JP2928275B2 - 光ファイバ・スイッチ - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の光ファイバを選択的に連結するため
の、光ファイバ・スイッチに関する。
の、光ファイバ・スイッチに関する。
（従来の技術） 多くの光ファイバの応用例において、１つの切り換え
状態において、第１光ファイバから出射する光が第２光
ファイバに入るように連結され、また他の切り換え状態
において、前記第１光ファイバから出射する光が第３光
ファイバ内へ入るように連結されるスイッチが望まれて
いる。
状態において、第１光ファイバから出射する光が第２光
ファイバに入るように連結され、また他の切り換え状態
において、前記第１光ファイバから出射する光が第３光
ファイバ内へ入るように連結されるスイッチが望まれて
いる。
このようなスイッチは、リング状の形に作られた光フ
ァイバ製ローカル領域ネットワークにおいて有用であ
る。そのようなネットワークは、リング状に配列された
複数の結節部を備え、これらの結節部は、複数の光ファ
イバにより相互接続されている。起点の結節部から、目
的個所の結節部まで、前記リング状光ファイバ・ネット
ワークにより情報を伝達するために、当該情報は、前記
起点の結節部から、前記リングに沿い、１つの介在結節
部より次のものまで伝達され、最終的に前記目的個所の
結節部へ伝達される。実際の例では、情報は、入射光用
光ファイバを経て、結節部へ到達する。この入射光用光
ファイバはレシーバへ連結され、このレシーバは、到来
する情報信号を光から電気信号へ変換する。情報は、光
トランスミッタ（伝達器）を経て結節部を出発し、この
光トランスミッタは、信号を電気から光の信号へ変換
し、当該光信号は、前記結節部から外へ、出射用光ファ
イバを経て伝達される。
ァイバ製ローカル領域ネットワークにおいて有用であ
る。そのようなネットワークは、リング状に配列された
複数の結節部を備え、これらの結節部は、複数の光ファ
イバにより相互接続されている。起点の結節部から、目
的個所の結節部まで、前記リング状光ファイバ・ネット
ワークにより情報を伝達するために、当該情報は、前記
起点の結節部から、前記リングに沿い、１つの介在結節
部より次のものまで伝達され、最終的に前記目的個所の
結節部へ伝達される。実際の例では、情報は、入射光用
光ファイバを経て、結節部へ到達する。この入射光用光
ファイバはレシーバへ連結され、このレシーバは、到来
する情報信号を光から電気信号へ変換する。情報は、光
トランスミッタ（伝達器）を経て結節部を出発し、この
光トランスミッタは、信号を電気から光の信号へ変換
し、当該光信号は、前記結節部から外へ、出射用光ファ
イバを経て伝達される。
（発明が解決しようとする課題） リングの形を有する光ファイバ製ローカル領域ネット
ワークに関する１つの問題は、１つの結節部が故障した
とすると、ネットワークの全体、もしくはその大部分が
使用不能となることである。なぜなら、故障した結節部
を通過できる情報はないからである。したがって、２つ
の切り換え状態を有する光スイッチを利用するのが望ま
しい。その第１切り換え状態において、入射光用ファイ
バからの光は、結節部レシーバへ伝達され、前記結節部
トランスミッタからの光は、出射光用ファイバへ伝達さ
れ、それにより、前記結節部が前記ネットワーク内へ挿
入される。その第２切り換え状態においては、前記入射
光用および出射光用各ファイバが相互に連結され、その
結果、前記結節部は迂回される。結節部がこのような迂
回されるとき、前記ネットワークは、結節部の故障にも
かかわらず、作用を続けることができる。
ワークに関する１つの問題は、１つの結節部が故障した
とすると、ネットワークの全体、もしくはその大部分が
使用不能となることである。なぜなら、故障した結節部
を通過できる情報はないからである。したがって、２つ
の切り換え状態を有する光スイッチを利用するのが望ま
しい。その第１切り換え状態において、入射光用ファイ
バからの光は、結節部レシーバへ伝達され、前記結節部
トランスミッタからの光は、出射光用ファイバへ伝達さ
れ、それにより、前記結節部が前記ネットワーク内へ挿
入される。その第２切り換え状態においては、前記入射
光用および出射光用各ファイバが相互に連結され、その
結果、前記結節部は迂回される。結節部がこのような迂
回されるとき、前記ネットワークは、結節部の故障にも
かかわらず、作用を続けることができる。
結節部の故障がある場合、もしくは結節部の故障の疑
いがある場合は、当該結節部においてトランスミッタ
が、光学的経路を経て、前記結節部内のレシーバと連通
できるようにすることによって、当該結節部はテストさ
れる。したがって、前記した光スイッチは、その第２切
り換え状態にあるときに、前記結節部のトランスミッタ
を前記レシーバへ光学的につなげ、それにより前記結節
部がテストされるのを可能にすることが望ましい。
いがある場合は、当該結節部においてトランスミッタ
が、光学的経路を経て、前記結節部内のレシーバと連通
できるようにすることによって、当該結節部はテストさ
れる。したがって、前記した光スイッチは、その第２切
り換え状態にあるときに、前記結節部のトランスミッタ
を前記レシーバへ光学的につなげ、それにより前記結節
部がテストされるのを可能にすることが望ましい。
そのような光スイッチの例が、1987年５月13日に出願
された米国特許出願連続番号第053,220号（発明の名称;
Fiber Optic Bypass Switch）に開示されている。
された米国特許出願連続番号第053,220号（発明の名称;
Fiber Optic Bypass Switch）に開示されている。
上記特許出願に開示されている光スイッチは、球形反
射表面の作像特性に基づいている。特に、前記球形反射
体の曲率中心から僅かに変位された点光源が、前記曲率
中心に関して対称的な位置にある点に、最小の収差を以
て作像される。上記特許出願のスイッチは、球形の反射
体を、光ファイバの端面の列に対して、第１位置から第
２位置まで回転させることを含んでいる。すなわち、前
記結節部のトランスミッタへ接続されたファイバで終わ
る光ファイバ端面（Ｔ）と、前記結節部のレシーバへ接
続されたファイバで終わる光ファイバ端面（Ｒ）とがあ
る。２つの追加のファイバ端面（ＩおよびＯ）が、入射
光用ファイバおよび出射光用ファイバのそれぞれで終っ
ている。また、２つの他の光ファイバ端面（L1およびL
2）もあり、これらは、光ファイバ・ループの第１およ
び第２端面に対応している。前記トランスミッタおよび
レシーバへ接続されるファイバを使用する代わりに、こ
れらの装置（トランスミッタおよびレシーバ）自体が、
前記光ファイバ端面の列の一部であってもよい。
射表面の作像特性に基づいている。特に、前記球形反射
体の曲率中心から僅かに変位された点光源が、前記曲率
中心に関して対称的な位置にある点に、最小の収差を以
て作像される。上記特許出願のスイッチは、球形の反射
体を、光ファイバの端面の列に対して、第１位置から第
２位置まで回転させることを含んでいる。すなわち、前
記結節部のトランスミッタへ接続されたファイバで終わ
る光ファイバ端面（Ｔ）と、前記結節部のレシーバへ接
続されたファイバで終わる光ファイバ端面（Ｒ）とがあ
る。２つの追加のファイバ端面（ＩおよびＯ）が、入射
光用ファイバおよび出射光用ファイバのそれぞれで終っ
ている。また、２つの他の光ファイバ端面（L1およびL
2）もあり、これらは、光ファイバ・ループの第１およ
び第２端面に対応している。前記トランスミッタおよび
レシーバへ接続されるファイバを使用する代わりに、こ
れらの装置（トランスミッタおよびレシーバ）自体が、
前記光ファイバ端面の列の一部であってもよい。
その第１反射位置において、前記端面ＴおよびＯは互
いに共役的であり（すなわち、前記曲率中心に関して互
いに対称的に配置されており）、かつ前記端面Ｉおよび
Ｒが互いに共役的になっている。したがって、前記入力
用ファイバ端面（Ｉ）から出射する光は、前記球形反射
体により、前記レシーバ用ファイバ端面（Ｒ）の中へ作
像され、また前記トラスミッタ用ファイバ端面（Ｔ）か
ら出射する光は、前記出力用ファイバ端面（Ｏ）内に作
像される。それにより、本発明のスイッチは、その第１
位置において、前記入射光用ファイバからの光を前記レ
シーバへ、かつ前記トランスムミッタからの光を前記出
力用ファイバ内へ伝達することにより、光ファイバ・ネ
ットワーク内へ結節部を挿入するように使用されること
が可能である。
いに共役的であり（すなわち、前記曲率中心に関して互
いに対称的に配置されており）、かつ前記端面Ｉおよび
Ｒが互いに共役的になっている。したがって、前記入力
用ファイバ端面（Ｉ）から出射する光は、前記球形反射
体により、前記レシーバ用ファイバ端面（Ｒ）の中へ作
像され、また前記トラスミッタ用ファイバ端面（Ｔ）か
ら出射する光は、前記出力用ファイバ端面（Ｏ）内に作
像される。それにより、本発明のスイッチは、その第１
位置において、前記入射光用ファイバからの光を前記レ
シーバへ、かつ前記トランスムミッタからの光を前記出
力用ファイバ内へ伝達することにより、光ファイバ・ネ
ットワーク内へ結節部を挿入するように使用されること
が可能である。
その第２反射位置において、前記入力用および出力用
ファイバ端面（ＩおよびＯ）は、共役的位置を占め、そ
れゆえ、前記入射光用ファイバからの光は、この際、前
記球形反射体により、前記レシーバではなく前記出力用
ファイバ内へ作像され、その結果、前記結節部は迂回さ
れる。同時に、当該第２反射位置においては、前記トラ
ンスミッタ用ファイバ端面（Ｔ）および前記第１ファイ
バ・ループ端面（L1）が、互いに共役的であり、かつ前
記レシーバ用ファイバ端面（Ｒ）および前記第２ファイ
バ・ループ端面（L2）が互いに共役的である。それゆ
え、前記トランスミッタ用ファイバ端面（Ｔ）から出射
する光は、前記反射体により、前記第１ファイバ・ルー
プ端面（L1）内に作像される。この光は、前記ファイバ
・ループに入り、そして前記第２ファイバ・ループ端面
（L2）に現われる。この第２ファイバ・ループ端面（L
2）から出射する光は、前記反射体により、前記レシー
バ用ファイバ端面（Ｒ）内に作像される。したがって、
前記トランスミッタおよびレシーバは、光学的経路によ
り互いに接続され、前記迂回された結節部をテストする
ことを可能にする。当該トランスミッタおよびレシーバ
間のテスト用経路において使用される光ファイバ・ルー
プは、適宜量の減衰を行ない、それゆえ前記結節部がテ
ストされるときに、前記レシーバは飽和されない。
ファイバ端面（ＩおよびＯ）は、共役的位置を占め、そ
れゆえ、前記入射光用ファイバからの光は、この際、前
記球形反射体により、前記レシーバではなく前記出力用
ファイバ内へ作像され、その結果、前記結節部は迂回さ
れる。同時に、当該第２反射位置においては、前記トラ
ンスミッタ用ファイバ端面（Ｔ）および前記第１ファイ
バ・ループ端面（L1）が、互いに共役的であり、かつ前
記レシーバ用ファイバ端面（Ｒ）および前記第２ファイ
バ・ループ端面（L2）が互いに共役的である。それゆ
え、前記トランスミッタ用ファイバ端面（Ｔ）から出射
する光は、前記反射体により、前記第１ファイバ・ルー
プ端面（L1）内に作像される。この光は、前記ファイバ
・ループに入り、そして前記第２ファイバ・ループ端面
（L2）に現われる。この第２ファイバ・ループ端面（L
2）から出射する光は、前記反射体により、前記レシー
バ用ファイバ端面（Ｒ）内に作像される。したがって、
前記トランスミッタおよびレシーバは、光学的経路によ
り互いに接続され、前記迂回された結節部をテストする
ことを可能にする。当該トランスミッタおよびレシーバ
間のテスト用経路において使用される光ファイバ・ルー
プは、適宜量の減衰を行ない、それゆえ前記結節部がテ
ストされるときに、前記レシーバは飽和されない。
上記特許出願のスイッチの動作は、次のように要約す
ることができる。光は、第１光ファイバ（すなわち前記
入射光用光ファイバ）を経て到来するともに、前記球形
の反射体がその２つの位置のうちのどちらへ旋回されて
いるかに従い、複数の利用可能なファイバ（すなわち前
記レシーバ用ファイバ、または前記出射光用ファイバ）
から選択される第２光ファイバ中へ、前記反射体により
作像されることが可能である。
ることができる。光は、第１光ファイバ（すなわち前記
入射光用光ファイバ）を経て到来するともに、前記球形
の反射体がその２つの位置のうちのどちらへ旋回されて
いるかに従い、複数の利用可能なファイバ（すなわち前
記レシーバ用ファイバ、または前記出射光用ファイバ）
から選択される第２光ファイバ中へ、前記反射体により
作像されることが可能である。
上記特許出願に記載されたスイッチの１つの欠点は、
第１切り換え状態から第２切り換え状態まで切り換える
ために、球形の反射体を第１位置から第２位置まで旋回
させることに、その作用が依存していることである。そ
のような旋回構造は、或る種のネットワークの用例にと
っては、充分に洗練されたものではなく、かつ周囲状況
によっては安定しないものである。また、前記反射鏡の
旋回運動は、或る用例において、前記第１および第２切
り換え状態間に、許容できない長い切り換え時間を強要
することがある。
第１切り換え状態から第２切り換え状態まで切り換える
ために、球形の反射体を第１位置から第２位置まで旋回
させることに、その作用が依存していることである。そ
のような旋回構造は、或る種のネットワークの用例にと
っては、充分に洗練されたものではなく、かつ周囲状況
によっては安定しないものである。また、前記反射鏡の
旋回運動は、或る用例において、前記第１および第２切
り換え状態間に、許容できない長い切り換え時間を強要
することがある。
したがって、本発明の目的は、作像システムの対称性
（曲率中心）に依存する光スイッチを提供することにあ
り、前記作像システムは、当該スイッチが１つの状態に
あるときに、第１光ファイバを経て到来する光を第２光
ファイバ内で作像するようにし、また前記スイッチが他
の（すなわち第２の）状態にあるときに、第３光ファイ
バ内で作像するようにさせるものであるが、当該スイッ
チは、前記１つの状態間での切り換えを行なうために、
球形の反射体の旋回運動には依存しないものである。
（曲率中心）に依存する光スイッチを提供することにあ
り、前記作像システムは、当該スイッチが１つの状態に
あるときに、第１光ファイバを経て到来する光を第２光
ファイバ内で作像するようにし、また前記スイッチが他
の（すなわち第２の）状態にあるときに、第３光ファイ
バ内で作像するようにさせるものであるが、当該スイッ
チは、前記１つの状態間での切り換えを行なうために、
球形の反射体の旋回運動には依存しないものである。
本発明の他の目的は、作像システムの対称性（曲率中
心）に基づくスイッチを影響することであって、当該ス
イッチは、第１状態において、入射光用光ファイバから
の出射光を前記結節部のレシーバへ伝達するとともに、
前記結節部のトランスミッタからの出射光を出力用ファ
イバへ伝達し、それにより前記結節部がネットワーク内
に挿入されるようにし、また当該スイッチは、第２切り
換え状態において、前記入射光用および出力光用各ファ
イバを相互に結合し、その結果、前記結節部が迂回され
るとともに、前記結節部トランスミッタおよびレシーバ
間に経路を形成し、それにより前記結節部がテストされ
るのを可能にするものである。
心）に基づくスイッチを影響することであって、当該ス
イッチは、第１状態において、入射光用光ファイバから
の出射光を前記結節部のレシーバへ伝達するとともに、
前記結節部のトランスミッタからの出射光を出力用ファ
イバへ伝達し、それにより前記結節部がネットワーク内
に挿入されるようにし、また当該スイッチは、第２切り
換え状態において、前記入射光用および出力光用各ファ
イバを相互に結合し、その結果、前記結節部が迂回され
るとともに、前記結節部トランスミッタおよびレシーバ
間に経路を形成し、それにより前記結節部がテストされ
るのを可能にするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、複数の光ファイバを選択的に連結するスイ
ッチである。このスイッチは、球形反射体のような、対
称性を有する作像システムを備えている。また、このス
イッチは、光ファイバの端面のグループも備え、このグ
ループは、第１光ファイバ端面を含み、この第１光ファ
イバ端面を経て光が前記作像システムへ伝達され、ま
た、当該グループは、少なくとも第２および第３の光フ
ァイバ端面を含んでいる。前記作像システム、および前
記ファイバ端面のグループを、２つの位置間で互いに相
対的に、直線的に平行移動を行なわれせるために、平行
移動機構が設けられている。第１位置において、前記第
１および第２ファイバ端面が、前記作像システムの曲率
中心（対称性）に関して互いに共役的であり、それゆ
え、前記第１ファイバからの光は、前記作像システムに
より、前記第２ファイバ内に作像する。第２位置におい
て、前記第１および第３ファイバ端面が、前記作像シス
テムの対称性（曲率中心）に関して、互いに共役的であ
り、それゆえ、前記第１ファイバからの光は、前記作像
システムにより、前記第３ファイバ内に作像する。その
結果、前記直線的平行移動機構の位置に従って、前記第
１ファイバからの光を、前記第２ファイバ内へ、または
前記第３ファイバ内へ切り換えることが可能である。
ッチである。このスイッチは、球形反射体のような、対
称性を有する作像システムを備えている。また、このス
イッチは、光ファイバの端面のグループも備え、このグ
ループは、第１光ファイバ端面を含み、この第１光ファ
イバ端面を経て光が前記作像システムへ伝達され、ま
た、当該グループは、少なくとも第２および第３の光フ
ァイバ端面を含んでいる。前記作像システム、および前
記ファイバ端面のグループを、２つの位置間で互いに相
対的に、直線的に平行移動を行なわれせるために、平行
移動機構が設けられている。第１位置において、前記第
１および第２ファイバ端面が、前記作像システムの曲率
中心（対称性）に関して互いに共役的であり、それゆ
え、前記第１ファイバからの光は、前記作像システムに
より、前記第２ファイバ内に作像する。第２位置におい
て、前記第１および第３ファイバ端面が、前記作像シス
テムの対称性（曲率中心）に関して、互いに共役的であ
り、それゆえ、前記第１ファイバからの光は、前記作像
システムにより、前記第３ファイバ内に作像する。その
結果、前記直線的平行移動機構の位置に従って、前記第
１ファイバからの光を、前記第２ファイバ内へ、または
前記第３ファイバ内へ切り換えることが可能である。
本発明の代替実施例においては、前記光ファイバ端面
のグループが、４つの端面を含むことができる。すなわ
ち、前記直線的平行移動機構の第１位置において、前記
第１および第２端面が共役的で、前記第３および第４端
面が共役的である。したがって、前記第１端面からの光
は、前記第２端面内に作像され、前記第３端面からの光
は前記第４端面内に作像される。前記直線的平行移動機
構の第２位置においては、前記第１および第３端面が共
役的であり、それゆえ、前記第１端面からの光は、前記
第３端面内に作像される。実例を説明すると、前記第１
端面は、入射光用光ファイバの端面であり、前記第２端
面は、結節部レシーブへ接続されたファイバの端面であ
り、前記第３端面は、前記結節部トランスミッタへ接続
されたファイバの端面であり、そして前記第４端面は、
出力光用ファイバの端面である。したがって、前記第１
切り換え状態においては、前記入射光用ファイバおよび
前記結節部レシーバが相互に連結され、また前記結節部
トランスミッタおよび出力光用ファイバが相互に連結さ
れ、その結果、前記結節部がネットワーク内に挿入され
ることになる。前記第２切り換え状態においては、前記
入射光用および出力光用ファイバが相互連結され、その
結果、前記結節部は迂回される。当該結節部が迂回され
るとき、前記結節部トランスミッタおよび前記結節部レ
シーバ間には光学的経路を設けのが望ましく、その結
果、前記結節部はテストされることができる。このこと
は、上記したような第１および第２端面を有するファイ
バ・ループを使用することで達成することが可能であ
る。
のグループが、４つの端面を含むことができる。すなわ
ち、前記直線的平行移動機構の第１位置において、前記
第１および第２端面が共役的で、前記第３および第４端
面が共役的である。したがって、前記第１端面からの光
は、前記第２端面内に作像され、前記第３端面からの光
は前記第４端面内に作像される。前記直線的平行移動機
構の第２位置においては、前記第１および第３端面が共
役的であり、それゆえ、前記第１端面からの光は、前記
第３端面内に作像される。実例を説明すると、前記第１
端面は、入射光用光ファイバの端面であり、前記第２端
面は、結節部レシーブへ接続されたファイバの端面であ
り、前記第３端面は、前記結節部トランスミッタへ接続
されたファイバの端面であり、そして前記第４端面は、
出力光用ファイバの端面である。したがって、前記第１
切り換え状態においては、前記入射光用ファイバおよび
前記結節部レシーバが相互に連結され、また前記結節部
トランスミッタおよび出力光用ファイバが相互に連結さ
れ、その結果、前記結節部がネットワーク内に挿入され
ることになる。前記第２切り換え状態においては、前記
入射光用および出力光用ファイバが相互連結され、その
結果、前記結節部は迂回される。当該結節部が迂回され
るとき、前記結節部トランスミッタおよび前記結節部レ
シーバ間には光学的経路を設けのが望ましく、その結
果、前記結節部はテストされることができる。このこと
は、上記したような第１および第２端面を有するファイ
バ・ループを使用することで達成することが可能であ
る。
従って、本発明は、略平行に配置された複数の光ファ
イバの一本の端面より出射される光を、前記複数の光フ
ァイバの長さ方向に対して略直交方向に直線的に相対変
位能な反射体によって、前記複数の光ファイバから選択
された他の一本の端面に入射される光ファイバ・スイッ
チにおいて、前記反射体は軸線回転対称となる対称性を
有する反射作像システムを含み、出射側なる前記複数の
光ファイバの前記一本の端面に対して、入射側なる前記
複数の光ファイバの複数の前記端面が隣り合う位置に列
を成して並置され、前記反射体の相対位置は、前記反射
作像システムの対称軸が出射側となる前記端面と入射側
となる複数の前記端面との中点を結ぶ直線に沿うように
行われるように構成されることを特徴とする。
イバの一本の端面より出射される光を、前記複数の光フ
ァイバの長さ方向に対して略直交方向に直線的に相対変
位能な反射体によって、前記複数の光ファイバから選択
された他の一本の端面に入射される光ファイバ・スイッ
チにおいて、前記反射体は軸線回転対称となる対称性を
有する反射作像システムを含み、出射側なる前記複数の
光ファイバの前記一本の端面に対して、入射側なる前記
複数の光ファイバの複数の前記端面が隣り合う位置に列
を成して並置され、前記反射体の相対位置は、前記反射
作像システムの対称軸が出射側となる前記端面と入射側
となる複数の前記端面との中点を結ぶ直線に沿うように
行われるように構成されることを特徴とする。
（発明の効果） 本発明の光ファイバ・スイッチは、反射体が軸線回転
体相性となる対称性を有する反射作像システムを含み、
出射側となる光ファイバの一本の端面に対して、入射側
となる複数の光ファイバの複数の端面が隣り合う位置に
列を成して並置され、反射体の相対変位が、反射作像シ
ステムの対称軸が出射側となる光ファイバの端面と入射
側となる光ファイバの複数の端面との中点を結ぶ直線に
沿うように行われるよう構成されるので、スイッチング
のために反射体が移動する距離が極めて短くなり、よっ
てスイッチング時間（又は切り替え時間）が非常に早く
なり、またスイッチとしての寿命も長くなる。
体相性となる対称性を有する反射作像システムを含み、
出射側となる光ファイバの一本の端面に対して、入射側
となる複数の光ファイバの複数の端面が隣り合う位置に
列を成して並置され、反射体の相対変位が、反射作像シ
ステムの対称軸が出射側となる光ファイバの端面と入射
側となる光ファイバの複数の端面との中点を結ぶ直線に
沿うように行われるよう構成されるので、スイッチング
のために反射体が移動する距離が極めて短くなり、よっ
てスイッチング時間（又は切り替え時間）が非常に早く
なり、またスイッチとしての寿命も長くなる。
（実 施 例） 上記したように、本発明は、１つの光ファイバの出力
を他の光ファイバの中へ切り換えるためのスイッチであ
る。本発明のスイッチは、第1Aおよび1B図に概略的に示
されている。第1Aおよび1B図のスイッチは、球形の反射
面（反射体）12を備えている。この球形反射面12が持つ
特性によると、当該反射面12の曲率中心Ｃから僅かに変
位された点状光源が、前記曲率中心に対して対称的な位
置にある点に、最小の収差を以て作像される。当該球面
反射面11のこの特性は、光が１つの光ファイバから他の
光ファイバの中へ、選択的に切り換えられるのを可能に
する、留意されたいことは、球形の反射体の代わりに、
対称的なピッチを有する等級付けされた指標ロッド、す
なわちGRINロッド（graded index rod）のような、任意
の対称的反射作像システムが、本発明のスイッチにおい
て利用されてもよいと言うことである。
を他の光ファイバの中へ切り換えるためのスイッチであ
る。本発明のスイッチは、第1Aおよび1B図に概略的に示
されている。第1Aおよび1B図のスイッチは、球形の反射
面（反射体）12を備えている。この球形反射面12が持つ
特性によると、当該反射面12の曲率中心Ｃから僅かに変
位された点状光源が、前記曲率中心に対して対称的な位
置にある点に、最小の収差を以て作像される。当該球面
反射面11のこの特性は、光が１つの光ファイバから他の
光ファイバの中へ、選択的に切り換えられるのを可能に
する、留意されたいことは、球形の反射体の代わりに、
対称的なピッチを有する等級付けされた指標ロッド、す
なわちGRINロッド（graded index rod）のような、任意
の対称的反射作像システムが、本発明のスイッチにおい
て利用されてもよいと言うことである。
３本の光ファイバの端面からなるグループ14が、第1A
および1B図に示されている、これらのファイバ端面は、
それぞれ1,2,3と表示されている。第１及び1B図におい
て（第2A図および2B図、ならびに第3Aおよび3B図におけ
ると同様）明瞭にするため、当該ファイバの端面は、図
面の平面の外側へ面している状態に示されている。しか
し、実際のスイッチ（第４図）では、前記ファイバの端
面は、前記球形反射体の方へ向けられている。
および1B図に示されている、これらのファイバ端面は、
それぞれ1,2,3と表示されている。第１及び1B図におい
て（第2A図および2B図、ならびに第3Aおよび3B図におけ
ると同様）明瞭にするため、当該ファイバの端面は、図
面の平面の外側へ面している状態に示されている。しか
し、実際のスイッチ（第４図）では、前記ファイバの端
面は、前記球形反射体の方へ向けられている。
第1A図において、前記端面1,2,3は、前記球形反射体1
2の曲率中心から僅かに変位されている。さらに詳説す
ると、前記ファイバ端面１および２は、曲率中心Ｃに関
して共役的位置にある。したがって、ファイバ端面１か
ら出発（出射）する光は、ファイバ端面２上で作像す
る。第1B図において、前記ファイバ端面のグループ14、
および前記球形の反射体12は、矢印15の方向において、
互いに対し距離ｄに亘り、直線的に平行移動されてい
る。実例として、前記距離ｄは、ファイバ端面２および
３が第1Aおよび1B図に示されているように、互いに横に
並んだ状態で当接しているときには、ファイバの直径の
半分の値である。この平行移動の後、ファイバ端面１お
よび３が、曲率中心Ｃに関して共役位置を有している。
それゆえ、ファイバ端面１から発出する光は、前記反射
体12により、ファイバ端面３の中に作像する。したがっ
て、ファイバ端面のグループ14と、反射体12とを、互い
に対して直線的に平行移動させることにより、光学端面
２および３間での選択的な切り換えが可能となる。
2の曲率中心から僅かに変位されている。さらに詳説す
ると、前記ファイバ端面１および２は、曲率中心Ｃに関
して共役的位置にある。したがって、ファイバ端面１か
ら出発（出射）する光は、ファイバ端面２上で作像す
る。第1B図において、前記ファイバ端面のグループ14、
および前記球形の反射体12は、矢印15の方向において、
互いに対し距離ｄに亘り、直線的に平行移動されてい
る。実例として、前記距離ｄは、ファイバ端面２および
３が第1Aおよび1B図に示されているように、互いに横に
並んだ状態で当接しているときには、ファイバの直径の
半分の値である。この平行移動の後、ファイバ端面１お
よび３が、曲率中心Ｃに関して共役位置を有している。
それゆえ、ファイバ端面１から発出する光は、前記反射
体12により、ファイバ端面３の中に作像する。したがっ
て、ファイバ端面のグループ14と、反射体12とを、互い
に対して直線的に平行移動させることにより、光学端面
２および３間での選択的な切り換えが可能となる。
次に、第2A図においては、グループ16が４本のファイ
バを含み、当該ファイバの各端面は1,2,3,4で表示され
ている。第2A図において、ファイバ端面１および２が、
前記曲率中心Ｃに関して共役位置にあり、またファイバ
端面３および４が、曲率中心Ｃに関して共役位置にあ
る。したがって、ファイバ端面１から発出する光は、反
射体12により、ファイバ端面２内に作像し、ファイバ端
面４から発出する光は、反射体12によりファイバ端面３
内に作像する。第2B図において、ファイバ端面のグルー
プ16、および反射体12は、矢印15の方向において、距離
ｄだけ、互いに対して直線的に平行移動されている。第
2B図においては、ファイバ端面１および３のみが、曲率
中心Ｃに関して共役位置にある。それゆえ、この状態で
は、ファイバ端面１から発出する光が、反射体12によ
り、ファイバ端面13内に作像する。
バを含み、当該ファイバの各端面は1,2,3,4で表示され
ている。第2A図において、ファイバ端面１および２が、
前記曲率中心Ｃに関して共役位置にあり、またファイバ
端面３および４が、曲率中心Ｃに関して共役位置にあ
る。したがって、ファイバ端面１から発出する光は、反
射体12により、ファイバ端面２内に作像し、ファイバ端
面４から発出する光は、反射体12によりファイバ端面３
内に作像する。第2B図において、ファイバ端面のグルー
プ16、および反射体12は、矢印15の方向において、距離
ｄだけ、互いに対して直線的に平行移動されている。第
2B図においては、ファイバ端面１および３のみが、曲率
中心Ｃに関して共役位置にある。それゆえ、この状態で
は、ファイバ端面１から発出する光が、反射体12によ
り、ファイバ端面13内に作像する。
第2Aおよび2B図のスイッチは、リング状の形を有して
いる光ファイバ・ネットワークの中へ結節部（node）を
挿入し、また当該光ファイバ・ネットワークから結節部
を除去するために使用されることも可能である。実例で
は、前記ファイバ端面１が、入射光用光ファイバの端面
であり、ファイバ端面２は、結節部レシーバへ接続され
たファイバの端面で、ファイバ端面３は、出射光用ファ
イバの端面であり、そしてファイバ端面４は、結節部ト
ランスミッタ（伝達器）へ接続されたファイバの端面で
ある。したがって、第2A図のスイッチの状態では、前記
入射光用ファイバが前記結節部レシーバへ接続され、前
記出射光用ファイバが前記結節部トランスミッタへ接続
され、それゆえ、当該結節部が前記ネットワークの一部
を形成している。第2B図のスイッチの状態では、前記入
射光用ファイバが前記出射光用ファイバへ接続され、そ
れゆえ結節部は迂回されている。
いる光ファイバ・ネットワークの中へ結節部（node）を
挿入し、また当該光ファイバ・ネットワークから結節部
を除去するために使用されることも可能である。実例で
は、前記ファイバ端面１が、入射光用光ファイバの端面
であり、ファイバ端面２は、結節部レシーバへ接続され
たファイバの端面で、ファイバ端面３は、出射光用ファ
イバの端面であり、そしてファイバ端面４は、結節部ト
ランスミッタ（伝達器）へ接続されたファイバの端面で
ある。したがって、第2A図のスイッチの状態では、前記
入射光用ファイバが前記結節部レシーバへ接続され、前
記出射光用ファイバが前記結節部トランスミッタへ接続
され、それゆえ、当該結節部が前記ネットワークの一部
を形成している。第2B図のスイッチの状態では、前記入
射光用ファイバが前記出射光用ファイバへ接続され、そ
れゆえ結節部は迂回されている。
第3A図においては、グループ18が、端面1,2,3,4を有
する４本のファイバを備えている。このグループ18は、
ファイバ・ループ19の端面ＡおよびＢも備えている。第
3A図のスイッチの状態では、ファイバ端面１および２
が、反射体16の曲率中心Ｃに関して、共役位置にあり、
またファイバ端面３および４が、当該曲率中心Ｃに関し
て共役位置にある。第2A図の場合のように、第3A図にお
けるファイバ端面１から出射する光は、反射体12によ
り、ファイバ端面２内に作像し、またファイバ端面４か
ら出射する光は、反射体12によりファイバ端面３内に作
像する。したがって、第2A図のように、ファイバ端面１
が入射光用ファイバの端面であるとき、ファイバ端面２
は、結節部レシーバへ接続されたファイバの端面であ
り、ファイバ端面４は、結節部トランスミッタへ接続さ
れたファイバの端面であり、そしてファイバ端面３は、
出射光用ファイバの端面であり、それから、第3A図のス
イッチの状態は、リング状の形を有している光ファイバ
・ネットワークの中へ結節部を挿入する役目をする。
する４本のファイバを備えている。このグループ18は、
ファイバ・ループ19の端面ＡおよびＢも備えている。第
3A図のスイッチの状態では、ファイバ端面１および２
が、反射体16の曲率中心Ｃに関して、共役位置にあり、
またファイバ端面３および４が、当該曲率中心Ｃに関し
て共役位置にある。第2A図の場合のように、第3A図にお
けるファイバ端面１から出射する光は、反射体12によ
り、ファイバ端面２内に作像し、またファイバ端面４か
ら出射する光は、反射体12によりファイバ端面３内に作
像する。したがって、第2A図のように、ファイバ端面１
が入射光用ファイバの端面であるとき、ファイバ端面２
は、結節部レシーバへ接続されたファイバの端面であ
り、ファイバ端面４は、結節部トランスミッタへ接続さ
れたファイバの端面であり、そしてファイバ端面３は、
出射光用ファイバの端面であり、それから、第3A図のス
イッチの状態は、リング状の形を有している光ファイバ
・ネットワークの中へ結節部を挿入する役目をする。
第3B図において、前記ファイバのグループ18、および
球形反射体12は、矢印15の方向において、互いから距離
ｄに亘り、直線的に平行移動されている。第3B図におい
て、ファイバ端面１および３は、曲率中心Ｃに関して共
役位置にある。これが意味することは、ファイバ端面１
から出射する光が、反射体12により、ファイバ端面３の
中に作像すると言うことである。もし、端面１が、結節
部の入射光用ファイバの端面であり、かつファイバ端面
３が、結節部の出射光用ファイバの端面であるならば、
第3B図のスイッチの状態では、前記結節部が迂回され
る。なぜなら、前記反射体12は、前記入射光用ファイバ
および出射光用ファイバ間に光学的経路を設けるからで
ある。
球形反射体12は、矢印15の方向において、互いから距離
ｄに亘り、直線的に平行移動されている。第3B図におい
て、ファイバ端面１および３は、曲率中心Ｃに関して共
役位置にある。これが意味することは、ファイバ端面１
から出射する光が、反射体12により、ファイバ端面３の
中に作像すると言うことである。もし、端面１が、結節
部の入射光用ファイバの端面であり、かつファイバ端面
３が、結節部の出射光用ファイバの端面であるならば、
第3B図のスイッチの状態では、前記結節部が迂回され
る。なぜなら、前記反射体12は、前記入射光用ファイバ
および出射光用ファイバ間に光学的経路を設けるからで
ある。
第3B図において、ファイバ端面４はファイバ端面Ｂと
共役関係にあり、ファイバ端面Ａはファイバ端面２と共
役関係にある。それゆえ、ファイバ端面４から出射する
光は、反射体12により端面Ｂ内に作像する。次に、この
光は、ファイバ・ループ19に沿って伝播し、端面Ａから
出射する。次に、端面Ａから出射した光は、反射体12に
より、端面２内に作像する。したがって、端面４および
端面２間には光学的経路が創設され、同時に、端面１お
よび端面３間に光学的経路が創設される。それゆえ、も
し、端面４が、結節部トランスミッタへ接続されたファ
イバの端面であり、かつ端面２が、結節部レシーバへ接
続されたファイバの端面であるならば、前記結節部レシ
ーバおよび前記結節部トランスミッタ間に光学的経路が
設けられると同時に、前記入射光用および出射光用ファ
イバ間に経路が設けられる。このことは、迂回された結
節部がテストされることを可能にする。
共役関係にあり、ファイバ端面Ａはファイバ端面２と共
役関係にある。それゆえ、ファイバ端面４から出射する
光は、反射体12により端面Ｂ内に作像する。次に、この
光は、ファイバ・ループ19に沿って伝播し、端面Ａから
出射する。次に、端面Ａから出射した光は、反射体12に
より、端面２内に作像する。したがって、端面４および
端面２間には光学的経路が創設され、同時に、端面１お
よび端面３間に光学的経路が創設される。それゆえ、も
し、端面４が、結節部トランスミッタへ接続されたファ
イバの端面であり、かつ端面２が、結節部レシーバへ接
続されたファイバの端面であるならば、前記結節部レシ
ーバおよび前記結節部トランスミッタ間に光学的経路が
設けられると同時に、前記入射光用および出射光用ファ
イバ間に経路が設けられる。このことは、迂回された結
節部がテストされることを可能にする。
第４図は、第3Aおよび3B図のスイッチの実際の実施例
を概略的に示している。第４図のスイッチ100は、基部
（基台）102を備えている。この基部102へ固着されてい
るのは、前記球形反射体12である。また、スイッチ100
は、副組立体106も備えている。光ファイバのグループ1
8の端部（第3A,3B図参照）が、前記副組立体106の一部
を形成している可動基板109上に取り付けられている。
実例では、前記ファイバ・グループが前記ファイバ・ル
ープ19を備え、このファイバ・ループ19は、上記したよ
うに、旋回された結節部をテストするために使用される
ことも可能である。前記各ファイバの端面は、前記球形
反射体12の方へ向けられ、かつ当該球形反射体12の曲率
中心に関連して配置され、それゆえ、球形反射体12は、
或るファイバのペア間に光学的経路に形成している。さ
らに詳説すると、前記各端面は、第3A,3B図に示されて
いるように、２つの平行な列内に配置されている。前記
ファイバ・ループ19の一端部が、１つの列内にあり、か
つ他端部が、他方の列内に位置している。第４図におい
て、前記各ファイバ（前記ループ19を除く）は、支持構
造30,31により所定値に保持されている。
を概略的に示している。第４図のスイッチ100は、基部
（基台）102を備えている。この基部102へ固着されてい
るのは、前記球形反射体12である。また、スイッチ100
は、副組立体106も備えている。光ファイバのグループ1
8の端部（第3A,3B図参照）が、前記副組立体106の一部
を形成している可動基板109上に取り付けられている。
実例では、前記ファイバ・グループが前記ファイバ・ル
ープ19を備え、このファイバ・ループ19は、上記したよ
うに、旋回された結節部をテストするために使用される
ことも可能である。前記各ファイバの端面は、前記球形
反射体12の方へ向けられ、かつ当該球形反射体12の曲率
中心に関連して配置され、それゆえ、球形反射体12は、
或るファイバのペア間に光学的経路に形成している。さ
らに詳説すると、前記各端面は、第3A,3B図に示されて
いるように、２つの平行な列内に配置されている。前記
ファイバ・ループ19の一端部が、１つの列内にあり、か
つ他端部が、他方の列内に位置している。第４図におい
て、前記各ファイバ（前記ループ19を除く）は、支持構
造30,31により所定値に保持されている。
前記各ファイバの端面は、研磨あるいは劈開されるこ
とが可能である。研磨済み端面は、ファイバ端面が前記
基板109上に位置された後に、全てのファイバ端部の研
磨作業を行なうことにより用意される。劈開済み端面の
利点は、当該端面が劈開された後に、前記ファイバが基
板109上の精密に設定された位置へ組み付けられること
である。特に、前記ファイバ・ループ128の劈開済み端
面は、前記反射体の軸心に沿って前後へ調節されること
ができ、それゆえ、前記反射体により反射されて前記フ
ァイバ・ループの劈開済み端面の中へ入る光信号の光学
的減衰を変えることができる。前記反射体の焦点以外の
位置にある前記ファイバ・ループの端面は、さらに減衰
を生じさせることになる。また、劈開済みファイバの端
面は、前記反射体（鏡）と同じ曲率を有する仮想球に対
して、接線となる状態に位置されることができる。当該
仮想球に沿ってファイバの端面を研磨することは、ファ
イバの劈開済み端部を前記仮想球に沿って、所定位置に
調節するのを達成することよりも困難であろう。
とが可能である。研磨済み端面は、ファイバ端面が前記
基板109上に位置された後に、全てのファイバ端部の研
磨作業を行なうことにより用意される。劈開済み端面の
利点は、当該端面が劈開された後に、前記ファイバが基
板109上の精密に設定された位置へ組み付けられること
である。特に、前記ファイバ・ループ128の劈開済み端
面は、前記反射体の軸心に沿って前後へ調節されること
ができ、それゆえ、前記反射体により反射されて前記フ
ァイバ・ループの劈開済み端面の中へ入る光信号の光学
的減衰を変えることができる。前記反射体の焦点以外の
位置にある前記ファイバ・ループの端面は、さらに減衰
を生じさせることになる。また、劈開済みファイバの端
面は、前記反射体（鏡）と同じ曲率を有する仮想球に対
して、接線となる状態に位置されることができる。当該
仮想球に沿ってファイバの端面を研磨することは、ファ
イバの劈開済み端部を前記仮想球に沿って、所定位置に
調節するのを達成することよりも困難であろう。
ネジ110が、細孔112内に取り付けられ、かつ、反射体
12に対する副組立体106の初期の整列のために使用され
る。さらに詳説すると、当該ネジ110が緩められると
き、細孔112は副組立体106のためのガイドの役目をす
る。初期の整列が達成されると、すなわち前記副組立体
106が第１切り換え状態に位置されると、ネジ110は締め
付けられる。
12に対する副組立体106の初期の整列のために使用され
る。さらに詳説すると、当該ネジ110が緩められると
き、細孔112は副組立体106のためのガイドの役目をす
る。初期の整列が達成されると、すなわち前記副組立体
106が第１切り換え状態に位置されると、ネジ110は締め
付けられる。
前記スイッチを、第１切り換え状態から第２切り換え
状態（すなわち第１切り換え状態におけるものとは異な
るファイバのペア間に光学的経路が設けられる状態）へ
移動させるため、ソレノイド120および磁石122が、前記
可動基板109を矢印15の方向で直線的に平行移動させる
ために使用される。永久磁石122が、基板109上に取り付
けられている。実際の例では、前記第１切り換え状態に
おいて、前記ソレノイド120はオフとなる。このソレノ
イド120が、コネクタ130およびリーザ線132により稼動
されるとき、磁石122は反発され、そして副組立体106
が、第４図に示されているように調節可能なストッパ11
4に向かって移動され、その結果、前記第２切り換え状
態が実現される。ストッパ114の位置は、ネジ113により
調節可能である。
状態（すなわち第１切り換え状態におけるものとは異な
るファイバのペア間に光学的経路が設けられる状態）へ
移動させるため、ソレノイド120および磁石122が、前記
可動基板109を矢印15の方向で直線的に平行移動させる
ために使用される。永久磁石122が、基板109上に取り付
けられている。実際の例では、前記第１切り換え状態に
おいて、前記ソレノイド120はオフとなる。このソレノ
イド120が、コネクタ130およびリーザ線132により稼動
されるとき、磁石122は反発され、そして副組立体106
が、第４図に示されているように調節可能なストッパ11
4に向かって移動され、その結果、前記第２切り換え状
態が実現される。ストッパ114の位置は、ネジ113により
調節可能である。
最後に、本発明の上記した実施例は、単に例示的なも
ので、種々な変更、変換をなし得ることは言うまでもな
い。
ので、種々な変更、変換をなし得ることは言うまでもな
い。
第1A図および第1B図は、本発明の一実施例による光ファ
イバ・スイッチの切り換え状態を示す概略説明図であ
る。 第2A図および第2B図は、本発明の第１代替実施例による
光ファイバ・スイッチの切り換え状態を示す概略説明図
である。 第3A図および第3B図は、本発明の第２代替実施例による
光ファイバ・スイッチの切り換え状態を示す概略説明図
である。 第４図は、第1A,1B,2A,2B,3A,および3B図のスイッチの
実際の例の説明図である。 １……第１端面、２……第２端面 ３……第３端面、12……反射体 14,16,18……光ファイバ端面のグループ 102……基部、109……基板 Ｃ……曲率中心（対称性）
イバ・スイッチの切り換え状態を示す概略説明図であ
る。 第2A図および第2B図は、本発明の第１代替実施例による
光ファイバ・スイッチの切り換え状態を示す概略説明図
である。 第3A図および第3B図は、本発明の第２代替実施例による
光ファイバ・スイッチの切り換え状態を示す概略説明図
である。 第４図は、第1A,1B,2A,2B,3A,および3B図のスイッチの
実際の例の説明図である。 １……第１端面、２……第２端面 ３……第３端面、12……反射体 14,16,18……光ファイバ端面のグループ 102……基部、109……基板 Ｃ……曲率中心（対称性）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン カーレイ ホファー アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17109 ハリスバーグ ノース サーテ ィシックスス ストリート 507 (56)参考文献 特開 昭62−108221（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 26/08
Claims (1)
- 【請求項１】略平行に配置された複数の光ファイバの一
本の端面より出射される光を、前記複数の光ファイバの
長さ方向に対して略直交方向に直線的に相対変位可能な
反射体によって、前記複数の光ファイバから選択された
他の一本の端面に入射させる光ファイバ・スイッチにお
いて、 前記反射体は軸線回転対称となる対称性を有する反射作
像システムを含み、 出射側となる前記複数の光ファイバの前記一本の端面に
対して、入射側となる前記複数の光ファイバの複数の前
記端面が隣り合う位置に列を成して並置され、前記反射
体の相対変位は、前記反射作像システムの対称軸が出射
側となる前記端面と入射側となる複数の前記端面との中
点を結ぶ直線に沿うように行われるよう構成されること
を特徴とする光ファイバ・スイッチ。
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