に入力された信
号との差信号を出力する加算器と、この加算器の出力信
号を前記受信信号のバースト期間の少なくとも一部だけ
導通させるスイッチ回路と、このスイッチ回路を介して
前記加算器の出力信号を積分する積分器と、この積分器
の出力信号を前記加算器の他方の入力端に帰還するルー
プと、前記加算器の出力信号の振幅と前記積分器の出力
信号とから受信信号の変調度を算出する手段とを具・備
してなることを特徴としている。
号を入力しこの受信信号と他方の入力端に入力された信
号との差信号を出力する加算器と、この加算器の出力信
号を前記受信信号のバースト期間の少なくとも一部だけ
導通させるスイッチ回路と、このスイッチ回路を介して
前記加算器の出力信号を積分する積分器と、この積分器
の出力信号を前記加算器の他方の入力端に帰還するルー
プと、前記加算器の出力信号の振幅と前記積分器の出力
信号とから受信信号の変調度を算出する手段とを具・備
してなることを特徴としている。
本発明によれば、スイッチ回路を受信信号のバースト期
間の少なくとも一部だけ導通させるようにしているので
、積分器の出力は受信信号のバースト期間の情報のみに
よって得ることができる。
間の少なくとも一部だけ導通させるようにしているので
、積分器の出力は受信信号のバースト期間の情報のみに
よって得ることができる。
したがって、積分器の出力はバースト周期に影響される
ことがなく、常に受信信号のバースト部分の平均レベル
に追従させることができる。そして、このようにして得
られた平均値は、バースト全域にわたって略同じレベル
を維持するので、この平均値と受信信号との差信号から
は、バースト期間全域に亙っで有効な情報を得ることが
できる。
ことがなく、常に受信信号のバースト部分の平均レベル
に追従させることができる。そして、このようにして得
られた平均値は、バースト全域にわたって略同じレベル
を維持するので、この平均値と受信信号との差信号から
は、バースト期間全域に亙っで有効な情報を得ることが
できる。
このように、本発明によれば、可変トランスバーサルフ
ィルタやFFT回路を用いた従来の装置のように、波長
掃引時の非直線特性を補正する必要もない。したがって
、装置の構成を極めて簡易化することができる。しかも
、得られた情報から加減算などの簡単な演算で計測情報
を得ることができるので、演算処理時間の短縮化を図る
ことができる。
ィルタやFFT回路を用いた従来の装置のように、波長
掃引時の非直線特性を補正する必要もない。したがって
、装置の構成を極めて簡易化することができる。しかも
、得られた情報から加減算などの簡単な演算で計測情報
を得ることができるので、演算処理時間の短縮化を図る
ことができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第7図は、光学的サブキャリア発生部に定偏波ファイバ
を用いた実施例装置の構成を示したもので、図中31は
、第1図、第4図および第5図に示したものと同様の波
長掃引レーザである。このレーザ31は、たとえば回折
格子による分布帰還型半導体レーザで、パルス電流駆動
に起因した熱シフトによって単一モードで波長掃引が可
能なものである。このレーザ31は、熱時定数よりも十
分に小さなパルス幅(たとえば数m5ec )のパルス
電流を発生するパルス発生器32によって駆動される。
を用いた実施例装置の構成を示したもので、図中31は
、第1図、第4図および第5図に示したものと同様の波
長掃引レーザである。このレーザ31は、たとえば回折
格子による分布帰還型半導体レーザで、パルス電流駆動
に起因した熱シフトによって単一モードで波長掃引が可
能なものである。このレーザ31は、熱時定数よりも十
分に小さなパルス幅(たとえば数m5ec )のパルス
電流を発生するパルス発生器32によって駆動される。
レーザ31からの光はセンサユニツi〜33を介して光
検出器34によって受光される。
検出器34によって受光される。
センサユニット33は、縦続接続された3本の定偏波フ
ァイバ35.36.37および検光子38から構成され
ている。定偏波ファイバ35は、レーザ31から出射さ
れた光を温度測定点まで導波するためのもので、その主
軸方向が入射光の直Im偏光方向と一致するように設定
されたものである。定偏波ファイバ36は、温度や力な
どの被計測物理量を検出するセンサ部となるもので、そ
の主軸方向を上記定偏波ファイバ35の主軸方向に対し
、たとえば45゜傾斜するように設定されている。定偏
波ファイバ37は、サブキャリア発生部を構成し、その
主軸方向が、定偏波ファイバ36の主軸に対し、45°
傾斜するように設定されている。さらに検光子38も、
定偏波ファイバ37の主軸に対し、45°に設定される
。
ァイバ35.36.37および検光子38から構成され
ている。定偏波ファイバ35は、レーザ31から出射さ
れた光を温度測定点まで導波するためのもので、その主
軸方向が入射光の直Im偏光方向と一致するように設定
されたものである。定偏波ファイバ36は、温度や力な
どの被計測物理量を検出するセンサ部となるもので、そ
の主軸方向を上記定偏波ファイバ35の主軸方向に対し
、たとえば45゜傾斜するように設定されている。定偏
波ファイバ37は、サブキャリア発生部を構成し、その
主軸方向が、定偏波ファイバ36の主軸に対し、45°
傾斜するように設定されている。さらに検光子38も、
定偏波ファイバ37の主軸に対し、45°に設定される
。
このセンサユニット33を介して光検出器34に入射さ
れた強度変調光は、光電変換されて電気的な受信信号と
して信号処理回路39に入力される。
れた強度変調光は、光電変換されて電気的な受信信号と
して信号処理回路39に入力される。
信号処理回路39は、次のように構成されている。
すなわち、受信信号が入力する側から順に増幅器41、
加算器42、同期スイッチ43、積分器44がこの順で
直列接続され、積分器44の出力は加算器42の他方の
入力端に帰還されている。同期スイッチ43には、同期
信号としてバースト信号を検出するバースト検出回路4
5からのパルスが導入されている。
加算器42、同期スイッチ43、積分器44がこの順で
直列接続され、積分器44の出力は加算器42の他方の
入力端に帰還されている。同期スイッチ43には、同期
信号としてバースト信号を検出するバースト検出回路4
5からのパルスが導入されている。
加算器42の出力信号は、包絡線検波回路46を介して
A/Dサンプリング回路47に導入されている。
A/Dサンプリング回路47に導入されている。
積分器44の出力は、A/Dサンプリング回路48に導
入されている。これらA/Dサンプリング回路47、4
8から出力されるデータはそれぞれCP U 36に導
入されている。
入されている。これらA/Dサンプリング回路47、4
8から出力されるデータはそれぞれCP U 36に導
入されている。
このように構成された本実施例に係る光学的計測装置の
動作について、第8図を参照しながら更に詳述する。
動作について、第8図を参照しながら更に詳述する。
波長掃引レーザ1から出射される光は、バースト状であ
り、Dで示す如く、時間に対する波長変化は非線形であ
る。この光は、前述した如くセンサユニット23で強度
変調されチャーピングした強度変調光となる。この強度
変調光の変調度は、センサ部に印加された被計測物理量
に対応している。
り、Dで示す如く、時間に対する波長変化は非線形であ
る。この光は、前述した如くセンサユニット23で強度
変調されチャーピングした強度変調光となる。この強度
変調光の変調度は、センサ部に印加された被計測物理量
に対応している。
この強度変調光は、光検出器34で検出される。光検出
器34から出力される受信信号Eは、増幅器41で所定
レベルまで増幅され、加算器42の一方の入力端に導入
される。加算器42の他方の入力端には、積分器44の
出力信号がフィードバックされている。
器34から出力される受信信号Eは、増幅器41で所定
レベルまで増幅され、加算器42の一方の入力端に導入
される。加算器42の他方の入力端には、積分器44の
出力信号がフィードバックされている。
いま、仮に積分器44がリセット直後であり積分器44
の出力信号が0レベルであるとすると、同期スイッチ4
3が“オン″(同図中Fの立上り部分)になった直後で
は、積分器44の出力信号は、Gに示すように積分器4
4の時定数で決定される速度で受信信号の平均レベルに
追従する。平均レベルに達すると、加算器42の出力信
号は、Hで示すように、受信信号からその平均値だけ差
し引いた信号となる。同期スイッチ43が゛オフ″とな
ると、積分器44は、その値を保持する。以後、積分器
44の出力は、受信信号のバースト部分の平均値を追従
する。
の出力信号が0レベルであるとすると、同期スイッチ4
3が“オン″(同図中Fの立上り部分)になった直後で
は、積分器44の出力信号は、Gに示すように積分器4
4の時定数で決定される速度で受信信号の平均レベルに
追従する。平均レベルに達すると、加算器42の出力信
号は、Hで示すように、受信信号からその平均値だけ差
し引いた信号となる。同期スイッチ43が゛オフ″とな
ると、積分器44は、その値を保持する。以後、積分器
44の出力は、受信信号のバースト部分の平均値を追従
する。
加算器42の出力信号Hは、包絡線検波回路46に導入
されて検波された後、A 、/ Dサンプリング回路4
6によって所定のサンプリングタイミングでA/D変換
され、振幅データaとなる。一方、積分器44の出力信
号は、A/Dサンプリング回路48によって所定のサン
プリングタイミングでA/D変換され、平均値データb
となる。CP U 49では、m=a/b ・・・(1
) なる演算によって、変調度mが算出される。かくして、
この変調度mから被計測物理量の計測値をめることがで
きる。
されて検波された後、A 、/ Dサンプリング回路4
6によって所定のサンプリングタイミングでA/D変換
され、振幅データaとなる。一方、積分器44の出力信
号は、A/Dサンプリング回路48によって所定のサン
プリングタイミングでA/D変換され、平均値データb
となる。CP U 49では、m=a/b ・・・(1
) なる演算によって、変調度mが算出される。かくして、
この変調度mから被計測物理量の計測値をめることがで
きる。
このように本実施例によれば、積分器44によってアナ
ログ的に受信信号の平均値を得、この積分器44の出力
と受信信号との差信号でアナログ的ににも拘らず、1バ
一スト信号に含まれる情報をほとんどムダにすることな
く精度の良い4測が可能である。
ログ的に受信信号の平均値を得、この積分器44の出力
と受信信号との差信号でアナログ的ににも拘らず、1バ
一スト信号に含まれる情報をほとんどムダにすることな
く精度の良い4測が可能である。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。たとえば、上記実施例では、同期スイッチ43を
駆動する同期信号を矩形波としたが、たとえば、第9図
中Jに示すように、同期信号を時間とともに徐々に増加
し徐々に減少するような窓関数を用いることによって、
Kで示すように加算器の出力信号のバースト前後縁の振
幅を抑えるようにしてもよい。このようにすれば、スペ
クトルの広がりを防止できるので、受信信号■のサブキ
ャリア位相変動による積分器出力の変動を少なくでき、
さらに精度の高い情報を得ることができる。また、同期
スイッチ43を駆動する同期信号をパルス発生器32か
ら得るようにしてもよい。さらに、変調度mの演算をア
ナログ回路で構成された割算器で行なうようにしてもよ
い。
ない。たとえば、上記実施例では、同期スイッチ43を
駆動する同期信号を矩形波としたが、たとえば、第9図
中Jに示すように、同期信号を時間とともに徐々に増加
し徐々に減少するような窓関数を用いることによって、
Kで示すように加算器の出力信号のバースト前後縁の振
幅を抑えるようにしてもよい。このようにすれば、スペ
クトルの広がりを防止できるので、受信信号■のサブキ
ャリア位相変動による積分器出力の変動を少なくでき、
さらに精度の高い情報を得ることができる。また、同期
スイッチ43を駆動する同期信号をパルス発生器32か
ら得るようにしてもよい。さらに、変調度mの演算をア
ナログ回路で構成された割算器で行なうようにしてもよ
い。
また、上記実施例ではサブキャリア発生部に定偏波ファ
イバを用いた装置を例にとり説明したが、本発明は、サ
ブキャリア発生部に干渉計を用いた光学的計測装置にも
適用可能である。
イバを用いた装置を例にとり説明したが、本発明は、サ
ブキャリア発生部に干渉計を用いた光学的計測装置にも
適用可能である。
第1図は波長掃引レーザを用いた光学的計測装置の基本
構成を示す図、第2図は同装置における“波長掃引レー
ザの時間に対する波長変化を示す図、第3図は同装置に
おける光検出器の出力信号を示、′ す波形図、第4図は干渉計を用いてサンプリングタイミ
ングを得るようにした従来の光学的計測装置の構成を示
す図、第5図は信号処理回路にフィルタを用いた従来の
光学的測定装置の構成を示す図、第6図は同装置の動作
を説明するための波形図、第7図は本発明の一実施例に
係る光学的計測装置の構成を示す図、第8図は同装置の
動作を説明するための波形図、第9図は本発明の他の実
施例に係る光学的計測装置の動作を説明するための波形
図であ菖。 1.31・・・波長掃引レーザ、2,33・・・センサ
ユニット、3.12.34・・・光検出器、4〜6.3
5〜37・・・定偏波ファイバ、7.38・・・検光子
、11・・・干渉計、13、 Is、 21.41・・
・増幅器、14.47.48・・・A/Dサンプリング
回路、16.49・・・CPU、22・・・烏賊通過フ
ィルタ、23・・・低域通過フィルタ、25.46・・
・包絡線検波回路、32・・・パルス発生器、39・・
・信号処理回路、43・・・同期スイッチ、44・・・
積分回路、45・・・バースト検出回路。 出願人 工業技術院長 川田裕部 第1 図 1 jI2 図 入 第4@ 第5図 第6図 第7wt 第8区
構成を示す図、第2図は同装置における“波長掃引レー
ザの時間に対する波長変化を示す図、第3図は同装置に
おける光検出器の出力信号を示、′ す波形図、第4図は干渉計を用いてサンプリングタイミ
ングを得るようにした従来の光学的計測装置の構成を示
す図、第5図は信号処理回路にフィルタを用いた従来の
光学的測定装置の構成を示す図、第6図は同装置の動作
を説明するための波形図、第7図は本発明の一実施例に
係る光学的計測装置の構成を示す図、第8図は同装置の
動作を説明するための波形図、第9図は本発明の他の実
施例に係る光学的計測装置の動作を説明するための波形
図であ菖。 1.31・・・波長掃引レーザ、2,33・・・センサ
ユニット、3.12.34・・・光検出器、4〜6.3
5〜37・・・定偏波ファイバ、7.38・・・検光子
、11・・・干渉計、13、 Is、 21.41・・
・増幅器、14.47.48・・・A/Dサンプリング
回路、16.49・・・CPU、22・・・烏賊通過フ
ィルタ、23・・・低域通過フィルタ、25.46・・
・包絡線検波回路、32・・・パルス発生器、39・・
・信号処理回路、43・・・同期スイッチ、44・・・
積分回路、45・・・バースト検出回路。 出願人 工業技術院長 川田裕部 第1 図 1 jI2 図 入 第4@ 第5図 第6図 第7wt 第8区
Claims (2)
- (1)波長掃引しながらバースト状に光波を出射する光
源と、この光源から出射された光波の偏光状態を被計測
物理−の変化によって変化させる光学センサと、この光
学センサを透過した光波に前記光源の波長掃引によって
光強度の周期的変化を生じせしめてこの光波の入射時の
偏光状態に応じた信号に変換する光電変換器と、この光
電変換器から出力されたバースト的な受信信号の変調度
から前記被計測物理量の計測情報を得る信号処理回路と
を具備した光学的計測装置において、前記信号処理回路
は、一方の入力端に前記受信信号を入力しこの受信信号
と他方の入力端に入力された信号との差信号を出力する
加算器と、この加算器の出力信号を前記受信信号のバー
スト期間の少なくとも一部だけ導通させるスイッチ回路
と、このスイッチ回路を介して前記加算器の出力信号を
積分する積分器と、この積分器の出力信号を前記加算器
の他方の入力端に帰還するループと、前記加算器の出力
信号の振幅と前記積分器の出力信号とから前記変調度を
算出する手段とを具備してなることを特徴とする光学的
計測装置。 - (2)前記光学的サブキャリア発生手段は、定偏波ファ
イバである特許請求の範囲第1項記載の光学的計測装置
。 (a 前記光学的サブキャリア発生手段は、干渉計であ
る特許請求の範囲第1項記載の光学的計測装置。 14) 前記スイッチ回路は、その導通特性が時間とと
もに変化するものである特許請求の範囲第1項記載の光
学的計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8408684A JPS60230299A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光学的計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8408684A JPS60230299A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光学的計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60230299A true JPS60230299A (ja) | 1985-11-15 |
JPH0363797B2 JPH0363797B2 (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=13820686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8408684A Granted JPS60230299A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 光学的計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60230299A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61269074A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | 光応用測定装置 |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP8408684A patent/JPS60230299A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61269074A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | 光応用測定装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0363797B2 (ja) | 1991-10-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |