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JPS62174661A - 光フアイバ式回転速度エンコ−ダ - Google Patents

光フアイバ式回転速度エンコ−ダ

Info

Publication number
JPS62174661A
JPS62174661A JP24114186A JP24114186A JPS62174661A JP S62174661 A JPS62174661 A JP S62174661A JP 24114186 A JP24114186 A JP 24114186A JP 24114186 A JP24114186 A JP 24114186A JP S62174661 A JPS62174661 A JP S62174661A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
rotatable
optical fiber
fixed
disk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24114186A
Other languages
English (en)
Inventor
ピーター シー ユング
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Crane Co
Original Assignee
Crane Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Crane Co filed Critical Crane Co
Publication of JPS62174661A publication Critical patent/JPS62174661A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/171Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G01P21/02Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/486Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by photo-electric detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

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) 本発明は一般に、車輪の回転速度を測定するための光学
的変換器装置に関する。本発明は特に、2重遮断ディス
クと1本の光ファイバを用いた反射形車輪速度変換器装
置に関するものである。
(従来技術) 従来技術には、回転する対象物の回転速度を測定するた
めの異なった数種類の光学的変換器がある。これらの変
換器の大部分は透過方式で、光源と受光器が回転する遮
断ディスクの反射側にそれぞれ置かれている。遮断ディ
スクが、光源から受光器へ向かって透過した光を、回転
する遮断器の角速度に比例した速さで変調する。この光
変調の速さが復調されて、遮断器つまり遮断器を駆動す
る外部車輪の角速度に比例した電気信号を生じる。
米国特許Na 3.559,065 (Grundy)
が、このような1つの透過形光学的変換装置を開示して
いる。
米国特許N113,698,772 (Nixon)は
、反射形の光学的変換器装置を示している。N1xon
の特許は、車輪の回転速度の関数である角速度で駆動さ
れる反射形の遮断ディスクを提供している。ディスクは
、光を吸収すく一連の放射状のマーキングを有する。光
源がディスクに隣接して位置され、光電セルの入力に向
かって反射する。ディスクが回転するにつれ、ディスク
からの反射光のレベルが変化し、光電セルから可変の出
力信号を生じる。電気的復調回路が可変出力信号を車輪
速度に変換する。
(発明が解決しようとする問題点) Grundyの透過方式とN1xonの反射方式は、共
に幾つかの欠点を持つ。第1に、どちらの方式も光ファ
イバを用いてない。光ファイバを使えば、光源及び復調
回路の電気要素が遮断ディスクから遠ざけて配置可能と
なる。遮断ディスクは通常、電気的ノイズの多い環境に
配置される。つまり、光ファイバは電気部品を電気的ノ
イズの多い環境から隔離する手段を与えることができる
第2に、GrundyまたはN1xonに光ファイバを
備えたとすると、各方式は少くとも2本の光ファイバ、
光源から遮断器へ至る1本と光電セルから復調回路へ至
る1本とを必要とする。遮断器の両側における光ファイ
バの配置は、変換器の設計上の問題を引き起こす。変換
器の空間的な制約から、光源の電気回路と復調回路は同
じ側に直近配置されることが多い。一方の光ファイバが
光源から遮断器へ直接型るとすれば、他方の光ファイバ
は遮断器の周囲をそれに干渉せずに迂回し、復調回路に
戻さなければならない。この必要条件が変換器の設計を
複雑化する。
第3に、N1xonの特許は回路の不良を指示し且つシ
ステムの完全性をモニターする手段を開示していない。
例えば、Njxonの特許で光源が故障しても、遮断器
領域内の外部光が車輪速度信号を尚も発生し得る。Gr
undyの特許は回路の不良を指示し且つシステムの完
全性をモニターする手段を開示しているが、同特許はパ
ルス状の光源を必要とする。キャリヤ検出器が光電セル
の出力に設けられ、光のパルス周波数を検出する。従っ
て、パルス周波数の存在しないことが、変換器における
何らかの誤動作を示す。GrundyO方式は回路の不
良を検出するが、これは光パルスの発生及び検出回路を
必要とするためシステムが複雑になる。
第4に、GrundyとNlxon両特許は1つの遮断
ディスクしか使っていない。単一のディスク方式では、
光変調信号が基本的にラインを計数することによって得
られる。この結果、ラインの間隔は光ビームの直径と同
じ程度でなければならない。これは、回転周波数の測定
分解能を制限する。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、従来の変換器の欠点の多くを解消し得る新規
な反射形の光学的変換器装置に係わる。
この発明によれば、回転可能な遮断器が車輪の角速度の
関数である速さで回転される。固定の遮断器が回転可能
な遮断器からそれに近接して離間している。両遮断器は
それぞれの周囲に反射領域と非反射領域を交互に有する
。ファイバ光学系が光源からの光を固定遮断器に伝送す
る。また同じファイバ光学系が両遮断器で反射された光
も受け取る。固定遮断器の反射領域が、回転可能な遮断
器と独立に光のバイアスレベルを反射する。回転可能な
遮断器は、その反射領域が固定遮断器の透過領域と重複
したときに、光をファイバ光学系へ反射して戻す。従っ
て、回転可能な遮断器が回転されると、ファイバ光学系
で受け取られる光の量は、車輪の角速度に比例した速さ
で上記のバイアスレベルを変調する。この変調光の速さ
を車輪の回転速度に比例した電気信号に変換する回路が
設けられる。
本発明では、1本の光ファイバだけを使うのが好ましい
。つまり本発明の目的は、光源と復調回路の電気部品を
遮断ディスクから遠ざけて配置するとともに、遮断器の
反対側にそれぞれ光ファイバを有する方式に伴う設計上
の問題を解消することにある。
さらに、本発明の変換器は光のバイアスレベルが存在し
ないことを検出する回路を備えることができる。この光
バイアスレベルの不在は、ファイバ光学系及び/又は固
定遮断器における不良と対応している。つまり本発明の
別の目的は、システムの不良を検出しシステムの完全性
をモニターするための簡単な手法を提供することにある
さらに、本発明では2つの遮断ディスクを使って分解能
を向上し、より正確な車輪速度の測定を可能とする。ま
た本発明は、2つのディスクと1本の光ファイバを用い
た方式に固有の散乱及び光損失の問題も解消する。
上記以外の目的及び付随の利点を含む発明の構成は、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) 以下図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明す
る。第1図は、回転可能な車輪11のブレーキ10を制
御する航空機のすべり止めブレーキシステムの主要部品
を示す。ブレーキ10は、ブレーキライン24を介しサ
ーボ弁21によって制御される。サーボ弁21はパイロ
ッ+−i換i22とブレーキ制御器23を介し、パイロ
ットからすべり制御器20へ供給されるブレーキ命令に
応答する。すべり制御器20は光学的車輪速度変換器装
置12からライン13に出力される車輪速度信号を受け
取り、車輪11がすべらないようにサーボ弁21を制御
する。本発明で使えるサーボ弁21の例は、米国特許魚
4,053.187(Cook)または本出願人が19
85年4月5日に提出した係属中の米国特許出願Na7
23.044に記されている。これらの特許と特許出願
は、それらのうちサーボ弁に関する開示を参照すること
によって、こ−に含まれるものとする。
すべり制御器20で使われる車輪速度信号は、光学的車
輪速度変換器装置12によって発生される。第1図に概
略的に示すように、変換器装置12は光学的車輪速度変
換器15と光電プロセッサ16を具備する。光ファイバ
18が、光電プロセッサ16とその電気部品を変換器1
5から遠ざけて配置可能としている。1本の光ファイバ
1Bが、変換器15とプロセッサ16の間で光信号を伝
送する。車輪速度変換器15はシャフト19によって回
転される回転可能な遮断ディスク32を備え、シャフト
19は車輪11によって駆動される。固定の遮断ディス
ク36が、回転可能なディスク32に隣接し且つそれと
同軸状に配置されている。コリメータレンズ40が、固
定遮断ディスク36に隣接した光ファイバの端部に取り
付けられる。このコリメータレンズ40がディスク32
゜36への光の伝送と、両ディスクから反射される光の
収集を高める。光学的車輪速度変換器15の各構成部品
が協働して、車輪11の回転速度に比例した光信号を発
生する。これらの光信号は、光ファイバ18を介して光
電プロセッサ16に伝送される。光電プロセッサ16は
光学的な車輪速度信号を、電気的車輪速度信号と電気的
連続信号に変換する。車輪速度信号はライン13を経て
すべり制御器20に送られ、そこでサーボ弁21用のす
べり制御信号を演算するのに使われる。連続信号はライ
ン14を経てコックピント内のディスプレイ74に送ら
れ、システムの連続性または不連続を視覚的に表示する
次に第2図を参照し、本発明を実施した光学的車輪速度
変換器15の構造を詳しく説明する。変換器本体27が
ロータ28を内部に収納し、ローラ28は一対の玉軸受
29で支持されている。2個のスペーサ30.31が両
軸受を相互に分離している。回転可能な増分ディスク3
2はリテーナ33とネジ34で、ロータ18へ直角に装
着されている。一方同一の固定増分ディスク36が、同
様のリテーナ37とネジ38で変換器本体27へ直角に
装着しである。固定ディスク36は回転可能ディスク3
2の近くに離間し、且つ回転可能なディスク32と同軸
状に配置されている。
第3図に示すように、増分ディスク32または36は、
片側に反射性の金属ラインパターンが施された透明のガ
ラス基板で構成できる。ラインパターンは、各々のディ
スクがその周囲に光反射領域と光透過領域が交互に位置
する同一のパターンを含むように形成されるのが好まし
い。各ディスク上に設ける反射及び透過領域の数は、任
意に選択し得る。ディスク毎の領域数が多いほど、より
大きいサンプリング周波数と分解能が達成される。
傾斜屈折率(GRIN)レンズ40が精密ホルグー41
内に装着され、ホルダー41は変換器コネクタ収納器4
3の通路42の端部に位置する。
レンズ40の一端は、固定ディスク36に隣接し且つそ
れに対し直角とすべきである。レンズホルダー41は収
納器の通路42内にぴったりすべり嵌合され、通路42
内面に形成された溝44内の所定位置へエポキシによっ
て固着される。このエポキシが密接嵌合の玉軸受29と
組み合わされて、変換器用凹所の外部環境に対する有効
なシールを与える。
GRTNレンズ40の目的は、両ディスク32゜36へ
伝送されまたそこから受け取られる光を平行化すること
にある。光の平行化は両ディスクに入射しまたそこから
収集される光の量を最適化し、遮断ディスク32.36
における光の損失を最少限とする。本発明では、2つの
遮断ディスクの各々につき反射性ラインの数間隔にわた
って光を投影するGRINレンズを用いる。(前述のご
とく、1個のディスク遮断器の場合それに入射する光は
、非透過領域の面積より大きくてはならない。)発明の
本実施例では、5ELFOC−型の傾斜屈折率レンズ4
0を用いる。5ELPOCレンズは米国ニューシャーシ
州サマーセット所在のN1ppon 5heet Gl
ass(N S C)社によって製造されている。
標準的な光ファイバコネクタ46が、収納器の通路42
内に密着嵌合されるべきである。コネクタ46つまり光
ファイバの端面がGRINレンズ40に近接して接触す
るように、コネクタ46は通路42内へ充分に挿入され
る。この構成では、光ファイバがGRINレンズ40の
光軸に対し同心円状となるべきである。コネクタ収納器
43内におけるGRINレンズ40と光ファイバコネク
タ46の一体的な組体が、レンズ40の焦点に対する光
ファイバ18の正確な心合わせを可能とする。かかる構
成は、光ファイバ18に対する光の効率的で反復可能な
結合を保証する上で重要である。
発明の本実施例では、SMA型コネクタ等任意の標準的
な光ファイバコネクタ46を使える。重要なのは、コネ
クタが収納器の通路42内に密着嵌合し、光フアイバ1
日がレンズ40の焦点中心と正確に心合わせできるとい
う点だけである。前もってレンズと一体状の従来のファ
イバ光学を用いる場合と比べ、この手法の利点は、任意
の標準的な光ファイバコネクタで光ファイバを容易に、
変換器収納器内の正しい位置つまりGEINレンズの正
確な焦点中心へ容易に配置できる点にある。
取り付けを容易とするため、変換器本体27は非回転ア
ダプタ50のキャップ51内にネジ止めされる。駆動カ
ップラ54が、ネジ55とワッシャ56でロータ28の
シャフトに固定されている。
駆動カップラ54はキー挿入体57で割出し位置決めさ
れる。駆動カップラ54と変換器アダプタ50のキャッ
プ51との合接点では、ハネ負荷式のシャフトシール5
8を用い、変換器本体27に対して追加のシールを与え
る。第2図に示した変換器15の組体全体は、頑丈だが
簡単で軽量な、従来の光学的エンコーダに代るものを表
わしている。
第4図は、車輪速度変換器15と光ファイバ18を含め
た光電プロセッサ16の構成部品を示す。1本の光ファ
イバ18を介した処理のため、変換器15への注入光と
変換器15からの複合光をモニターする地点では、−組
の双方向性光電モジュール62が必要である。双方向性
光電モジュール62を構成するには、幾つか周知の方法
を使うことができる。例えば第4図に示すように、発性
ダイオード(LED)63と光検出器64をビーム分割
光学系65または光ファイバの方向性カフブラと組み合
わせて使える。発明の本実施例では、光電モジュールが
A D CFiber 0ptics社製のABP−5
0等のミクロ光学系を備えた双方向性モジュールである
LED63は変換器15に対する光源として機能する。
好ましくは、赤外LEDを用いる。LEDは連続モード
またはパルス状モードいずれでも動作可能である。前者
の連続モードは、設計と構成が簡単であるという利点を
持つ。後者のパルス状モードは、外部からの外光を区別
するのに使えるキャリヤ信号を与えるという利点を持つ
光検出器64は光ファイバ18を介して遮断ディスク3
2.36から収集された光信号を受け取り、それを電気
信号に変換する。電気信号の電圧は光信号の強度に比例
している。通常の演算増巾器66.67が光検出器64
の電気出力を増11する。車輪11と変換器15が動作
しているとき、光検出器64及び増11器66.67か
らの信号出力が固定バイアス信号に重畳する振巾変調信
号となる。復調器68がこの信号の増巾変調成分を復調
し、車輪速度に比例した電気信号を与える。次いで、こ
の電気信号が標準的な速度変換器70によって処理され
、正確な車輪速度信号をすべり制御器20に与える。復
調器68と並列に連続性チェック回路72が設けられ、
光検出器64からの信号出力の固定バイアス成分の存否
を検出する。
連続性チェック回路72は、バイアス成分が存在すると
き連続信号をディスプレイ74に与え、バイアス成分が
存在しないとき不連続信号をディスプレイ74に与える
第4図にブロック図の形で示した光電プロセッサ16の
各部品の設計と構成は、当業者にとって容易に明らかと
なろう。光学的車輪速度変換器装置の異なった型のプロ
セッサ回路の詳細は、1983年6月10日に本出願人
が提出した係属中の米国特許出願Na503,093に
開示されている。同特許出願は参照によってこ−に含め
られ、その一部がプロセッサ回路の開示の一助となる。
第1〜4図に例示した本発明の車輪速度変換器は次のよ
うに動作する。光ファイバ18が、LED63からの例
えば定強度の光を伝送する。GRINレンズ40が伝送
光の直径を広げて平行とし、その光を固定ディスク36
の外周部分に投射する。固定ディスク36は同一サイズ
で交互の反射領域と透過領域を有するので、回転可能な
ディスク32の相対的な配置に関係なく、固定ディスク
へ指し向けられた光の約半分が常にコリメータレンズ4
0へと反射されている。固定ディスク(及び光フアイバ
接続路に沿った各種の光学的境界面)からの一定な反射
が、一定のバイアスレベル光信号を与える。
車輪11が回転しているとき、車輪は駆動カップラ54
を介してロータ28を駆動する。そしてロータ28は、
車輪11の角速度の関数である速度で、回転可能な遮断
ディスク32を回転する。
回転可能なディスク32が回転すると、そのラインパタ
ーンが固定ディスク36の透過領域を通過した光に対し
周期的なシャッタとして機能する。
回転可能なディスク32の反射領域が固定ディスク36
の透過領域と重なり合ったとき、同じ光路に沿って追加
の光がレンズ40に反射される。従って、回転可能ディ
スクと固定ディスクのシャッタ作用が、レンズ40へ向
かって反射される光を、回転可能ディスクの回転速度に
比例した速さで変調する。
GRINレンズ40が、一定のバイアス反射と変調反射
とから成る反射光を受け取る。GRINレンズ40は平
行化ビームの形の光を収集し、それを光ファイバ18の
基端に収束する。次いで、光ファイバエ8がその光信号
を光ファイバの遠隔端に隣接した光検出器64に伝送す
る。
光学的車輪速度変換装置12が正しく作動していれば、
光検出器64によって受け取られる光信号は、固定ディ
スク36からの一定の反射信号のため、固定バイアスの
頂部に重畳した形の変調反射光信号から成る。この信号
を第5図にグラフとして示す。光検出器64は、光信号
の強度に比例した振巾を持つ電気信号を生じる0次に、
この電気信号が演算増巾器66.67によって増巾され
る。第2の演算増巾器67による信号出力は、第5図に
示すように、固定バイアスを重畳した変調信号から成る
復調器68が上記変調信号の振巾変調周波数を復調し、
回転可能なディスク32従って車輪11の回転速度に比
例した信号を発生する。(振巾変調の周波数がディスク
及び車輪の回転速度に比例している。)この復調信号が
速度変換器70に至り、そこで車輪11の真の回転速度
を表わす信号に変換される。そして車輪速度信号が、第
1及び4図に示したすべり制御器20等その他の回路で
処理可能となる。
連続性チェック回路72は、第2演算増巾器67からの
信号出力のうちバイアス成分を処理する。バイアス信号
の存在は、車輪速度変換器装置12が正しく作動してい
ることを意味する。一方バイアス信号の不在は、LED
63や光フアイバ18等システム中の一部の要素が正し
く機能していないことを意味する。つまり、バイアス信
号の存在をモニターすることが、システムの完全性を検
証する手段を与える。
連続性チェック回路72は、各種の警告信号を機器オペ
レータ近くの連続性ディスプレイ74へ送るように構成
できる。例えば、バイアス信号が不在のときにアラーム
信号を送り、車輪速度変換器装置が正しく機能していな
いことをオペレータに警告可能である。あるいは、バイ
アス信号が存在するときに状態信号を常時発生し、車輪
速度変換器装置が正しく動作していることを指示可能で
ある。連続性チェック回路72でアラーム及び状態信号
の両方を与えるようにすることも、実施可能と見込まれ
る。
(発明の効果) 本発明の2重遮断ディスクを用いた反射形の光学的車輪
速度変換装置によれば、少くとも3つの重要な利点が達
成される。第1に、1本の光ファイバを使って、光源か
らの光を伝送し且つ遮断ディスクからの戻り光信号を収
集することができる。
つまり本発明は、変換器の中から全ての電気部品を取り
除き、最少数の光学部品だけとする。この点は、それら
の変換器が悪環境下で動作することが多いので、車輪速
度変換器の設計上重要な因子である。例えば、航空機の
すべり止めシステムのような環境では、部品サイズ、重
量及び電気ノイズが重要な問題点である。1本の光フア
イバケーブルを用いるだけでよいことは、コンパクトで
、耐久性があり、信頼性が高く、正確な変換器ユニット
を設計する上で、より大きな自由度を可能とする。
第2に、固定遮断ディスクからの一定の反射が、変換器
ユニットとモニタリング点の間の連続性を検知する手段
を与える。またこの目的は、パルス状の光源とそれに付
随する発生及び復調回路を必要とせずに達成できる。
第3に、コリメータGRINレンズを用いることで、本
発明は2重の遮断ディスクと1本の光ファイバを備えた
正確な車輪速度変換器装置を構成する上で重大な障害と
なる固有の光損失を解消し得る。2つの遮断ディスクが
ディスク上のライン間隔を光ビームよりはるかに小さく
するのを可能とし、よりコンパクトな変換器のサイズ、
より優れた分解能、及びより正確な車輪速度変換信号を
与える。しかし、1本の光ファイバによる光源と受光器
と組み合わせて用いる場合、2つのディスクの相互作用
が単一の遮断ディスク方式におけるよりも大きい光損失
を生じる。ファイバ光学系の端部を透過する光は、ファ
イバ端部の開口数に対応した角度であらゆる方向に拡散
する。(光は円錐状となる。)ファイバは逆の方法で光
を集める。
すなわちファイバの端部に正しい角度で集まる光だけが
収集される。光損失は、光ファイバの他の境界面つまり
不連続面でも生じる。こうした全ての光損失の合計を考
慮すると、得られる変調光信号が小さくなり、ノイズか
ら区別するのが難しくなる。そのため、システムの信頼
性が失なわれる。
本発明ではこの光損失の問題を、光フアイバ/遮断ディ
スク境界面にGRINレンズを配置し1、GRINレン
ズを含む光ファイバコネクタの一体状組体を変換器コネ
クタ用の収納器内に配置することによって解消した。G
RINレンズが、遮断ディスクへ伝送され且つそこから
収集される光の量を増大する。すなわち、GRTNレン
ズが光ファイバの端部から現われる光を円筒状の平行化
ビームに広げ、そのビームを遮断器に対し直角に指し向
ける。またGRINレンズは、光ファイバの端部より広
い直径にわたる反射光を受け取り、反射光を平行化して
光ファイバの端部に収束させる。
GRINレンズと光ファイバコネクタとの一体状組体が
、光ファイバの端部をレンズの焦点へ正確に心合わせ可
能とする。これによって、光ファイバとGRINレンズ
間でより効率的な光結合が得られる。
以上述べた好ましい実施例について各種の変形及び変更
が可能なことは、当業者にとって自明であろう。例えば
、車輪の回転速度を求める例について発明を説明したが
、多くの種類の回転物体の角速度を測定するのに発明を
適用できる。また、上記の好ましい実施例では1本の光
ファイバだけを用いた。しかし、設置した1つのものに
隣接して設けた追加のコネクタ収納器と第2及び第3の
光ファイバ/GRINレンズを組み合わせれば、機能的
な冗長性を与えるように容易に発明を拡張可能である。
以上の説明は制限でなく例示と見なされるべきで、発明
の範囲はあらゆる同等物を含む特許請求の範囲の記載に
よって限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した光学的車輪速度変換器装置を
含む航空機のすべり止めブレーキシステムの概略図; 第2図は本発明の好ましい実施例の光学的重輪速度変換
器の断面図; 第3図は第2図の3−3線に沿った断面図;第4図は本
発明の好ましい実施例の光学的車輪速度変換器装置の概
略及び回路図;及び第5図は本発明の好ましい実施例で
生じるバイアスレベル信号と変調光信号を示すグラフで
ある。 10・・・・・・ブレーキ、11・・・・・・車 輪、
12・・・・・・変換器装置、15・・・・・・変換器
、18・・・・・・光ファイバ、28・・・・・・回転
手段(ロータ)、32・・・・・・回転可能遮断器手段
(ディスク)、36・・・・・・固定遮断器手段(ディ
スク)、40・・・・・・コリメータレンズ、 41.43.46・・・・・・位置決め手段(41;レ
ンズホルダー、43;コネクタ収納器。 46;光ファイバコネクタ)、 63・・・・・・光源(LED) 、64・・・・・・
光電変換手段、65・・・・・・ビーム分割手段; 72・・・・・・バイアスレベル不在検出手段。 ばSF−℃智へ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、車輪の回転速度を測定する反射形光学的変換器装置
    であって: 周囲に沿って交互の光反射領域と光透過領域を有する回
    転可能な遮断器手段; 上記回転可能な遮断器手段を車輪の角速度の関数である
    速さで回転する手段; 上記回転可能な遮断器手段の近くに離間して配置され、
    周囲に沿って交互の光反射領域と光透過領域を有する固
    定の遮断器手段; 上記回転可能及び固定両遮断器手段から遠ざけて配置さ
    れた光源; 上記光源からの光を固定遮断器手段に伝送し、回転可能
    及び固定両遮断器手段から反射された光を受け取る光フ
    ァイバで、固定遮断器手段の反射領域が光のバイアスレ
    ベルを反射し、回転可能遮断器手段の反射領域が固定遮
    断器手段の透過領域を通過した光を反射し、回転可能遮
    断器手段が回転するとき、光ファイバで受け取られる光
    の量がバイアスレベルの上方において車輪の角速度に比
    例した速さで変調される;及び上記回転可能及び固定両
    遮断器手段から遠ざけて配置され、変調光の速さを車輪
    の回転速度に比例した電気信号に変換する手段;を備え
    て成る変換器装置。 2、前記回転可能及び固定両遮断器手段から遠ざけて配
    置され、信号中の一定バイアスレベルの不在を検出する
    手段を更に備えた特許請求の範囲第1項の変換器装置。 3、1本の光ファイバだけで光源からの光を伝送し、回
    転可能及び固定両遮断器手段からの反射光を受け取る特
    許請求の範囲第1項の変換器装置。 4、前記固定遮断器手段と光ファイバの間に傾斜屈折率
    のコリメータレンズを更に備え、該コリメートレンズが
    光ファイバによって伝送される光と、回転可能及び固定
    両遮断器手段で反射され光ファイバで受け取られる光と
    を平行化する特許請求の範囲第1項の変換器装置。 5、車輪の回転速度を測定する反射形光学的変換器装置
    であって: 周囲に沿って規則的に離間した交互の光反射領域と光透
    過領域を有する回転可能なディスク;上記回転可能なデ
    ィスクを車輪の角速度の関数である速さで回転する手段
    ; 上記回転可能なディスクの近くに離間して配置され、周
    囲に沿って交互の光反射領域と光透過領域を有する固定
    ディスク; 上記回転可能及び固定両ディスクから遠ざけて配置され
    た光源; 上記光源からの光を固定ディスクに伝送し、回転可能及
    び固定両ディスクから反射された光を受け取る光ファイ
    バで、固定ディスクの反射領域が光のバイアスレベルを
    反射し、回転可能ディスクの反射領域が固定ディスクの
    透過領域を通過した光を反射し、回転可能ディスクが回
    転するとき、光ファイバで受け取られる光の量がバイア
    スレベルの上方において車輪の角速度に比例した速さで
    変調される; 上記回転可能及び固定両ディスクから遠ざけて配置され
    、変調光の速さを車輪の回転速度に比例した電気信号に
    変換する手段;及び 上記回転可能及び固定両ディスクから遠ざけて配置され
    、信号中の一定バイアスレベルの不在を検出する手段; を備えて成る変換器装置。 6、1本の光ファイバだけで光源からの光を伝送し、回
    転可能及び固定両ディスクからの反射光を受け取る特許
    請求の範囲第5項の変換器装置。 7、前記固定ディスクと光ファイバの間に傾斜屈折率の
    コリメータレンズを更に備え、該コリメートレンズが光
    ファイバによって伝送される光と、回転可能及び固定両
    ディスクで反射され光ファイバで受け取られる光とを平
    行化する特許請求の範囲第5項の変換器装置。 8、航空機のすべり制御システムにおける車輪速度を測
    定する反射形光学的変換器装置であって:周囲に沿って
    交互の光反射領域と光透過領域を有する回転可能な遮断
    器手段; 上記回転可能な遮断器手段を車輪の角速度の関数である
    速さで回転する手段; 上記回転可能な遮断器手段の近くに離間して配置され、
    周囲に沿って交互の光反射領域と光透過領域を有する固
    定の遮断器手段; 上記回転可能及び固定両遮断器手段から遠ざけて配置さ
    れた光源; 上記光源からの光を固定遮断器手段に伝送し、回転可能
    及び固定両遮断器手段から反射された光を受け取る光フ
    ァイバで、固定遮断器手段の反射領域が光のバイアスレ
    ベルを反射し、回転可能遮断器手段の反射領域が固定遮
    断器手段の透過領域を通過した光を反射し、回転可能遮
    断器手段が回転するとき、光ファイバで受け取られる光
    の量がバイアスレベルの上方において車輪の角速度に比
    例した速さで変調される;及び上記回転可能及び固定両
    遮断器手段から遠ざけて配置され、変調光の速さを車輪
    の回転速度に比例した電気信号に変換する手段;を備え
    て成る変換器装置。 9、前記回転可能及び固定両遮断器手段から遠ざけて配
    置され、信号中の一定バイアスレベルの不在を検出する
    手段を更に備えた特許請求の範囲第8項の変換器装置。 10、1本の光ファイバだけで光源からの光を伝送し、
    回転可能及び固定両遮断器手段からの反射光を受け取る
    特許請求の範囲第8項の変換器装置。 11、前記固定遮断器手段と光ファイバの間に傾斜屈折
    率のコリメータレンズを更に備え、該コリメートレンズ
    が光ファイバによって伝送される光と、回転可能及び固
    定両遮断器手段で反射され光ファイバで受け取られる光
    を平行化する特許請求の範囲第8項の変換器装置。 12、航空機のすべり制御システムにおける車輪の回転
    速度を測定する反射形光学的変換器装置であって: 周囲に沿って規則的に離間した交互の光反射領域と光透
    過領域を有する回転可能なディスク;上記回転可能なデ
    ィスクを車輪の角速度の関数である速さで回転する手段
    ; 上記回転可能なディスクの近くに離間して配置され、周
    囲に沿って交互の光反射領域と光透過領域を有する固定
    ディスク; 上記回転可能及び固定両ディスクから遠ざけて配置され
    た一定強度の光源; 上記光源からの光を固定ディスクに伝送し、回転可能及
    び固定両ディスクから反射された光を受け取る1本の光
    ファイバで、固定ディスクの反射領域が光のバイアスレ
    ベルを反射し、回転可能ディスクの反射領域が固定ディ
    スクの透過領域を通過した光を反射し、回転可能ディス
    クが回転するとき、光ファイバで受け取られる光の量が
    バイアスレベルの上方において車輪の角速度に比例した
    速さで変調される; 上記固定ディスクと光ファイバの間に配置された傾斜屈
    折率のコリメータレンズで、該コリメータレンズが光フ
    ァイバによって伝送される光と、上記両ディスクで反射
    され光ファイバで受け取られる光とを平行化する; 上記回転可能及び固定両ディスクから遠ざけて配置され
    、変調光の速さを車輪の回転速度に比例した電気信号に
    変換する手段;及び 上記回転可能及び固定両ディスクから遠ざけて配置され
    、信号中の一定バイアスレベルの不在を検出する手段; を備えて成る変換器装置。 13、上記光ファイバの端部をコリメータレンズと隣接
    接触し且つその光軸と同軸の状態に位置決めする手段を
    更に備えた特許請求の範囲第12項の変換器装置。 14、前記位置決め手段が変換器内のコネクタ収納器と
    、該コネクタ収納器内にすべり嵌合するレンズホルダー
    と、コネクタ収納器内に密着嵌合する光ファイバコネク
    タとを具備する特許請求の範囲第13項の変換器装置。 15、前記光ファイバの遠隔端、光源、変換手段及び検
    出手段に近接して配置されたビーム分割手段を更に備え
    、該ビーム分割手段が光ファイバの一端を介し光源から
    の光を両ディスクへ伝送するとともに、両ディスクから
    の反射光を変換手段及び検出手段へ伝送するのを可能と
    する特許請求の範囲第12項の変換器装置。
JP24114186A 1985-10-09 1986-10-09 光フアイバ式回転速度エンコ−ダ Pending JPS62174661A (ja)

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US78576885A 1985-10-09 1985-10-09
US785768 1985-10-09

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ID=25136576

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JP24114186A Pending JPS62174661A (ja) 1985-10-09 1986-10-09 光フアイバ式回転速度エンコ−ダ

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EP0221333A1 (en) 1987-05-13

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