JP2004240060A - 光素子制御装置 - Google Patents
光素子制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004240060A JP2004240060A JP2003027479A JP2003027479A JP2004240060A JP 2004240060 A JP2004240060 A JP 2004240060A JP 2003027479 A JP2003027479 A JP 2003027479A JP 2003027479 A JP2003027479 A JP 2003027479A JP 2004240060 A JP2004240060 A JP 2004240060A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- path switching
- light
- optical path
- optical
- light emitting
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
【課題】光路切換素子における前記ミラー角度センサ部の光源の耐用期間を長期化させ、装置の信頼性を高める。
【解決手段】ステップＳ１で制御部２２０は統括制御部１０から通信結合状態を変更する命令を受信すると、ステップＳ２で待機状態から動作状態になる光通信用ミラー５１ａの存在有無を確認し、存在すると判断された場合にはステップＳ３で動作状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を通常発光状態にする。ステップＳ４では、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａの存在有無を確認し、存在すると判断された場合にはステップＳ５で待機状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を低パワー状態にする。
【選択図】 図４
【解決手段】ステップＳ１で制御部２２０は統括制御部１０から通信結合状態を変更する命令を受信すると、ステップＳ２で待機状態から動作状態になる光通信用ミラー５１ａの存在有無を確認し、存在すると判断された場合にはステップＳ３で動作状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を通常発光状態にする。ステップＳ４では、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａの存在有無を確認し、存在すると判断された場合にはステップＳ５で待機状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を低パワー状態にする。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に用いられ、光路切換素子により光通信光の光路を切り換え可能にした光素子制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の光素子制御装置としては、１または複数の入力用光ファイバと、１または複数の出力用光ファイバと、光路切換駆動制御信号に基づいて前記入力用ファイバから出射する光通信光の光路を切り換えて出力用光ファイバに入射させる光路切換手段と、前記光路切換手段の偏向量を検出し当該検出偏向量を基に前記光路切換手段を駆動制御する前記光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段とからなるものとして知られている。
【０００３】
図７は、従来の光素子制御装置を示す図である。この図７において、従来の光素子制御装置は、平行状態に置かれた複数の入力用光ファイバ１３１〜１３７と、前記複数の入力用光ファイバ１３１〜１３７に対して平行に配置されかつこれらから所定の距離離れた位置に配置された出力用光ファイバ１４１〜１４７と、前記入力用光ファイバ１３１〜１３７の端面に配置され前記光ファイバ１３１〜１３７の出射光を平行光にする入力光用コリメータレンズ１７１〜１７７と、入力光用コリメータレンズ１７１〜１７７からの平行光を所望の方向に反射させる入力用光路切換手段１５１〜１５７と、入力用光路切換手段１５１〜１５７で反射された平行光を出力用光ファイバ１４１〜１４７に入射させる出力用光路切換手段１６１〜１６７と、前記出力用光路切換手段１６１〜１６７からの光を集光して前記出力用光ファイバ１４１〜１４７に導光する出力光用コリメータレンズ１８１〜１８７と、前記光路切換手段１５１〜１５７，１６１〜１６７の偏向量を検出し当該検出偏向量を基に前記光路切換手段１５１〜１５７，１６１〜１６７を駆動制御する光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段１２１〜１２７，１９１〜１９７とを備えたものである。
【０００４】
図８は、特開２００１−２６４６６３号公報に示される従来の光素子制御装置で使用される入力用光路切換手段及び光路切換駆動手段からなる光路切換素子の構成を示すブロック図である。なお、図７において、入力用光路切換手段１５１〜１５７及び出力用光路切換手段１６１〜１６７は同一構成であるので、図８では入力用光路切換手段１５１を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。また、図７において、前記光路切換駆動手段１２１〜１２７，１９１〜１９７は同一構成であるので、図８では光路切換駆動手段１２１を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。
【０００５】
この図８に示す従来の光路切換素子は、入力用光路切換手段１５１と、光路切換駆動手段１２１とから構成されている。
【０００６】
これらの詳細についてさらに説明すると、前記入力用光路切換手段１５１は、光通信用ミラー１５１ａと、前記光通信用ミラー１５１ａの反対側に設けたセンサーミラー１５１ｂとを備え、これらがＸ軸の回りに回動可能に構成されている。前記光通信用ミラー１５１ａが光通信用の光ビームの反射に、前記センサーミラー１５１ｂが角度制御に、それぞれ用いられるようになっている。
【０００７】
また、光路切換駆動手段１２１は、レーザーダイオード１２２と、このレーザーダイオード１２２を駆動するＬＤ駆動回路１２３と、レーザーダイオード１２２から照射された光ビームの光量を制御する濃度フィルタ１２４と、この濃度フィルタ１２４を通り前記センサーミラー１５１ｂで反射された光ビームを受光する２次元検出平面１２５ａを有する光検出器１２５と、前記光検出器１２５からの検出信号を基に前記入力用光路切換手段１５１の角度を制御する駆動系に制御駆動電流を供給する光位置検出処理回路１２６とから構成されている。
【０００８】
なお、前記入力用光路切換手段１５２〜１５７及び前記出力用光路切換手段１６１〜１６７は、前記入力用光路切換手段１５１と同様に構成され、かつ、前記光路切換手段１５２〜１５７及び前記光路切換手段１６１〜１６７を前記光路切換駆動手段１２１〜１２７，１９１〜１９７で制御するようにすることにより、前記入力用光路切換手段１５１〜１５７及び前記出力用光路切換手段１６１〜１６７の角度調整を行うことができる。
【０００９】
このような構成をした従来装置の動作を以下に説明する。入力用光ファイバ１３１〜１３７から出力された出力光は、入力光用コリメータレンズ１７１〜１７７で平行光とされた後、入力用光路切換手段１５１〜１５７により出力用光路切換手段１６１〜１６７側に偏向される。
【００１０】
前記出力用光路切換手段１６１〜１６７で反射された出力光は、出力光用コリメータレンズ１８１〜１８７で集光されて、出力光用コリメータレンズ１８１〜１８７の焦点位置に端面が配置された出力用光ファイバ１４１〜１４７に導光される。
【００１１】
これら複数の光路切換手段は、図８に示すような光検出器等より構成されるミラー角度センサ部において、上述したように、レーザーダイオード（以下ＬＤと記す）を使用している。従って、ＬＤの耐用期間を考慮すれば前記待機中の光路切換手段に対しては効率よく制御する方法が考えられるが、前記特開２００１−２６４６６３号公報の明細書には特に記載がない。
【００１２】
一方、図９に示すように、例えば特開２０００−６８９４３号公報等の従来技術における光送信部は、データ変換回路３３０とコントロール信号変換回路３３１、コントローラ３３２、それにマルチプレクサ３３３で構成される符号変換部と、レーザ駆動回路３４０とＡＰＣ（オートパワーコントローラ）回路３４１、それにスイッチ駆動回路３４２で構成される駆動回路と、半導体レーザチップ３５０と光検出器３５１で構成される光源、及び光スイッチ素子３６０で構成されている。
【００１３】
ツイストペア線Ｐ１、Ｐ２からは、デジタル形式によるデータ信号と、伝送路管理用のコントロール信号が時分割多重され、符号変換部に入力される。
【００１４】
まず、データ信号は、データ変換回路３３０に入力され、光伝送に適した変調方式に変換される。一方、コントロール信号は、コントロール信号変換回路３３１に入力される。
【００１５】
データ信号とコントロール信号は、コントローラ３３２により制御されるマルチプレクサ３３３に入力され、時分割多重されてから、半導体レーザ駆動回路３４０に入力される。そこで、この半導体レーザ駆動回路３４０は、マルチプレクサ３３３から供給された信号に基いて半導体レーザチップ３５０を駆動し、光信号を発生させる。
【００１６】
このとき、半導体レーザチップ３５０から出力される光信号の一部は光検出器３５１に入射して電気信号に変換され、ＡＰＣ回路３４１に供給され、これにより、ＡＰＣ回路３４１は、半導体レーザ駆動回路３４０を制御し、半導体レーザチップ３５０からの光出力が一定になるように制御される。半導体レーザチップ３５０から発生された光信号は、光スイッチ素子３６０に入力される。
【００１７】
この光スイッチ素子３６０は、１個の光入射端Ａと２個の光出射端Ｂ、Ｃとを備え、光スイッチ駆動回路３４２から入力される制御信号に応じて、光入射端Ａから入力された光を一方の光出射端Ｂにそのまま伝播させるか、一部の光は他方の光出射端Ｃにも伝播させるかを任意に切換える働きをする。
【００１８】
そして、光入射端Ａには、半導体レーザチップ３５０の光出力側が結合され、一方の光出射端Ｂには光ファイバＬ１が結合され、他方の光出射端Ｃには光反射膜３６１が設けてある。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００１−２６４６６３号公報
【００２０】
【特許文献１】
特開２０００−６８９４３号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−６８９４３号公報は、光源の耐用期間が長く、高い信頼性を備えた光伝送装置を目的としているが、前記ミラー角度センサ部を有する光路切換手段においては特に記載がない。
【００２２】
すなわち、前記ミラー角度センサ部に用いる発光源としては、種々のものが考えられるが、いずれの発光源も耐用期間が存在する。耐用期間に近づくにつれ、発光パワーが下降したり、同様のパワーを得るのに必要な供給電流が上昇する等特性が劣化し、最終的にＬＤの素子破壊に至る。
【００２３】
また、前記光路切換手段を複数有する光路切換素子の光素子制御装置においては、例えば複数ある前記ミラー角度センサ部の発光源のうち、いずれか一つが壊れた場合にも装置故障となるため、係る発光源が多数使用されるほど装置故障の確率は高くなる。
【００２４】
また通常、発光源は発光パワーを低くして使用すれば耐用期間は延びるが、発光パワーを低くするとセンサ信号のＳ／Ｎ劣化を招き、前記光路切換素子のミラー位置決め精度に悪影響を及ぼす場合があるので発光パワーを低くするのも限界がある。
【００２５】
ＬＤの寿命は一般に発光パワーの１．９乗に反比例するから、低パワー状態では、単品を装置に使用する場合においては、寿命は十分に長いと考えられるが、光通信チャンネル数の増加に伴い、例えば前記光路切換素子が１００個の装置では、いずれか一つのＬＤが壊れた場合にも装置故障となるから、装置の寿命は、ＬＤ単体における寿命に対して１００倍のリスクを課せられることになってしまうことになる。
【００２６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光路切換素子における前記ミラー角度センサ部の光源の耐用期間を長期化させ、装置の信頼性を高めることのできる光素子制御装置を提供することを目的としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の光素子制御装置は、１または複数の入力用光ファイバと、１または複数の出力用光ファイバと、光路切換駆動制御信号に基づいて前記入力用ファイバから出射する通信光の光路を切り換えて出力用光ファイバに入射させる光路切換手段と、前記光路切換手段に光を照射する発光素子と、前記光路切換手段で反射された前記発光素子の光を受光し前記光路切換手段の偏向量信号を検出する偏向量検出傾きセンサと、前記偏向量検出傾きセンサが検出した前記偏向量信号を基に前記光路切換手段を駆動制御する前記光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段と、前記通信光を前記出力用光ファイバに導光する際としない際で前記発光素子の発光量を可変させる発光制御手段とを備えて構成される。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の光素子制御装置は、１または複数の入力用光ファイバと、１または複数の出力用光ファイバと、光路切換駆動制御信号に基づいて前記入力用ファイバから出射する通信光の光路を切り換えて出力用光ファイバに入射させる光路切換手段と、前記光路切換手段に光を照射する発光素子と、前記光路切換手段で反射された前記発光素子の光を受光し前記光路切換手段の偏向量信号を検出する偏向量検出傾きセンサと、前記偏向量検出傾きセンサが検出した前記偏向量信号を基に前記光路切換手段を駆動制御する前記光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段と、前記通信光を前記出力用光ファイバに導光しない際に前記発光素子を消灯させる発光制御手段とを備えて構成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００３０】
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は光路切換制御装置を示すブロック図、図２は図１の光路切換駆動手段の構成を示すブロック図、図３は図２の制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャートである。
【００３１】
（構成）
まず、図１を参照して本発明の第１の実施の形態に係る光素子制御装置の全体構成について説明する。この図１において、本発明の第１の実施の形態に係る光素子制御装置は、平行状態に置かれた複数の入力用光ファイバ３１〜３７と、前記複数の入力用光ファイバ３１〜３７に対して平行に配置されかつこれらから所定の距離離れた位置に配置された出力用光ファイバ４１〜４７と、前記入力用光ファイバ３１〜３７の端面に配置され前記光ファイバ３１〜３７の出射光を平行光にする入力光用コリメータレンズ７１〜７７と、入力光用コリメータレンズ７１〜７７からの平行光を所望の方向に反射させる入力用光路切換手段５１〜５７と、入力用光路切換手段５１〜５７で反射された平行光を出力用光ファイバ４１〜４７に入射させる出力用光路切換手段６１〜６７と、前記光路切換素子６１〜６７からの光を集光して前記出力用光ファイバ４１〜４７に導光する出力光用コリメータレンズ８１〜８７と、前記光路切換手段５１〜５７，６１〜６７の偏向量を検出し当該検出偏向量を基に前記光路切換手段５１〜５７，６１〜６７を駆動制御する光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段２１〜２７，９１〜９７と、前記光路切換駆動手段２１〜２７，９１〜９７を統括制御する統括制御部１０とを備えている。
【００３２】
なお、統括制御部１０は、大別すると、制御演算部１１と、記憶手段１２とから構成れさている。
【００３３】
ここに、前記制御演算部１１は、前記各光路切換駆動手段２１，２２，…，２７の制御部及び前記各光路切換駆動手段９１，９２，…，９７の制御部に接続されていて前記各光路切換駆動手段２１，２２，…，２７の制御部及び前記各光路切換駆動手段９１，９２，…，９７の制御部の駆動制御を統括的に行ったり、各種の演算処理を実行する。
【００３４】
また、前記記憶手段１２は、本発明の第１の実施の形態に係る光路切換制御装置を動作させるプログラムや、各種データを格納している。
【００３５】
次に、図２を使用して本発明の第１の実施の形態に係る光素子制御装置に用いられる光路切換手段及び光路切換駆動手段を示すブロック図について説明する。なお、図１において、入力用光路切換手段５１〜５７及び出力用光路切換手段６１〜６７は同一構成であるので、図２では入力用光路切換手段５１を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。また、図１において、前記光路切換駆動手段２１〜２７，９１〜９７は同一構成であるので、図２では光路切換駆動手段２１を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。
【００３６】
この図２において、前記入力用光路切換手段５１は、光通信用ミラー５１ａと、センサーミラー５１ｂと、コイル５１ｃ，５１ｄと、可動ホルダ５１ｅと、固定磁石５１ｆ，５１ｇとを備え、次のように構成されている。光通信光を反射する光通信用ミラー５１ａと、前記光通信用ミラー５１ａの裏面側に設けたセンサーミラー５１ｂと、コイル５１ｃ，５１ｄとが、可動ホルダ５１ｅに具備されている。この可動ホルダ５１ｅは、所定の回転軸（図示せず）の回りに回動可能に構成されている。
【００３７】
前記可動ホルダ５１ｅのコイル５１ｃ，５１ｄは、図２に示すように、固定磁石５１ｆ，５１ｇと対峙した状態に配置されている。前記コイル５１ｃ，５１ｄは、当該コイル５１ｃ，５１ｄに供給される駆動制御信号によって発生する電磁力と固定磁石５１ｆ，５１ｇから供給される磁界により、可動ホルダ５１ｅを所定の角度に回動制御できるように構成されている。
【００３８】
前記光路切換駆動手段２１は、発光素子駆動回路２１１と、発光素子２１２と、偏向量検出傾きセンサとしての分割ＰＤ２１３と、電流／電圧アンプ２１４と、差動アンプ２１５と、Ａ／Ｄコンバータ２１６と、Ｄ／Ａコンバータ２１７と、ミラー駆動回路２１８と、受光量検出部２１９と、制御部２２０と、メモリ２２１とを備え、次のように構成されている。
【００３９】
前記発光素子駆動回路２１１は前記制御部２２０の制御端子に接続されていて、前記制御部２２０により制御されるようになっている。発光素子駆動回路２１１は、発光素子２１２に電気的に接続されていて、発光素子２１２の発光量が発光素子駆動回路２１１からの駆動信号により制御されるようになっている。発光素子２１２を出射したセンサー光は、入力用光路切換手段５１のセンサーミラー５１ｂを反射して偏向量検出傾きセンサとしての分割ＰＤ２１３に入射するようになっている。
【００４０】
偏向量検出傾きセンサとしての分割ＰＤ２１３は、センサーミラー５１ｂの偏向量（角度）を検出できるようになっている。偏向量検出傾きセンサとしての分割ＰＤ２１３の出力端子は、電流／電圧アンプ２１４のプラス入力端子とマイナス入力端子とに接続されていて、当該分割ＰＤ２１３の検出信号に応じた出力信号を抵抗Ｒ３を介して差動アンプ２１５のマイナス入力端子に供給するとともに、Ａ／Ｄコンバータ２１６の入力端子に供給できるようになっている。前記Ａ／Ｄコンバータ２１６の出力端子は、制御部２２０に接続されていて、Ａ／Ｄコンバータ２１６で検出したセンサー出力を制御部２２０に与えられるようになっている。
【００４１】
前記電流／電圧アンプ２１４は、出力端子とマイナス入力端子の間に抵抗Ｒ２が接続されるとともに、プラス入力端子と所定の電源との間に抵抗Ｒ１が接続された構成をしており、電流信号を電圧信号に変換できるようになっている。
【００４２】
前記差動アンプ２１５は、マイナス入力端子と出力端子との間に抵抗Ｒ４が接続されており、かつ、プラス入力端子にＤ／Ａコンバータ２１７の出力端子が接続されている。この差動アンプ２１５は、一種の比較器の役割を果たし、Ｄ／Ａコンバータ２１７から供給される制御電圧と、センサー出力信号との差の偏差信号を形成し、その偏差信号をミラー駆動回路２１８に供給できるようになっている。
【００４３】
前記Ｄ／Ａコンバータ２１７は、制御部２２０からの駆動信号により動作して所定のアナログ電圧を差動アンプ２１５に供給できるようになっている。なお、Ａ／Ｄコンバータ２１６及びＤ／Ａコンバータ２１７には、基準電圧源２５０から基準電圧Ｖｒｅｆが供給されるようになっている。
【００４４】
制御部２２０には、出力用光ファイバ４１〜４７夫々の光量モニタである受光量検出部２１９からの検出信号が入力されるようになっており、この受光量検出部２１９からの検出信号を基に前記出力用光ファイバ４１〜４７が待機状態にあるか光通信状態にあるかを判断することができるようになっている。
【００４５】
前記制御部２２０にはメモリ２２１が接続されており、前記メモリ２２１に格納されている動作プログラムにより制御部２２０が所定の動作を実行できる。前記制御部２２０は、前記メモリ２２１の動作プログラムを実行することにより、指示電圧値（傾き制御信号）を差動アンプ２１５に供給し、差動アンプ２１５は、分割ＰＤ２１３・電流／電圧アンプ２１４から与えられる検出信号と前記傾き制御信号とを比較し、その比較した結果の偏差信号をミラー駆動回路２１８に供給するようになっている。
【００４６】
前記ミラー駆動回路２１８は、前記差動アンプ２１５からの偏差信号あるいは制御部２２０からの制御信号に基づき、コイル５１ｃ，５１ｄに駆動制御信号を供給できるようになっている。
【００４７】
なお、前記制御部２２０は、前記統括制御部１０からの統括指令に基づき動作するようになっている。
【００４８】
（作用）
まず、制御部２２０は、統括制御部１０から入力用光ファイバ３１〜３７と出力用光ファイバ４１〜４７との光結合指示を受けると、必要とされるミラー角度に対する角度制御データを記憶手段１２から読み出し、当該読み出した角度制御データをＤ／Ａコンバータ２１７に与える。Ｄ／Ａコンバータ２１７は、制御すべき角度に対する指示電圧値（傾き制御信号）を差動アンプ２１５に与える。差動アンプ２１５は、分割ＰＤ２１３及び電流／電圧アンプ２１４からの出力電圧が、前記指示電圧値（傾き制御信号）に一致するような偏差信号を形成し、ミラー駆動回路２１８に与える。ミラー駆動回路２１８は、前記偏差信号から形成した駆動制御信号を入力用光路切換手段５１のコイル５１ｃ，５１ｄに与えて、入力用光路切換手段５１の光通信用ミラー５１ａを光結合させる角度に維持するようにサーボ制御する。
【００４９】
このようなサーボ制御をしている際に、光結合精度向上のため、前記出力用光ファイバ４１〜４７の夫々の光量を受光量検出部２１９で検出し、当該受光量検出部２１９で最大の光量が得られるように、制御部２２０は前記指示電圧値（傾き制御信号）の微調整を実施する。
【００５０】
図３に、光路切換手段が待機状態の際に、低パワー状態に設定されるフロー図を示す。図３に示すように、ステップＳ１で制御部２２０は統括制御部１０から通信結合状態を変更する命令を受信すると、ステップＳ２で待機状態から動作状態になる光通信用ミラー５１ａの存在有無を確認し、存在すると判断された場合にはステップＳ３で動作状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を通常発光状態にしてステップＳ４に進み、待機状態から動作状態にする光通信用ミラー５１ａが存在しないと判断された場合にはそのままステップＳ４に進む。
【００５１】
ステップＳ４では、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａの存在有無を確認し、存在すると判断された場合にはステップＳ５で待機状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を低パワー状態にしてステップＳ６に進み、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａが存在しないと判断された場合にはそのままステップＳ６に進む。
【００５２】
ステップＳ６では、指示された方向に偏向されていない光通信用ミラー５１ａを指示された方向に偏向して処理を終了する。
【００５３】
上記の処理により、ある光路切換手段を用いての通信状態が終了したら、該光路切換手段の発光素子２１２のパワーを低下させる。前記光路切換手段を再び光通信に使用する命令が発令されたら、該光路切換手段の発光素子２１２のパワーを通常使用状態に戻し、その後命令に従って該光路切換手段の光通信用ミラーを目的の方向に偏向させる。また、待機状態の前記光路切換手段は、発光素子２１２のパワーを低パワー制御することによりおおよそのミラー位置制御は可能であるから、ミラー位置決めサーボ機能を用いて前記光路切換手段の光通信用ミラーを所望の角度で保持することが可能となる。
【００５４】
（効果）
このように本実施の形態では、光路切換手段の、発光素子２１２のパワーを、光通信時は通常パワーに、待機状態時は低パワー状態、あるいは消灯状態にすることにより、前記発光素子２１２の消耗を少なくでき、光素子制御装置の耐用期間を長期化することができる。
【００５５】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と構成は同じであり、制御部２２０における作用が異なる。
【００５７】
（作用）
図４に、待機状態において低パワー状態にする場合の本実施の形態のフロー図を示す。
【００５８】
本実施の形態では、図４に示すように、第１の実施の形態のステップＳ３及びＳ５の処理の代わりにステップＳ１３及びＳ１５の処理がなされる。
【００５９】
すなわち、ステップＳ３の処理に代わるステップＳ１３においては、待機状態から動作状態になる光通信用ミラー５１ａが存在すると判断された場合に動作状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を通常発光状態にすると同時に、電流／電圧アンプ２１４のゲインを、発光素子２１２の通常パワーによるセンサーゲインの増加を補償するように下げ、ステップＳ４に進む。
【００６０】
また、ステップＳ５の処理に代わるステップＳ１５においては、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａが存在すると判断された場合に待機状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を低パワー状態にすると同時に、電流／電圧アンプ２１４のゲインを、発光素子２１２の低パワーによるセンサーゲインの減少を補償するように上昇させステップＳ６に進む。
【００６１】
本実施の形態では、ある光路切換手段を用いての通信状態が終了したら、光路切換手段の発光素子２１２の光量を低下させると同時に電流／電圧アンプ２１４のゲインを、発光素子２１２の低パワーによるセンサーゲインの減少を補償するように上昇させる。前記光路切換手段を再び光通信に使用する命令が発令されたら、該光路切換手段の発光素子２１２のパワーを通常使用に戻すと同時に、電流／電圧アンプ２１４のゲインも元に戻し、その後命令に従って該光路切換手段の光通信用ミラーを目的の方向に偏向させる。
【００６２】
（効果）
このように本実施の形態のおいては、前記発光素子２１２のパワーを低下させると、分割ＰＤ２１３の出力も低下して、サーボゲインが低下する。そのため、前記発光源のパワーを低下し過ぎるとサーボの位相余裕やゲイン余裕が無くなって発振してしまう恐れがある。そこで本実施の形態では、電流／電圧アンプ２１４のゲインを前記発光素子２１２の発光パワーに合わせて変更することにより、サーボ制御の発振を回避している。
【００６３】
図５及び図６は本発明の第３の実施の形態に係わり、図５は制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャート、図６は図５の処理で制御される発光素子を構成するＬＤの発光特性を示す図である。
【００６４】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態と構成は同じであり、制御部２２０における作用が異なる。
【００６５】
（作用）
図５に、待機状態において低パワー状態にする場合の本実施の形態のフロー図を示す。
【００６６】
本実施の形態では、図５に示すように、第１の実施の形態のステップＳ５の処理の代わりにステップＳ２５の処理がなされる。
【００６７】
すなわち、ステップＳ５の処理に代わるステップＳ２５においては、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａが発生する場合に待機状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を消灯状態にしてステップＳ６に進む。
【００６８】
本実施の形態では、ある光路切換手段を用いての通信状態が終了したら、該光路切換手段の発光素子２１２を消灯し、前記光路切換手段を再び光通信に使用する命令が発令されたら、該光路切換え素子の前記発光素子２１２のパワーを通常使用状態に戻し、その後命令に従って該光路切換手段の光通信用を目的の方向に偏向させる。
【００６９】
（効果）
このように本実施の形態のおいては、待機状態では発光素子２１２を消灯することで、上記第１及び第２の実施の形態に比べ、より発光素子２１２の耐用年数を長くすることがきる。
【００７０】
また、発光素子２１２は発熱源でもあるから、消灯することで発熱量も変化する。該発熱量の変化は、該光路切換手段およびその周辺部位の温度分布状態を変化させ、微妙に該光路切換手段の構造体の変形を発生する恐れがある。
【００７１】
該光路切換手段のミラー傾きが１ｍｒａｄ（１ミリラジアン）とごく微小な角度変化に対しても、出力ファイバに入射する通信光量は数ｄＢも変化する場合も想定されるので、該光光路切換手段およびその周辺部位の温度分布状態の変化は、少ない方が好ましい。
【００７２】
発光素子２１２を構成するレーザーダイオード（ＬＤ）は、電流と発光パワーの関係が図６に示すようになっており、ＬＤに流す電流をゼロにしなくとも、該電流が閥値以下に設定されれば消灯する。そこで、図５に示すように消灯させる際は、発光素子２１２の電流値を図６の閥値かそれより若干小さい値に設定すれば、消灯時から発光時に移行した際の前記ＬＤ発熱量変化は微小となるので、該光路切換手段およびその周辺部位の温度分布状態変化が抑制される。従って、該光路切換手段の構造体の変形を抑止できる。
【００７３】
つまり、ＬＤのように供給される電流が閥値を超えた時点で発光を開始する発光素子２１２を使用している場合は、消灯時に供給される電流を閥値かそれをわずかに下回る値にすることにより、消灯時と発光時との発熱量の差は微小となる。従って、前記ＬＤ発光時と消灯時での温度分布状態変化が、該光路切換手段の構造体を変形させる不具合を抑止し、光通信時の該光路切換手段のミラー傾きエラーを抑止することができる。
【００７４】
また、前記閥値近傍でのＬＤ制御は、ＬＤの出力安定時間の短縮、波長安定時間の短縮にも効果があり、前記光路切換手段を短時間で安定させることができる。
【００７５】
ただし、ＬＤは一般に使用環境温度の変化によって閾値ポイントが移動するから、本実施の形態では該閾値ポイントの移動を考慮して、待機状態の駆動電流を設定していることは言うまでもない。
【００７６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光路切換素子における前記ミラー角度センサ部の光源の耐用期間を長期化させ、装置の信頼性を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光路切換制御装置を示すブロック図
【図２】図１の光路切換駆動手段の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る図２の制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャート
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャート
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャート
【図６】図５の処理で制御される発光素子を構成するＬＤの発光特性を示す図
【図７】従来の光素子制御装置を示す図
【図８】従来の光素子制御装置で使用される入力用光路切換手段及び光路切換駆動手段の構成を示すブロック図
【図９】従来の光送信部の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０…統括制御部
１１…制御演算部
１２…記憶手段
２１〜２７，９１〜９７…光路切換駆動手段
３１〜３７…入力用光ファイバ
４１〜４７…出力用光ファイバ
５１〜５７…入力用光路切換手段
６１〜６７…出力用光路切換手段
７１〜７７…入力光用コリメータレンズ
８１〜８７…出力光用コリメータレンズ
２１１…発光素子駆動回路
２１２…発光素子
２１３…分割ＰＤ
２１４…電流／電圧アンプ
２１５…差動アンプ
２１６…Ａ／Ｄコンバータ
２１７…Ｄ／Ａコンバータ
２１８…ミラー駆動回路
２１９…受光量検出部
２２０…制御部
２２１…メモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に用いられ、光路切換素子により光通信光の光路を切り換え可能にした光素子制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の光素子制御装置としては、１または複数の入力用光ファイバと、１または複数の出力用光ファイバと、光路切換駆動制御信号に基づいて前記入力用ファイバから出射する光通信光の光路を切り換えて出力用光ファイバに入射させる光路切換手段と、前記光路切換手段の偏向量を検出し当該検出偏向量を基に前記光路切換手段を駆動制御する前記光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段とからなるものとして知られている。
【０００３】
図７は、従来の光素子制御装置を示す図である。この図７において、従来の光素子制御装置は、平行状態に置かれた複数の入力用光ファイバ１３１〜１３７と、前記複数の入力用光ファイバ１３１〜１３７に対して平行に配置されかつこれらから所定の距離離れた位置に配置された出力用光ファイバ１４１〜１４７と、前記入力用光ファイバ１３１〜１３７の端面に配置され前記光ファイバ１３１〜１３７の出射光を平行光にする入力光用コリメータレンズ１７１〜１７７と、入力光用コリメータレンズ１７１〜１７７からの平行光を所望の方向に反射させる入力用光路切換手段１５１〜１５７と、入力用光路切換手段１５１〜１５７で反射された平行光を出力用光ファイバ１４１〜１４７に入射させる出力用光路切換手段１６１〜１６７と、前記出力用光路切換手段１６１〜１６７からの光を集光して前記出力用光ファイバ１４１〜１４７に導光する出力光用コリメータレンズ１８１〜１８７と、前記光路切換手段１５１〜１５７，１６１〜１６７の偏向量を検出し当該検出偏向量を基に前記光路切換手段１５１〜１５７，１６１〜１６７を駆動制御する光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段１２１〜１２７，１９１〜１９７とを備えたものである。
【０００４】
図８は、特開２００１−２６４６６３号公報に示される従来の光素子制御装置で使用される入力用光路切換手段及び光路切換駆動手段からなる光路切換素子の構成を示すブロック図である。なお、図７において、入力用光路切換手段１５１〜１５７及び出力用光路切換手段１６１〜１６７は同一構成であるので、図８では入力用光路切換手段１５１を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。また、図７において、前記光路切換駆動手段１２１〜１２７，１９１〜１９７は同一構成であるので、図８では光路切換駆動手段１２１を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。
【０００５】
この図８に示す従来の光路切換素子は、入力用光路切換手段１５１と、光路切換駆動手段１２１とから構成されている。
【０００６】
これらの詳細についてさらに説明すると、前記入力用光路切換手段１５１は、光通信用ミラー１５１ａと、前記光通信用ミラー１５１ａの反対側に設けたセンサーミラー１５１ｂとを備え、これらがＸ軸の回りに回動可能に構成されている。前記光通信用ミラー１５１ａが光通信用の光ビームの反射に、前記センサーミラー１５１ｂが角度制御に、それぞれ用いられるようになっている。
【０００７】
また、光路切換駆動手段１２１は、レーザーダイオード１２２と、このレーザーダイオード１２２を駆動するＬＤ駆動回路１２３と、レーザーダイオード１２２から照射された光ビームの光量を制御する濃度フィルタ１２４と、この濃度フィルタ１２４を通り前記センサーミラー１５１ｂで反射された光ビームを受光する２次元検出平面１２５ａを有する光検出器１２５と、前記光検出器１２５からの検出信号を基に前記入力用光路切換手段１５１の角度を制御する駆動系に制御駆動電流を供給する光位置検出処理回路１２６とから構成されている。
【０００８】
なお、前記入力用光路切換手段１５２〜１５７及び前記出力用光路切換手段１６１〜１６７は、前記入力用光路切換手段１５１と同様に構成され、かつ、前記光路切換手段１５２〜１５７及び前記光路切換手段１６１〜１６７を前記光路切換駆動手段１２１〜１２７，１９１〜１９７で制御するようにすることにより、前記入力用光路切換手段１５１〜１５７及び前記出力用光路切換手段１６１〜１６７の角度調整を行うことができる。
【０００９】
このような構成をした従来装置の動作を以下に説明する。入力用光ファイバ１３１〜１３７から出力された出力光は、入力光用コリメータレンズ１７１〜１７７で平行光とされた後、入力用光路切換手段１５１〜１５７により出力用光路切換手段１６１〜１６７側に偏向される。
【００１０】
前記出力用光路切換手段１６１〜１６７で反射された出力光は、出力光用コリメータレンズ１８１〜１８７で集光されて、出力光用コリメータレンズ１８１〜１８７の焦点位置に端面が配置された出力用光ファイバ１４１〜１４７に導光される。
【００１１】
これら複数の光路切換手段は、図８に示すような光検出器等より構成されるミラー角度センサ部において、上述したように、レーザーダイオード（以下ＬＤと記す）を使用している。従って、ＬＤの耐用期間を考慮すれば前記待機中の光路切換手段に対しては効率よく制御する方法が考えられるが、前記特開２００１−２６４６６３号公報の明細書には特に記載がない。
【００１２】
一方、図９に示すように、例えば特開２０００−６８９４３号公報等の従来技術における光送信部は、データ変換回路３３０とコントロール信号変換回路３３１、コントローラ３３２、それにマルチプレクサ３３３で構成される符号変換部と、レーザ駆動回路３４０とＡＰＣ（オートパワーコントローラ）回路３４１、それにスイッチ駆動回路３４２で構成される駆動回路と、半導体レーザチップ３５０と光検出器３５１で構成される光源、及び光スイッチ素子３６０で構成されている。
【００１３】
ツイストペア線Ｐ１、Ｐ２からは、デジタル形式によるデータ信号と、伝送路管理用のコントロール信号が時分割多重され、符号変換部に入力される。
【００１４】
まず、データ信号は、データ変換回路３３０に入力され、光伝送に適した変調方式に変換される。一方、コントロール信号は、コントロール信号変換回路３３１に入力される。
【００１５】
データ信号とコントロール信号は、コントローラ３３２により制御されるマルチプレクサ３３３に入力され、時分割多重されてから、半導体レーザ駆動回路３４０に入力される。そこで、この半導体レーザ駆動回路３４０は、マルチプレクサ３３３から供給された信号に基いて半導体レーザチップ３５０を駆動し、光信号を発生させる。
【００１６】
このとき、半導体レーザチップ３５０から出力される光信号の一部は光検出器３５１に入射して電気信号に変換され、ＡＰＣ回路３４１に供給され、これにより、ＡＰＣ回路３４１は、半導体レーザ駆動回路３４０を制御し、半導体レーザチップ３５０からの光出力が一定になるように制御される。半導体レーザチップ３５０から発生された光信号は、光スイッチ素子３６０に入力される。
【００１７】
この光スイッチ素子３６０は、１個の光入射端Ａと２個の光出射端Ｂ、Ｃとを備え、光スイッチ駆動回路３４２から入力される制御信号に応じて、光入射端Ａから入力された光を一方の光出射端Ｂにそのまま伝播させるか、一部の光は他方の光出射端Ｃにも伝播させるかを任意に切換える働きをする。
【００１８】
そして、光入射端Ａには、半導体レーザチップ３５０の光出力側が結合され、一方の光出射端Ｂには光ファイバＬ１が結合され、他方の光出射端Ｃには光反射膜３６１が設けてある。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００１−２６４６６３号公報
【００２０】
【特許文献１】
特開２０００−６８９４３号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−６８９４３号公報は、光源の耐用期間が長く、高い信頼性を備えた光伝送装置を目的としているが、前記ミラー角度センサ部を有する光路切換手段においては特に記載がない。
【００２２】
すなわち、前記ミラー角度センサ部に用いる発光源としては、種々のものが考えられるが、いずれの発光源も耐用期間が存在する。耐用期間に近づくにつれ、発光パワーが下降したり、同様のパワーを得るのに必要な供給電流が上昇する等特性が劣化し、最終的にＬＤの素子破壊に至る。
【００２３】
また、前記光路切換手段を複数有する光路切換素子の光素子制御装置においては、例えば複数ある前記ミラー角度センサ部の発光源のうち、いずれか一つが壊れた場合にも装置故障となるため、係る発光源が多数使用されるほど装置故障の確率は高くなる。
【００２４】
また通常、発光源は発光パワーを低くして使用すれば耐用期間は延びるが、発光パワーを低くするとセンサ信号のＳ／Ｎ劣化を招き、前記光路切換素子のミラー位置決め精度に悪影響を及ぼす場合があるので発光パワーを低くするのも限界がある。
【００２５】
ＬＤの寿命は一般に発光パワーの１．９乗に反比例するから、低パワー状態では、単品を装置に使用する場合においては、寿命は十分に長いと考えられるが、光通信チャンネル数の増加に伴い、例えば前記光路切換素子が１００個の装置では、いずれか一つのＬＤが壊れた場合にも装置故障となるから、装置の寿命は、ＬＤ単体における寿命に対して１００倍のリスクを課せられることになってしまうことになる。
【００２６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光路切換素子における前記ミラー角度センサ部の光源の耐用期間を長期化させ、装置の信頼性を高めることのできる光素子制御装置を提供することを目的としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の光素子制御装置は、１または複数の入力用光ファイバと、１または複数の出力用光ファイバと、光路切換駆動制御信号に基づいて前記入力用ファイバから出射する通信光の光路を切り換えて出力用光ファイバに入射させる光路切換手段と、前記光路切換手段に光を照射する発光素子と、前記光路切換手段で反射された前記発光素子の光を受光し前記光路切換手段の偏向量信号を検出する偏向量検出傾きセンサと、前記偏向量検出傾きセンサが検出した前記偏向量信号を基に前記光路切換手段を駆動制御する前記光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段と、前記通信光を前記出力用光ファイバに導光する際としない際で前記発光素子の発光量を可変させる発光制御手段とを備えて構成される。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の光素子制御装置は、１または複数の入力用光ファイバと、１または複数の出力用光ファイバと、光路切換駆動制御信号に基づいて前記入力用ファイバから出射する通信光の光路を切り換えて出力用光ファイバに入射させる光路切換手段と、前記光路切換手段に光を照射する発光素子と、前記光路切換手段で反射された前記発光素子の光を受光し前記光路切換手段の偏向量信号を検出する偏向量検出傾きセンサと、前記偏向量検出傾きセンサが検出した前記偏向量信号を基に前記光路切換手段を駆動制御する前記光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段と、前記通信光を前記出力用光ファイバに導光しない際に前記発光素子を消灯させる発光制御手段とを備えて構成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００３０】
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は光路切換制御装置を示すブロック図、図２は図１の光路切換駆動手段の構成を示すブロック図、図３は図２の制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャートである。
【００３１】
（構成）
まず、図１を参照して本発明の第１の実施の形態に係る光素子制御装置の全体構成について説明する。この図１において、本発明の第１の実施の形態に係る光素子制御装置は、平行状態に置かれた複数の入力用光ファイバ３１〜３７と、前記複数の入力用光ファイバ３１〜３７に対して平行に配置されかつこれらから所定の距離離れた位置に配置された出力用光ファイバ４１〜４７と、前記入力用光ファイバ３１〜３７の端面に配置され前記光ファイバ３１〜３７の出射光を平行光にする入力光用コリメータレンズ７１〜７７と、入力光用コリメータレンズ７１〜７７からの平行光を所望の方向に反射させる入力用光路切換手段５１〜５７と、入力用光路切換手段５１〜５７で反射された平行光を出力用光ファイバ４１〜４７に入射させる出力用光路切換手段６１〜６７と、前記光路切換素子６１〜６７からの光を集光して前記出力用光ファイバ４１〜４７に導光する出力光用コリメータレンズ８１〜８７と、前記光路切換手段５１〜５７，６１〜６７の偏向量を検出し当該検出偏向量を基に前記光路切換手段５１〜５７，６１〜６７を駆動制御する光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段２１〜２７，９１〜９７と、前記光路切換駆動手段２１〜２７，９１〜９７を統括制御する統括制御部１０とを備えている。
【００３２】
なお、統括制御部１０は、大別すると、制御演算部１１と、記憶手段１２とから構成れさている。
【００３３】
ここに、前記制御演算部１１は、前記各光路切換駆動手段２１，２２，…，２７の制御部及び前記各光路切換駆動手段９１，９２，…，９７の制御部に接続されていて前記各光路切換駆動手段２１，２２，…，２７の制御部及び前記各光路切換駆動手段９１，９２，…，９７の制御部の駆動制御を統括的に行ったり、各種の演算処理を実行する。
【００３４】
また、前記記憶手段１２は、本発明の第１の実施の形態に係る光路切換制御装置を動作させるプログラムや、各種データを格納している。
【００３５】
次に、図２を使用して本発明の第１の実施の形態に係る光素子制御装置に用いられる光路切換手段及び光路切換駆動手段を示すブロック図について説明する。なお、図１において、入力用光路切換手段５１〜５７及び出力用光路切換手段６１〜６７は同一構成であるので、図２では入力用光路切換手段５１を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。また、図１において、前記光路切換駆動手段２１〜２７，９１〜９７は同一構成であるので、図２では光路切換駆動手段２１を代表させて説明し、他のものの構成の説明を省略する。
【００３６】
この図２において、前記入力用光路切換手段５１は、光通信用ミラー５１ａと、センサーミラー５１ｂと、コイル５１ｃ，５１ｄと、可動ホルダ５１ｅと、固定磁石５１ｆ，５１ｇとを備え、次のように構成されている。光通信光を反射する光通信用ミラー５１ａと、前記光通信用ミラー５１ａの裏面側に設けたセンサーミラー５１ｂと、コイル５１ｃ，５１ｄとが、可動ホルダ５１ｅに具備されている。この可動ホルダ５１ｅは、所定の回転軸（図示せず）の回りに回動可能に構成されている。
【００３７】
前記可動ホルダ５１ｅのコイル５１ｃ，５１ｄは、図２に示すように、固定磁石５１ｆ，５１ｇと対峙した状態に配置されている。前記コイル５１ｃ，５１ｄは、当該コイル５１ｃ，５１ｄに供給される駆動制御信号によって発生する電磁力と固定磁石５１ｆ，５１ｇから供給される磁界により、可動ホルダ５１ｅを所定の角度に回動制御できるように構成されている。
【００３８】
前記光路切換駆動手段２１は、発光素子駆動回路２１１と、発光素子２１２と、偏向量検出傾きセンサとしての分割ＰＤ２１３と、電流／電圧アンプ２１４と、差動アンプ２１５と、Ａ／Ｄコンバータ２１６と、Ｄ／Ａコンバータ２１７と、ミラー駆動回路２１８と、受光量検出部２１９と、制御部２２０と、メモリ２２１とを備え、次のように構成されている。
【００３９】
前記発光素子駆動回路２１１は前記制御部２２０の制御端子に接続されていて、前記制御部２２０により制御されるようになっている。発光素子駆動回路２１１は、発光素子２１２に電気的に接続されていて、発光素子２１２の発光量が発光素子駆動回路２１１からの駆動信号により制御されるようになっている。発光素子２１２を出射したセンサー光は、入力用光路切換手段５１のセンサーミラー５１ｂを反射して偏向量検出傾きセンサとしての分割ＰＤ２１３に入射するようになっている。
【００４０】
偏向量検出傾きセンサとしての分割ＰＤ２１３は、センサーミラー５１ｂの偏向量（角度）を検出できるようになっている。偏向量検出傾きセンサとしての分割ＰＤ２１３の出力端子は、電流／電圧アンプ２１４のプラス入力端子とマイナス入力端子とに接続されていて、当該分割ＰＤ２１３の検出信号に応じた出力信号を抵抗Ｒ３を介して差動アンプ２１５のマイナス入力端子に供給するとともに、Ａ／Ｄコンバータ２１６の入力端子に供給できるようになっている。前記Ａ／Ｄコンバータ２１６の出力端子は、制御部２２０に接続されていて、Ａ／Ｄコンバータ２１６で検出したセンサー出力を制御部２２０に与えられるようになっている。
【００４１】
前記電流／電圧アンプ２１４は、出力端子とマイナス入力端子の間に抵抗Ｒ２が接続されるとともに、プラス入力端子と所定の電源との間に抵抗Ｒ１が接続された構成をしており、電流信号を電圧信号に変換できるようになっている。
【００４２】
前記差動アンプ２１５は、マイナス入力端子と出力端子との間に抵抗Ｒ４が接続されており、かつ、プラス入力端子にＤ／Ａコンバータ２１７の出力端子が接続されている。この差動アンプ２１５は、一種の比較器の役割を果たし、Ｄ／Ａコンバータ２１７から供給される制御電圧と、センサー出力信号との差の偏差信号を形成し、その偏差信号をミラー駆動回路２１８に供給できるようになっている。
【００４３】
前記Ｄ／Ａコンバータ２１７は、制御部２２０からの駆動信号により動作して所定のアナログ電圧を差動アンプ２１５に供給できるようになっている。なお、Ａ／Ｄコンバータ２１６及びＤ／Ａコンバータ２１７には、基準電圧源２５０から基準電圧Ｖｒｅｆが供給されるようになっている。
【００４４】
制御部２２０には、出力用光ファイバ４１〜４７夫々の光量モニタである受光量検出部２１９からの検出信号が入力されるようになっており、この受光量検出部２１９からの検出信号を基に前記出力用光ファイバ４１〜４７が待機状態にあるか光通信状態にあるかを判断することができるようになっている。
【００４５】
前記制御部２２０にはメモリ２２１が接続されており、前記メモリ２２１に格納されている動作プログラムにより制御部２２０が所定の動作を実行できる。前記制御部２２０は、前記メモリ２２１の動作プログラムを実行することにより、指示電圧値（傾き制御信号）を差動アンプ２１５に供給し、差動アンプ２１５は、分割ＰＤ２１３・電流／電圧アンプ２１４から与えられる検出信号と前記傾き制御信号とを比較し、その比較した結果の偏差信号をミラー駆動回路２１８に供給するようになっている。
【００４６】
前記ミラー駆動回路２１８は、前記差動アンプ２１５からの偏差信号あるいは制御部２２０からの制御信号に基づき、コイル５１ｃ，５１ｄに駆動制御信号を供給できるようになっている。
【００４７】
なお、前記制御部２２０は、前記統括制御部１０からの統括指令に基づき動作するようになっている。
【００４８】
（作用）
まず、制御部２２０は、統括制御部１０から入力用光ファイバ３１〜３７と出力用光ファイバ４１〜４７との光結合指示を受けると、必要とされるミラー角度に対する角度制御データを記憶手段１２から読み出し、当該読み出した角度制御データをＤ／Ａコンバータ２１７に与える。Ｄ／Ａコンバータ２１７は、制御すべき角度に対する指示電圧値（傾き制御信号）を差動アンプ２１５に与える。差動アンプ２１５は、分割ＰＤ２１３及び電流／電圧アンプ２１４からの出力電圧が、前記指示電圧値（傾き制御信号）に一致するような偏差信号を形成し、ミラー駆動回路２１８に与える。ミラー駆動回路２１８は、前記偏差信号から形成した駆動制御信号を入力用光路切換手段５１のコイル５１ｃ，５１ｄに与えて、入力用光路切換手段５１の光通信用ミラー５１ａを光結合させる角度に維持するようにサーボ制御する。
【００４９】
このようなサーボ制御をしている際に、光結合精度向上のため、前記出力用光ファイバ４１〜４７の夫々の光量を受光量検出部２１９で検出し、当該受光量検出部２１９で最大の光量が得られるように、制御部２２０は前記指示電圧値（傾き制御信号）の微調整を実施する。
【００５０】
図３に、光路切換手段が待機状態の際に、低パワー状態に設定されるフロー図を示す。図３に示すように、ステップＳ１で制御部２２０は統括制御部１０から通信結合状態を変更する命令を受信すると、ステップＳ２で待機状態から動作状態になる光通信用ミラー５１ａの存在有無を確認し、存在すると判断された場合にはステップＳ３で動作状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を通常発光状態にしてステップＳ４に進み、待機状態から動作状態にする光通信用ミラー５１ａが存在しないと判断された場合にはそのままステップＳ４に進む。
【００５１】
ステップＳ４では、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａの存在有無を確認し、存在すると判断された場合にはステップＳ５で待機状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を低パワー状態にしてステップＳ６に進み、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａが存在しないと判断された場合にはそのままステップＳ６に進む。
【００５２】
ステップＳ６では、指示された方向に偏向されていない光通信用ミラー５１ａを指示された方向に偏向して処理を終了する。
【００５３】
上記の処理により、ある光路切換手段を用いての通信状態が終了したら、該光路切換手段の発光素子２１２のパワーを低下させる。前記光路切換手段を再び光通信に使用する命令が発令されたら、該光路切換手段の発光素子２１２のパワーを通常使用状態に戻し、その後命令に従って該光路切換手段の光通信用ミラーを目的の方向に偏向させる。また、待機状態の前記光路切換手段は、発光素子２１２のパワーを低パワー制御することによりおおよそのミラー位置制御は可能であるから、ミラー位置決めサーボ機能を用いて前記光路切換手段の光通信用ミラーを所望の角度で保持することが可能となる。
【００５４】
（効果）
このように本実施の形態では、光路切換手段の、発光素子２１２のパワーを、光通信時は通常パワーに、待機状態時は低パワー状態、あるいは消灯状態にすることにより、前記発光素子２１２の消耗を少なくでき、光素子制御装置の耐用期間を長期化することができる。
【００５５】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と構成は同じであり、制御部２２０における作用が異なる。
【００５７】
（作用）
図４に、待機状態において低パワー状態にする場合の本実施の形態のフロー図を示す。
【００５８】
本実施の形態では、図４に示すように、第１の実施の形態のステップＳ３及びＳ５の処理の代わりにステップＳ１３及びＳ１５の処理がなされる。
【００５９】
すなわち、ステップＳ３の処理に代わるステップＳ１３においては、待機状態から動作状態になる光通信用ミラー５１ａが存在すると判断された場合に動作状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を通常発光状態にすると同時に、電流／電圧アンプ２１４のゲインを、発光素子２１２の通常パワーによるセンサーゲインの増加を補償するように下げ、ステップＳ４に進む。
【００６０】
また、ステップＳ５の処理に代わるステップＳ１５においては、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａが存在すると判断された場合に待機状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を低パワー状態にすると同時に、電流／電圧アンプ２１４のゲインを、発光素子２１２の低パワーによるセンサーゲインの減少を補償するように上昇させステップＳ６に進む。
【００６１】
本実施の形態では、ある光路切換手段を用いての通信状態が終了したら、光路切換手段の発光素子２１２の光量を低下させると同時に電流／電圧アンプ２１４のゲインを、発光素子２１２の低パワーによるセンサーゲインの減少を補償するように上昇させる。前記光路切換手段を再び光通信に使用する命令が発令されたら、該光路切換手段の発光素子２１２のパワーを通常使用に戻すと同時に、電流／電圧アンプ２１４のゲインも元に戻し、その後命令に従って該光路切換手段の光通信用ミラーを目的の方向に偏向させる。
【００６２】
（効果）
このように本実施の形態のおいては、前記発光素子２１２のパワーを低下させると、分割ＰＤ２１３の出力も低下して、サーボゲインが低下する。そのため、前記発光源のパワーを低下し過ぎるとサーボの位相余裕やゲイン余裕が無くなって発振してしまう恐れがある。そこで本実施の形態では、電流／電圧アンプ２１４のゲインを前記発光素子２１２の発光パワーに合わせて変更することにより、サーボ制御の発振を回避している。
【００６３】
図５及び図６は本発明の第３の実施の形態に係わり、図５は制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャート、図６は図５の処理で制御される発光素子を構成するＬＤの発光特性を示す図である。
【００６４】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態と構成は同じであり、制御部２２０における作用が異なる。
【００６５】
（作用）
図５に、待機状態において低パワー状態にする場合の本実施の形態のフロー図を示す。
【００６６】
本実施の形態では、図５に示すように、第１の実施の形態のステップＳ５の処理の代わりにステップＳ２５の処理がなされる。
【００６７】
すなわち、ステップＳ５の処理に代わるステップＳ２５においては、動作状態から待機状態になる光通信用ミラー５１ａが発生する場合に待機状態になるセンサーミラー５１ｂのセンサー光源である発光素子２１２を消灯状態にしてステップＳ６に進む。
【００６８】
本実施の形態では、ある光路切換手段を用いての通信状態が終了したら、該光路切換手段の発光素子２１２を消灯し、前記光路切換手段を再び光通信に使用する命令が発令されたら、該光路切換え素子の前記発光素子２１２のパワーを通常使用状態に戻し、その後命令に従って該光路切換手段の光通信用を目的の方向に偏向させる。
【００６９】
（効果）
このように本実施の形態のおいては、待機状態では発光素子２１２を消灯することで、上記第１及び第２の実施の形態に比べ、より発光素子２１２の耐用年数を長くすることがきる。
【００７０】
また、発光素子２１２は発熱源でもあるから、消灯することで発熱量も変化する。該発熱量の変化は、該光路切換手段およびその周辺部位の温度分布状態を変化させ、微妙に該光路切換手段の構造体の変形を発生する恐れがある。
【００７１】
該光路切換手段のミラー傾きが１ｍｒａｄ（１ミリラジアン）とごく微小な角度変化に対しても、出力ファイバに入射する通信光量は数ｄＢも変化する場合も想定されるので、該光光路切換手段およびその周辺部位の温度分布状態の変化は、少ない方が好ましい。
【００７２】
発光素子２１２を構成するレーザーダイオード（ＬＤ）は、電流と発光パワーの関係が図６に示すようになっており、ＬＤに流す電流をゼロにしなくとも、該電流が閥値以下に設定されれば消灯する。そこで、図５に示すように消灯させる際は、発光素子２１２の電流値を図６の閥値かそれより若干小さい値に設定すれば、消灯時から発光時に移行した際の前記ＬＤ発熱量変化は微小となるので、該光路切換手段およびその周辺部位の温度分布状態変化が抑制される。従って、該光路切換手段の構造体の変形を抑止できる。
【００７３】
つまり、ＬＤのように供給される電流が閥値を超えた時点で発光を開始する発光素子２１２を使用している場合は、消灯時に供給される電流を閥値かそれをわずかに下回る値にすることにより、消灯時と発光時との発熱量の差は微小となる。従って、前記ＬＤ発光時と消灯時での温度分布状態変化が、該光路切換手段の構造体を変形させる不具合を抑止し、光通信時の該光路切換手段のミラー傾きエラーを抑止することができる。
【００７４】
また、前記閥値近傍でのＬＤ制御は、ＬＤの出力安定時間の短縮、波長安定時間の短縮にも効果があり、前記光路切換手段を短時間で安定させることができる。
【００７５】
ただし、ＬＤは一般に使用環境温度の変化によって閾値ポイントが移動するから、本実施の形態では該閾値ポイントの移動を考慮して、待機状態の駆動電流を設定していることは言うまでもない。
【００７６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光路切換素子における前記ミラー角度センサ部の光源の耐用期間を長期化させ、装置の信頼性を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光路切換制御装置を示すブロック図
【図２】図１の光路切換駆動手段の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る図２の制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャート
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャート
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る制御部による発光素子の発光状態の制御の流れを示すフローチャート
【図６】図５の処理で制御される発光素子を構成するＬＤの発光特性を示す図
【図７】従来の光素子制御装置を示す図
【図８】従来の光素子制御装置で使用される入力用光路切換手段及び光路切換駆動手段の構成を示すブロック図
【図９】従来の光送信部の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０…統括制御部
１１…制御演算部
１２…記憶手段
２１〜２７，９１〜９７…光路切換駆動手段
３１〜３７…入力用光ファイバ
４１〜４７…出力用光ファイバ
５１〜５７…入力用光路切換手段
６１〜６７…出力用光路切換手段
７１〜７７…入力光用コリメータレンズ
８１〜８７…出力光用コリメータレンズ
２１１…発光素子駆動回路
２１２…発光素子
２１３…分割ＰＤ
２１４…電流／電圧アンプ
２１５…差動アンプ
２１６…Ａ／Ｄコンバータ
２１７…Ｄ／Ａコンバータ
２１８…ミラー駆動回路
２１９…受光量検出部
２２０…制御部
２２１…メモリ
Claims (3)
- １または複数の入力用光ファイバと、
１または複数の出力用光ファイバと、
光路切換駆動制御信号に基づいて前記入力用ファイバから出射する通信光の光路を切り換えて出力用光ファイバに入射させる光路切換手段と、
前記光路切換手段に光を照射する発光素子と、
前記光路切換手段で反射された前記発光素子の光を受光し前記光路切換手段の偏向量信号を検出する偏向量検出傾きセンサと、
前記偏向量検出傾きセンサが検出した前記偏向量信号を基に前記光路切換手段を駆動制御する前記光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段と、
前記通信光を前記出力用光ファイバに導光する際としない際で前記発光素子の発光量を可変させる発光制御手段と
を備えたことを特徴とする光素子制御装置。 - 光路切換駆動手段は、前記発光制御手段による前記発光素子の発光量の制御状態に応じて前記偏向量信号のゲインを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光素子制御装置。 - １または複数の入力用光ファイバと、
１または複数の出力用光ファイバと、
光路切換駆動制御信号に基づいて前記入力用ファイバから出射する通信光の光路を切り換えて出力用光ファイバに入射させる光路切換手段と、
前記光路切換手段に光を照射する発光素子と、
前記光路切換手段で反射された前記発光素子の光を受光し前記光路切換手段の偏向量信号を検出する偏向量検出傾きセンサと、
前記偏向量検出傾きセンサが検出した前記偏向量信号を基に前記光路切換手段を駆動制御する前記光路切換駆動制御信号を形成する光路切換駆動手段と、
前記通信光を前記出力用光ファイバに導光しない際に前記発光素子を消灯させる発光制御手段と
を備えたことを特徴とする光素子制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003027479A JP2004240060A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 光素子制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003027479A JP2004240060A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 光素子制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004240060A true JP2004240060A (ja) | 2004-08-26 |
Family
ID=32955199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003027479A Withdrawn JP2004240060A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 光素子制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004240060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008139477A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Fujitsu Ltd | 光スイッチ |
-
2003
- 2003-02-04 JP JP2003027479A patent/JP2004240060A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008139477A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Fujitsu Ltd | 光スイッチ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0786839A1 (en) | Light output apparatus and optical pickup apparatus employing the same | |
| US7692678B2 (en) | Laser light control device for image forming apparatus, and image forming apparatus | |
| WO2009096431A1 (ja) | 波長可変光源、光モジュールおよび波長可変光源の製造方法 | |
| WO2000076040A1 (en) | Monitoring and control assembly for wavelength stabilized optical system | |
| JP5022587B2 (ja) | 半導体レーザの駆動方法および装置、並びに補正パターンの導出方法および装置 | |
| US7043118B2 (en) | Optical communication apparatus | |
| US20020126724A1 (en) | Laser-diode-pumped solid-state laser apparatus and status diagnostic method of the same | |
| US9316531B2 (en) | Signs-of-deterioration detector for semiconductor laser | |
| WO2006082917A1 (ja) | レーザ装置、レーザ装置の制御装置、レーザ装置の制御方法、レーザ装置の波長切換方法およびレーザ装置の制御データ | |
| JP4773146B2 (ja) | 半導体レーザの駆動方法および装置、並びに半導体レーザ駆動電流パターンの導出方法および装置 | |
| JP2009004525A (ja) | 光源モジュール | |
| KR100871779B1 (ko) | 광 신호 교환기의 제어 장치 및 제어 방법 | |
| JP2004240060A (ja) | 光素子制御装置 | |
| JPH10162412A (ja) | 光ピックアップ | |
| JP2008085038A (ja) | 発光素子駆動方法および装置 | |
| JP2006012888A (ja) | 合波レーザ光照射方法および装置 | |
| JP2007220851A (ja) | 光源モジュール及び光通信装置 | |
| US8593495B2 (en) | Image forming apparatus that forms image by scanning photosensitive member with multiple beams | |
| JP2013037025A (ja) | 光源装置、光走査装置及び画像形成装置 | |
| JP2008129295A (ja) | 光通信装置 | |
| JPH05343809A (ja) | 半導体レーザ装置システム | |
| JP2007158092A (ja) | レーザ発光装置およびレーザ駆動方法 | |
| JP2004212660A (ja) | 光路切換制御装置 | |
| JP5252832B2 (ja) | 露光装置及び画像形成装置 | |
| US20030016420A1 (en) | Method and apparatus for aligning a light beam onto an optical fiber core |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |