光路的識別方法

專利名稱：光路的識別方法
技術領域：
本發明涉及在光路的端部識別用于光通信的方法。
就光路識別方法而言，將光路芯線的折射率作部分改變，用OTDR測定法，在光路端部檢出該改變的位置的方法是已周知的了(1991年，電子情報通信學會秋季大會，文獻B-591，“光線路デタベ-スのための遠隔ファイバ識別法”)。
但是，根據該方法，設在光路上的識別符部位要好幾百米。舉例說，以上述的文獻為例，為在光路上記錄8比特識別符，每1比特要50m，全部就要400m長。因此，對本來不長的光路，附加識別符則是困難的。另外，為將連續幾百米的識別符記錄在光路上，但在光路的制造過程中要做到這點，也是不實用的。
本發明的目的在于提供一種不管光路長度，而能正確又容易地識別光路的可行方法。
為達到此目的，本發明的第1個方法是，在光路上設置多個反射部，以改變每條光路上多個反射部的相對位置的組合作為識別標志，當對這些光路入射檢測光時，根據反射光而檢出反射部的相對位置，再由所檢出的結果來識別光路。
從光路的一端入射檢測光，而該光受識別標志的多個反射部反射，返回入射端。由于在每條光路上使用不同的反射部的相對位置組合，可用干涉儀測定來自各反射部的反射光的光程差，及測定來自各反射部的反射光到返回的時間差等等，如果檢出構成識別標志的多個反射部的相對位置，根據該檢出結果就能識別光路。
本發明的第2個方法是，在光路上，多處設置僅反射特定波長光的反射部，從改變每條光路上的反射部的特定波長的組合用作識別標志，對于這些光路，當入射檢測光時，測定來自識別標志的反射光波長，通過所測定的波長來識別光路。
從光路的一端入射檢測光，而該光受識別標志的反射部反射，返回入射端。由于在每條光路上采用不同的反射部的反射光波長的組合，如果能測定反射光的波長，從所測定的結果，就可以識別光路。
本發明的第3個方法是，在光路上，多處設置僅反射特定波長的光反射部，以改變每條光路上的反射部的特定波長及其反射率的組合用作識別標志。對這些光路，當入射檢測光時，測定來自識別標志的反射光波長與光強，根據所測定的結果，就可以識別光路。
從光路的一端入射檢測光，而該光受識別標志的反射部反射，返回入射端。由于在每條光路上采用不同的反射部的反射光波長及其反射率，如果能測定反射光的波長及光強，從所測定的結果，就可以識別光路。
本發明的第4個方法是，在光路上，設置反射率與波長相關的反射部，以改變各條光路上的反射部的波長相關程度用作識別標志，那末當從這些光路的一端，入射檢測光時，測定來自識別標志的反射光譜，根據該反射光譜，就可以識別光路。
從光路的一端入射檢測光，而該光受識別別標志的反射，而返回入射端，由于在每條光路上有不同的反射部的反射波長的相關程度，如果能識別反射光的光譜，從所測定的結果，就可以識別光路。
本發明的第5個方法是，在光路上，多處設置僅反射特定波長的光反射部，以改變每條光路上的反射部的特定波長與相對位置的組合用作識別標志，當從這些光路的一端入射檢測光時，測定來自識別標志的反射光波長與相對位置，根據所測結果，就可以識別光路。
從光路的一端入射檢測光，而該光受識別標志的反射部反射，而返回入射端。由于在每條光路上采用不同的反射部的反射光波長與相對位置的組合，如果能測定反射光，從所測結果，就可以識別光路。
本發明的第6個方法是，在光路上，設置多個彎曲損失部，以改變每條光路上的多個彎曲損失部的相對位置的組合用作識別標志，對這些光路，當入射檢測光時，根據其后方的散射光，檢出彎曲損失部的相對位置，由所檢出結果，就可識別光路。
從光路的一端入射檢測光，而該光受識別標志的多個彎曲損失部反射，而返回入射端。由于在每條光路上采用不同的彎曲損失部的相對位置組合，測定來自各彎曲損失部的后方散射光到返回的時間差等，如果能檢出構成識別標志的多個彎曲損失部的相對位置，根據所檢出結果，就可以識別光路。
本發明的第7個方法是，在成束的多個光纖芯線的多芯型光路的各光纖芯線上，有選擇地設置反射部，以改變前述每個多芯型光路的有無反射部的組合用作識別標志，對這些多芯型光路，當入射檢測時，測定來自上述識別標志的反射光，根據所測結果，就可以識別多芯型光路。
從光路的各光纖芯線的一端入射檢測光，而該光受識別標志的反射部反射，而返回入射端。如果在每條光路上，采用不同的各光纖芯線的反射部的有無作組合，通過對每條多芯型光路上的全部光纖芯線，測定有無反射光，就可以識別光路。
對上述的第1～第7的方法來說，雖然應當將識別標志直接設置在光路上，在光路上代之以附加具有識別標志的分支光路也是可以的。
第1圖是表示適用本發明識別方法的光路設備管理系統的框圖。
第2圖是表示用于第1發明實施例的編碼讀取裝置的內部結構及其外圍設備的框圖。
第3圖是識別標志的具體例的示意圖。
第4圖是將干涉圖形變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
第5圖是表示識別標志用的分支光路的圖。
第6圖是表示編碼讀取裝置的另上種結構實施例的框圖。
第7圖是表示一實施例測定結果圖。
第8圖是表示用于第2、第3及第4發明實施例的編碼讀取的裝置的內部結構以及其外圍設備的框圖。
第9A圖是表示用于第2、第3及第5的發明實施例的識別標志的具體實例圖。
第9B圖是表示用于第2、第3及第5的發明實施例的識別標志的具體實例圖。
第10A圖是將用于第2和第5發明實施例的反射光變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
第10B圖是將用于第2和第5發明實施例的反射光變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
第11圖是表示識別標志的分支光路圖。
第12圖是表示用于第2、第3及第4發明實施例的編碼上，讀取裝置的另一結構實例的框圖。
第13圖是表示第2、第3、第4及第5發明實施例用的反射部另一結構的立視圖。
第14圖是表示第2、第3、第4及第5發明實施例用的反射部的再一個結構例的立視圖。
第15A圖是將第3發明實施例的反射光光譜，變換成四進制編碼信號的方法說明圖。
第15B圖是將第3發明實施例的反射光光譜，變換成四進制編碼信號的方法說明圖。
第16A圖是表示第2、第3、第4及第5發明實施例的識別標志寫入方法的圖。
第16B圖是表示第2、第3、第4及第5發明實施例的識別標志的寫入方法圖。
第16C圖是表示第2、第3、第4及第5發明實施例的識別標志的寫入方法圖。
第17A圖是將第4發明實施例的反射光光譜，變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
第17B圖是將第4發明實施例的反射光光譜，變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
第18圖是表示用于第5發明實施例的編碼讀取裝置的內部結構及其外圍設備的框圖。
第19圖是將第5發明實施例的反射光光譜，變換成編碼信息的方法說明圖。
第20圖是表示第6發明實施例的識別標志的具體實例圖。
第21A圖是將第6發明實施例的后方散射光強度變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
第21B圖是將第6發明實施例的后方散射光強度變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
第21C圖是將第6發明實施例的后方散射光強度變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
第22圖是表示用于第7發明實施例的編碼讀取裝置的內部結構及其外圍設備的框圖。
第23是表示用于第7發明實施例的識別標志具體實例的圖。
第24是將用于第7發明實施例的反射部的有無變換成二進制編碼信息的方法說明圖。
實施發明的最佳方式在局機房1與用戶3之間，為了進行光路的連接轉換，要設置端子盒2。與局機房1內的傳送裝置4上的一端連接著的多個光路成束為光纖維纜9延伸到端子盒2。各光路的另一端，在端子盒內經中間的光連接器10與延伸到用戶3的光路的一端相連，因此，局機房1內的傳送裝置4與各用戶3也就各自用1根光路成了連接。
用光連接器10，可以由手式任意實施連接轉換。進行這種轉換之時，首先，用安置在局機房1內的識別標志讀取裝置(編碼讀取裝置)5，按下述的識別方法，檢查光路的路線信息，將該路線信息，從控制裝置6傳送到端子盒2內的本地控制器11，再由顯示裝置12，使現場操作者了解該信息，操作者就根據該路線信息，進行所希望的連接轉換。轉換操作完畢后，再用編碼讀取裝置5，讀取光路的識別標志，從局機房一方鑒定路線信息，將該路線信息從控制裝置6，通過本地控制器11呈現在顯示裝置12上，讓操作者認證到轉換是否良好。
圖2是表示編碼讀取裝置5的內部結構及其外圍設備的框圖。編碼讀取裝置5備有發光部20與受光部21，這些由構成控制電路6的計算機和計時控制電路23，來控制其動作。
發光部20，由具有白光等適當光譜寬度的發光光源24與通斷控制光源24發射光的聲光器件25及該聲光器件25的輸入輸出部上各自設有透鏡系列26、27組成，由光源24發出的光，經透鏡26、聲光器件25、透鏡27，射入光纖40的一端，用作檢測光。光纖40(把被測光路的光纖50與編碼讀取裝置聯結一起的分支光路)通過中間的連接器38與被測光路50相連接。連接器38也將光纖40有選擇地連接到多條被測光路50中任何一條。
受光部21設有作為主要組成部件的邁克爾遜干涉儀30、將該邁克爾遜干涉儀30的輸出信號轉換成供給計算機22的數值信號的A/D轉換電路36，以及根據來自計時控制電路23的信號而控制邁克爾遜干涉儀30的輸入光通斷的聲光器件31。還有，標號32、33表示各個透鏡，標號34表示光纖。邁克爾遜干涉儀30由移動鏡300，固定鏡301，光束分解器302，移動鏡移動機構303、移動鏡位置讀取裝置304、受光器305、透鏡306、307組成。從光纖34射入邁克爾遜干涉儀30的光，在光束分解器302分支，一部分射向固定鏡301，另一部分引入移動鏡300。由鏡各自反射的光返回到光束分解器，重疊而產生干涉。該干涉光通過透鏡307，而射入受光器305，再轉換為電信號。此時，使移動鏡300移動，由于干涉儀內光程差會改變，就可以得到稱之為干涉條紋的干涉波形。這就是邁克爾遜干涉儀300的工作原理，利用此項原理，可檢出構成識別標志39的多個反射部的相對位置。
至于各條光路50，各自固有的識別標志(編碼)39都被寫入線路中。識別標志39是由多個反射部構成，每條光路上反射部的相對位置組合都是改變的。構成識別標志39的反射部是設置在光路50上的切口，作成折射率的不連續點。圖3示出識別標志39的一個實例。該識別標志39，由4個切口51～54組成，以切口51為基準，切口52、53、54，各自距離為3mm，10mm，15mm。因而，當來自發光部20的檢測光入射該光路50時，會從到達受光部21的識別標志39處反射光，在反射部的每個切口產生光程差，根據邁克爾遜干涉儀30檢出的該光程差，可以測出各切口51-54的相對位置。
識別標志39設置在

圖1的局機1與端子盒2之間的光路上，及每條端子盒2與用戶3之間的光路上。對局機房1與用戶3間，中間有多個端子盒的情況下，那末，即使在端子盒之間的光路也要設置識別標志。
接著，說明標志39的讀取方法。舉例說，當對圖3所示的附加由4個反射部51～54構成的識別標志的光路50，射入檢測光時，在受光部21，通過與計算機的協同工作，得到了如圖4A所示那樣的干涉條紋。也就是，光程差為零處得到主峰條紋，而在全組的從反射部51～54中選擇的2次反射部的光程差，得到次峰條紋。具體地說，光程差在3mm，5mm，7mm，10mm，12mm，15mm處，出現次峰條紋。
圖4B也是相應編碼信息的觀測結果。也就是，從圖4A的觀測結果，可以得到稱之“001010100101001”的15比特編碼信息。就編碼信息的內涵來說，通過適當選擇反射部個數和位置，可以給出所希望的值。
對本發明實施例而言，連結局機房1與用戶3的光路，由端子盒2連接的2條分區光路組成。因為將識別標志設在各自分區光路上，對此，必需加以區別地認識。聲光器件31是如此運轉的。即，根據計時控制電路23的信號，將脈沖狀檢測光射入被測光路，以檢測光的射入時標為基準，聲光器件31從時間上分出每個識別標志的反射光。由此，可以分別區分出來自同一光路上的不同點的識別標志的反射光。計算機22，一邊區分每個識別標志的反射光，一邊根據入射光的光強數據，可以得出每個識別標志干涉條紋。此外，為推斷出反射光，用光柵(偏光器)來代替聲光器件31，也可以達到。
還有，如圖5所示，替代將識別標志直接寫入光路中的方法，而用纖維耦合器102，附加一個寫入了識別標志100的分支光路101也是可以的。
圖6是表示，為實現本發明另一實施例的識別方法的框圖。對上述實施例而言，是根據反射光的干涉作用，來檢測出反射部的相對位置，而本實施例，則由測定反射光到達的時間差，檢測出反射部的相對位置。在發光部20設置有可發射脈沖寬度窄的脈沖光的半導體激光器66及其驅動電路65。至于受光部21，則設有受光器件61，帶存貯器的A/D轉換電路62以及平均化電路63。此外，標號64、67為透鏡。
本實施例中，將脈沖狀檢測光射入光路50，用測定其反射光強的隨時間變化，而讀取與各反射部的相對位置的編碼信息。圖7是表示測定結果的一實例圖，縱軸取反射光強，而橫軸取時間。本實施例中，是測出來自設置的包含基準反射部(與檢測光入射最近的反射部)的4個反射部的識別標志的反射光，來自基準反射部的反射光71首先到達，然后，來自3個反射部的各個反射光72、73、74，按距基準反射部的遠近依次到達。如果將基準反射部以外的反射部，從基準反射部起，依次等間距地只設在分開的5個位置，可以根據在各位置處是否設置反射部，而作出5比特的識別標志來，圖7實例正表示出“01101”的編碼信息。
接著，說明有關發明的第2實施例。圖8是表示本實施例適用于圖1光路設備管理系統情況的編碼讀取裝置5的內部結構及其外圍設備的框圖。編碼讀取裝置5備有發光部1020與受光部1021，通過構成控制電路6的計算機1022和計時控制電路1023，控制其工作。
發光部1020由具有發射白色光等適當譜寬的光的光源1024、控制光源1024發光通斷的聲光器件1025以及各自設在該聲光器件1025的輸出入部的透鏡組1026、1027組成。光源1024發射的光經透鏡1026、聲光器件1025、透鏡1027，射入光纖40的一端，用作檢測光。光纖40，就是連結被測光路的光纖50與編碼讀取裝置的分支光路，而通過連接器38，與被測光路50相連。連接器38就是把光纖40，有選擇地連接到多個被測光路50之中的一條。
受光部1021備有干涉分光器的法布里-佩洛標準器1032、控制校準器1032內二個共振平面板間距的校準控制器1033、設置在校準器1032的輸入、輸出端的透鏡1030、1031、將校準器1032輸出光的光強轉換為電信號的受光器件1034、根據定時控制電路1023的信號，從時間上分出受光器件1034輸出信號的矩形波串積分器1035，以及將矩形波串積分器1035的輸出信號轉換成數字信號的A/D轉換電路1036。給校準器1032輸入從用光纖耦合器37連接到光纖40的光纖41來的光，對該光進行分光。此時，校準控制器1033，按計算機1022來的指令，控制校準器1032內的共振面的間距而改變分光波長。計算機1022一邊控制校準器1032，一邊用取得從A/D轉換電路1036來的數據，對反射光進行波長分析。
至于各光路50，各個將有的識別標志(編碼)39都被寫入光路中。識別標志39是多處設置，僅反射特定波長光的反射部，每條路上，都要改變反射部的特定波長的組合。構成識別標志的各個反射部，是由局部地改變光路50的折射率的條紋構成，通過適當給定折射率變化的空間頻率的方法，可以得到反射部特有的反射光波長。如圖9A所示，使光路50的折射率按一定周期變化的條紋，作為反射部1100。例如把d作為該條紋1100的周期(相鄰折射率變化點之間距)，而n作為反射部光路的平均折射率，那末，從波長λ＝2nd表達式，若再適當給定d與n值，就可以得到所希望的反射光波長λ。這樣一來，如圖9A所示，在光路50上多處(同圖上5處)設置所得到反射部1100，適當給定各反射部1100的反射光波長λ1～λ5的值，作為識別標志39。由于通過UV光(紫外線)局部照射光路50可使折射率(改變)，利用這一點，可以形成僅反射所希望波長的反射部。
識別標志39設置在圖1的局機房1與端子盒2之間的光路，各端子盒2與用戶3之間的光路上。局機房1與用戶3之間有多個中介端子盒的情況下，即使端子盒間的光路，也要設置識別標志。
接著，說明識別標志39的讀取方法。舉例說，作為反射波長，用λ1起到λ5止的5個波長，形成二進制編碼化。即，把各波長有無反射光，對應于“1”或“0”。圖10A是表示，當對發光部20來的任何光路50提供檢測光時，所得到的反射光波長特性的一個實例的特性圖。該特性圖，橫軸為波長，而縱軸為光強度。就在該例中，能觀測到λ1、λ3和λ5的各波長反射光，相反，完全觀測不到λ2與λ4。即，從圖10A的觀測結果，可以得到稱之為“10101”的5(比特)編碼信息。
對本實施例來說，局機房1與用戶3連結的光路，由用端子盒2連接的2條分區光路組成。為了將識別標志分別設在各分區光路上，對它們必須加以區別地認識。矩形波串積分器1035就是用于此目的。即，通過計時控制電路1023，將脈沖狀檢測光射入被測光路，以檢測光的入射時標為基準，從時間上分出每個識別標志的反射光。因此，可以各自區別來自同一光路上不同點的識別標志的反射光。計算機1022一邊區別這些識別標志的每個原射光，根據取進波長不同的光強度數據，可以測出每個識別標志的反射光光譜。另外，為分出反射光，用光柵(偏光器)代替脈沖串積分器1035也是可以達到的。
還有，如圖11所示，用纖維耦合器102，附加寫入了識別標志100的分支光路101，也是可以的。
此外，上述實施例中，雖然，用白色光源1024作光源，在受光部1021中用分光器為法布里-佩洛儀1032，但是，如圖12所示，發光部1020，用波長轉換型光源1109，而可以省去受光部1021的分光器。光源1109內裝半導體激光器陣列1110、棱鏡1113、以及聚光透鏡1027。半導體激光器陣列1110備有振蕩波長互不相同的多個半導體激光器1111，以及設置在每一個半導體激光器1111上的透鏡1112。控制電路1114對半導體激光器1111的選擇驅動和棱鏡1113的移動進行控制，由此，光源1109可以選擇地發射特定波長的檢測光。從半導體激光器1111的振蕩波長中選出識別標志39的各反射部的反射光波長。然而，在進行識別之際，要依次轉換發出檢測光的波長，對每一種波長，若都檢出反射光的有或無，就可以知道與上述實施例一樣的構成識別標志的反射部的反射光波長。另外，在本例中，為從時間上分出反射光來，雖然，根據控制電路1114的計時信號使矩形波串積分器1035動作，但是，設在光纖41另一端的受光器件，檢出檢測光的入射時標，把該檢出信號作為對矩形波串積分器的動作時標信號也是可以的。
圖13是表示作識別標志39用的反射部另外的結構實例的部分剖開的立視圖。該例中，用作反射特定波長的反射部要用濾光片。現在簡單說明這種識別標志的形成方法。在硅基片1200上形成二條V形槽1201、1202，分別埋入雙芯帶狀光纖1203的各光纖1204、1205。此后，從上被覆上硅蓋1206，用樹脂1207固定，也就固定了光纖1204與1205。然后，從硅蓋1206上向硅基片1200而形成槽1208，因而切斷光纖1204、1205。并且，由于槽1208內嵌入所希望的單色反射濾光片1210，在光路中，就能形成僅反射特定波長的反射部。這種濾光片1210，例如用多層介質膜等構成。要是采用這種濾光片的方法，光路，如該例那樣，對雙芯帶纖或其以上的多芯帶纖的情況下，對各光纖可能同時設有同樣的識別標志。
圖14是表示將濾光片設在連接器內的實例立視圖。通常光路是用連接器，將多個分區光路串聯的。本例中，因識別標志的濾光片設置在連接器的端面上，故易于安裝。連接器由具有導桿1221的陽連接器1220和具有導桿1221用的接納孔1222的陰連接器1223組成。各連接器1220、1223具有2個重疊硅片1224、1225，用環氧樹脂固定的結構。在硅片1224上，形成構成帶纖1227的光纖和相同數量或更多的V槽1228，各光纖被固定在這些V槽中。通過將導桿1221插入接納孔1222中，陽連接器1220側的光纖就與陰連接器1223側的光纖各自1對1地結合一起。在結合之時，使單色反射濾光片1230居于其間，在光路中能形成識別標志。本例中，雖然濾光片1230與連接器1220、1223是另外的物體，但在陰連接器1223的端面上淀積形成多層介質膜也是可以的。
下面，說明對應于本發明的第3實施例。這個實施例類似于用圖8～14說明過的本發明第2實施例，其不同處在于，作為識別標志，不僅利用反射波長，也利用反射強度這點上。該實施例也適用于圖1所示的光路設備管理系統，正如圖8中表示的編碼讀取裝置的內部結構及其外圍設備。
識別標志39是多處設置的只反射特定波長光的反射部，而每條光路上要改變反射部的特定波長與反射率的組合，即，反射率也用作識別標志這點與第2發明不同。構成識別標志的各個反射部，可以由局部改變光路50的折射率的條紋構成，因適當給定折射率變化的空間頻率及折射率的值等，而可以得到該反射部特有的反射光波長與反射率。如圖9A所示，在光路50內，讓折射率按一定周期變化的條紋，用作反射部1100。若d為該條紋1100的周期(相鄰的折射率變化點的間距)，n為反射部的光路平均折射率，則反射光波長λ，從λ＝2nd表達式，只要適當給出d和n，就可得到所希望的反射光波長。并且，對反射率來說，通過調整條紋數或折射率差，也可以得到所希望的值。這樣，如同圖9B所示，在光路50上多處(同圖上5處)設置反射部1100，并適當給出各反射部1100的反射光波長λ1～λ5及其反射率值，就成為識別標志39。因為用UV光(紫外線)局部照射光路50，能使折射率起變化，利用這一點，可以形成用所希望的反射率，只反射所希望的波長的反射部。
識別標志39被設置在圖1的局機房1與端子盒2之間的光路，端子盒2與用戶3之間的各條光路上。局機房1與用戶3之間有多個中介端子盒的情況下，即使端子盒間的光路，也要設置識別標志。
接著，說明識別標志39的讀取方法。舉例說，用λ0到λ5的6個波長，用作反射波長，而予以4進制編碼化。就是說，將λ0作為基準反射部的反射波長、以基準反射部來的反射光強度為基準，而其他的波長λ1～λ5的反射光強度，則對應于任選之一的“0”～“3”。圖15是表示，當對發光部1020來的任何光路50提供檢測光時，所得到的反射光波長特性之一實例的特性圖。該特性圖橫軸為波長，而縱軸為光強度。這個例中，對應于基準反射部來的反射光強度a，而各反射波長λ1～λ5的反射光強度為“a，o，3a，o，2a”。圖15B對應這些觀測結果的編碼信息。也就是，從圖15A的觀測結果，可以得到所稱的“10302”的編碼信息。
本實施例也與本發明的第2實施例相同，根據矩形波串積分器1035，可以從時間上分出每個分區光路的識別標志，而區別開來。
還有，如圖11所示，可以將識別標志寫入分支光路中。
另外，凡示于所述圖12～14的各實施例方式都可適用。
其次，有關發明的第4實施例，也都適用于圖1所示的光路設備管理系統，正如圖8所示的編碼讀取裝置的內部結構及其外圍設備。本實施例的識別標志39是反射率取決于波長的反射部、而該反射部，由局部改變光路50的折射率的條紋構成，用適當給定折射率的大小及其折射率變化的空間頻率，就能得到此反射部特有的反射光光譜。該反射光光譜便成了識別標志39的內涵。識別標志39被設在圖1的局機房1與端子盒2之間的光路，端子盒2與用戶3之間的光路中。如局機房1與用戶3之間，有多個中介端子盒的情況下，端子盒間的光路上也要設置識別標志。
圖16A～16C是表示識別標志39的反射部的寫入方法圖。用任何UV光(紫外線)局部照射光路50，使照射部位的折射率起變化，就形成具有所希望反射光光譜的反射部。圖16A就是表示用全息照相的記錄方法，將UV光2062照射全息圖2061，經過記錄在全息圖2061上的全息圖案的衍射光2063，投影到光路50上。該衍射光2063響應于所作的圖案，使光路50的折射率局部起變化，用光路50上折射率變化的條紋而構成的反射部2064就被形成了。衍射光2063所作成圖案是通過改變全息圖案而自由設定的。圖16B表示，用透鏡2073聚集UV光2072，通過使條紋間隔與透過率起變化的掩膜圖案2071作縮小投影，而形成用折射率變化的條紋所構成反射部2074的方法。圖16C表示，用狹縫2081和透鏡2082，通過UV光2083將狹縫像制作在光路50上，按照UV光的強度制控與狹縫像的移動控制，形成用折射率變化的條紋所構成的反射部2074的方法。一邊使UV光的強度適當變化，一邊調整移動速度，使狹縫像沿光路50的延伸方向(箭頭2084方向)移動，也能形成反射部。還有，這些識別標志的寫入方法，即適用于本發明上述的第2、第3實施例也適用于下述的第5實施例。
接著，說明這些實施例的識別標志39的讀取方法。圖17A表示，當由發光部給光路50提供檢測光時，識別標志39的反射光光譜的一個實例特性圖。該特性圖橫軸為波長，而縱軸為光強度。對于反射光光譜2091，給定適當閥值水平2091，λ1～λn止的各波長的光強度，與閥值水平2092比，根據或大于或小于，使各波長與二進制符號對應。圖17B是表示其對應表，當光強度比閥值水平2092大時，對應“1”，而小時，對應“0”。就這樣，可以很容易地將反射光譜按二進制符號編碼化。就用作閥值水平2092的給定方法來說，決定給出適當閥值水平的其他方法之中，應考慮到將反射光中特定波長的光強度作為閥值水平的方法等。
本實施例，也與發明第2實施例一樣，采用矩形波串積分器1035，可以從時間上分出每個分區光路的識別標志而區別開來。
還有，如圖11所示，可將識別標志寫入分支光路中。
另外，凡示于上述圖12～14的各實施例方式，都能適用。
接著，說明有關發明第5實施例。圖18表示出，本實施例適用于圖1所示的光路設備管理系統情況的編碼讀取裝置的內部結構及其外圍設備。
發光部3020備有光源3109及其驅動控制電路3114。而光源3109內裝著半導體激光器陣列3110，棱鏡3113和聚光鏡3027。半導體激光器陣列3110備有振蕩波長互不相同的多個半導體激光器3111 ，以及為每一個半導體激光器3111設置的透鏡3112。驅動控制電路3114對半導體激光器3111的選擇驅動與棱鏡3113的移動進行控制。因此，光源3109可以選擇地發射特定波長的檢測光。光纖40是連結被測光路的光纖50與編碼讀取裝置5的分支光路，通過連接器38與被測光路50相接。
受光部3021備有將入射光轉換為電信號的受光器件3034，將該受光器件來的信號轉換為數字值的帶存貯器的A/D變換電路3035及對A/D變換電路來的數字值旋行平均化處理的平均化電路3036。光纖41，通過光纖耦合器37，與光纖40連接，一端引向受光部3021。A/D變換電路3035，把從驅動控制電路3114來的檢測光的發光時標作為基準，存入從受光器件來的信號的時間變化，按適當的時間間隔，將各時刻的模擬量變換為數值量。因此，可以檢出從發光部3020來的檢測光，從發射到反射光返回為止的時間。
因為編碼讀取裝置5是這樣構成的，所以計算機3022，根據檢測光波長與識別標志39的反射光的到達時間的組合，可以檢出由識別標志39構成的各反射部的特定波長及其相對位置。
對于各光路50，各自的特有識別標志(編碼)39都被寫入光路中。識別標志39是設在多處的只反射特定波長光的反射部，并改變每條光路上反射部的特定波長及相對位置的組合物。構成識別標志39的各個反射部，由局部使光路50的折射率變化了的條紋構成，通過適當給定折射率變化的空間頻率等，可以得到該反射部特有的反射光波長。如圖9A所示，光路50中，用按一定周期使折射率變化的條紋，作為反射部1100。如已說明的那樣，若設這些條紋的周期(相鄰折射率變化點的間距)為d，反射部的光路折射率為n，反射波長λ，從表達式λ＝2nd，如適當給出d與n，就能得到所希望的反射光波長。如圖9B所示，光路50上多處設有這樣得到的反射部1100，而適當給定各反射部1100的反射光波長λ1～λ5的值及其相對位置，就做成了識別標志39。由于可以通過在光路50上局部照射UV光(紫外線)而使折射率變化，利用這一點，就能形成只反射所希望的波長的反射部。
識別標志39設置在圖1的局機房1與端子盒2之間的光路，端子盒2與用戶3之間的各光路上。對局機房1與用戶3之間有多個中介端子盒的情況下，即使端子盒之間的光路，也要設置識別標志。
接著，說明識別標志39的讀取方法。舉例說，作為反射波長，用λ1起到λn止的n種波長，作成n進制編碼。也就是，將各波長分配為1到n的整數。并且，在光路50上設置m處具有從這樣波長中適當選擇的波長特性的反射部。因此，從反射部的特定波長與相對位置，可以作出m位的n進制編碼。這就是上述那樣，編碼讀取裝置5，由于可以檢出檢測光所用的波長及其反射光的到達時間，所以能讀取該編碼。圖19表示構成任何識別標志的反射部波長與相對位置的對應表。該表就表示出形成波長λ2為第1號、波長λ1為第2號、波長λ3為第3號的實例，把它們變換成讀取編碼后，成為“213……”。
在上述實施例中，雖然根據來自驅動控制電路3114的計時信號使A/D變換電路3035動作，但由設置在光纖41的另一端的受光器件檢出檢測光的入射時標，將該檢出信號作為對A/D變換電路3035的動作時標信號也是可以的。
還有，如圖11所示，可以將識別標志寫入分支光路。
另外，凡示于上述圖13～14的各實施方式都能適用。
其次說明有關本發明的第6實施例。對本實施例而言，凡說明過的圖6所示編碼讀取裝置，也適用于圖1所示的系統。
各光路50中，各個特有識別標志(編碼)39被寫入光路中。而識別標志39由多個彎曲損失部構成，且每條光路上彎曲損失部的相對位置的組合是不同的。構成識別標志39的彎曲損失部是設置在光路50上的局部曲折部，圖20示出這種夾具的實例。夾具4080由形成了8條V型槽的承裝臺4081與壓板4082構成。承裝臺4081上，在對應于應該形成識別標志的V型槽上，設置凹部。在這里，在第1號、第3號、第4號以及第7號的V型槽上，設有凹部4083～4086。而壓板4082，對應于承裝臺4081凹部的位置，設置凸部4087～4090。使光路50曲折蛇行依次嵌入承裝臺4081的V型槽中，若再從上壓緊壓板4082，就形成有第1號、第3號、第4號和第7號V型槽的彎曲損失部。當在編碼讀取裝置5中，將脈沖狀檢測光射入光路50，通過測定其后方的散射光強度的時間變化，就能讀取對應于各彎曲損失部的相對位置的編碼情根。
識別標志39設置在圖1的局機房1與端子盒2之間的光路上，端子盒2與用戶3之間的各光路上。局機房1與用戶3之間有多個中介端子盒存在的情況下，即使端子盒之間的光路，也要設置識別標志。
接著，說明識別標志39的讀取方法，舉例說，當向如圖20所示的附加由4個彎曲損失部作成的識別標志的光路50射入檢測光時，在受光部1021，由于與計算機1022協同工作，可以得到如圖21A所示的后方散射光強度的時間變化特性。也就是，在各彎曲損失部，因輻射損失，產生后方散射光強度的迅速減少。圖21B表示該特性的微分結果。該圖的尖峰4095、4096、4097、4098就各自對應于夾具4080的第1號、第3號、第4號和第7號V型槽所形成的彎曲損失部。若將第1號V槽的彎曲損失部用作基準彎曲損失部，則以其后的7條V型槽是否形成彎曲損失部，作成編碼化，就可以將圖21B所示的特征置換成圖21C那樣的7進制碼。編碼信息的內容，由適當選擇彎曲部的個數與位置，而可以給出所希望的值。
本實施例中，連結局機房1與用戶3的光路由連接端子盒2的2條分區光路構成。將識別標志分別設置在各分區光路上，對此必須加以區別地認識。因此，根據計時控制電路1023，以檢測光入射時標為基準，控制帶存貯器的A/D變換電路1062的動作時間，從時間上分出每個識別標志后方散射光的強度變化。由此，基于同一光路上不同點的識別標志，可以各個區別后方散射光的強度變化。還有，為分出后方的散射光，采用光柵(偏光器)也可以達到。
另外，如圖11所示，可將識別標志寫入分支光路中。
其次說明有關本發明的第7實施例。在本實施例中，圖22所示的編碼讀取裝置也適用于圖1所示的系統。但是，對本實施例來說，局機房1與端子盒2之間的光路，每束多條，構成多芯型光路，這些多芯型光路再成束，就組成光纜。并且，以下說明的光路識別方法，就是有關對每個多芯型光路的識別，此種情況下的多芯型光路內的光路，就叫做光纖芯線。
圖22是表示編碼讀取裝置5的內部結構及其外圍設備的框圖編碼讀取裝置5備有發光部5020與受光部5021，這些都根構成控制電路6的計算機5022與計時控制電路5023，控制其動作。
發光部5020由具有發射白光等適當光譜寬度光的光源5024通斷控制光源5024的發射光聲光器件5025，及分別設在該光器件5025的輸出入部的透鏡組5026、5027組成，從源5024發出的光經透鏡5026、聲光器件5025、透鏡502作為檢測光被射入光纖40的一端。光纖40為連結被測光路的多型光纖50與編碼讀取裝置5的分支光路，通過連接器38，連接被測光路50。該光纖40也是具有與被測光路同芯線數的多芯型纖。連接器38將多芯型光纖40連接到所選擇的許多多芯型被測路50中之任何一個。
受光部5021備有與多芯型光路50數目相同的受光器件5031、將該受光器件5031的輸出信號變換成數字值再提供計算機5022的A/D變換電路5032以及設置在各受光器件5031上方的透鏡5033。受光器件5031，將來自以光纖合器37被連接在光纖40上的光纖41的光接收下來，變換為電號。光纖41也是多芯型，與多芯型光路50的芯線有同樣數目，與光纖41有同數的光纖芯線，這些每條光纖芯線--引到各自受光器件5031上。所以，可以檢出每條光纖芯線有無反射光。器件5031是受計時控制電路5023的動作控制，由于從圖邊依次使之受光動作，就可以將每條光纖芯線的反射光信號，依次送給A/D變換電路5032。
至于各光路50，各個特有的識別標志(編碼)39被寫入光路中。識別標志39是有選擇地將反射部設置在多芯型光路的各光纖芯線上，并改變在每個多芯型光路上的各個光纖芯線的反射部的有無組合。圖23就是表示帶型多芯光路的識別標志的實例。使帶型多芯光路5060的各光芯線5061-部分露出，成為識別標志部5062。在該部分，有選擇地設置反射部5063。可通過UV光照射，使光纖芯線5061的折射率起變化而形成反射部5063。或者，將光線芯線切斷，在切斷部位插入濾光片，也可以形成。還有，在圖23中，為方便說明，識別標志5062變成露出的狀態，而實際上，為了保持機械強度，該部分要用硅片等的基片加強。
接著，說明識別標志39的讀取方法。現在，將多芯型光路作成8芯帶型光纖。從發光部5020若對用作讀取對象的帶型光纖的全體(8根)的光纖芯線，射入檢測光，那末就會在受光部5021得到來自有著反射部的光纖芯線自身的反射光。這些反射光，被與光纖芯線一一對應的受光器件5031檢出，這個信號經A/D變換電路5032，輸入給計算機5022。圖24就是表示此檢出結果的一個實例表。光纖芯線內分別賦予1到8號碼，對應于各芯線號碼的反射部的有無，能得到反射光的檢出或非檢出。若將檢出反射光的情況下的碼作為“1”，沒有檢出的情況的碼為“0”，從檢出結果，就可以得到8進制的編碼信息。
還有，如圖11所示，可將識別標志寫入分支光路中。
工業上的可實施性根據上述的本發明的識別方法①在每條光路上，使構成識別標志的多個反射部的相對位置組合不同，由此檢出其相對位置；②在每條光路上，使構成識別標志的多個反射部的反射光波長組合不同，而測定反射光的波長；③在每條光路上，使構成識別標志的多個反射光波長及其反射率的組合不同，而測定反射光的波長及光強度；④在每條光路上，使構成識別標志的反射部的反射光波長特性不同，而測定反射光的光譜；⑤在每條光路上，使構成識別標志的多個反射部的反射光波長特性及相對位置的組合不同，而對識別標志來的反射光，測定反射部的特定波長及相對位置；⑥在每條光路上，或者使構成識別標志的多個彎曲損失部的相對位置組合不同，而檢出其相對位置；都能既容易又準確地識別光路。所以，對端子盒的轉換操作時的連接判斷便極富效果。
光路為多芯型的場合，經過每條芯線有選擇地設置反射部，作出識別標志，對全部芯線只要測定反射光的有無，就能從該測定結果，既容易又準確地識別多芯型光路。
權利要求
1.在光路(50)上制作衍射光柵(2046)的方法，包括下述步驟準備一個光路(50)；通過一個全息圖(2061)在所述光路上照射光(2062)，以便在所述光路(50)上投射由全息圖產生的衍射光，形成一個區，其折射率對應于投射到所述光路(50)的所述折射光的強度。
2.根據權利要求2的方法，其中所述的照射在所述全息圖上的光是紫外光。
3.根據權利要求1或2所述的方法，所述的光路為光纖。
4.在光路(50)上制作衍射光柵(2046)的方法，包括下述步驟準備一個光路(50)；在掩膜圖案(2071)上照射光(2072)，利用光學系統(2073)放大(2073)經過所述掩膜圖案的光圖案，從而在所述光路上投射所述放大的光圖案，其中區域(2074)的折射率對應于經過所述掩膜圖案(2071)的所述光圖案的強度。
5.根據權利要求4所述的方法，其中在所述放大步驟中使用的光學系統(2073)為一個透鏡(2073)。
6.根據權利要求4所述的方法，其中照射在所述掩膜圖案(2071)上的光是紫外光。
7.根據權利要求4所述的方法，其中所述的光路為光纖。
8.在光路(50)上制作衍射光柵的方法，包括下述步驟準備一個光路(50)；通過狹縫(2081)照射光(2083)，在所述光路上投射狹縫圖案，同時根據在所述光路的縱向(2084)上所述狹縫圖案的投射位置的功能，改變照射光的強度，形成一個折射率與周圍不同的區。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述的通過所述狹縫(2081)照射的光是紫外光。
10.根據權利要求8所述的方法，其中所述的光路是光纖。
11.根據權利要求8所述的方法，其中所述的光柵是通過紫外光的強度控制和狹縫(2081)的移動控制(2084)相結合形成的。
12.一個具有至少一個衍射光柵區的光路，所述的衍射光柵區(2064)是通過一個全息圖(2061)照射光，以便在光路(50)上投射由全息圖產生的衍射光形成的，所述衍射光柵區的折射率對應于所述折射光的強度。
13.一個具有至少一個衍射光柵區的光路，所述的衍射光柵區(2074)是在掩膜圖案(2071)上照射光(2072)，利用光學系統(2073)放大(2073)經過所述掩膜圖案的光圖案，從而在所述光路上投射所述放大的光圖案形成的，其中所述衍射光柵區的折射率對應于經過所述掩膜圖案的所述光圖案的強度。
14.一個具有至少一個衍射光柵區的光路，所述的衍射光柵區(2074)是通過狹縫(2081)照射光，在所述光路上投射狹縫圖案，根據在所述光路的縱向上所述狹縫圖案的投射位置的功能(2084)，改變照射光的強度形成的，從而形成一個折射率與周圍不同的區。
15.根據權利要求12的光路，其中多個衍射光柵區(2064)被提供在光路上并沿著光路的縱向設置，從而所述光路可通過響應于提供到所述光路的一端的光，利用由所述的多個衍射光柵區反射的光至少一個特征而得到識別。
16.根據權利要求13的光路，其中多個衍射光柵區(2074)被提供在光路上并沿著光路的縱向設置，所述光路可通過響應于提供到所述光路的一端的光，利用由所述的多個衍射光柵區反射的光至少一個特征來得到識別。
17.根據權利要求14所述的光路，其中多個衍射光柵區被提供在光路上并沿著光路的縱向設置，所述光路可通過響應于提供到所述光路的一端的光，利用由所述的多個衍射光柵區反射的光至少一個特征來得到識別。
全文摘要
本發明提供一種與光路長度無關的既準確又容易識別光路的方法。為此,在光路上設置多個反射部,改變每條光路上的多個反射部的相對位置的組合而用作識別標志,當對這些光路射入檢測光時,根據反射光,檢出反射部的相對位置,基于該結果而識別光路。更具體的說,當從光路的一端射入檢測光時,該光由識別標志的多個反射部反射而返回入射端。使反射部的相對位置在每條光路上都做成不同,既用干涉儀測定從各反射部來的反射光光程差,又測定從各反射部來的反射光到返回為止時的時間差等,只要檢出構成識別標志的多個反射部的相對位置,基于該檢出結果凡能識別光路。
文檔編號H04B10/071GK1249576SQ9910247
公開日2000年4月5日 申請日期1993年5月1日 優先權日1992年5月1日
發明者井上享, 服部保次, 山下克也, 大槻文男, 勝山豐 申請人:住友電氣工業株式會社, 日本電信電話株式會社