JPH07202806A - 光トランシーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバ信号線の数を増加することなく、ま
た周辺機器に特別な仕様を課することもない、経済的
な、自己に内蔵する光源の劣化が検出できる光トランシ
ーバを提供すること。 【構成】制御信号を受けて発光する発光手段２と、この
光を外部の光ファイバ信号線に導くとともに、光ファイ
バ信号線を経由して返送される光を内部に導く光分岐結
合器105 と、これを経由する光を受けてその光の強さに
対応する大きさの電圧を出力する受光手段３と、その電
圧の大きさを判別する第１の判別手段６と、発光手段２
から直接受光手段３に至るリーク光のみが受光手段に受
光されているときの受光手段の出力電圧の大きさから、
異常を検出する第２の判別手段８と、この判別手段の信
号と発光手段２の出力する信号とを受けて異常の有無を
判断する論理判断回路７と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上位制御装置からの電
気信号を光信号に変換し、この光信号を光ファイバ信号
線を介して、スイッチ、センサなどの２値信号の形で情
報を与える周辺機器に送り、光ファイバ信号線を介して
送られてくる周辺機器の光信号を電気信号に変換して上
位制御装置に出力する光トランシーバに関する。

【０００２】

【従来の技術】上位制御装置と、制御に必要な情報を与
える操作スイッチ、リミットスイッチ、センサなどの、
２値信号の形で情報を与える周辺機器との信号の授受
は、普通、電線を経由し、電気信号の形で行われてい
る。しかし制御装置の電子化が進み制御装置の中枢にマ
イクロコンピュータが多用されるに及んで、制御装置と
周辺機器を結ぶ信号線から進入するノイズの除去が重要
な課題になっている。

【０００３】ノイズ除去の手段として、ノイズが進入し
易い電子制御装置と周辺機器とを結ぶ信号線を光ファイ
バで置き換える方法は最も有力な手段の一つであり、光
を使った周辺機器としての光スイッチ、光リミットスイ
ッチ、光センサなどの機器が実用化され、また光ファイ
バの光信号系と制御装置の電気信号系の間の信号の変換
を行う光トランシーバが広く使われている。

【０００４】図５により従来の技術による第１の例を説
明する。１は、光トランシーバで、発光手段２、受光手
段３、光コネクタ47、第１判別手段６から成る。41,42,
は、光トランシーバ１の外部に接続された光ファイバ信
号線で、中間を省略し光路のみを矢印線で示してある。
発光手段２は、図外の上位制御装置からの制御信号を受
けると発光して、光コネクタ47 に光を送り込むように
に構成された回路である。受光手段３は、光コネクタ47
を経由して受光した光の強さに応じた電圧V0（通常は光
の強さに比例した電圧）を出力するように構成された回
路である。光コネクタ47は、発光手段３からのを光ファ
イバ信号線41に送り出すように、光ファイバ信号線42か
らの光を受光手段３に結合するように構成された部品で
ある。第１の判別手段６は、受光手段３の出力電圧V0を
入力して、後に述べる電圧TH1 と比較して、受光手段３
からの電圧V0がTH1 より大きければ、２値信号の０に相
当する信号を、小さければ１に相当する信号を出力する
ように構成された回路である。

【０００５】光ファイバ信号線41,42 は、次に述べる光
スイッチ44の遮光板45を隔てて対置され、信号線41から
の光を遮るものが無いときは、信号線42に入るように配
置されている。 44は光スイッチ、45は光スイッチ44に
固定された遮光板で、スイッチ44が開の位置では、光フ
ァイバ信号線41と、42の光路を遮らないが、閉の位置で
は光ファイバ信号線41と、42の光路を遮ぎるように作ら
れている。

【０００６】上位制御装置から信号が光トランシーバ１
に入力されると、発光手段２、光コネクタ47、光ファイ
バ信号線41を経由してスイッチ44に光が送られる。スイ
ッチ44が開の状態ならば、光ファイバ信号線41からの光
は、遮るものがないので、光ファイバ信号線42を経由し
て光トランシーバの受光手段３に返送される。一方スイ
ッチ44が閉の場合には、遮光板45が光ファイバ信号線41
からの光を遮るので、受光手段３に光が戻らない。受光
手段３は、前述の通り、光が受光されると受光された光
の強さに応じた電圧VO（普通は光の強さに比例した強さ
の電圧）を出力するる。従って、受光手段３に光が戻ら
ない場合、即ち、光スイッチ44が閉の場合は受光手段３
の出力電圧VOは、ゼロかゼロに近い。一方、受光手段３
に光が戻る場合、即ち、光スイッチが開の場合は、受光
手段３は、基準電圧TH1 以上の電圧を出力する。判別手
段６は、受光手段からの電圧がTH1 以上であるか否かを
判別し、以上、即ち光操作スイッチが開ならば、２値信
号の０に相当する信号を上位機器に送信し、以下、即ち
光操作スイッチが閉ならば２値信号の１に相当する信号
を送信する。

【０００７】図６は、従来の技術による第２の例で、周
辺機器へ送る光と、周辺機器から返送される光を１本の
光ファイバ信号線で構成したもので、光コネクタに代わ
り光分岐結合器を使用する点が異なる。図において、11
は当例の光トランシーバ、５は光分岐結合器、４は光フ
ァイバ信号線である。51,51aは、発光手段２からの光
を、光ファイバ信号線４に導く光路、52は光路51a に光
ファイバ信号線４から光を受光する場合に、光路51a か
ら受光手段３に光を導くように光分岐結合器５の内部に
構成された光路である。発光手段２からの光は、光分岐
結合器５の光路51と51a を経由して図外の周辺機器に送
られ、周辺機器から返される光があるときは、同じ光フ
ァイバ信号線４を経由して光路51a に受光される。光路
51a に受光された光は、光路52に導かれ、受光手段３に
達する。以下の作用は、図５により説明したところと同
じである。

【０００８】上述の光トランシーバを含むシステムは、
構造が簡単で、ノイズ障害をうけにくい長所がある一
方、発光手段に使われている発光素子が劣化し、受光手
段に達する光が減少するとスイッチの開閉の区別がつか
なくなる欠点がある。発光素子の劣化は、進行が遅いの
で定期点検による劣化の発見も可能であるが、とくに高
い信頼性が要求される場合には、劣化の許容限度を自動
的に検出する機能を持った光トランシーバ（自己診断機
能付き光トランシーバ）が要求される。

【０００９】図７に、従来の技術による自己診断機能付
き光トランシーバ12の基本構成を示す。図において図５
と同一の番号で示す部分は、図５における場合と同様に
構成された回路または部品ある。図７において、31は、
受光手段３と同様に構成され受光手段、61は、第１判別
手段６と同様に構成された判別手段、48は、光コネクタ
である。41,42,43は光コネクタ48に接続される光ファイ
バ信号線である。51は、発光手段２からの光を光ファイ
バ信号線41に導く光路、52は光ファイバ信号線42からの
光を受光手段３に導く光路、53は、光ファイバ信号線43
からの光を受光手段31に導く光路である。

【００１０】44a は光スイッチ、46は光スイッチ44a に
連動して動く鏡で、光スイッチが開の状態の位置では、
光ファイバ信号線41からの光が直進して光ファイバ信号
線42に入射されるように、光スイッチ44a が閉の状態の
位置では、光ファイバ信号線41からの光が鏡46により反
射されて光ファイバ信号線43に入射されるように構成さ
れている。図示外の上位制御装置からの制御信号を受け
て、発光手段２からの光が光コネクタ48の光路51を経由
して周辺機器に設けられた光スイッチ44a に送られる
と、光スイッチ44a は、開か閉かの２つの状態に応じ
て、開ならば光ファイバ信号線42を経由して受光手段３
に、閉ならば光ファイバ信号線43を経由して受光手段31
に光を送り返す。従って、操作スイッチの開閉のいずれ
の場合も２つの判別手段６または61のどちらか一方が
１、他方が０の状態を示すはずで、この条件が満たされ
ない場合はこの信号を受けた制御装置は異常を検出す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】普通、制御装置は、多
数のスイッチやセンサなどの周辺機器の入力信号を必要
とするので、制御装置とこれら周辺機器を結ぶ信号線の
数が制御システムを構成する上での製造コストを高める
大きな要因になり、信号線の数が増加するにともない信
頼性が低下し保守の費用もかさむから、信号線の数はで
きるだけ少ないことが要望される。また、光トランシー
バの数も多数が必要になるので、光トランシーバ自体も
簡単で安価なものが望まれる。

【００１２】一方高い信頼性を必要とするシステムで
は、自己診断機能のある光トランシーバが必要となるが
従来技術による自己診断の機能を付与すると、前述の様
に、周辺機器の２値信号の１点分を受信するために３本
の光ファイバ信号線を要し、しかも光トランシーバ自体
に２組の受光手段を要する。本発明の課題は、診断のた
めに必要とされた余分な光ファイバ信号線を省き、しか
も自己診断の為の機能を安価に実現する光トランシーバ
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、上位制御装置から制御信号を受
けて発光する第１の発光手段と、この第１発光手段が発
する光を外部に接続する光ファイバ信号線に導くととも
に、この光ファイバ信号線を経由して返送される光を内
部に導く光分岐結合器と、この光分岐結合器により内部
に導かれた光を受けて、この光の強さに対応する大きさ
の電圧を出力する受光手段と、この電圧と第１の基準電
圧値との大小を判別し、この判別結果を示す信号を出力
するする第１判別手段とからなる光トランシーバにおい
て、光分岐結合器は、第１発光手段から直接受光手段に
至るリーク光と、光ファイバ信号線を経由して返送され
る光とを受光手段に導く光路を有するものとし、第１の
発光手段に接続され、この発光手段が発光中を示す信号
を出力する回路と、リーク光のみを受光した時の受光手
段の出力電圧が第２の基準電圧値より小さいときは、異
常を示す信号を出力する第２判別手段と、この第２判別
手段の信号と前記第１発光手段が出力する発光中を示す
信号とを受けて異常の有無を判断し、異常と判断した場
合に故障信号を出力する論理判断回路と、を設ける。

【００１４】なお、受光手段の出力電圧と第３の基準電
圧値との大小を判別し、この判別結果を示す信号を出力
する第３判別手段と、この第３判別手段の出力信号と、
第１判別手段の出力信号とから異常を検出する論理判断
回路を設け、第３の基準電圧値は、返送される光がある
場合の受光手段の出力電圧の下限値と、リーク光のみが
受光手段に受光されている時の上限値と、の中間に設定
するとよい。

【００１５】なおまた、光分岐結合器は、第１発光手段
の光路と受光手段への光路と、両光路を結ぶリーク光の
光路を備えたものにするとよい。なお更に、第２の発光
手段と、この第２発光手段と第１発光手段とを交互に動
作させる発光順序制御回路とを設け、光分岐結合器は、
第１発光手段からの光路と第２発光手段からの光路とを
１本の光路に結合した光路を有するものとし、第１また
は第２いずれか一方の発光手段の動作中に異常を検出す
る場合は警報信号を出力し、一方の発光手段の動作中に
異常を検出し、他方の発光手段の動作中にも異常を検出
する場合は、故障信号を出力する論理判断回路を備えた
ものとするとよい。

【００１６】

【作用】第１の発明になる光トランシーバにおいは、第
１発光手段が正常な状態にあるときは、周辺機器から返
送される光が無い場合にも、リーク光が受光手段に達し
その強さが第２の基準電圧（許容限度）以上にあるの
で、第２判別手段は、劣化の判別を示す信号を出力しな
いが、発光手段の劣化が許容度を越え、かつ周辺機器か
ら返送される光が無い場合は、受光手段に達する光は、
許容限度以下の強さのリーク光のみとなるのでこの光の
強さに応じて変換された電圧の大きさも許容限度以下と
なり、この電圧を検出する第２判別手段は、発光手段の
劣化を示す信号を論理判断回路に送り、論理判断回路
は、この劣化を示す信号があり第１発光手段からの発光
中を示す信号があるなば上位制御装置に故障検出信号を
送る。

【００１７】なお、発光手段の劣化が許容度を越えて
も、周辺機器から返送される光が有る場合は、第２判別
手段は故障の判別をしない。しかし、発光手段の劣化
は、年単位で認識される程度に極くゆるやかに進行する
のが普通なので、劣化が第２の基準電圧値を越えるまで
には、発光手段から光を送っても周辺機器から光が返送
されない場合が高い確率で発生し、この場合は受光手段
に達する光がリーク光のみとなり故障の検出が行われる
から、実用上は支障が出ない用途が多い。

【００１８】第２の発明は、第１の発明になる光トラン
シーバより更に高い信頼性を付与する。即ち第２の発明
では、第２判別手段に加えて第３判別手段があり、周辺
機器からの返光がある場合に、発光手段の劣化が進んで
くると、第３判別手段は、受光手段の出力電圧が第３の
基準電圧を上回る信号を出力し、同時に第１判別手段
は、第１の基準電圧を下回る信号を出力する状態に至
る。この条件を論理判断回路で検出し上位制御装置に故
障検出信号を送信する。即ち本発明になる光トランシー
バでは、返光の有無に係わらず、即ち周辺機器の状態に
関わり無く、光トランシーバ自体の劣化が検出される。

【００１９】第３の発明は、制御装置と周辺機器を結ぶ
光ファイバ信号線の本数が２値信号の１点あたり２本で
構成された周辺機器に、自己診断機能を持つ光トランシ
ーバを提供するものであって、発光手段側と、受光手段
側との光路が光分岐結合器の内部で別に構成され、更に
発光手段側と、受光手段側とを結ぶリーク光の光路があ
るので、光を送る光ファイバ信号線と光を受ける光ファ
イバ信号線は別にして接続するが、自己診断の目的が達
せられる。

【００２０】第４の発明は、発光手段の１つ故障のみを
もって、光トランシーバの機能を停止させないもので、
第２の発光手段と、第１の発光手段と第２の発光手段と
を交互に動作させ、発光順序制御回路と、一方の発光手
段の異常が検出される場合に、警報信号を、一方に故障
が検出され更に他方に故障が検出される場合に故障検出
信号を出力する論理判断回路とを設ける。第１と第２の
発光手段は交互に動作するので、故障が検出された場合
に発光中を示す信号を出力している方の発光手段に異常
があると言える、論理判断回路は、この条件により異常
のある発光手段を判別し、故障が検出されない側の発光
手段の信号を正常な信号として上位制御装置に送信し、
かつ警報信号を送信する。両方の発光手段がともに故障
することは稀なので、普通は先ず警報信号が上位制御装
置に送信され、そのまま制御システムの運転が継続で
き、その間に運転上の対処ができる。両方の発光手段に
故障が検出される場合は、論理判断回路は故障信号を送
信する。

【００２１】

【実施例】

（実施例１）請求項１の発明による実施例の一つを図１
を参照して説明する。図において、101 は光トランシー
バで、発光手段２、受光手段３、光分岐結合器105 、第
１判別手段６、第２判別手段８、論理判断回路７から成
る。４は、光トランシーバ１の外部に接続される光ファ
イバ信号線である。

【００２２】発光手段２は、発光制御回路20、ドライブ
回路21、発光素子22、からなる。発光制御回路20は、図
外の上位制御装置から制御信号を受けると、ドライブ回
路21に発光信号を出力するように、かつ論理判断回路に
発光中を示す信号S20 を出力するように、ドライブ回路
21は発光制御回路20の発光信号を入力すると、発光素子
22に電力を供給するように構成した回路である。発光素
子22はドライブ回路から電力が供給されると発光し、発
光素子22が発した光を、レンズ（図示されていない）に
より集光し、光分岐結合器105 の光路52に導く。

【００２３】受光手段３は、受光素子32、光電変換回路
31、増幅器30、から成る。受光素子32は、光トランジス
タ、光ダイオードなどの素子で、光を受光すると光の強
さに応じて、電気的特性が変化する素子である。光電変
換回路31は、受光素子32の電気的特性に応じた電圧を出
力する回路で、受光した光の強さに対応した電圧（光の
強さに比例した電圧）を出力するように構成した回路で
ある。増幅回路30は、光電変換回路31の出力電圧を増幅
して受光手段３の出力電圧V0として出力し、かつ出力の
許容電力が大きくなるように構成した回路である。

【００２４】51,51a,52 はともに光分岐結合器105 の内
部に構成する光路で、光路51,51aは、発光素子22からの
光を受けて、その光を、光ファイバ信号線４に導く光路
である。光路52は、信号線４からの光を光路51a を経由
して受光素子32に導くように、かつ発光素子22の光の一
部が直接受光素子32に達するように構成する光路であ
る。また光路52は、発光素子22から直接、光路51、光路
52を経由して受光素子に達する光（以下の説明でリーク
光という）が、光ファイバ信号線４に送りだされる光の
１ないし２％の範囲になるように作製し、周辺機器から
返送される光の強さが、送信する光の６％以下にならな
いように光ファイバ信号線の伝送距離や周辺機器の関係
が設定される。なおリーク光の強さと、送出される光の
強さと、周辺機器からの光の強さの、それぞの比率は本
例以外の数値に選んでもよい。

【００２５】図１において６は、増幅器30の出力電圧VO
の大きさを、第１の基準電圧TH1 と比較し、V0がTH1 よ
りお大きければ、２値信号の０に相当する電圧を、V0が
TH1より小さければ、２値信号の１に相当する電圧を出
力するように構成した、第１判別手段としてのコンパレ
ータである。図１において８は、増幅器30の出力電圧VO
の大きさを、第２の基準電圧TH2 と比較し、V0がTH2 よ
りお大きければ、２値信号の０に相当する電圧を、V0が
TH2より小さければ、２値信号の１に相当する電圧を出
力するように構成した、第２判別手段としてのコンパレ
ータである。

【００２６】図８により、受光手段３の出力電圧V0の実
用時における電圧値の範囲と、前述のTH1,TH2 の関係を
説明する。図において、Vhh は、周辺機器から光が返送
されてくる場合の、発光素子22及び回路の特性のばらつ
きを考慮して決める上限値、Vhl は、これと同じ条件で
発光素子22の劣化の許容範囲をも考慮して決める下限値
である。TH1 はVhl に等しい値に設定する。

【００２７】Vlh は、周辺機器から光が返送されない場
合の、発光素子22を含む回路のばらつきを考慮して決め
る上限値、Vll は、これと同じ条件で発光素子22の劣化
の許容範囲をも考慮して決める下限値である。TH2 はVl
l に等しい値に設定する。なお図では、周辺機器に送出
する光の強さに対して、リーク光の強さが２％、周辺機
器から送返される光の強さが６％、即ち周辺機器から送
返される光の強さがリーク光の３倍のときに、Vlh の50
％をVll に選ぶ場合が示してある。また図の横軸は時間
の経過を、縦軸にはVll を100 ％として発光手段２の出
力電圧V0を示す。上述の条件では、Vhl は、Vll の４倍
なので、送返される光がある場合の光の強さの下限値Vh
l は、送返される光が無い場合の上限値Vlh の２倍にな
る。Vhh ＜V0＜Vhl および Vlh ＜V0＜Vll の範囲が正
常な動作範囲であり、正常な場合は、Vhl ＞Vlh の関係
も成り立つ。Vhl ＞Vlh の条件は、本例以外の条件で使
用する場合にも、保つようにする。

【００２８】図８において、線LLは、リーク光のみの場
合の、線LHは、周辺機器からの光がある場合の同じ時点
でのV0の時間経過に対する変化の様子を模擬的に示した
ものである。発光素子22の劣化が進むと、時間の経過と
ともに、リーク光のみが受光されている場合は、図８に
線LLで示すようにTH2 以下の電圧に低下し、周辺機器か
ら送返される光がある場合は、線LHで示すようにTH1 以
下の電圧に低下して行く。次に本実施例の動作を図１と
図８を参照して説明する。

【００２９】図外の上位機器から本実施例の光トランシ
ーバ１に制御信号が入力されると、その信号は、発光制
御回路20に入力され、発光制御回路20は、この信号を受
けると、ドライブ回路21に発光信号を送り、同時に論理
判別回路７に発光中を示す信号S20 を送る。発光信号を
受けたドライブ回路21は、発光素子22に電力を送り、発
光素子22を発光させる。発光素子22が発光するとその光
は、光分岐結合器105の光路51を経て光路51a に導か
れ、光ファイバ信号線４を経由して図外の周辺機器に送
られ、同時にリーク光が光路51,52 を経由して、受光素
子32に受光される。周辺機器からの光ファイバ信号線４
を経由する光がなければ、リーク光のみに対応する電圧
が受光手段３の出力電圧V0になる。この電圧は、正常な
場合は前述した通り第１の基準電圧TH1 より低く第２の
基準電圧TH2 より高い。一方、周辺機器からの光ファイ
バ信号線４を経由する光がある場合は、V0はTH1 より高
い。以上いずれの場合も、V0が第２の基準電圧TH2 より
高いので、コンパレータ８は、異常判別の信号を出力せ
ず、論理判断回路７は、コンパレータ６およ発光制御回
路20からの信号S20 を論理合成して通常の信号を出力す
る。

【００３０】発光手段２が劣化し、発光する光の強さが
低下すると、低下の度合いに比例して、リーク光の強さ
も低下する。この場合は、周辺機器からの光ファイバ信
号線４を経由する光が無い場合に、受光手段３の出力電
圧V0が、コンパレータ８の第２の基準電圧TH2 より低く
なる。この結果コンパレータ８から異常を示す２値信号
の１が出力される。この信号と、発光制御回路20からの
発光中を示す信号S20を合成して、論理判断回路７が異
常を示す信号を出力する。

【００３１】発光手段の異常の殆どは、発光素子の劣化
に原因するもので、劣化は年単位で感知される程度の極
く緩やかなものであるから、この間に周辺機器のが光を
送り返さない状態も高い確率で発生する。従って通常の
使用状態では、周辺機器から光が来ない期間のみを利用
した故障検出で信頼性の要求を満足できる。 （実施例２）請求項２の発明による一実施例を図２と図
８とを参照して説明する。図において第３判別手段９が
付加されている点と、論理判断回路7aと論理判断回路７
との内容が異なる事以外は、実施例１と同じ構成なの
で、7aと９以外の説明は省略する。図において、９は第
３判別手段としてのコンパレータで、発光手段３の出力
電圧V0を入力し、V0と第３の基準電圧TH3 とを比較し、
V0がTH3 より大きければ２値信号の０に対応する信号
を、小さければ１に対応する信号を出力するように構成
する。 TH3は、図８により説明した TH1より低く、Vlh
より高い範囲に設定する。

【００３２】論理判断回路７a は、判別手段としてのコ
ンパレータ６，８，９および発光制御回路20からの発光
中を示す信号S20 を入力し、S20 が発光状態を示してい
る時に次のa.b.２つの場合につきどちらか一方または両
方の条件が満たされた場合に故障信号を出力するように
構成する。即ち、 ａ．コンパレータ８の出力が１を出力する場合。即ち、
受光手段３の出力電圧V0が、TH2 以下になる場合。 ｂ．コンパレータ６の出力が１、かつコンパレータ９の
出力が０の場合。即ち、受光手段３の出力電圧V0がTH1
以下であって、かつTH3 以上である場合。

【００３３】次に本実施例の故障検出の動作は次のよう
にして行われる。周辺機器からの光が無い場合は、発光
素子の劣化が許容限界を越えると、受光手段の出力電圧
V0がTH2 以下になるので、TH2 を検出するコンパレータ
８の出力が１なり、論理判断回路７a が故障信号を出力
する。周辺機器からの光が有る場合は、発光素子の劣化
が許容限界を越えると、先ず、図８により説明した通
り、受光手段３の出力電圧V0がが TH3以上であって、か
つTH1 以下の範囲にくる。この状態のときは、TH3 を検
出するコンパレータ９の出力が０であって、TH1 を検出
するコンパレータ６の出力が１である。この条件を示す
信号により、論理判断回路７a が故障信号を出力する。 （実施例３）請求項３の発明による一実施例を図３を参
照して説明する。図において、121は当実施例の光トラ
ンシーバである。光トランシーバ121 を構成する各部
は、光分岐結合器115 以外は、実施例１と同じ構成なの
で説明を省略する。41，42は、光ファイバ信号線で光分
岐結合器115 と相手端機器のあいだに接続される。

【００３４】図において、51は発光手段２からの光を光
ファイバ信号線41に導く光路、52は光ファイバ信号線42
からの光を受光手段３に導く光路である。53は、光路51
と光路52を連絡するように構成した光路である。54は、
光路51に設けた光学的にハーフミラーの作用をする部分
で発光手段２からの光の１部が光路53に反射され、他の
大部分が光ファイバ信号線41の側に透過するように作ら
れている。55は、光路52に設けた光学的にハーフミラー
の作用をする部分で、光路53の光を受光手段３の側に反
射させ、光ファイバ信号線42からの光を受光手段３に向
かって透過させるように作る。

【００３５】発光手段２からの光の１部は、光路53に反
射され、更に、光路52に反射されて受光手段に達するの
で、実施例１におけるリーク光と同じ作用を受光手段に
あたえる。よって、当実施例の光トランシーバは、判断
手段の構成が実施例１の通りであれば１と同様に、判断
手段の構成が実施例２の通りであれば２と同様にして、
発光手段２の故障を検出する。さらに、光分岐結合器５
の光ファイバ信号線への接続端が発光側と受光側２つに
独立して設けてあるので、２本の光ファイバ信号線を使
うタイプの周辺機器に適用できる。

【００３６】（実施例４）請求項４の発明による一実施
例を図４を参照して説明する。図において、131は光ト
ランシーバで次の各部からなる。２は第１の発光手段，
９は第２の発光手段、３は受光手段、125 は光分岐結合
器、６は第１判別手段、８は第２判別手段、7bは論理判
断回路、10は発光順序制御回路である。４は、光トラン
シーバ131に接続される光ファイバ信号線である。

【００３７】光トランシーバ131 の各部の内、２，９，
３，６，８，の各部は、実施例１と同じ構成にするので
説明を省略する。51は発光手段２の、51b は発光手段９
の光を一つの光路51a に導く光路であり光路51a は光フ
ァイバ信号線４に接続する。52は光ファイバ信号線４と
光路51aを経由して返送される光と、光路51と光路51b
からのリーク光を受光手段に導く光路である。

【００３８】発光順序制御回路10は、上位機器からの制
御信号を受けて、発光手段２と９を交互に発光させるよ
うに制御する回路である。論理判断回路7bは、第１の発
光手段２の発光中を示す信号S20 と、第２の発光手段９
の発光中を示す信号S20aと、第１判別手段６および第２
判別手段８の出力信号とを受けて、発光手段２，９のど
ちらか一方が発光中に第２判別手段８の出力が故障信号
を出力する場合には、警報信号を出力し、発光手段２が
発光中にも、また発光手段９が発光中にも第２判別手段
８の出力が故障信号を示す場合には、故障信号を出力す
るように構成する。

【００３９】本実施例の光トランシーバは、次の通りに
動作する。もし発光手段２を発光制御中に判別手段８の
出力が１即ち異常を示す信号を出力し、次いで発光手段
９に発光制御がきり換わったときに、判別手段８の出力
が０即ち正常を示し、この状態が繰り返されるときは、
論理判断回路7bは、発光手段２が発光制御中にのみ異常
信号を入力するので、警報信号を出力し、判別手段６か
らの信号はそのまま通常信号として出力する。発光手段
９が発光制御中にのみ異常信号を入力する場合も同様に
して警報信号と通常信号を出力する。もし、発光手段２
のみでなく発光手段９の発光制御中にも異常が検出され
るならば、論理判断回路7bは、前述の構成になっている
ので故障信号を出力し通常信号の出力を停止する。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、発光手段と、光分岐結
合器と、受光手段と、第１判別手段とからなる、上位制
御装置と周辺機器を光ファイバ信号線で中継するため
の、光トランシーバにおいて、発光手段から直接受光手
段に至るリーク光のみが受光手段に受光されているとき
の、受光手段の出力電圧の大きさが、発光手段の劣化許
容限度を表す第２の基準電圧を下回るか否かを検出する
第２判別手段を設ける。

【００４１】従って、従来の光トランシーバでは、劣化
検出の機能を付与する場合には前述の通り３本の光ファ
イバ信号線を要したのであるが、本発明によれば劣化検
出の機能を付与しても光ファイバ信号線を増設する必要
がない。また従来技術の自己診断機能付き光トランシー
バにおいては、前述の通り２値信号の１組に付き０と１
両方の信号が必要なので２個の受光素子が必要である
が、本発明によれば、１個の電圧判別回路を付加するの
みで足りるから、光トランシーバ自体も安価に提供でき
る。

【００４２】また第２の発明によれば、周辺機器からの
受光がないことを条件に、リーク光の強さから劣化を検
出する第２判別手段に加えて、受光がある場合について
も、劣化の検出をする第３判別手段を設けるので、特に
高い信頼性が要求されるシステムに対して、周辺機器や
光ファイバ信号線に特別な考慮をすることなく信頼性の
高い光トランシーバが提供できる。

【００４３】また第３の発明によれば、周辺機器に光を
送る側、周辺機器から受光する側それぞれのに光ファイ
バ信号線を接続する光路をもつ光分岐結合器において、
両方の光路を結ぶリーク光の光路を設ける。従って、光
を受ける側、送る側それぞれに光ファイバ信号線の接続
を要する周辺機器に対しても、光ファイバ信号線の接続
関係を換えること無く、自己診断機能を持つ光トランシ
ーバが提供できる。

【００４４】更に第４の発明によれば、第１、第２の発
光手段を設け、いずれか一方が劣化の許容限界をこえる
と警報信号を出力し、両方が劣化の許容限界をこえると
故障信号を出力するように構成する。両方の発光手段の
劣化が同時に許容限界をこえる確率は極く小さいので、
本発明によれば、警報信号のみが出力された段階では運
転を継続し、運転を停止しても支障がない時を選んで処
置することが可能であるから、実用的には、ほとんど運
転を停止する必要がない光トランシーバが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明による自己診断機能付き光トラ
ンシーバの一実施例の構成図

【図２】請求項２の発明による自己診断機能付き光トラ
ンシーバの一実施例の構成図

【図３】請求項３の発明による自己診断機能付き光トラ
ンシーバの一実施例の構成図

【図４】請求項４の発明による自己診断機能付き光トラ
ンシーバの一実施例の構成図

【図５】従来の技術による光トランシーバの第１の例の
構成図

【図６】従来の技術による光トランシーバの第２の例の
構成図

【図７】従来の技術による自己診断機能付きの光トラン
シーバの構成図

【図８】自己診断機能付き光トランシーバの動作説明図

【符号の説明】

１，11,12,101,111,121,131 光トランシーバ ２，９ 発光手段 ３,31 受光手段 ４,41,42,43 光ファイバ信号線 44,44a スイッチ 45 遮蔽板 46 鏡 47,48 光コネクタ 105,115,125 光分岐結合器 51,51a,51b,52,53 光路 ６,61 第１の判別手段 ７，7a,7b 論理判断回路 ８ 第２の判別手段 ９ 第３の判別手段 10 発光順序制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9372−5Ｋ Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｕ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上位制御装置から制御信号を受けて発光す
   る第１の発光手段と、この第１発光手段が発する光を外
   部に接続する光ファイバ信号線に導くとともに、この光
   ファイバ信号線を経由して返送される光を内部に導く光
   分岐結合器と、この光分岐結合器により内部に導かれた
   光を受けて、この光の強さに対応する大きさの電圧を出
   力する受光手段と、前記電圧と第１の基準電圧値との大
   小を判別し、この判別結果を示す信号を出力するする第
   １の判別手段とからなる光トランシーバにおいて、 前記光分岐結合器は、前記第１発光手段から直接前記受
   光手段に至るリーク光と、前記光ファイバ信号線を経由
   して返送される光とを前記受光手段に導く光路を有し、 前記第１の発光手段に接続され、この発光手段が発光中
   を示す信号を出力する回路と、 リーク光のみを受光した時の受光手段の出力電圧が第２
   の基準電圧値より小さいときは、異常を示す信号を出力
   する第２の判別手段と、 この第２判別手段の信号と前記第１発光手段が出力する
   発光中を示す信号とを受けて異常の有無を判断し、異常
   と判断した場合に故障信号を出力する論理判断回路と、
   を備えたことを特徴とする光トランシーバ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光トランシーバにおい
   て、 受光手段の出力電圧と第３の基準電圧値との大小を判別
   し、この判別結果を示す信号を出力する第３の判別手段
   と、この第３判別手段の出力信号と、第１判別手段の出
   力信号とから異常を検出する論理判断回路を備え、 前記第３の基準電圧値は、返送される光がある場合の受
   光手段の出力電圧の下限値と、リーク光のみが前記受光
   手段に受光されている時の上限値と、の中間に設定する
   ことを特徴とする光トランシーバ。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の光トランシーバ
   において、 光分岐結合器は、第１発光手段の光路と、受光手段への
   光路と、両光路を結ぶリーク光の光路を備えたものであ
   ることを特徴とする光トランシーバ。
4. 【請求項４】請求項１に記載の光トランシーバにおい
   て、 第２の発光手段と、この第２発光手段と第１発光手段と
   を交互に動作させる発光順序制御回路とを備え、 光分岐結合器は、前記第１発光手段からの光路と前記第
   ２発光手段からの光路とを１本の光路に結合した光路を
   有し、 前記第１または第２いずれか一方の発光手段の動作中に
   異常を検出する場合は警報信号を出力し、一方の発光手
   段の動作中に異常を検出し、他方の発光手段の動作中に
   も異常を検出する場合は、故障信号を出力する論理判断
   回路を備えることを特徴とする光トランシーバ。