JPS61208325A - 光情報分配収集方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多数の光センサや光アクチュエータなど、光
を適用した機器に光を分配しその出力光を集中化して伝
送する光情報分配収集方法に係シ、特にセンナや光アク
チュエータなどの光通用機器の′！！ｊｉ類や型式が多
数に及ぶ場合に好適な光情報分配収集方法に関する。

〔発明の背景〕

光信号を測定媒体や劃−媒体に使用する光センサや光ア
クチュエータなどの元通用機器は、周囲の４磁ノイズの
影１１ＩＫを受けないことから、種々のシステムに応用
されつつあるのが現状である。これまでの光情報分配収
集装置としては、列えば昭和５８年度電子通信学会情報
・システム部門全国大会における講演論文集の１２ペー
ジに記載されている光遅延線を用いたものが知られてい
る。これは、多数のセンサの全信号を１本または２本の
ファイバケーブルで伝送、集配し得る点で優ｎているが
、信号ラインに光Ｊ！！延線を挿入する形式であること
から、その光遅延線で本来不要な光信号の減衰を生じる
という不具合がある。ま九、各センサへの光が同時に分
岐されていることから、センナへの光を光量大として伝
送する必要がある。

更に、各センナからの出力光が重畳されないようにする
九めにはセンサへの光はパルス状とする必要があシ、適
用可能なセンサの種類も限定されることになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、各光通用機器への光は必ずしもパルス
状とはされず、しかも光量、減衰ともに小にして分配、
収集し得る光情報分配収集方法を供するにある。

〔発明の概要〕

この目的のため本発明は、単一光伝送路上を伝送される
光を、その伝送路途中に直列に挿入され、且つ光適用機
器対応に設けられた光路切替手段を順次制御することに
よって光通用機器に順次与える一万、入力光に対する光
通用機器からの出力光は単一光伝送路に収集された状態
で伝送されるようにし次ものでるる。

〔発明の実施列〕

以下、本発明を第１図から第１０図によシ説明する。

本発明をその具体的実施態様ついて詳細に説明すれば、
第１図は光通用機器として、例えば反射光型センサを適
用した場合での光情報分配収集システムの一列での構成
を示し次ものである。これによると制御装置ｌは光通用
機器としてのセンサＳ１，８２・・・に光信号を時系列
的に供給する一万、それらからの出力光信号を収集受信
するものとなっている。制量装置ｌは被測定物理量に最
も適し次光信号をセンサＳＩ　（ｉは２以上の整数、以
下同じ）に与える光学系や、センサＳＩで測定された物
理量に応じて変調され次光信号を倶調する復調器などか
ら構成されるようになっている。また、ケーブル２．３
はそれぞれ光信号の送信用、受信用であシ、通常原子カ
プラントなどでは制御装置ｌとセンサＳｒ間の距離は２
００〜３００ｍになるので、この部分でのケーブル本数
の削減は重要となっている。更にケーブル４は光路切替
手段Ｏ８＋を制御するための光路切替制御信号伝送用、
ケーブル５はセンサＳ＋への光を伝送すると同時に、そ
れらからの出力信号光を伝送するものとなっている。図
示の如くケーブル２，３は光分配器（方向性結合器）６
を介してケーブル５に接続されるが、ケーブル２，３や
光分配器６は制御Ｍ置り内に収容可となっている。光路
切替手段Ｏ８Ｉとしては、例えば電気、光あるいは超音
波信号の何れか、あるいはこれらの信号の組合せで制御
される光スィッチとして構成されるが、ケーブル４途中
に挿入された遅延回路Ｄ　Ｌ　＋としてはその制御信号
の４１類に応じたものが使用される必要がある。この第
１図からも明らかなようにケーブル５途中に挿入される
光路切替手段Ｏ８ｓは少なくとも３個の光学端子を有す
るが、その他に制御信号入力端子を有するものとなって
いる。光路切替手段ＯＳ　＋の第１の端子は制御装置ｌ
または前段光路切替手段の光信号出力端子に、また、第
２の端子はセンサＳ１の光入力端子に、更に第３の端子
は次段光路切替端子の光信号入力端子に接続されるが、
この光路切替手段および光通用機器からなる単位光回路
（一点鎖線枠内ンがケーブル５に沿って多段に縦続接続
されるようになっているものである。

以上は反射光型センサのように、光通用機器の供給光路
と出力光路とが烹用できる場合での実施態様であるが、
透過光型センサのように光通用機器の供給光路と出力光
路とを分離する必要がある場合には、第２図に示すよう
にセンサＳｔなどを通過し次光信号を光合波器Ａ＋で合
波し友うえ帰路専用のケーブル３を介し光信号を！ＩＩ
　１１装置りに戻す方式が採られる。この第２図に示す
実施態様では単位光回路には合波器Ａ１も言まれるわけ
である。

さて、以上のように構成され九本発明に係る光情報分配
収集システムの動作についてｇｔ図を参照しつつ説明す
れば、今、制御装置ｌから光信号を７フイパケーブル２
に供給しておい次状態で第３図に示すように時刻ｔ　ｏ
、　　でスイッチ信号（列５えば電気パルス）をケーブ
ル４に出力し次場合を想定する。スイッチ１６号が出力
されたその瞬間光路切替手段Ｏ８ｘは励起されその動作
遅れτｌ後の時刻ｔ１で光路切替手段ＯＳ　＞はファイ
バケーブル２、分配５６．７アイパケーブル５を介され
た全ての元をセンサＳｌに供給するところとなるもので
ある。反射型のセンサＳＫで反射された光は再び光路切
替手段Ｏ８！、分配器６、ファイバケーブル３ｆｔ介し
制御装置ｌに戻されるものである。

第２図に示す実施態様の場合には透過形のセンサル３を
介しＩｔｔｌｊ１１１１装置ｌに戻されるわけでめる。

４光路切替手段Ｏ８ｓはスイッチ信号が存在し々〈なれ
ば−足の動作遅ｎ時間後にＷ期状態Ｋｉｄ！帰するが１
時刻ｔ１から４延回路ＤＬ１の遅延時間τ２にけ時間が
経過すれば、次には光路切替手段ｏｓ２が時刻ｔ２で動
作し光路切替手段０８　ｔ　を介され次光１ｄ号の全て
は今度はセンサＳ２に供給されるようになるものである
。

このように遅延回路のＳ延時間が咄遇する直に光路切替
手段が動作し、その光路手段に接続されているセンサに
光が供給されるものである。このとき各センサ８ｘ、Ｓ
＊・・・は被測定物理蓋からの影響を受ける環境下に設
置されていることから、内部で光が測定対象によシ変調
を受け、シ九がって、制御装置１てこの変調光を受信し
予め定め九センサの種類に応じ＋ａ調操作を時系列的に
実行するようにすれば、測定されるべき物理量が得られ
るわけである。なお、遅延回路ＤＬｓの遅延時間τ２は
光路切替手段の立ち上シおよび立ち下りの遅れ時間と考
慮し各センナからの出力光が時間的に重畳されないよう
に設定される必要がある。

以上本発明の基本的な実ａｔ態様に係る光情報分配収集
システムについて説明したが、以下、更に他の実施態様
について説明すれば以下のようである。

即ち、４４図は光路切替手段が制御装置よシ独立に制御
される実施態様を示したものである。第１図および第２
図に示すものと異なるところは光路切替手段Ｏ８Ｉ対応
に制御信号伝送線４１が設けられ、し九がって、光路切
替手段ＯＳ　Ｊ＃：ｌニアｔｌＪ御装置１から独立に制
御されるようになっていることである。セ／すＳｌに光
を供給する場合には制御信号伝送ｆｉＡ　４　ｔからの
み信号を与えて光路切替手段Ｏ８１を制御するものであ
る。ま次、センサＳ３に光を供給するには、制御信号伝
送ｍ４ｓだけに信号を与えるものである。このように制
御する場合には、第１図や第２図に示す実施態様とは異
なシ各センナへの光供給タイミングとその時間幅が自由
に制御可能となるものであり、接続可能な光通用機器と
しての光応用素子の種類が更に増加すると同時に、その
サンプリング順次や頻度も自由ＫＩ＆定可能となるわけ
である。

ところで、これまでの実施態様では、各光通用機器から
制御１１１ｇ＆置１に戻る光信号は全て光合波器ＡＬに
よシ集中化されたものとなっている。したがって、後段
に接続される光素子の光信号はその前段の光通用機器に
接続されている合波器を全て介し制御装置ｆｆに戻るこ
とになシ、その分だけ減衰量が大きくなる。この問題を
解決したのが′ｓ５図および硝６図に示し九冥ｍ態様で
ある。これら実施、態様では図示の如くマルチチャネル
分岐合流素子７，７′が用いられるようになっている。

第５図に示すものでは各センサからの光はマルチチャネ
ル合流素子７で集中化されたうえ制御装置１に戻される
ものである。１念、第６図に示すものはスイッチ信号に
光を使用しケーブル４からのスイッチ信号はマルチチャ
ネル分岐菓子７′必要に応じては更に遅延線ＤＬｔを介
し光路切替手段Ｏ８Ｉに与えられるようになっている。

遅延線ＤＬ＋は、例えばファイバケーブルを適当な長さ
に切断したものとして構成されている。したがって、制
御ｌ１１装置１からのスイッチ信号はマルチチャネル分
岐素子７′で分岐されるが、センサＳ１には時系列的に
順次光を供給すべく適当に遅延された状態で光路切替手
段Ｏ８Ｉが順次駆動されるようになっているものである
。−万、ケーブル２、センナＳＩを介された光はマルチ
チャネル合流素子７で合流され次うえ制御装置ｌｌに戻
されるものである。

以上述べたように第５図および第６図に示す実施態様は
、透過形センサまたは反射域センサの何れにも適用可能
であり、各段の光通用慎器に供給される元信号は光路切
替手段Ｏ８＋および各光路切替手段を結ぶ光ケーブルの
員数の差による減衰が異なるのみで、第２図心るいは第
４図に示すもののように合波器ＡＩを通過する際に減衰
を受けないことになる。

以上の各実施態様は比較的光通用機器の故が小さい場合
でのものであるが、その数が多い場合での実施態様につ
いて説明すｎば、第７図はそのシステム構成を示したも
のでろる。図示のａＱ＜４１！Ｊｆ。

回路Ｄ　Ｌｏ　ｔや光分波器１）Ｉ、Ｄ２・・・などを
便用して階層構成したものである。この実ｌ１ｆＡ態様
の基本的な動作は４６図に示すものに同一でるるか、マ
ルチチャネル分岐素子７′１１に厳続さ几ているｇｔ群
のセンサ８１ｔ　＋　８１２・・・からの信号をマルチ
チャネル合流素子７１１、合波器Ａ！を介し唄次全てケ
ーブル３に取ｐ込んだ後、マルチチャネル７′２１に接
続されている第２群のセンサ５２１１８２２・・・から
の信号を同様にして取り込むようにし几ものでである。

第８図はこの動作を説明するためのタイムチャートを示
し友ものである。時刻ｔｏで制御装置りからスイッチ信
号が出力されると、時刻１ｍで先ず光路切替手段０８目
が動作するが、この後は遅延回路ＤＬｌｔ　、　ＤＬｔ
　ｚ・・・において順次光路切替手段Ｏ８！ｚ　、　０
８ｔｓ・・・が動作するものである。この後社時刻ｔ３
で先ず光路切替手段Ｏ８ｎ　が動作するが、以降は光路
切替手段０８ｚｚ　・・・が順次動作するところとなる
ものである。したがって、遅延回路ＤＬｏｔ　　として
は第１群に含まれる光路切替手段のうち最後のものが動
作終了した後に第２群に含まれる光路切替手段のうち厳
Ｗのもめが動作されるべく、その遅延時間が設定される
ことになる。なお、元通用機器の数が更に多部になる場
合は、光分岐器Ｄ　Ｉ　＋　Ｄ　！・・・や合波器Ａｔ
　ｒ　Ａｌ・・・をマルチチャネル分岐合流素子に置換
可能である。また、光路切替制御用のケーブルを第４図
に示すように群単位に独立に設けるようにすれば、第４
図に示す実ｍ態様と同様な効果をも九せることも可能と
なる。更に、光路切替手段に光を供給するためのケーブ
ルを群対応に独立に設けるなどの変形も可能である。

この実施例のように階層構造にしたうえ元信号を分配、
集中化する場合は、一層構造とするよシも各センサから
得られる光信号のａ減衰ｉｔ小さく抑え得るものである
。

最後に特定波長に感応する光路切・許手段が実現された
場合での光情報分配収集システムについて説明する。第
９図はそのシステム構成を示しｔものである。これによ
ると発光体ＦＪＩ（Ｅ　ｔ　＋　ｂ２・・・）はそれぞ
れ発振波長が相異なるようになって′ｉ？シ、これに応
じて光路切替手段Ｏ８ｔ　、Ｏ８２・・・もそれぞれ相
異なる波長に感応し動作するものとなっている。この場
合での光路切替手段は第１０図に示すようにＣｄＴｅな
どの光電効果素子１１の前にフィルタ１０を取シ付け、
その光゛亀効果素子１１の出力電圧によりＰＬＺＴなど
の峨気元学効果素子１２に通過する点線矢印方向からの
光信号を偏向することによってスイッチング動作をさせ
るようにしたものでおる。これが実現すれば、列えば１
ｔＩＩＪ岬装［ｔｌから光を伝送している状態である時
刻に波長λ五の光を出力している発光体Ｅｌからの光ス
ィッチＳ’Ｎｓでケーブル２に導入すると、その波長で
動作するようにフィルタの波長が設定されている光路切
替手段０８１が分岐器ＤＩからの分岐光によシ動作して
センサＳ１にケーブル２からの光のうち、残シを供給す
るものでらる。また、制御装置ｌによ）光スイッチＳＷ
ｓ？オフ状態とし光スィッチ５ＶＶｓをオンとすれば、
波長λ２で発光している発光体Ｅ２からの光がケーブル
２上に伝送されることから、波長λ２で動作するように
設定されている光路切替手段ＯＳ　ｚが動作して、制御
装置ｌかうの光をセンサＳｓＫ供給するようになるもの
である。

このように制御装置によってケーブル上に伝送される光
路切替制御光信号の光の波長を自由に制御し得、ケーブ
ル本数が１本ま九は２本で光路切替制御光信号と光通用
機器用の元１ｇ号を同時に伝送可能となるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による場合は、各光通用機器
への光は必ずしもパルス状とはされず、しかも光量、減
衰ともに小にして伝送し得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第り図、第２図は、それぞれ本発明の基本的な実施態様
に係る光情報分配収集システムのシステム構成を示す図
、第３図は、第１図に示すシステムでの光情報分配収集
動作を説明するための図、第４図、第５図、第６図、第
７図は、それぞれ本発明の他の実施態様に係る光情報分
配収集システムのシステム構成を示す図、第８図は、ｌ
ｌ、７図に示すシステムでの光情報分配収集動作を説明
するための図、第９図、第１０図は、光路切替側−が波
長によって行なわれる元情報分配収集システムのシステ
ム構成とその光路切替手段の構成を示す図である。 Ｌ・・・制御装置、２〜５・・・ケーブル％７１７’ａ
７１１　ｍ　７’１１　ｍ　７１１　ａ　７’２１・・
・マルチチャネル分岐合流素子、Ａ１〜人ｓ　””合波
６、ＯＳ　ｓ　〜Ｌ）　ａ　ｓ　ｓＯ８目〜Ｏ８ｔ　５
−０８ｓ　ｔ　＊　Ｏ８ｚ　ｘ　”・光路切替手段、Ｄ
Ｌｌ　、Ｌ）Ｌｓ　　＊　　ＤＬｏｔｅＤＬ！＊ｍＪ）
Ｌ１ｘｅυＬｘ　ｓ・４９１．回路ｓ　Ｓｔ　−８ｓ　
ｅ　Ｓｔｔ〜ｄｔｓｚｆｈｓｍＳ２２・・・センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御装置からの単一光伝送路上を伝送される光を、
   該伝送路途中に直列に挿入され、且つ光適用機器対応に
   設けられた光路切替手段を順次制御することによつて光
   適用機器に順次与える一方、入力光に対する光適用機器
   からの出力光は単一光伝送路に収集された状態で上記制
   御装置に伝送されることを特徴とする光情報分配収集方
   法。 ２、光適用機器からの出力光は、制御装置からの光を伝
   送するための単一光伝送路に収集される特許請求の範囲
   第１項記載の光情報分配収集方法。 ３、光適用機器からの出力光の単一光伝送路への収集は
   、光適用機器対応の収集化手段を介し行なわれる特許請
   求の範囲第１項記載の光情報分配収集方法。 ４、電気信号、光信号、超音波信号の何れか、あるいは
   該信号の組合せによつて光路切替手段での光路が切替制
   御される特許請求の範囲第１項記載の光情報分配収集方
   法。 ５、光路切替手段各々への光路切替制御信号は、制御装
   置からの単一のパルス信号が順次遅延されることによつ
   て発生される特許請求の範囲第１項記載の光情報分配収
   集方法。 ６、光路切替手段各々は、制御装置からの光路切替手段
   対応の光路切替制御信号によつて光路が切替制御される
   特許請求の範囲第１項記載の光情報分配収集方法。 ７、群分けされた光路切替手段への光路切替制御信号は
   、制御装置からの単一のパルス信号が順次遅延されるこ
   とによつて群対応に発生され、同一群内における光路切
   替手段各々への光路切替制御信号は群対応のパルス信号
   が更に順次遅延されることによつて発生される特許請求
   の範囲第１項記載の光情報分配収集方法。 ８、光適用機器からの出力光の単一光伝送路への収集は
   、光適用機器共通の光合流手段を介し行なわれる特許請
   求の範囲第１項記載の光情報分配収集方法。