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公開番号2025141649
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041672
出願日2024-03-15
発明の名称電流センサ及び測定装置
出願人株式会社東芝
代理人個人,個人,個人
主分類G01R 15/24 20060101AFI20250919BHJP(測定;試験)
要約【課題】小型かつ信頼性の高い電流センサ及び測定装置を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、第1光導波路及び第2光導波路と、第1光導波路及び第2光導波路と光学的に接続される偏光回転子と、を備える電流センサが提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１光導波路及び第２光導波路と、
前記第１光導波路及び前記第２光導波路と光学的に接続される偏光回転子と、
を備える電流センサ。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記電流センサを積層方向に見たときに、前記偏光回転子は、前記第１光導波路と前記第２光導波路との間に存在する、請求項１記載の電流センサ。
【請求項３】
前記偏光回転子の上に、前記第１光導波路及び第２光導波路が積層される、請求項１記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第２光導波路は、偏光選択機能を有する、請求項１記載の電流センサ。
【請求項５】
前記第１光導波路と前記偏光回転子とが光学的に接続される端部とは反対側の端部に設けられる、第１スポットサイズ変換器と、
前記第２光導波路と前記偏光回転子とが光学的に接続される端部とは反対側の端部に設けられる、第２スポットサイズ変換器と、
をさらに備える、
請求項１記載の電流センサ。
【請求項６】
前記第１光導波路又は／及び前記第２光導波路は、テーパー構造を有する、請求項１記載の電流センサ。
【請求項７】
前記偏光回転子の少なくとも一部に反射構造を有する、請求項１記載の電流センサ。
【請求項８】
前記第１光導波路又は／及び前記第２光導波路と、前記偏光回転子とが光学的に接続される端部に、回折構造を有する、請求項１記載の電流センサ。
【請求項９】
前記第１光導波路又は／及び前記第２光導波路と、前記偏光回転子とが光学的に接続される端部に、反射構造を有する、請求項１記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記第１光導波路が分岐する、請求項１記載の電流センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電流センサ及び測定装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電流計測装置は電力施設などをはじめ、様々な設備、装置の監視や制御において用いられている。鉄心と巻線で構成され電磁誘導の原理を用いた変流器は、絶縁耐性や小型化の観点で制約がある一方で、光を用いた電流センサは、特に高電圧を扱う施設では、電気絶縁の問題を大幅に低減することができる。また、変流器で問題となる磁気飽和もなく、大電流でも周波数特性がよく、直流から高周波まで測定が可能となる。光を用いた電流センサはファラデー効果を利用したものが主である。
【０００３】
バルク型の結晶ブロックやミラーやレンズなどの光軸を合わせて実現するものや、光ファイバをファラデー素子に用いたものがあるが、いずれもサイズが大きいことが課題となっている。また小型化を実現しようとすると、製造工程において各光学部品間での光軸調整が必要となり、部品間に生じた隙間による反射が発生してしまい、正しく信号を伝達できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－２７１２９２号公報
【非特許文献】
【０００５】
T. IEE Japan, Vol. 114-B, No. 1, p.11-18 (1994)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、小型かつ信頼性の高い電流センサ及び測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によると第１光導波路及び第２光導波路と、第１光導波路及び第２光導波路と光学的に接続される偏光回転子と、を備える電流センサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る電流センサの構造の一例を表す概略図。
実施形態に係る電流センサの構造の一例を表す概略図。
実施形態に係る電流センサの構造の一例を表す概略図。
実施形態に係る電流センサの変形例を表す概略図。
実施形態に係る電流センサの変形例を表す概略図。
実施形態に係る電流センサの変形例を表す概略図。
実施形態に係る電流センサの変形例を表す概略図。
実施形態に係る電流センサの変形例を表す概略図。
実施形態に係る電流センサの接続構造を表す概略図。
実施形態に係る測定装置を表す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には、全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる点があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜設計変更することができる。
【００１０】
本発明では、電流を検出する方法として光の偏光を測定している。電流は磁界を発生させ、発生した磁界は光の偏光面を回転させる性質を持っている。この偏光を測定することで電流を検出している。本発明では、偏光を測定する方法として、偏光前後の光強度の変化に着目している。
（【００１１】以降は省略されています）

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