JP2005331788A

JP2005331788A - 光路変換装置並びに同装置を用いた光通信装置及び照明装置

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Publication number: JP2005331788A
Application number: JP2004151224A
Authority: JP
Inventors: Toru Hayashi; 徹林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】複数の光のうちの特定の波長の光だけを光路変換することができ、そのための構造を簡略化して小型化、低廉化を図ることができる光路変換装置を提供すること。
【解決手段】本発明では、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように光路変更装置を構成した。また、この光路変換装置を光通信ケーブルの中途部に配設して光通信装置を構成した。さらには、光路変換装置を光源に接続して照明装置を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、光路変換装置並びに同装置を用いた光通信装置及び照明装置に関するものである。

従来より、光通信装置や照明装置などの各種光学機器において、光路を変換するための光路変換装置が広く利用されている。

従来の光路変換装置は、光路の途中にミラーを移動可能に配置しておき、このミラーを移動させることによって光路を変換するように構成していた（たとえば、特許文献１参照。）。

すなわち、１本の光導出管（光ファイバー）をミラーに向けて傾斜させた状態で配置する一方、ミラーに対して光導出管とは反対側に複数本の光導入管（光ファイバー）をミラーに向けて傾斜させた状態で配置し、圧電アクチュエータの上部にミラーを取付けており、このミラーを圧電アクチュエータを用いて昇降移動させることによって、光導出管から導出された光をいずれかの光導入管に向けて反射させるようにしていた。
特開２００２−３５７７７６号公報

ところが、上記従来の光路変換装置では、光導出管から導出された光をミラーで全反射させて光導入管へ導入するように構成していたため、特定の波長の光だけを選択的に光路変換するといった複雑な制御を行うことができなかった。

そのため、従来の光路変換装置を応用した光通信機器では、特定の波長の光だけを選択的に光路変換するといった複雑な制御を行うためには、光の波長毎に光路変換装置を設けなければならず、光通信機器が大型化してしまい、コスト増を招いていた。

また、従来の光変換装置を応用した照明装置では、複数色の光を用いた照明を行うためには、複数の光路変換装置を設けなければならず、照明装置が大型化してしまい、コスト増を招いていた。

そこで、請求項１に係る本発明では、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成したことを特徴とする光路変更装置を提供するものである。

また、請求項２に係る本発明では、光通信ケーブルの中途部に光路変更装置を配設した光通信装置において、前記光路変更装置は、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成したことを特徴とする光通信装置を提供するものである。

また、請求項３に係る本発明では、光源に光路変更装置を接続した照明装置において、前記光路変更装置は、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成したことを特徴とする照明装置を提供するものである。

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

すなわち、請求項１に係る本発明では、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成しているため、複数の光のうちの特定の波長の光だけを光路変換することができ、そのための光路変換装置の構造を簡略化でき、光路変換装置の小型化、低廉化を図ることができる。

また、請求項２に係る本発明では、光通信ケーブルの中途部に光路変更装置を配設した光通信装置において、前記光路変更装置は、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成しているため、複数の光のうちの特定の波長の光だけを光路変換することができ、そのための光通信装置の構造を簡略化でき、光通信装置の小型化、低廉化を図ることができる。

また、請求項３に係る本発明では、光源に光路変更装置を接続した照明装置において、前記光路変更装置は、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成しているため、複数の光のうちの特定の波長の光だけを光路変換することができ、そのための照明装置の構造を簡略化でき、照明装置の小型化、低廉化を図ることができる。

本発明に係る光路変換装置は、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設したものである。

そして、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するようにしたものである。

この光路変換装置は、光源を有する各種の光学機器に応用できる。

すなわち、上記光路変換装置は、光通信ケーブルの中途部に配設することによって光通信装置に応用できる。

また、上記光路変換装置は、光源と接続することによって照明装置に応用できる。なお、ここでいう照明装置とは、室内外の照明を行うものに限られず、電飾照明機器や信号機などの各種光学機器を含むものである。

そして、上記光路変換装置では、複数の光のうちの特定の波長の光だけを光路変換することができるので、そのための光路変換装置の構造を簡略化でき、光路変換装置の小型化、低廉化を図ることができる。

また、上記光路変換装置を各種光学機器に応用した場合には、特定波長の光だけの光路変換を行うことができ、そのための光学機器の構造を簡略化でき、光学機器の小型化、低廉化を図ることができる。

以下に、本発明に係る光路変換装置並びにこの光路変換装置を応用した光通信機器及び照明装置の具体的な構造について図面を参照しながら説明する。

図１は、第１実施例としての照明装置１の構造を模式的に示した図である。この照明装置１は、光源２に光路変換装置３を接続した構成となっている。

光源２としては、ハロゲンランプなどの広帯域の波長の光を放射するランプを用いており、波長が約470nmの青色の光と波長が約520nmの緑色の光と波長が約630nmの赤色の光とを含んだ光を放射するようにしている。なお、光源２としては、広帯域の波長の光を放射するランプを用いずに、特定色の光を放射するＬＥＤを複数個用いてもよい。

光路変換装置３は、光源２を内蔵したケーシング４の内部に光源２から放射された光の光路となる光路空間５を形成し、この光路空間５に３枚のダイクロイックミラー6,7,8を間隔を開けて配置し、各ダイクロイックミラー6,7,8にミラー移動手段９を取付けている。

ここで、ダイクロイックミラー6,7,8は、それぞれ反射特性が異なっており、光源２に最も近いダイクロイックミラー６は、470nm付近の波長の光だけを反射し、それ以外の波長の光を透過する特性を有し、中央のダイクロイックミラー７は、520nm付近の波長の光だけを反射し、それ以外の波長の光を透過する特性を有し、光源２から最も遠いダイクロイックミラー８は、630nm付近の波長の光だけを反射し、それ以外の波長の光を透過する特性を有している。なお、光源２として470nm、520nm、630nm付近の波長の光をそれぞれ放射するＬＥＤを用いた場合には、ダイクロイックミラー８に換えて全反射するミラーを使用することもできる。

各ミラー移動手段９は、ケーシング４に基台12を取付け、この基台12に支持体13の基端部を取付け、この支持体13の先端部にアーム14を前後回動自在に軸支し、このアーム14の一端に各ダイクロイックミラー6,7,8を取付ける一方、アーム14の他端と基台12との間に圧電アクチュエータ15を介設し、この圧電アクチュエータ15に駆動回路16を接続している。

駆動回路16は、圧電アクチュエータ15に電源17とスイッチ18と抵抗19とを直列に接続している。

そして、各駆動回路16のスイッチ18をＯＮ状態とした場合には、圧電アクチュエータ15が伸長して、各ダイクロイックミラー6,7,8が光路上で傾斜状に起立し、光源２から放射された光のうち各ダイクロイックミラー6,7,8の特性に応じた特定波長の光だけを各ダイクロイックミラー6,7,8で反射して光路の変換を行い、一方、各駆動回路16のスイッチ18をＯＦＦ状態とした場合には、圧電アクチュエータ15が短縮して、各ダイクロイックミラー6,7,8が光路外で倒伏し、光源２から放射された光が各ダイクロイックミラー6,7,8で反射されることなく直進するようにしている。

照明装置１は、ケーシング４の各ダイクロイックミラー6,7,8の前方位置に透光窓20を形成しており、各ダイクロイックミラー6,7,8で反射された光を透光窓20から放出するようにしている。

この照明装置１は、光路変換装置３に設けた各ダイクロイックミラー6,7,8を移動（起倒）させることによって、そのダイクロイックミラー6,7,8の特性に対応した光だけを透光窓20から外部に放出するようにしている。

なお、この照明装置１は、赤色、青色、黄色の三色の光を放射できるようにすれば、信号機として応用することができる。

図２は、第２実施例としての照明装置21の構造を模式的に示した図であり、この照明装置21では、光源としてランプ22から放出される光だけでなく太陽光も利用できるようにしており、また、音声に同期して特定波長の光が放出されるようにしている。なお、以下の説明では、図１に示した照明装置１と同様の機能を有する部材には同一の符号を付して説明を省略している。

この照明装置21は、光路変換装置23のケーシング24の一端部に開口25を形成し、この開口25に受光レンズ26を取付け、この受光レンズ26の後方にランプ22を配置する一方、受光レンズ26の前方に全反射ミラー27を取付けている。

これにより、照明装置21は、受光レンズ26を通してランプ22から放射された光と太陽光とがケーシング24の内部に入光し、全反射ミラー27で反射されて光路空間28に導入されるようにしている。

また、照明装置21は、各ミラー移動手段９に音声信号再生機29を信号変換器30を介して接続している。図中、31はスピーカーである。

この信号変換器30は、音声信号再生機29で再生された音声信号に基づいて各ダイクロイックミラー6,7,8に接続したミラー移動手段９の圧電アクチュエータ15を駆動するための駆動信号を生成するようにしている。たとえば、音声信号を高音、中音、低音の３つの周波数帯域に分離し、各帯域毎に所定の音声レベルを超えた場合だけミラー移動手段９を駆動するような駆動信号を生成するようにしている。

これにより、照明装置21は、音声信号再生機29で再生された音声に同期して各ダイクロイックミラー6,7,8の特性に応じて波長の光を放出するようにしている。

図３及び図４は、第３実施例としての照明装置32の構造を模式的に示した断面図及び平面図であり、この照明装置32では、円筒状のケーシング33の内部に９個の光路変換装置34を円周方向に間隔をあけて配置し、各光路変換装置34の下方に光源としての赤色、青色、緑色のＬＥＤ35,36,37を配置している。なお、以下の説明では、光路変換装置34の具体的な構成は図１に示した光路変換装置３と同様とし、その詳細な説明を省略している。

そして、照明装置32では、図５〜図７に示すように、各光路変換装置34に設けたダイクロイックミラー35〜61の特性が上下方向及び円周方向でそれぞれ異なるようにしている。図中、Ｒを付したダイクロイックミラー35,38,41,45,48,51,55,58,61は、赤色の光のみを反射する特性を有し、Ｇを付したダイクロイックミラー36,39,42,46,49,52,53,56,59は、緑色の光のみを反射する特性を有し、Ｂを付したダイクロイックミラー37,40,43,44,47,50,54,57,60は、青色の光のみを反射する特性を有している。

図８は、第４実施例としての光通信装置61の構造を模式的に示した図であり、この光通信装置61は、赤色及び青色の各光源を内蔵する送信機62と３個の受信機63,64,65とを光ケーブル66と光路変換装置67を介して接続している。

ここで、受信機63は、赤色の光のみを受信できる構成となっており、受信機64は、青色の光のみを受信できる構成となっており、さらに、受信機65は、赤色及び青色の光を受信できる構成となっている。

光路変換装置67は、通信経路の切換機として機能するものであり、図１に示した光路変換装置３と略同様の構成となっているが、コントローラを内蔵しており、このコントローラによって赤色の光のみを反射する特性を有するダイクロイックミラー68と青色の光のみを反射する特性を有するダイクロイックミラー69を移動（起倒）させるようにしている。

そして、光路変換装置67は、ダイクロイックミラー68を光路上に移動（起立）させた場合には、送信機62と受信機63との間で光通信を行うようにし、ダイクロイックミラー68を光路外に移動（倒伏）させた場合には、送信機62と受信機65との間で光通信を行うようにしている。

また、光路変換装置67は、ダイクロイックミラー69を光路上に移動（起立）させた場合には、送信機62と受信機64との間で光通信を行うようにし、ダイクロイックミラー69を光路外に移動（倒伏）させた場合には、送信機62と受信機65との間で光通信を行うようにしている。

第１実施例としての照明装置の構造を模式的に示す断面図。第２実施例としての照明装置の構造を模式的に示す断面図。第３実施例としての照明装置の構造を模式的に示す断面図。同平面図。第３実施例としての照明装置の最上層のダイクロイックミラーの配置を示す説明図。第３実施例としての照明装置の中央層のダイクロイックミラーの配置を示す説明図。第３実施例としての照明装置の最下層のダイクロイックミラーの配置を示す説明図。第４実施例としての光通信装置の構造を模式的に示す断面図。

符号の説明

１照明装置
２光源
３光路変換装置
４ケーシング
５光路
6,7,8 ダイクロイックミラー
９ミラー移動手段
16 駆動回路
26 受光レンズ
29 音声信号再生機
30 信号変換器
61 光通信装置
62 送信機
63,64,65 受信機
66 光ケーブル
67 光路変換装置
68,69 ダイクロイックミラー

Claims

光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成したことを特徴とする光路変更装置。
光通信ケーブルの中途部に光路変更装置を配設した光通信装置において、
前記光路変更装置は、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成したことを特徴とする光通信装置。
光源に光路変更装置を接続した照明装置において、
前記光路変更装置は、光路上に複数の特性の異なるダイクロイックミラーを移動可能に配設して、いずれかのダイクロイックミラーを移動させることによって特定波長の光の光路を変換するように構成したことを特徴とする照明装置。