JP2539681B2 - 光路切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜本発明の産業上の利用分野＞ 本発明は、例えばファイバーケーブルで受けた光信号
を異なる光路に切換える光路切換装置に関する。

＜従来技術＞（第９〜11図） 例えは光ファイバーケーブルを介して複数の者が相互
に通信を行なう場合、通信者間を送受１対の光ファイバ
ーケーブルでそれぞれ独立して接続したのでは、通常の
通信量に対してケーブル設置コストが著しく高いものと
なってしまう。

このため、従来より外部からの制御により光路の切替
えを行なう光路切換装置を介して光通信を行なってい
る。

このような目的で用いられる光路切換装置のうち、第
９図に示すように、３対の光路に接続され、AB間または
AC間、あるいはBC間の光路を接続するように構成された
光路切換装置１が最も汎用性を有しており、多段接続に
すれば１段増すごとに２対の光路を増設することができ
る。

この光路切換えを実現するものとして、例えば第10図
の光路切換装置10のように、AC間の光路対に光軸をそれ
ぞれ平行な直線ｌ、ｍ上に一致させ、Ｂの光路対の光軸
をこの直線ｌ、ｍに直交する直線ｐ、ｑ上に一致させ、
各直線ｌ〜ｑに沿った両面からの光を直角方向に反射さ
せる４つのプリズム11〜14（あるいはミラー）を各直線
の交点位置ａ、ｂ、ｃ、ｄに進退させることで光路切換
えを行なうようにした装置が本願出願人によって提案さ
れている（特願昭63−277942号）。

この光路切換装置10では、第11図（ａ）のようにすべ
てのプリズム11〜14を交点位置ａ〜ｄから退出させる
と、AC間が接続状態となり、AC間相互の通信が可能とな
る。

また、第11図（ｂ）のようにプリズム12、14をそれぞ
れ交点位置ｂ、ｄに進出させると、このプリズム12、14
の反射によりAB間が接続状態となり、AB間相互の通信が
可能となる。

さらに、第11図（ｃ）のように、プリズム12、13を交
点位置ｂ、ｃに進出させると、Ａの光路A1、A2間が接続
され、光路回線のモニタが可能となる。

このモニタ接続は、光路対B1、B2に対してプリズム1
1、12、光路対C1、C2に対してプリズム11、14をそれぞ
れの交点に位置させることにより可能である。

また、第11図（ｄ）のようにプリズム13、14を交点位
置ｃ、ｄに進出させると、光路A1とC2、光路C1とB2、光
路B1とA2がそれぞれ接続され、送信相手と受信相手の異
なる相互通信が可能となる。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、前記構成の光路切換装置10では、全て
のプリズム11〜14にそれぞれ進退機構を設け、AC間の接
続以外は２つのプリズムを光軸ずれのない精度で交点位
置に進出させなければならず、径がμｍ単位のファイバ
ーからの光を他の光路に光軸ずれのない状態で減衰なく
切換えるためには、全ての進退機構を高精度に調整する
という非常に煩雑な作業が必要となる。

特に環境変化が厳しく、メンテナンスが著しく困難な
場所（例えば海底中継器内）に設置される光路切換装置
では、種々の要因で切換動作に不調をきたすことが考え
られ、より一層厳しい調整が必要とされる。

本発明は、このような課題を解決した光路切換装置を
提供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 前記課題を解決するために本発明の光路切換装置は、 筐体と、 前記筐体の外部から第１の光軸に沿って光を入射させ
る第１の入光路と、 光を反射させる反射面を有し、該反射面が前記第１の
光軸と筐体内で交わる位置に固定され、前記第１の光軸
に沿って入射された光を該第１の光軸に対して角度の異
なる第２の光軸に沿って反射させる固定光路切換素子
と、 前記第２の光軸に沿った光を受けて前記筐体の外部へ
導く第１の出光路と、 前記筐体の外部から、前記第１の光軸に交わり且つ前
記第２の光軸と平行な第３の光軸に沿って光を入射させ
る第２の入光路と、 前記第２の入光路に対向し、前記第３の光軸に沿った
光を受けて前記筐体の外部へ導く第２の出光路と、 前記筐体の外部から、前記第２、第３の光軸と交わり
且つ前記第１の光軸と平行な第４の光軸に沿って光を入
射させる第３の入光路と、 前記第３の入光路に対向し、前記第４の光軸に沿った
光を受けて前記筐体の外部へ導く第３の出光路と、 光を反射する反射面を有し、前記第１の光軸と前記第
３の光軸とが交わる第１の交点位置に対し進退自在に支
持され、該第１の交点位置に進出して前記第１の入光路
から入射される光を前記第２の出光路側へ反射させ、前
記第１の交点位置から退出して該第１の交点位置を通る
光を通過させる第１の可動光路切換素子と、 光を反射する反射面を有し、前記第２の光軸と前記第
４の光軸とが交わる第２の交点位置に対し進退自在に支
持され、該第２の交点位置に進出して前記第３の入光路
から入射される光を前記第１の出光路側へ反射させ、前
記第２の交点位置から退出して該第２の交点を通る光を
通過させる第２の可動光路切換素子と、 光を反射する反射面を有し、前記第３の光軸と前記第
４の光軸とが交わる第３の交点位置に対して進退自在に
支持され、該第３の交点位置に進出して前記第２の入光
路から入射される光を前記第３の出光路側へ、あるいは
前記第３の入光路から入射される光を前記第２の出光路
側へ反射させ、前記第３の交点位置から退出して該第３
の交点位置を通る光を通過させる第３の可動光路切換素
子とを備えている。

＜作用＞ このように構成したため、本発明の光路切換装置で
は、３つの可動光路切換素子のうち、第１の可動光路切
換素子を第１の交点位置に進出させれば、第１の入光路
と第２の出光路との間が第１の可動光路切換素子を介し
て接続されるとともに、第３の入光路と第３の出光路と
の間がスルー接続される。また、第２の可動光路切換素
子を第２の交点位置に進出させれば、第３の入光路と第
１の出光路との間が第２の可動光路切換素子を介して接
続されるとともに、第２の入光路と第２の出光路との間
がスルー接続される。さらに、第３の可動光路切換素子
を第３の交点位置に進出させれば、第１の入光路と第１
の出光路との間が固定光路切換素子を介して接続された
状態で、第２の入光路と第３の出光路との間、あるい
は、第３の入光路と第２の出光路との間が第３の可動光
路切換素子を介して接続されることになる。

即ち、１つの可動光路切換素子を選択的に交点位置に
進出させるだけで、任意の２組の入出光路間を双方向に
接続することができる。

＜本発明の実施例＞（第１〜５図） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の光路切換装置20を示す分
解斜視図、第２図は内部を示す平面図である。

図において、21は正方状に形成された筐体であり、上
部カバー22をネジ止めすることにより内部を密閉（外光
の侵入を防ぐ状態）状態にする。

この光路切換装置20には、３対の光路としてファイバ
ーケーブル（A1、A2）、（B1、B2）、（C1、C2）がホル
ダー部23を筐体21と上部カバー22にはさまれるようにし
て取付けられている。

ホルダー部23を貫通する各ファイバーケーブル（以下
ファイバと略す）は、切換基板24の上面24aの縁から内
側に形成された導光溝25に固定部材26で固定されてお
り、第２図に示すように、筐体21の側面21a側に平行に
固定されたファイバA1、B1の光軸に対し、A1と対をなす
ファイバA2の光軸は、B1の光軸と一致するように反対の
側面21c側に固定されている。

また、B1と対をなすファイバB2の光軸は、ファイバC2
と平行でかつファイバA1、B1の光軸と直交する向きに側
面21b側に固定されている。

さらに、C2と対をなすファイバC1の光軸は、ファイバ
B2の光軸と一致するように反対の側面21d側に固定され
ている。

切換基板24の正方状の中央底部24bのファイバA1、C2
の光軸の交点位置には、一面に反射材が蒸着されたプリ
ズムＳがその反射面Saをこの光軸と45度の角度になるよ
うに固定されており、他の３つの交点位置には、プリズ
ムＳと同一向きで同様の反射面Na、Ea、Waをもつプリズ
ムＮ、Ｅ、Ｗが円形の貫通穴27、27、27より突出してい
る。

切換基板24は、筐体21の下面側からネジ止めされた取
付台30の上面にネジで固定されており、３つのプリズム
Ｎ、Ｅ、Ｗは、切換基板24の下面側に平行に取付けられ
た３つのソレノイド31、32、33の可動片（図示せず）に
それぞれ固定されている。

各ソレノイド31、32、33は、筐体21の側面21cに取付
けられた３個の貫通端子34a、34b、34cを介して入力さ
れる制御信号によって、各プリズムＮ、Ｅ、Ｗの反射面
をそれぞれの交点位置あるいはいずれの光も反射させな
い位置へ進退させる。

次に、この光路切換装置20の動作について説明する。

制御信号によってソレノイド31を駆動して第３図
（ａ）に示すようにプリズムＮを交点位置に進出させる
と、ファイバA1からの光は、固定されたプリズムＳで反
射してファイバC2に入射され、ファイバC1からの光はプ
リズムＮで反射してファイバA2に入射する。

したがって光路AC間の相互通信が可能となる。

同様にソレノイド32を駆動してプリズムＥを交点位置
に進出させると第３図（ｂ）に示すようにAB間の光路が
接続され、ソレノイド33を駆動するとプリズムＷが交点
位置に進出して第３図（ｃ）に示すようにBC間の光路が
接続される。

また、モニタ接続として、第４図（ａ）に示すように
プリズムＷを交点位置に進出させると、ファイバA1、A2
間が接続され自分の出力した光信号を受信することがで
きる。

同様に第４図（ｂ）のようにプリズムＮを進出させれ
ばファイバB1、B2間が接続され、第４図（ｃ）のように
プリズムＥを進出させればファイバC1、C2間を接続する
ことができる。

さらに、送信相手と受信相手の異なる３者通信を行な
う場合は、第５図に示すように３つのプリズムＮ、Ｅ、
Ｗを交点位置から退出させた状態でよい。

このように、この光路切換装置20では、３つのプリズ
ムＮ、Ｅ、Ｗのうち１つを可動するのみで全ての接続を
行なうことができる。

＜本発明の他の実施例＞（第６〜８図） なお、前記実施例のファイバの接続方向、固定プリズ
ムの位置および各プリズムの反射面の向きについては、
本発明を限定するものではなく、種々の変形が可能であ
る。

例えば第６図に示す接続パターンのように、平行な光
路A1、A2と光路B2、B1との光軸同士を直交する向きに接
続し、光路B2の光軸に光路C1の光軸を、また光路A1の光
軸に光路C2の光軸をそれぞれ一致させ、光路A2と光路B1
の光軸同士の交点位置にプリズムＷを固定して他のプリ
ズムＳ、Ｅ、Ｗを可動させるように構成してもよい。

この接続パターンは、対をなす光路C1とC2の接続方向
のみを変えており、この場合でも、プリズムＥを交点位
置に進出させればAB間が接続され、同様にプリズムＮを
進出させればAC間が、また、プリズムＳを進出させれば
BC間が接続される。

勿論モニタ接続も可能で、プリズムＳによりA1、A2
間、プリズムＮによりB1、B2間、プリズムＥによりC1、
C2間を接続でき、３つのプリズムＮ、Ｅ、Ｓを退出させ
た状態で送信相手と受信相手が互いに異なる３者相互通
信が可能であり、この接続の方法でも１つのプリズムの
みを可動させるだけで全ての接続が行なえる。

また、第７図に示す接続パターンのように、光路A1、
A2および光路B1、B2の２対の光路についてそれぞれ接続
方向を変え、プリズムＮを固定することにより、プリズ
ムＥでAB間、プリズムＷでAC間、プリズムＳでBC間の接
続および他の接続が同様に行なえる。

また、前記実施例では、固定光路切換素子および可動
光路切換素子として、一面に反射材を蒸着して両面反射
を可能にしたプリズムを用い、各光路の光軸が直交する
場合について説明したが、例えば第８図に示すように、
対をなす光路A1、A2と光路C1、C2との光軸線で平行四辺
形を形成するような接続方向にして、C1の光軸にB2、A2
の光軸にB1を接続するようにしてもよく、また、この図
に示すように固定の光路切換素子として片面鏡M1を、ま
た可動光路切換素子として両面鏡M2〜M4を用いてもよ
い。

また、前記実施例では、ファイバーケーブルを光路と
していたが、ケーブルを用いないで外部から直接光を入
出力することも可能である。

＜本発明の効果＞ 本発明の光路切換装置は、前記説明のように、第１の
入光路から第１の光軸に沿って入射する光を第２の光軸
に沿って反射する固定光路切換素子を筐体内に固定し、
その第２の光軸に沿った光を受けて筐体の外へ導くよう
に第１の出光路を設け、第１の光軸と交わり第２の光軸
に平行な第３の光軸の両端に第２の入光路と第２の出光
路を対向配置し、第２、第３の光軸に交わり第１の光軸
と平行な第４の光軸の両端に第３の入光路と第３の出光
路を対向配置して、第１の光軸と第３の光軸の交点位
置、第２の光軸と第４の光軸の交点位置および第３の光
軸と第４の光軸の交点位置に対してそれぞれ進退自在な
可動光路切換素子を設けているので、３つの可動光路切
換素子のいずれか１つを選択的に交点位置へ進出させる
だけて、任意の２組の入出光路の間を双方向接続でき、
しかも、接続された光路間の反射回数はどの光路間につ
いても１回以下で済む。また、光路切換素子の数に比べ
て進退機構の数を減らすことができ、光軸合わせ等の調
整が著しく容易となり、装置の信頼性を格段に向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す分解斜視図、第２図
は、一実施例の平面図である。 第３図（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は一実施例の切換
動作を示す概略平面図、第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
および第５図は一実施例の他の切換動作を示す概略平面
図である。 第６図から第８図は本発明の他の実施例を示す概略平面
図である。 第９図は光路切換装置の光路との基本接続を示す概略
図、第10図は従来装置の構成を示す概略平面図、第11図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は従来装置の切換動作
を示す概略平面図である。 20……光路切換装置、21……筐体、24……切換基板、25
……導光溝、26……固定部材、27……貫通穴、31〜33…
…ソレノイド、Ｎ、Ｅ、Ｗ、Ｓ……プリズム、A1、A2、
B1、B2、C1、C2……ファイバーケーブル。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筐体と、 前記筐体の外部から第１の光軸に沿って光を入射させる
   第１の入光路と、 光を反射させる反射面を有し、該反射面が前記第１の光
   軸と筐体内で交わる位置に固定され、前記第１の光軸に
   沿って入射された光を該第１の光軸に対して角度の異な
   る第２の光軸に沿って反射させる固定光路切換素子と、 前記第２の光軸に沿った光を受けて前記筐体の外部へ導
   く第１の出光路と、 前記筐体の外部から、前記第１の光軸に交わり且つ前記
   第２の光軸と平行な第３の光軸に沿って光を入射させる
   第２の入光路と、 前記第２の入光路に対向し、前記第３の光軸に沿った光
   を受けて前記筐体の外部へ導く第２の出光路と、 前記筐体の外部から、前記第２、第３の光軸と交わり且
   つ前記第１の光軸と平行な第４の光軸に沿って光を入射
   させる第３の入光路と、 前記第３の入光路に対向し、前記第４の光軸に沿った光
   を受けて前記筐体の外部へ導く第３の出光路と、 光を反射する反射面を有し、前記第１の光軸と前記第３
   の光軸とが交わる第１の交点位置に対し進退自在に支持
   され、該第１の交点位置に進出して前記第１の入光路か
   ら入射される光を前記第２の出光路側へ反射させ、前記
   第１の交点位置から退出して該第１の交点位置を通る光
   を通過させる第１の可動光路切換素子と、 光を反射する反射面を有し、前記第２の光軸と前記第４
   の光軸とが交わる第２の交点位置に対し進退自在に支持
   され、該第２の交点位置に進出して前記第３の入光路か
   ら入射される光を前記第１の出光路側へ反射させ、前記
   第２の交点位置から退出して該第２の交点を通る光を通
   過させる第２の可動光路切換素子と、 光を反射する反射面を有し、前記第３の光軸と前記第４
   の光軸とが交わる第３の交点位置に対して進退自在に支
   持され、該第３の交点位置に進出して前記第２の入光路
   から入射される光を前記第３の出光路側へ、あるいは前
   記第３の入光路から入射される光を前記第２の出光路側
   へ反射させ、前記第３の交点位置から退出して該第３の
   交点位置を通る光を通過させる第３の可動光路切換素子
   とを備えた光路切換装置。