JPS6090444A - １本の光フアイバケーブルによる信号伝送システム - Google Patents

１本の光フアイバケーブルによる信号伝送システム

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JPS6090444A
JPS6090444A JP59192436A JP19243684A JPS6090444A JP S6090444 A JPS6090444 A JP S6090444A JP 59192436 A JP59192436 A JP 59192436A JP 19243684 A JP19243684 A JP 19243684A JP S6090444 A JPS6090444 A JP S6090444A
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shutter
remote location
central station
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JP59192436A
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ロバート　ジエイ　バツグビイ
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YUNAITETSUDO SUTEITSU RAIRII C
YUNAITETSUDO SUTEITSU RAIRII CORP
Original Assignee
YUNAITETSUDO SUTEITSU RAIRII C
YUNAITETSUDO SUTEITSU RAIRII CORP
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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、光ファイバ（ｉ号伝送システｌ＼に係り、特
に、遠隔位置から中央位置へ状態の変化を伝送するのに
用いる光ファイバ信号伝送システ１１に係る。
従来の技術 多くの場合には、長い距離にわたって状態の変化を伝送
することが所望される。例えば、成る遠隔位置で測定変
数の変化に応じてスイッチが閉した時には、このような
スイッチの開成を表わす信号を中央ステーションに伝送
してこのスイッチ閉成信号で共通指示装置又は制御パネ
ルの指示器を作動させることが所望される。
色々の形式の通信システ１１に光フアイバケーブルが使
用されてきたことにより、スイッチ接点に代ってシャッ
タ素子を用いることが提案されている。このようなシャ
ッタ素子は、遠隔位置での測定変数の変化に応して、一
対の光フアイバケーブルの同軸的に配置された端部間で
動くことができる。このシャッタ素子は、通常中央ステ
ーションの光源から第１ケーブルを経て遠隔ステーショ
ンへ送られ第２ケーブルを経て中央ステーションに配置
された光検出器へ送り返される光ビームを遮断する。こ
のような構成が、倒木ば、１９８２年９月２３日に出願
さＡした本出願人の米国特許出願第４２２，０７６時、
及びこの特許出願に述べられた幾つかの特許、即ち、Ｎ
ａｒｏｄｎｙ氏の米国特許第３　、５８６　、５４−４
号、ｌｌｕｄｓｏｎ氏の第３，８８３．２２３号、Ｌ　
ｅ　ｗ　、Ｌ　８氏の特ｉｆ’ｌ第４．０５７；７１９
号及びＴｏｍｌｉｎｓｏｎ三世等の特許第４．２０８．
０９４号に開示されている。更に、一方の光ケーブルの
端が他方のケーブルと整列しなくなるように物理的に勅
かされて光ビームを遮断するような他の構成も知られて
いる。これが、例えば、Ｂｒｏｃｋｅｒ氏の米国特許第
３，９７６．８７６号、Ｊｏ１＋ｎ５ｏｎ氏等の特許第
４，２０４．’７４２号、Ａ’１−ｂａｎｓｅ氏の特許
第４，１５２，０４３号、Ｔｅｒａｊ氏等の特許第４．
１８９，２０６号、１ｌａｒａ氏の特許第４，１９３，
６６２号、ｌｌ’ｉｔｔｍａｎｎ氏の特許第４゜２０４
．７４４号、Ａ　ｎ　ｔ　ｅ　１１氏の特許第４，２２
０゜３９６号、Ｋａｍｍｅｒ氏等の特許第４．．２２３
，９７８号、ＩＩｏｄｇｅ氏等の特許第４，２２９，０
６８号及びＬｅｏｎｅ氏等の特許第３，５８１．．００
３号に開示されている。
光源及び光検出器から離れた位置で光ビームが遮断され
る場合、これらの公知構成では、いずれも、中央ステー
ションと遠隔ステーションとの間に２本の別々の光フア
イバケーブルを設けることが必要とされる。これは、中
央ステーションと各々の遠隔ステーションとの間に２本
の電線をｌ、要とする電気スイッチの場合と同様である
。然し、多くの場合には、中央ステーションから１マイ
ル以上離れた位置でプロセス変数等が測定される。
これらの状態では、各々の遠隔ステーションへと布設さ
れる２本の光フアイバケーブルのコストが高いものとな
り、光フアイバケーブルを用いたスイッチングシステム
は、電線を用いたスイッチングシステムに比して甚だし
く高価なものとなる。
更に、光フアイバケーブルは、電線のように鋭く曲げる
ことができず、成る光フアイバケーブルは、２インチ（
５ｃｍ）までの屈曲半径が必要とされる。従って、各遠
隔ステーションへ２本の光フアイバケーブルを布設する
ことが必要な場合には、かさばった扱い難い構造体が遠
隔ステーションに必要とされる。
上記の九ファイバスイッチングシステムに加えて、１木
の）ｌＧファイバケーブルを２方向光通信システムに用
いた他の構成も幾つかある。このような構成では、１木
の光フアイバケーブルの各端に変調光源が設けられ、変
調された光ビームが、このケーブルを経て、ケーブル他
端に配置された光信号受信器へ伝送される。これらの２
方向通信システムでは、光信号送信器（変調光源）と光
信号受信器（又は検出器）とが、各々の両方向経路に対
し、光フアイバケーブルの両端に配置され、光信号送信
器は、チャンネル間の分離を維持するために別々の光波
長で作動される。このような２方向通信システムの例が
、Ｅｔｔｅｎｂｅｒｇ氏の特許第４．１９５，２６９号
、Ｋｉｃｒｎａｎ氏等の特許第４゜２６２．３６２号及
びＭｉｌｌｅｒ氏等の特許第４，２９２．５１２号に開
示されている。Ｅｔｔｅｎｂｅｒｇ氏の特許においては
、ケーブルの遠方端で反射素子を変調することによって
情報がケーブルの１端に挿入され、ケーブルの近方端に
設けられたレーザダイオード送信器へ変調された光エネ
ルギの若干が反射されて戻され、このレーザダイオード
は。
反射ビームの受信器としても働く。反射素子は。
レーザダイオードから放射される変調ビームの周波数よ
りも相当に低い割合で変調される。Ｍａｓｌ、ｏ−ｗｓ
ｋｊ氏等の特γ１第４，０７０，１．１８号では、レー
ザから光フアイバケーブルの一端に光パルスを供給し、
反則パルスの伝搬時間から欠陥の位置を検出することに
より、光フアイバケーブルの欠陥が探索さＡしる。
発明の【」的 それ故、本発明の「１的は、公知構成にみられる上記欠
点の１つ以」二を解消するような新規で且つ改良された
光フアイバ信号伝送システムを提供することである。
本発明の別の目的は、１本の光フアイバケーブルを用い
て、遠隔位置の６１１１定変数の変化を共通の中央ステ
ーションへ伝送するような新規で且つ改良された光フア
イバ信号伝送システムを提供することである。
発明の構成 簡単に説明ず］しば、非変調光源を中央ステーシゴンに
設けると共に、中央ステーションにおいてこの光源と１
本の光フアイバケーブルとの間に両方向性結合手段を接
続することによって本発明の上記目的及び他の目的が達
成される。遠隔位置にあるシャッタ素子は、測定変数の
変化に応答して第１位置と第２位置との間で動くことが
でき。
１本の光フアイバケーブルの他端は、このｉｉＪ動のシ
ャッタ素子と協働関係にあるハウジｐグ内で終わり、シ
ャッタ素子及びハウシング内部は、互いに協働する光反
射面及び光吸収面を有し、これらの面は、シャッタ素子
の一方の位置においては、上記光源から光フアイバケー
ブルを経て遠隔位置に送られる非変調光線を吸収してこ
の非変調光線が光フアイバケーブルを経て上記両方向性
の結合手段へ戻らないようにし、そしてシャッタ素子の
他方の位置においては、遠隔位置へ送られた非変調光線
を光フアイバケーブルを経て」１記両方向性結合手段に
反射して戻すように働く。中央ステーションでは両方向
性結合手段に指示器又は他の警報装置が接続され、この
装置は、シャッタ素子が上記他方の位置にある時に、１
本の光フアイバケーブルを経て送り返されて来る反射さ
ｔシた非変調光線に応答して適当な指示信号又は警報信
号を発生する。
本発明の構成及びその操作方法、並びにその更に別の１
１的及び効果は、添伺図面を参照した以下の詳細な説明
から理解されよう。
実施例 添付図面の第１図を参照し、複数の遠隔位置からの信号
が、参照番号［０で一般的に示された中央ステージ」ン
へ送られるような指示システムに関連して本発明を説明
する。これらの遠隔ステーションの１つが遠隔状態指示
装置１２で示されており、中央ステーション１０は、１
本の光フアイバケーブル１４によって各遠隔Ｓ霞１２へ
接続される。中央ステーション１０では、非変調光線送
信器Ｊ６が非変調光１ｌｊＸとして使用され、その出力
は、ビームスシリツタＬ１１１ち両方向性結合手段１８
を経て１本の光フアイバケーブル１４に供給される。送
（ｉ器１６からの光線は、ケーブル１４を経て遠隔位置
の指示装置１］２へ送られ、光線反射シャッタで反射さ
れて再びケーブル１４を経て戻される。光線反射シャッ
タは、所定の状態即ち事象の発生に基づいてケーブル１
４の遠方端に関連して動けるように配置される。特に、
１９８２年９月２３日に出願された本出願人の特許出願
第４２２．０７６号に開示された如き可動シャッタ構成
体に変更を加えて、このような装置を構成する。
これについては、以下で詳細に述べる。
ケーブル１４の遠方端付近に光反射面を挿入することに
よってケーブル１４を経て反射されて戻される非変調光
線は、ビームスプリッタ１８を経て、反射された非変調
光線の受光器２０へ伝送され、ここで検出されて、適当
な電気信号に変換され、この信号を用いて、中央ステー
ション１０の主制御パネルに設けられたパネル警報器２
２が作動される。このパネル警報器２２は、当業者に容
易に明らかであるように適当な可聴又は可視警報信号を
発生する。
本出願人の特許出願第４２２，０７６′＋には、一対の
光フアイバケーブルの対向した端面間に可動のシャッタ
を介在させるための構成か開示さ４している。このシャ
ッタは、所望の事象もしくは状態の発生に応答して、こ
れら端面間で動き、２木のケーブル間の光の流れを遮断
する。この光の遮断は、所望の状態もしくは事象の発生
を表わしている。本発明においては、本出願人の特許出
願第４．２２，０７６号に開示されたものと同様である
が２本の光フアイバケーブルの一方を取り去るように変
更された可動シャッタ構成体が使用される。
特に、第２図を説明すれば、可動のシャッタ３０がハウ
ジング３２内で垂直に移動するようにスライド可能に取
り付けられ、オフセット中央部分３４に向かって下方に
延びており、この部分内には、一対の光ファイバク゛−
プルブッシング３６及び３８が取すイ、１けられている
。これらのブッシング３６．３８は、シャｙり：３０が
２つのブッシング３６．３８の中心軸に正１ホ１°に垂
直となるように、本出願人の特許出願第４２２，０７６
号に開示された整列手順によってオフセラ１一部分３６
内に取りイ」けられるのが好ましい。第１図に示された
１本の光フアイバケーブル１４ば、光フアイバ終端口環
４０で終端接続され、この日環は、ブッシング３６内に
受け入れられ、エン１へキャップ４２によってそこに固
定される。
シャッタ３０の移動は、アクチュエータ部材４４によっ
て制御され、該部材の一端は、ハウジング３２内にしっ
かりと固定され、そしてその他端は、シャッタ３０のス
ロワ１−を通して延びている。アクチュエータ部材４４
は、一対の屈曲したバネアーム４６によって最も上の位
置に保持され、ハウジング３２の上面にはアクチュエー
タピン４８が取り付けられていて、このピンは、アクチ
ュエータ部材４４に係合するヘット部分５０を含んでい
る。所定の事象もしくは状態の発生に応答して下向きの
力がアクチュエータピン４８に作用すると、アクチュエ
ータ部材４４がバネアーム４６のピボッ１〜点を越えて
下方に動かされ、従って、シャッタ３０は、その下端が
光フアイバケーブル１４の露出した端面の前方に来るよ
うな位置へとスナップ作用によって素早く下方に移動さ
れる。
本発明によれば、ブッシング３８には光フアイバケーブ
ルが取り付けられず、ブッシング３８の端には、標！（
＋！エン１へキャップ４２に代って内実のエンドキャッ
プ６０がねじ込まれる。エンドキャップ６０の内面６２
は、これら面での光の反射を防止するために黒く塗られ
るか、さもなくば光を吸収するようにされる。更に、ブ
ッシング３８の内面６４．６６及び端面６８も、これら
面での光の反射を防ＩＬするために黒く塗られるか、或
いは、光を吸収するようにされる。従って、シャッタ３
０が第２図に示した最も−１−の位置にある時には、送
光器１６からビームスプリッタ１８を経てケーブル１４
へ送られた非変調光線が、第２図に示す遠ｙ１２状態指
示装置ｉ’ｊ　、１．２に設けられた光吸収面６２．６
４．６Ｇ及び６８によって吸収され、従って、ビームス
シリツタ」８を経て受光器２０へ光が反射さＪＬない。
然し乍ら、アクチュエータ４４がシャッタ３０をスナッ
プ動作で下方に動かした時には、ケーブル１４の端面に
隣接したシャッタ３０の面に設けられたミラー而７０が
、ケーブルの端面に対して光反射関係になるように動か
され、従って、非変調光線は１本のケーブル１４を経、
ビームスプリッタ１８を経て受光器２ｏへ反射される。
反射面７０は、送光器１６によって放射される形式の光
を著しく反射する銀面を呈するように、ケーブル１４の
端に隣接したシャッタ３０の領域を真空中で金属化する
ことによって形成されるのが好ましい。
送光器１６は、これにより得られる大部分の光を集中し
て１本のケーブル１４に伝送できるように、非常に細い
ビームを放射する。送光器」６は、近赤外レンジの光を
放射するＬ　Ｅ　Ｄ光源であるのが好ましく、これには
、放射光線を集中するためにビード型レンズが設けられ
ている。Ｌ　Ｅ　Ｄは、ねじ切りされたブッシングに取
すイ４けられており、このブッシングは、ビームスプリ
ッタ１８の一方の入力に直結さｉ−ｂる。受光器２０は
、送光器１６によって放射された近赤外レンジの光に主
として応答するようにホトトランジスタであるのが好ま
しい。
送光器１Ｇからケーブル１４を経て遠隔装置１２に伝達
される光と、面７０からケーブル１／１を経てビームス
プリッタ」８及び受光器２ｏへ反射されて戻される光は
どちらも非変調光線であり同じ周波数のものであること
に注意されたい。同じ周波数の非変調光線をケーブルを
経て両方向に伝送することは不可能であると思われるが
、送光器１６は、非’）ｉｔに細い光線をケーブル１４
に沿って伝送することを理解されたい。戻って来る光の
波は、ケーブル１４に沿った多数の接続点において、伝
送された光の波と１′渉するが、この干渉によって一時
的な振幅変化が生じるだけで、減衰変化は生じない。ケ
ーブル］４を経て両方向に光線を伝送することは、２両
の車のヘッドライトがハイウェイの交差点に沿って接近
している状態に似ている。この交差点は、光強度の増加
した領域となるが、各々のヘフトライトの光線を減衰す
ることはない。、従って、伝送された光線は、面７ｏに
１．よって反射され、ケーブル１４及びビームスプリッ
タ１８を経て受光器２ｏに送られるが、その減衰度は、
ケーブル１４を経て送られる光の通常の減衰度によって
左右されるに過ぎない。ビームスプリッタ１８は、送光
器１６で発生された実質的に全ての光がケーブル１４の
入力端に送られ、受光器２０の入力にはほとんど送ら、
ｈないように、高い効率を有するものであるのが好まし
い。同様に、遠隔位置１２からケーブル１４を経て反射
されて戻される実質的に全ての反射光が、受光器２０へ
送られ、送光器１６へはほとんど結合されないのが好ま
しい。ビームスプリッタ１８は、適当な構造ものでよい
が、例えば、［１ｔ３ｒｎａ＋＋氏等の特許第４，２６
２，３６２号に開示されたような１路ミラー型ビームス
プリツタを使用するのが好ましい。
光反射面７０をシャッタ３０に設けると共に、光吸収面
６２−６８を設けるのが好ましいが、本発明によれば、
第６図に示すように、ケーブル１４の端面より上に配置
されたシャッタ３０の縁の伺近でシャッタ３０に黒の光
吸収面７０Ａを設け、光反射性の高い材料で面６２．６
４．６６及び６８を被覆するような構成にすることもで
きる。このような構成では、シャッタ３０が第２図に示
した最も上の位置にある時に、送光器１６からケーブル
１４を経て伝送された光がケーブル１４を経て反射され
て戻され、ビー１１スプリンタ１８を経て受光器２０へ
送ら４しる。然し乍ら、アクチュエータピンが押さ、ｆ
シて、シャッタ３０がケーブル１４の端へと下方に動か
された時には、伝送された光がシャッタ３０の黒い面７
０Ａによって完全に吸収され、ケーブルを経て全く光が
反射されなくなる。このような構成は、反射面７０をシ
ャッタ３０に設ける場合よりも若干効率が悪い。という
のは、而６２、（３４，６Ｇ及び６８は、ケーブルの端
へ光を反射する」二で、面７０のように光学的に効率よ
く形成できないからである。
第３図には、標！（Ｑエン１〜キャップ８０を用いて挿
入体８２をブッシング３８の端面に保持するという点で
第２図と異なる本発明の別の実施例か示されている。ブ
ッシング３８の内面６４．６６は、第２図の実施例の場
合と同様に、黒いペイント又は他の光吸収材料が塗られ
、挿入体８０には、ブッシング３８の端伺近に光吸収面
８４が設けられ、シャッタ３０が第３図に示した最も」
二の位置にある時にはケーブル１４を経て送られた光が
完全に吸収される。所定の状態もしくは事象に応答して
シャッタ３０が下方に動かされると、光反射面７０がケ
ーブル１４の端面へと下方に動かされ、第２図について
前記したのと同様にケーブル１４及びビームスプリンタ
１８を経て受光器２０へ光を反射する。この点について
は、第３図の実施例においても、光反射面と光吸収面と
を反対にすることができ、即ち、′面６４．６６及び８
４に光反射性の高い材料を被覆し、シャッタ３０に反射
面７０ではなく光吸収膜を被覆することができる。
第４図には、第２図及び第３図のブッシング３８が除去
され、ブッシング３８のフランジ付き部分と厚さ及び形
状が同じである六角形のプレート９０がオフセット部分
３４に取り付けられた本発明の更に別の実施例が示され
ている。本出願人の特許出願第４２２，０７６に詳細に
述べられてように、オフセット部分３４には、内方に延
びるリブ部分９２及び９４が設けられ、これら部分内に
はプレー１−９０が便利に取り付けられて固定される。
第４図の実施例では、本発明の他の実施例で述べたよう
にシャッタ３０に光反射面７０が設けられ、プレー１〜
９０には、光フアイバケーブル１４の端面に端面してこ
れに隣接した面に光吸収面が設けられる。従って、シャ
ッタ３０が第４図に示した最も」二の位１４しこある時
には、中央ステーション１−０からケーブル」４を経て
送られた光がプレー１−９０のこの光吸収面で完全に吸
収される。
然し乍ら、シャッタ３０が、光反射面７０がケーブル１
４の端面に対向する位置へと下方に動かされた時には、
大部分の光がケーブル１４を経て反射されて戻され、前
記したようにビームスプリッタ１８を経て受光器２０へ
送らオしる。
第４図の実施例でも、光反射面と光吸収面とを反対にす
ることができ、この場合は、ケーブル１４の端面に対向
して隣接した領域においてプレート９０に光反射面が設
けられ、そしてシャッタ３０に光吸収材料が被覆され、
シャッタがケーブル１４の端面上の位置へと子方に動か
された時に上記実施例においてその作用を反対にするこ
とが所望される場合には、シャッタ３０がその最も上の
位置に来た時にケーブル１４の端面上に延びるようにシ
ャッタ３０を若干大きくし、ピン４８が作動されてこの
シャッタが下方に動か之れだ時にケーブルの端面と整列
するようにシャッタに穴を形成できることが理解されよ
う。
本発明の種々の実施例について説明したが、色々な変更
及び修正が当業者に理解されよう。本発明の精神及び範
囲内に含まれるこのような変更は、全て、特許請求の範
囲に網羅されるものとする。
【図面の簡単な説明】
第１図は１本発明の１本のケーブルによる光フアイバ信
号伝送システムのブロック図、第２図は、第１図のシス
テムに用いられる遠隔状態指示装置の一実施例を示す断
面図、第３図は、第１図のシステムに用いられる遠隔状
態指示装置の別の実施例を示す断面図、第４図は、第１
図のシステムに用いられる本発明の更に別の実施例の断
１ｆｆｆ　ｌ’ａ、第５図は、第２図の５−５線に沿っ
た断面図、第６図は、第５図と同様であるが、光反射面
と光吸収面とを反対にしたところを示す図、第７図は、
第【３図の７−７線に沿った断面図、第８図は、第４図
の８−８線に治った断面図である。 １０・・・中央ステーション １２・・・遠隔状態指示装置 １４・・・光フアイバケーブル １６・・・非変調光線送光器 １８・・・両方向性結合手段 ２０・・・非変調光線受光器 ２２・・・パネル警報器 ３０・・・、可動シャッタ　３２・・・ハウジンク３４
・・・オフセンｌ−中火部分 ３６．３８・・・ブッシング ４４・・・アクチュエータ部材 ４８・・・アクチュエータピン ６２．６４．６６．６８・・・光吸収面７０・・・反射
面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 遠隔位置での状態の変化に応答して中央ステーションに
    制御信号を一１ｊえる光フアイバ信号伝送システムにお
    いて、中央ステーションと遠隔位置とを相互接続する」
    本の光フアイバケーブルと、中央ステーションに設けら
    れた非変調光線の光源と、中央ステーションにおいて上
    記光源とケーブルとの間に接続された両方向性結合手段
    と、遠隔位置で」１記ケーブルに接続された光反射手段
    とを具備し、この光反射手段は、遠隔位置での状態の変
    化に応答して第」位置から第２位置へ動くことのできる
    素子を含み、」１記光反射手段は、上記素子の上記位置
    の一方においては、上記光源から上記ケーブルを経て遠
    隔位置へ送られた非変調光線を、上記ケーブルを経てに
    記両方向性結合手段へ反射して戻すように働き、そして
    上記素子の上記・位置の他方においては、上記光源から
    上記ケーブルを経て遠隔位置に送られた光が上記ケーブ
    ルを経て上記両方向性結合手段へ送られないようにし、
    そして更に、中央ステーションにおいて上記両方向性結
    合手段に接続されていて、上記素子が上記一方の位置に
    ある時に上記遠隔位置から」１記ケーブルを経て送られ
    た反射光線に応答して、制御信号を発生する手段を具備
    したことを特徴とする光フアイバ信号伝送システム。
JP59192436A 1983-09-13 1984-09-13 １本の光フアイバケーブルによる信号伝送システム Pending JPS6090444A (ja)

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ID=24119660

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