JPS62155631A - 多重光学装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、狭い波長帯液での放射に応答する複数個の変
換器から成る多重光学装置及び多重化方法に関する。

（従来の技術およびその問題点） たとえば、航空機の種々の機能を検出する光変換器が普
及しつつあるが、多数の変換器を必要とするため、ケー
ブルおよび結線の数を減らすには、これらを多重化する
ことが望ましい。

一般に、多重化は、２種類の異なる方式の一方、すなわ
ち時分割多重方式で達成される。すなわち、各変換器か
ら、異なる時間に出力を出し、デマルチプレキサ（ｄｅ
−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）を用いて、各変換器の出力
中に呼びかけを行うことにより、各変換器に出力を送る
ものであるが、変換器をトリガして特定時間だけに出力
することは困難であるため。

光学系には利用しにくい。

光学的周波数または波長分割多重方式では、変換器は、
特定波長帯域の放射光だけに応答する。

すなわち、それぞれ異なる帯域に応答する。

この種の方式は、各変換器に対して発光する数個の発光
源、および狭域の放射光に応答して、各変換器の出力を
連続モニタできるようにする数個の受光器を備えており
、充分に機能するが、各変換器に対してそれぞれ専用の
光源を設ける必要性から、複雑になり易いばかりではく
、関連変換器の低出力と区別できないため、光源の故障
を見すごし易い。

（問題点を解決するための手段） 本発明の［１的は、上記欠点を軽減した多重光学装置お
よび多重化方法を提供することにある。

本発明の第１実施態様によると、広い波長イ；Ｆ域で発
火する発光源、前記広域波長帯域内の内の互いに相違す
る狭い帯域の放射光に応答する複数個の変換器、各狭い
波長４１Ｆ域の放射光に応答し、これに応じた出力を出
す受光器、および１１；１記変換器から受光器に光伝送
する光ガイド手段から成ることを特徴とする多重光学装
置が提供される。

前記変換器は、好適には、異なる領絃に異なる放射特性
を有し、その移動によって、変換器の放射出力特性を変
えるように構成された可動部材を備えており、該部材に
は、中性特性領域、および各狭い波長帯域の放射光を減
衰する領域、または全体にわたって、漸進的に変化する
放射特性を持たせることができるが、好適には、光透過
性であり、全域の各領域ごとに異なる光透過特性を有し
ている。

受光器は、好適には、各狭い波長帯域に応答する検出器
、ならびに検出器と光ガイド手段との中間に位置し、か
つ各狭い波長帯域の放射光だけを選択的に検出器に送る
ように調整できるフィルタを備えている。

前記フィルタは、電気制御で異なる波長に変更できる狭
い透過帯域を有する電光装置で構成するか、または異な
る表面領域に異なる透過特性を持たせることができるが
、この場合は、検出器に送られる狭い波長イｊＦ域を選
択できるように、フィルタを変位させる装置を受光器に
設ける。

１１１ｊ記光ガイド手段は、好適には、光ファイバケ−
プルで構成されている。

本発明の第２実施態様によると、複数個の変換器に光伝
送し、その放射出力を検出する光学系多重化方式であっ
て、広い波長帯域で発光させ、複数個の変換器で、広い
帯域内の互いに相違する狭い波長帯域の放射光に応答し
、単一光ガイド手段を介して、変換器から受光器に光伝
送することを特徴とする方法が提供される。

（実施例） 次に、添付図面を参照して、本発明の実施例の詳細を説
明する。

第１図に示すように、本装置は、光ファイバケーブル（
２）を介して、受光器（３）に光伝送する光放射源（１
）を備えている。３個の変換器（１１）（１２）（１３
）は、ケーブル（２）に沿って直列接続され、その感知
関数に応じて、発光器に伝送される放射光を変更する。

光源（１）は、第１（Ａ）図のグラフに示すような相対
的に広い波長’４Ｆ域（スペクトルの赤外線、可視光線
または紫外線部分に相当する）にわたって発光するもの
、好適には、発光ダイオード等の波長安定装置で構成さ
れるが、本装置では、単−源しか必要としない。

第ファイバケーブル（２）は、従来形式のものであり、
３個の変換器（１１）乃至（１３）を介して、光源（１
）・受光器（３）間を光伝送する単一の光ガイド手段を
構成している。光ファイバケーブルの代わりに、その地
形状手段を使用することもできる。

変換器（１１）乃至（１３）は、それぞれ異なる形状に
できるが、本実施例では、第２図に示すように、弁部材
の位置に応答するように配列された変位変換器を使用し
ている。

各変換器（１１）乃至（１３）は、弁部材（図示せず）
の一端に結合され、弁部材の変位に応じて長手方向に変
位する入力シャフト（１４）を有しており、その他端に
は、２つの異なる領域（１６）　（１７）を有するフィ
ルタプレートその他類似手段（１５）が装着されている
。

プレートの領域（１６）は、第２（Ａ）図の透過特性に
示すように、光源（１）から出される帯域幅の放射光を
一様に透過するが、他のプレート領域（１７）は、それ
ぞれ異なり、各フィルタが低い透過率を示す異なる狭い
波長帯域（Δλ３）、（Δλ２）および（Δλ３）以外
の放射光に対して、高い透過性を有している。

３個の変換器（１１）乃至（１３）の各フィルタ領域（
１７）の透過特性を、第２（Ｂ）乃至第２（Ｄ）図に示
す。

これらの狭い波長帯域は、光源（１）が発光する広い波
長帯域に入る。

光ファイバケーブル（２）は、各変換器（１１）乃至（
１３）を通って延びるが、フィルタプレー１〜（１５）
の両側で中断され、ケーブル（２）を通って変換器（１
１）乃至（１３）のド流に伝送される放射光が、シャフ
ト（１４）の位ＩＥ′１″に応じて、ニュートラル領Ｈ
（１６）またはフィルタ領域（１７）を通過できるよう
にする。

各変換器のシャフト（１４）を押し込み、放射光が各フ
ィルタプレート（１５）のフィルタ領域（１７）’１通
過できるようにすると、各変換器（１１）乃至（１３）
を通過した後の伝送光の波長スペクトルは、それぞれ、
第１（１１）図乃至第１（Ｄ）図に示す９ように変ヂさ
れる。

本例では、受光器（３）に入る放射光のスペクトルは、
第１（Ｄ）図に示すものであり、帯域（Δλ３）、（Δ
λ２）および（Δλ３）にわたる波長が実質的に減衰さ
れている。

受光器（３）は、少なくとも狭４Ｂ’域（Δλ３）、（
Δλ２）および（Δλ３）の波長に応答するフォトダイ
オード等の検出器（３０）、および検出器（：＋０）と
光ファイバケーブル（２）端との中間に位置し、ケーブ
ル端から伝送される全放射光がフィルタを通って検出８
：嬶に到達できるようにする可変フィルタ（３Ｉ）を備
えている。

フィルタ（３１）は、第１（Ｅ）図の透過特性に示すよ
うに、制御装置（：３２）からの電気制御により、異な
る波長に変更できる狭い伝送４１″；域を有する電光装
置＋’７であるが、この代わりに、フィルタ（３１）の
異なる表面領域に別々の透過特性を持たせ、放射光が、
前記領域を通過するように、変位させることができる。

制御装置ｉ’１（３２）は、出力装置（３３）に信号を
送り、出力装置（３３）は、検出器（３０）から出力電
気信号を受信し、各変換器（１１）乃至（１３）の応答
に応じて。

３本の出力線（３４）乃至（３６）に出力信号を送る。

作動時、受光器（２１）に送られる帯域（Δλ１）、（
Δλ２）および（Δλ３）の放射光レベルは、各シャフ
ト（１４）の位置によって決まる。制御装置（３２）は
、フィルタ（３１）の特性を変えることにより、イ：Ｆ
域（Δλ３）、（Δλ２）および（Δλ３）に入る波長
範囲で、その４１Ｆ域が１周期的かつ連続的に変わるよ
うにする。検出器（３０）は、３帯域のそれぞれから連
続的に受光し、それに応じて、出力装置（３３）に出力
する。

制御装置（３２）から出力装置（３３）に送られた信号
は、いずれの波長帯域がフィルタ（３１）を通過中であ
るかを示すものであるため、信号発信中の変換器を識別
する。出力装置（３３）は、適宜増幅または基準化後、
当該変換器のシャフト位置に応じて。

適宜出力線（：１４）、（３５）または（３６）に信号
を送る。

出力線（３４）乃至（３６）に送られる信号は、単に各
変換器（１１）乃至（１３）関連弁のオン・オフ状態を
知りたい場合は、簡単な０Ｎ１０ＦＦ信号であるが、そ
の他の用途では、変換器は、可変値の変化に応答し。

出力線（３４）乃至（３６）に該値を表わすアナログ又
はデジタル信号を送る。

本例では、各変換器フィルタプレートのフィルタ領域を
その全面にわたって漸進的に変えることにより、フィル
タプレート位置に応じて可変的に透過している。すなわ
ち、狭い波長帯域内の減衰度を、フィルタプレート全面
にわたって変えている。

変換器は、例えば、温度、圧力、高度等の多くの変換に
応答できる。

また、変換器は、可動部材である必要はなく、感知変数
に応じて通過放射光の特性を変えるその他装置で構成で
きる。例えば、温度変化とともに、化学的に変化するこ
とにより、その光透過特性を変える物質を含有させるこ
とができるが、可動部材を用いる場合は、光透過ではな
く、光反射物質となる。

変換器は、出力を順次かつ相互にモニタするため、断続
的に出力するが、標本抽出率を高くすることができるた
め、過度に急変する変数をモータする場合以外は、これ
で充分である。

（効果） 上記の説明かられかるように、本発明による構成は、単
−源および乍−検出器しか必要としないため、複雑化を
阻止できるという利点があり、また検出器に入る全信号
組によって、光源の故障を迅速に発見できるため、例え
ばバックアップ装置を自動的に作動させることにより、
救済措置を取ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置の概略図である。 第１（Ａ）図乃至第１　（［１）図は、本発明による装
置の各点における放射スペクトルである。 第１（［Ｅ）図は、前記装置の受光器フィルタの透過特
性曲線である。 第２図は、変換器の概略的斜視図である。 第２（Ａ）図は、前記変換器フィルタプレートの中立領
域の透過特性曲線である。 第２（Ｂ）図乃至第２（Ｄ）図は、各変換器フィルタ領
域の透過特性曲線である。 （１）光源　　　　　（２）光ファイバケーブル（３）
受光器　　　　（１１）　（１２）　（１３）変換器（
１４）入力シャフト　（１５）フィルタプレート（１６
）中立領域　　　（１７）フィルタ領域（３０）検出器
　　　　（３１）フィルタ（３２）制御装置　　　（３
３）出力装置（３４）　（３５）　（３６）出力線 特許出願人代理人弁理士竹　ｊく　荘　二　。 町１．２

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ、狭い波長帯域の放射光に応答する複数
   個の変換器を備える多重光学装置であって、広い波長帯
   域の放射光を発する発光源（１）、前記広い波長帯域内
   の、それぞれ異なる狭い波長帯域（Δλ＿１）（Δλ＿
   ２）（Δλ＿３）の放射光に応答する変換器（１１）（
   １２）（１３）、前記各狭波長帯域の放射光に応答し、
   これに応じた出力を出す受光器（３）、および前記変換
   器（１１）（１２）（１３）から前記受光器（３）まで
   光伝送する光ガイド手段（２）からなることを特徴とす
   る多重光学装置。
2. （２）変換器（１１）（１２）（１３）が、その異なる
   領域に、異なる放射特性を有し、その移動によって、前
   記変換器の放射光出力特性を変えるように構成された可
   動部材（１５）を備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項に記載の多重光学装置。
3. （３）可動部材（１５）が、中立特性領域（１６）、お
   よび前記各狭波長帯域（Δλ＿１）（Δλ＿２）（Δλ
   ＿３）の放射光を減衰する領域（１７）を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の多重光学
   装置。
4. （４）可動部材（１５）が、全域にわたって漸進的に変
   化する放射特性を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第（２）項に記載の多重光学装置。
5. （５）可動部材（１５）が、光透過性であり、その全面
   にわたる異なる領域（１６）（１７）に、異なる光透過
   特性を有することを特徴とする特許請求の範囲第（２）
   項乃至第第（４）項のいずれかに記載の多重光学装置。
6. （６）受光器（３）が、各狭波長帯域（Δλ＿１）（Δ
   λ＿２）（Δλ＿３）に応答する検出器（３０）、なら
   びに前記検出器（３０）と光ガイド手段（２）との中間
   に位置し、かつ前記いずれかの狭波長帯域（Δλ＿１）
   （Δλ＿２）（Δλ＿３）の放射光だけを前記検出器（
   ３０）に通すように、選択的に調整できるフィルタ（３
   １）を備えることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項乃至第（５）項のいずれかに記載の多重光学装置。
7. （７）フィルタ（３１）が、電気制御によって異なる波
   長に変更できる狭い透過帯域を有する電光装置であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（６）項に記載の多重
   光学装置。
8. （８）フィルタ（３１）が、異なる表面領域に異なる透
   過特性を有し、また受光器（３）が、検出器（３０）に
   通す狭波長帯域を選択するように、前記フィルタ（３１
   ）を変位させる装置を備えることを特徴とする特許請求
   の範囲第（６）項に記載の多重光学装置。
9. （９）光ガイド手段が、光ファイバケーブル（２）であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（
   ８）項のいずれかに記載の多重光学装置。
10. （１０）複数個の変換器に放射光を送り、前記変換器か
    ら出される放射出力を検出する光学装置の多重化方法で
    、広い波長帯域の放射光を発生し、変換器（１１）（１
    ２）（１３）が、前記前記広い帯域内にあって、互いに
    異なる狭い波長帯域（Δλ＿１）（Δ＿２）（Δλ＿３
    ）の放射光に応答するようにするとともに、前記変換器
    （１１）（１２）（１３）から、単一の光ガイド手段（
    ２）を介して、受光器（３）に光伝送させることを特徴
    とする光学装置の多重化方法。