JP3129854B2 - 光スイッチ装置およびその調芯方法 - Google Patents
光スイッチ装置およびその調芯方法Info
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- JP3129854B2 JP3129854B2 JP04268588A JP26858892A JP3129854B2 JP 3129854 B2 JP3129854 B2 JP 3129854B2 JP 04268588 A JP04268588 A JP 04268588A JP 26858892 A JP26858892 A JP 26858892A JP 3129854 B2 JP3129854 B2 JP 3129854B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光スイッチ装置およびそ
の調芯方法に関するものである。
の調芯方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１本の光ファイバ（マスター側光ファイ
バ）とｎ本の光ファイバ（ｎ側光ファイバ）を端面同志
で対向させ、マスター側光ファイバを移動させることに
より光結合対象のｎ側光ファイバを切り換えるものとし
て、１：ｎ光スイッチ装置がある。この種の従来装置で
は、機械的接触を伴なう光切換えがされていた。例え
ば、マスター側光ファイバをフェルールに挿入し、これ
を割りスリーブに挿入する。ここで、割りスリーブには
ｎ側光ファイバが各スリーブごとにセットされており、
挿入対象を変えることで光切換が可能になっていた。
バ）とｎ本の光ファイバ（ｎ側光ファイバ）を端面同志
で対向させ、マスター側光ファイバを移動させることに
より光結合対象のｎ側光ファイバを切り換えるものとし
て、１：ｎ光スイッチ装置がある。この種の従来装置で
は、機械的接触を伴なう光切換えがされていた。例え
ば、マスター側光ファイバをフェルールに挿入し、これ
を割りスリーブに挿入する。ここで、割りスリーブには
ｎ側光ファイバが各スリーブごとにセットされており、
挿入対象を変えることで光切換が可能になっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような物
理的接触を伴なうものでは、当然に摩耗によるフェルー
ルの外形変化が生じ、位置合せ精度が使用と共に低下す
る。特に、シングルモード光ファイバ同士の光結合で
は、コア径は１０μｍ程度であるため、例えば１μｍ程
度の軸ずれがあると、一般に０．３〜０．５ｄＢ程度の
光結合損失が生じることになる。
理的接触を伴なうものでは、当然に摩耗によるフェルー
ルの外形変化が生じ、位置合せ精度が使用と共に低下す
る。特に、シングルモード光ファイバ同士の光結合で
は、コア径は１０μｍ程度であるため、例えば１μｍ程
度の軸ずれがあると、一般に０．３〜０．５ｄＢ程度の
光結合損失が生じることになる。
【０００４】そこで、当然に非接触方式の光スイッチ装
置およびその調芯方法が望まれることになるが、非接触
では光軸合せが極めて困難である。ちなみに、ｎ側光フ
ァイバをシリコン基板などのＶ溝に固定しても、その位
置精度を１μｍ以下にすることは現実的でない。また、
マスター側光ファイバの移動量コントロールも、１μｍ
以下の精度で行なうことは極めて困難である。
置およびその調芯方法が望まれることになるが、非接触
では光軸合せが極めて困難である。ちなみに、ｎ側光フ
ァイバをシリコン基板などのＶ溝に固定しても、その位
置精度を１μｍ以下にすることは現実的でない。また、
マスター側光ファイバの移動量コントロールも、１μｍ
以下の精度で行なうことは極めて困難である。
【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、精度良く調芯することの可能な非接触方式の
光スイッチ装置と、光スイッチングのための調芯方法を
提供することを目的とする。
たもので、精度良く調芯することの可能な非接触方式の
光スイッチ装置と、光スイッチングのための調芯方法を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光スイッチ
装置は、光通信信号が伝送されるマスター側光導波路
（光ファイバ）を有するマスター側光コネクタと、各々
の端面が結合端面でアレイ状に配置された複数のｎ側光
導波路を有し、上記結合端面がマスター側光導波路の端
面と対向するように配置されたｎ側光コネクタと、マス
ター側光導波路を結合端面に沿って平行移動させる平行
駆動手段と、平行駆動手段により平行移動されると共
に、マスター側光導波路をその光軸を中心として回転さ
せる回転駆動手段と、マスター側光導波路にセンシング
用光導波路を結合する光結合手段と、センシング用光導
波路にセンシング光を入射するセンシング光源と、マス
ター側光導波路から前記ｎ側光導波路に入射された後に
反射され、当該マスター側光導波路を経由して戻ってく
るモニタ光を検出するモニタ光検出手段と、回転駆動手
段による回転運動の位相と、モニタ光検出手段による検
出光量の変動の位相にもとづき、マスター側光導波路の
回転中心位置とこれに光結合すべき前記ｎ側光導波路の
中心位置との間の偏位方向を算出する演算手段と、上記
偏位方向と反対方向にマスター側光導波路が移動するよ
う平行駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特
徴とする。
装置は、光通信信号が伝送されるマスター側光導波路
（光ファイバ）を有するマスター側光コネクタと、各々
の端面が結合端面でアレイ状に配置された複数のｎ側光
導波路を有し、上記結合端面がマスター側光導波路の端
面と対向するように配置されたｎ側光コネクタと、マス
ター側光導波路を結合端面に沿って平行移動させる平行
駆動手段と、平行駆動手段により平行移動されると共
に、マスター側光導波路をその光軸を中心として回転さ
せる回転駆動手段と、マスター側光導波路にセンシング
用光導波路を結合する光結合手段と、センシング用光導
波路にセンシング光を入射するセンシング光源と、マス
ター側光導波路から前記ｎ側光導波路に入射された後に
反射され、当該マスター側光導波路を経由して戻ってく
るモニタ光を検出するモニタ光検出手段と、回転駆動手
段による回転運動の位相と、モニタ光検出手段による検
出光量の変動の位相にもとづき、マスター側光導波路の
回転中心位置とこれに光結合すべき前記ｎ側光導波路の
中心位置との間の偏位方向を算出する演算手段と、上記
偏位方向と反対方向にマスター側光導波路が移動するよ
う平行駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特
徴とする。
【０００７】ここで、平行駆動手段はｎ側光コネクタに
取り付けて、これを平行移動するようにしてもよく、ま
たマスター側光道導波路にセンシング用光導波路を付設
し、光通信信号伝送用の光導波路とは別の光導波路で位
置決めを行なうようにしてもよい。
取り付けて、これを平行移動するようにしてもよく、ま
たマスター側光道導波路にセンシング用光導波路を付設
し、光通信信号伝送用の光導波路とは別の光導波路で位
置決めを行なうようにしてもよい。
【０００８】また、本発明に係る光スイッチ装置の調芯
方法によれば、光通信信号が伝送されるマスター側光導
波路を有するマスター側光コネクタと、各々の端面が結
合端面でアレイ状に配置された複数のｎ側光導波路を有
するｎ側光コネクタとを端面同志が対向するように配置
する第１のステップと、マスター側光導波路をその光軸
を中心に回転させると共に、当該マスター側光導波路に
センシング光を入射してその端面からｎ側光コネクタに
向けて出射する第２のステップと、ｎ側光コネクタより
戻ってきたセンシング光の反射光のうち、マスター側光
導波路に入射したものを検出する第３のステップと、マ
スター側光導波路の回転運動の位相と第３のステップで
検出した光量の変動の位相にもとづき、マスター側光導
波路の回転中心位置と、これに対向すべきｎ側光導波路
の中心位置との間の偏位方向を求める第４のステップ
と、第４のステップで求めた偏位方向と反対方向にマス
ター側光導波路とｎ側光コネクタの相対位置を変更する
第５のステップとを備える。
方法によれば、光通信信号が伝送されるマスター側光導
波路を有するマスター側光コネクタと、各々の端面が結
合端面でアレイ状に配置された複数のｎ側光導波路を有
するｎ側光コネクタとを端面同志が対向するように配置
する第１のステップと、マスター側光導波路をその光軸
を中心に回転させると共に、当該マスター側光導波路に
センシング光を入射してその端面からｎ側光コネクタに
向けて出射する第２のステップと、ｎ側光コネクタより
戻ってきたセンシング光の反射光のうち、マスター側光
導波路に入射したものを検出する第３のステップと、マ
スター側光導波路の回転運動の位相と第３のステップで
検出した光量の変動の位相にもとづき、マスター側光導
波路の回転中心位置と、これに対向すべきｎ側光導波路
の中心位置との間の偏位方向を求める第４のステップ
と、第４のステップで求めた偏位方向と反対方向にマス
ター側光導波路とｎ側光コネクタの相対位置を変更する
第５のステップとを備える。
【０００９】なお、マスター側光導波路にセンシング用
光導波路を付設し、これを回転駆動させることによって
マスター側とｎ側の調芯をしてもよい。
光導波路を付設し、これを回転駆動させることによって
マスター側とｎ側の調芯をしてもよい。
【００１０】
【作用】本発明の構成によると、マスター側光導波路と
ｎ側光導波路は非接触状態で対向させられ、マスター側
光導波路あるいはこれに付設されたセンシング用光導波
路は一定の微小な半径で回転運動させられる。そして、
これら光導波路にセンシング光が入射され、これら光導
波路と対向するｎ側光導波路あるいはモニタ用光導波路
に向けて出射される。
ｎ側光導波路は非接触状態で対向させられ、マスター側
光導波路あるいはこれに付設されたセンシング用光導波
路は一定の微小な半径で回転運動させられる。そして、
これら光導波路にセンシング光が入射され、これら光導
波路と対向するｎ側光導波路あるいはモニタ用光導波路
に向けて出射される。
【００１１】このセンシング光は、ｎ側光導波路あるい
はモニタ用光導波路の内部で反射され、マスター側光導
波路あるいはセンシング用光導波路に戻ってくる。する
と、マスター側光導波路あるいはセンシング用光導波路
と、これらに対向するｎ側光導波路あるいはモニタ用光
導波路との光結合効率は、回転運動にともなって変化す
る。ここで、この回転運動の位相とモニタ光の検出光量
の変動の位相を対比すると、中心軸の偏位方向と一定の
関係を有している。そこで、これを用いて偏位方向を算
出し、これを修正するようにマスター側光コネクタある
いはｎ側光コネクタを平行移動させることにより調芯す
る。
はモニタ用光導波路の内部で反射され、マスター側光導
波路あるいはセンシング用光導波路に戻ってくる。する
と、マスター側光導波路あるいはセンシング用光導波路
と、これらに対向するｎ側光導波路あるいはモニタ用光
導波路との光結合効率は、回転運動にともなって変化す
る。ここで、この回転運動の位相とモニタ光の検出光量
の変動の位相を対比すると、中心軸の偏位方向と一定の
関係を有している。そこで、これを用いて偏位方向を算
出し、これを修正するようにマスター側光コネクタある
いはｎ側光コネクタを平行移動させることにより調芯す
る。
【００１２】
【実施例】以下、添付図面により本発明のいくつかの実
施例を説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
すことにより、重複した説明は省略する。
施例を説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
すことにより、重複した説明は省略する。
【００１３】図１は第１実施例に係る光スイッチ装置の
全体構成図である。後に詳述するチューブ型圧電素子か
らなる微動チューブ１は固定ステージ２０に取り付けら
れ、固定ステージ２０はＸ軸粗動ステージ２１に固定さ
れ、Ｘ軸粗動ステージ２１はＹ軸粗動ステージ２２に取
り付けられる。ここで、微動チューブ１は回転駆動手段
と平行微駆動手段を同時に構成し、Ｘ軸粗動ステージ２
１およびＹ軸粗動ステージ２２は外部からのスイッチ切
換指令によりコントロールされる切換駆動手段を構成
し、この中央部は中抜きにされてマスター側光ファイバ
３１が貫通されている。マスター側光ファイバ３１は微
動チューブ１の先端に固定されており、微動チューブ１
の回転あるいはＸ、Ｙ軸方向の微動に従って回転運動あ
るいは微小移動する。このマスター側光ファイバ３１と
対向する位置にはｎ側光コネクタ４が配設され、この結
合端面にはｎ本のｎ側光ファイバ４１の端面が一定ピッ
チでアレイ状に露出している。
全体構成図である。後に詳述するチューブ型圧電素子か
らなる微動チューブ１は固定ステージ２０に取り付けら
れ、固定ステージ２０はＸ軸粗動ステージ２１に固定さ
れ、Ｘ軸粗動ステージ２１はＹ軸粗動ステージ２２に取
り付けられる。ここで、微動チューブ１は回転駆動手段
と平行微駆動手段を同時に構成し、Ｘ軸粗動ステージ２
１およびＹ軸粗動ステージ２２は外部からのスイッチ切
換指令によりコントロールされる切換駆動手段を構成
し、この中央部は中抜きにされてマスター側光ファイバ
３１が貫通されている。マスター側光ファイバ３１は微
動チューブ１の先端に固定されており、微動チューブ１
の回転あるいはＸ、Ｙ軸方向の微動に従って回転運動あ
るいは微小移動する。このマスター側光ファイバ３１と
対向する位置にはｎ側光コネクタ４が配設され、この結
合端面にはｎ本のｎ側光ファイバ４１の端面が一定ピッ
チでアレイ状に露出している。
【００１４】光通信用の信号が伝送されるマスター側光
ファイバ３１にはセンシング用光ファイバ３２が光結合
され、センシング用光ファイバ３２には光ファイバ３３
が光結合される。なお、これらの光結合を行なうカプラ
（３ｄＢカプラ）３４、３５は、例えば光ファイバ同士
を加熱して融着、延伸することにより構成される。セン
シング用光ファイバ３２は光通信用の信号と波長の異な
るセンシング光を出力するＬＤ（レーザーダイオード）
モジュール５１に接続され、このＬＤモジュール５１の
発光はＬＤ駆動回路５２によりドライブされる。光ファ
イバ３３はホトダイオードなどのモニタ光検出器６１に
接続され、その出力（センシング光が反射されて戻って
きたモニタ光の検出出力）はプリアンプ６２で増幅され
る。
ファイバ３１にはセンシング用光ファイバ３２が光結合
され、センシング用光ファイバ３２には光ファイバ３３
が光結合される。なお、これらの光結合を行なうカプラ
（３ｄＢカプラ）３４、３５は、例えば光ファイバ同士
を加熱して融着、延伸することにより構成される。セン
シング用光ファイバ３２は光通信用の信号と波長の異な
るセンシング光を出力するＬＤ（レーザーダイオード）
モジュール５１に接続され、このＬＤモジュール５１の
発光はＬＤ駆動回路５２によりドライブされる。光ファ
イバ３３はホトダイオードなどのモニタ光検出器６１に
接続され、その出力（センシング光が反射されて戻って
きたモニタ光の検出出力）はプリアンプ６２で増幅され
る。
【００１５】ＣＰＵ１００は全体の制御を司るもので、
まず別途に入力された切換指令にもとづき、Ｘ軸粗動コ
ントローラ７１とＹ軸粗動コントローラ７２に指令を与
える。ここで、切換指令とはｎ側光コネクタ４おけるｎ
本のｎ側光ファイバ４１のうち、どのｎ側光ファイバ４
１とマスター側光ファイバ３１を結合させるかの指令
（アドレス指令）である。Ｘ軸粗動コントローラ７１は
Ｘ軸粗駆動回路７３をコントロールし、Ｙ軸粗動コント
ローラ７２はＹ軸粗駆動回路７４をコントロールし、こ
れらによってステッピングモータなどからなるＸ軸粗動
ステージ２１とＹ軸粗動ステージ２２が粗動させられ
る。
まず別途に入力された切換指令にもとづき、Ｘ軸粗動コ
ントローラ７１とＹ軸粗動コントローラ７２に指令を与
える。ここで、切換指令とはｎ側光コネクタ４おけるｎ
本のｎ側光ファイバ４１のうち、どのｎ側光ファイバ４
１とマスター側光ファイバ３１を結合させるかの指令
（アドレス指令）である。Ｘ軸粗動コントローラ７１は
Ｘ軸粗駆動回路７３をコントロールし、Ｙ軸粗動コント
ローラ７２はＹ軸粗駆動回路７４をコントロールし、こ
れらによってステッピングモータなどからなるＸ軸粗動
ステージ２１とＹ軸粗動ステージ２２が粗動させられ
る。
【００１６】一方、ＣＰＵ１００はモニタ光検出器６１
の検出光量の変動位相と回転運動の位相との間の位相差
を示す信号を入力する。すなわち、プリアンプ６２の増
幅出力はＸ軸位相検波器６３とＹ軸位相検波器６４に入
力され、ここで参照信号と位相比較される。なお、参照
信号とは後述のように、マスター側光ファイバ３１の回
転運動の位相を示す信号である。このＸ軸位相検波器６
３とＹ軸位相検波器６４は共にロックインアンプを用い
て構成されるが、この出力すなわち位相差信号は、Ｘ軸
Ａ／Ｄコンバータ６５とＹ軸Ａ／Ｄコンバータ６６でデ
ィジタル信号に変換され、ＣＰＵ１００に送られる。
の検出光量の変動位相と回転運動の位相との間の位相差
を示す信号を入力する。すなわち、プリアンプ６２の増
幅出力はＸ軸位相検波器６３とＹ軸位相検波器６４に入
力され、ここで参照信号と位相比較される。なお、参照
信号とは後述のように、マスター側光ファイバ３１の回
転運動の位相を示す信号である。このＸ軸位相検波器６
３とＹ軸位相検波器６４は共にロックインアンプを用い
て構成されるが、この出力すなわち位相差信号は、Ｘ軸
Ａ／Ｄコンバータ６５とＹ軸Ａ／Ｄコンバータ６６でデ
ィジタル信号に変換され、ＣＰＵ１００に送られる。
【００１７】ＣＰＵ１００には光検出器６１の検出光量
を示す信号、すなわちプリアンプ６２の出力をＡ／Ｄ変
換した信号も入力される（図示せず）。この信号は後に
詳述するように、マスター側光ファイバ３１の回転中心
とこれに対向するｎ側光ファイバ４１の中心の偏位量に
対応しており、これが所定の規定値以下であるときは、
中心が略一致しているか、あるいは大きくずれているも
のと判断する。なお、この場合の規定値とは、検出光量
の変動レベルが雑音レベル程度であるとみなし得る値で
あり、極く小さい値である。
を示す信号、すなわちプリアンプ６２の出力をＡ／Ｄ変
換した信号も入力される（図示せず）。この信号は後に
詳述するように、マスター側光ファイバ３１の回転中心
とこれに対向するｎ側光ファイバ４１の中心の偏位量に
対応しており、これが所定の規定値以下であるときは、
中心が略一致しているか、あるいは大きくずれているも
のと判断する。なお、この場合の規定値とは、検出光量
の変動レベルが雑音レベル程度であるとみなし得る値で
あり、極く小さい値である。
【００１８】円運動発生回路８１は円運動を起こさせる
ための信号を発生し、そのＸ成分とＹ成分をそれぞれＸ
軸アナログ加算器８２とＹ軸アナログ加算器８３に入力
する。一方、Ｘ軸アナログ加算器８２にはＸ軸Ｄ／Ａコ
ンバータ８４からＸ方向微動用のアナログ信号（Ｘ軸微
動信号）が与えられ、Ｙ軸アナログ加算器８３にはＹ軸
Ｄ／Ａコンバータ８５からＹ方向微動用のアナログ信号
（Ｙ軸微動信号）が与えられている。ここで、Ｘ軸Ｄ／
Ａコンバータ８４とＹ軸Ｄ／Ａコンバータ８５にはＣＰ
Ｕ１００からディジタル信号が与えられており、これは
マスター側光ファイバ３１をｎ側光コネクタ４の結合端
面と平行方向に微動させるためのサーボ制御信号であ
る。
ための信号を発生し、そのＸ成分とＹ成分をそれぞれＸ
軸アナログ加算器８２とＹ軸アナログ加算器８３に入力
する。一方、Ｘ軸アナログ加算器８２にはＸ軸Ｄ／Ａコ
ンバータ８４からＸ方向微動用のアナログ信号（Ｘ軸微
動信号）が与えられ、Ｙ軸アナログ加算器８３にはＹ軸
Ｄ／Ａコンバータ８５からＹ方向微動用のアナログ信号
（Ｙ軸微動信号）が与えられている。ここで、Ｘ軸Ｄ／
Ａコンバータ８４とＹ軸Ｄ／Ａコンバータ８５にはＣＰ
Ｕ１００からディジタル信号が与えられており、これは
マスター側光ファイバ３１をｎ側光コネクタ４の結合端
面と平行方向に微動させるためのサーボ制御信号であ
る。
【００１９】上記のアナログ加算の結果はＸ軸正微駆動
回路８６、Ｘ軸負微駆動回路８７、Ｙ軸正微駆動回路８
８及びＹ軸負微駆動回路８９に与えられ、これからの４
つの駆動信号は微動チューブ１に与えられる。これによ
り、微動チューブ１は水平方向の微移動と高速回転を行
なう。
回路８６、Ｘ軸負微駆動回路８７、Ｙ軸正微駆動回路８
８及びＹ軸負微駆動回路８９に与えられ、これからの４
つの駆動信号は微動チューブ１に与えられる。これによ
り、微動チューブ１は水平方向の微移動と高速回転を行
なう。
【００２０】次に、図２および図３を参照することよ
り、微動チューブ１とｎ側光コネクタ４の結合部近傍の
構成を示す。図２はその断面図であり、図３は一部を破
砕した斜視図である。図２に示す通り、上部ベース板４
２にはＹ軸粗動ステージ２２が取りつけられ、下部ベー
ス板４３にはｎ側光コネクタ４が取り付けられる。そし
て、図２および図３に示すように、微動チューブ１の上
端部はチューブ支持アーム２３によって固定ステージ２
０に固定され、その上方においてマスター側光ファイバ
３１はファイバ支持アーム２４によって固定ステージ２
０に固定されている。
り、微動チューブ１とｎ側光コネクタ４の結合部近傍の
構成を示す。図２はその断面図であり、図３は一部を破
砕した斜視図である。図２に示す通り、上部ベース板４
２にはＹ軸粗動ステージ２２が取りつけられ、下部ベー
ス板４３にはｎ側光コネクタ４が取り付けられる。そし
て、図２および図３に示すように、微動チューブ１の上
端部はチューブ支持アーム２３によって固定ステージ２
０に固定され、その上方においてマスター側光ファイバ
３１はファイバ支持アーム２４によって固定ステージ２
０に固定されている。
【００２１】図２および図３の構造において、Ｘ軸粗動
ステージ２１はＸ軸粗駆動回路７３から信号（パルス信
号）が与えられることによりＸ軸方向に粗動し、Ｙ軸粗
動ステージ２２はＹ軸粗駆動回路７４からの信号（パメ
ス信号）が与えられることによりＹ軸方向に粗動する。
これによって、ＣＰＵ１００からの光結合切換指令（ア
ドレス指示）に従って、マスター側光ファイバ３１に光
結合されるｎ側光コネクタ４のｎ側光ファイバ４１が切
り換えられる。なお、Ｘ軸粗動ステージ２１とＹ軸粗動
ステージ２２はステッピングモータにより構成され、与
えられたパルス信号のパルス数に応じた量だけステップ
移動する。
ステージ２１はＸ軸粗駆動回路７３から信号（パルス信
号）が与えられることによりＸ軸方向に粗動し、Ｙ軸粗
動ステージ２２はＹ軸粗駆動回路７４からの信号（パメ
ス信号）が与えられることによりＹ軸方向に粗動する。
これによって、ＣＰＵ１００からの光結合切換指令（ア
ドレス指示）に従って、マスター側光ファイバ３１に光
結合されるｎ側光コネクタ４のｎ側光ファイバ４１が切
り換えられる。なお、Ｘ軸粗動ステージ２１とＹ軸粗動
ステージ２２はステッピングモータにより構成され、与
えられたパルス信号のパルス数に応じた量だけステップ
移動する。
【００２２】図４および図５を参照することにより、微
動チューブ１の近傍の構成を詳細に説明する。微動チュ
ーブ１はその上端部がチューブ支持アーム２３に固定さ
れ、その上方でマスター側光ファイバ３１がファイバ保
持チューブ２５を介してファイバ支持アーム２４に固定
される。微動チューブ１の下部外面には４個の圧電ユニ
ットが設けられる。すなわち、微動チューブ１の外面に
はグランド電極１１Gが設けられ、この上に圧電材料層
が堆積される。圧電材料層の上面には４つの電極１
１X1、１１X2、１１Y1、１１Y2が設けられるが、プラス
Ｘ電極１１X1とマイナスＸ電極１１X2が対向し、プラス
Ｙ電極１１Y1とマイナスＹ電極１１Y2が対向する位置に
ある。微動チューブ１の下部開口にはキャップ１３が設
けられ、このキャップ１３にはマスター側光ファイバ３
１が貫通して固定されている。
動チューブ１の近傍の構成を詳細に説明する。微動チュ
ーブ１はその上端部がチューブ支持アーム２３に固定さ
れ、その上方でマスター側光ファイバ３１がファイバ保
持チューブ２５を介してファイバ支持アーム２４に固定
される。微動チューブ１の下部外面には４個の圧電ユニ
ットが設けられる。すなわち、微動チューブ１の外面に
はグランド電極１１Gが設けられ、この上に圧電材料層
が堆積される。圧電材料層の上面には４つの電極１
１X1、１１X2、１１Y1、１１Y2が設けられるが、プラス
Ｘ電極１１X1とマイナスＸ電極１１X2が対向し、プラス
Ｙ電極１１Y1とマイナスＹ電極１１Y2が対向する位置に
ある。微動チューブ１の下部開口にはキャップ１３が設
けられ、このキャップ１３にはマスター側光ファイバ３
１が貫通して固定されている。
【００２３】この微動チューブ１の構造によると、微動
チューブ１の先端を水平に微動あるいは回転運動させる
ことができ、これによってマスター側光ファイバ３１の
先端も上記の運動に従った動きをさせられる。これを示
したのが図６（ａ）、（ｂ）である。図６（ａ）の電極
に図６（ｂ）の電圧を加えると、圧電材料層に引張りり
あるいは圧縮歪みが生じ、これによって微動チューブ１
が微少に変形し、同図（ａ）に示す矢印の変位方向（丸
印１〜丸印４）の微動が実現される。
チューブ１の先端を水平に微動あるいは回転運動させる
ことができ、これによってマスター側光ファイバ３１の
先端も上記の運動に従った動きをさせられる。これを示
したのが図６（ａ）、（ｂ）である。図６（ａ）の電極
に図６（ｂ）の電圧を加えると、圧電材料層に引張りり
あるいは圧縮歪みが生じ、これによって微動チューブ１
が微少に変形し、同図（ａ）に示す矢印の変位方向（丸
印１〜丸印４）の微動が実現される。
【００２４】従って、プラスＸ電極１１X1とマイナスＸ
電極１１X2に１８０°位相のずれた正弦波電圧を加え、
プラスＹ電極１１Y1とマイナスＹ電極１１Y2に上記９０
°ずつ位相のずれた正弦波電圧を加えると微動チューブ
１の先端は回転運動をする。また、Ｘ軸Ｄ／Ａコンバー
タ８４とＹ軸Ｄ／Ａコンバータ８５の出力にもとづき、
上記の電極１１X1〜１１Y1に加える交流電圧の直流バイ
アスを変化させると、微動チューブ１の先端はマスター
側光ファイバ３１の光軸と直交方向に微動する。すなわ
ち、マスター側光ファイバ３１の高速回転運動と、水平
方向の回転中心位置の微調整が同一の微動チューブ１に
より行なわれる。
電極１１X2に１８０°位相のずれた正弦波電圧を加え、
プラスＹ電極１１Y1とマイナスＹ電極１１Y2に上記９０
°ずつ位相のずれた正弦波電圧を加えると微動チューブ
１の先端は回転運動をする。また、Ｘ軸Ｄ／Ａコンバー
タ８４とＹ軸Ｄ／Ａコンバータ８５の出力にもとづき、
上記の電極１１X1〜１１Y1に加える交流電圧の直流バイ
アスを変化させると、微動チューブ１の先端はマスター
側光ファイバ３１の光軸と直交方向に微動する。すなわ
ち、マスター側光ファイバ３１の高速回転運動と、水平
方向の回転中心位置の微調整が同一の微動チューブ１に
より行なわれる。
【００２５】次に、図７および図８を参照することによ
り、ｎ側光ファイバ４１の回転中心とこれに対向するｎ
側光ファイバ４１の中心との間の偏位方向と、その偏位
量の算出原理を説明する。図７（ａ）において、実線の
円はマスター側光ファイバ３１のコアを示し、点線の円
はｎ側光ファイバ４１のコアを示している。いま、マス
ター側光ファイバ３１の回転中心（図中の白丸印）はｎ
側光ファイバ４１の中心（図中のクロス印）から、マイ
ナスｘ方向に一定量だけ偏位していると仮定する。する
と、回転中のマスター側光ファイバ３１のコアの位置
は、図中の丸印１から丸印５のように変化し、このため
マスター側光ファイバ３１とｎ側光ファイバ４１の光結
合率は回転位相に応じて変化する。
り、ｎ側光ファイバ４１の回転中心とこれに対向するｎ
側光ファイバ４１の中心との間の偏位方向と、その偏位
量の算出原理を説明する。図７（ａ）において、実線の
円はマスター側光ファイバ３１のコアを示し、点線の円
はｎ側光ファイバ４１のコアを示している。いま、マス
ター側光ファイバ３１の回転中心（図中の白丸印）はｎ
側光ファイバ４１の中心（図中のクロス印）から、マイ
ナスｘ方向に一定量だけ偏位していると仮定する。する
と、回転中のマスター側光ファイバ３１のコアの位置
は、図中の丸印１から丸印５のように変化し、このため
マスター側光ファイバ３１とｎ側光ファイバ４１の光結
合率は回転位相に応じて変化する。
【００２６】ここで、マスター側光ファイバ３１からは
センシング光が出射されているものと仮定すると、この
センシング光は上記の光結合率に応じた割合でｎ側光フ
ァイバ４１に入射し、内部で反射されて戻ってくる。戻
ってきたモニタ光は、マスター側光ファイバ３１に再び
入射されて光検出器６１により検出されるが、この検出
光量の変動は、上記のマスター側光ファイバ３１とｎ側
光ファイバ４１の光結合率の変動に対応している。
センシング光が出射されているものと仮定すると、この
センシング光は上記の光結合率に応じた割合でｎ側光フ
ァイバ４１に入射し、内部で反射されて戻ってくる。戻
ってきたモニタ光は、マスター側光ファイバ３１に再び
入射されて光検出器６１により検出されるが、この検出
光量の変動は、上記のマスター側光ファイバ３１とｎ側
光ファイバ４１の光結合率の変動に対応している。
【００２７】したがって、マスター側光ファイバ３１の
回転中心位置と、その回転運動の位相と、光検出器６１
による検出光量の変動の位相との関係を図示すると、図
８のようになり、回転運動の位相と検出光量の変動位相
から、マスター側光ファイバ３１の回転中心の偏位方向
が求める。
回転中心位置と、その回転運動の位相と、光検出器６１
による検出光量の変動の位相との関係を図示すると、図
８のようになり、回転運動の位相と検出光量の変動位相
から、マスター側光ファイバ３１の回転中心の偏位方向
が求める。
【００２８】この偏位方向の算出は、図１に示すＸ軸位
相検波器６３およびＹ軸位相検波器６４によりなされ
る。すなわち、図８（ａ）〜（ｄ）の下の回転運動の波
形は、円運動発生回路８１からＸ軸位相検波器６３およ
ばＹ軸位相検波器６４に入力される参照信号であり、上
の検出光量変動の波形は、光検出器６１からプリアンプ
６２で増幅されてＸ軸位相検波器６３およびＹ軸位相検
波器６４に入力される信号である。
相検波器６３およびＹ軸位相検波器６４によりなされ
る。すなわち、図８（ａ）〜（ｄ）の下の回転運動の波
形は、円運動発生回路８１からＸ軸位相検波器６３およ
ばＹ軸位相検波器６４に入力される参照信号であり、上
の検出光量変動の波形は、光検出器６１からプリアンプ
６２で増幅されてＸ軸位相検波器６３およびＹ軸位相検
波器６４に入力される信号である。
【００２９】上記の構成により位相検波されると、図８
（ａ）ではＸ軸位相検波器６３の出力が正になり、同図
（ｂ）ではＸ軸位相検波器６３の出力が負になり、これ
らに応じてＣＰＵ１００からＸ軸Ｄ／Ａコンバータ８４
に与えられる信号が正あるいは負となり、Ｘ軸微駆動回
路８６およびＸ軸微駆動回路８７からの出力変化（直流
バイアスの変化）により微動チューブ１はＸ軸の正ある
いは負方向に微動させられる。一方、図８（ｃ）では、
Ｙ軸位相検波器６４の出力が負になり、同図（ｄ）では
Ｙ軸位相検波器６４の出力が正になり、上記Ｘ軸方向と
同様にして、偏位方向の修正方向に微動チューブ１の先
端が微動させられる。
（ａ）ではＸ軸位相検波器６３の出力が正になり、同図
（ｂ）ではＸ軸位相検波器６３の出力が負になり、これ
らに応じてＣＰＵ１００からＸ軸Ｄ／Ａコンバータ８４
に与えられる信号が正あるいは負となり、Ｘ軸微駆動回
路８６およびＸ軸微駆動回路８７からの出力変化（直流
バイアスの変化）により微動チューブ１はＸ軸の正ある
いは負方向に微動させられる。一方、図８（ｃ）では、
Ｙ軸位相検波器６４の出力が負になり、同図（ｄ）では
Ｙ軸位相検波器６４の出力が正になり、上記Ｘ軸方向と
同様にして、偏位方向の修正方向に微動チューブ１の先
端が微動させられる。
【００３０】一方、マスター側光ファイバ３１の回転中
心位置とｎ側光ファイバ４１の中心位置との間の偏位量
は、光検出器６１による検出光量の変動の大小（振幅）
により判断できる。（但し、本実施例ではこの偏位量に
もとづくサーボ動作は特に実行していない。）図９はそ
の説明図である。同図（ａ）〜（ｃ）に示すように、ｎ
側光ファイバ４１の中心に対してマスター側光ファイバ
３１の回転中心があまり偏位してないと、光検出器６１
の出力変動量は小さいが、偏位が大きくなるとモニタ光
変動の振幅も大きくなる。そして、ある値（シングルモ
ードファイバ同士では約２．５μｍ）を越えると、偏位
が大きくなるにつれて振幅が小さくなる。これを示した
のが同図（ｄ）である。なお、図９（ｄ）において、光
検出器６１による検出レベルが点線で示すレベル（規定
値）以下のときは、雑音成分に信号成分が埋もれるの
で、サーボ動作が難しい。そこで、この検出光量の変動
が上記の既定値以下であるときは、調芯されたとみなす
範囲にあるか、中心位置が大きく外れているかの、いず
れかであるとされる。
心位置とｎ側光ファイバ４１の中心位置との間の偏位量
は、光検出器６１による検出光量の変動の大小（振幅）
により判断できる。（但し、本実施例ではこの偏位量に
もとづくサーボ動作は特に実行していない。）図９はそ
の説明図である。同図（ａ）〜（ｃ）に示すように、ｎ
側光ファイバ４１の中心に対してマスター側光ファイバ
３１の回転中心があまり偏位してないと、光検出器６１
の出力変動量は小さいが、偏位が大きくなるとモニタ光
変動の振幅も大きくなる。そして、ある値（シングルモ
ードファイバ同士では約２．５μｍ）を越えると、偏位
が大きくなるにつれて振幅が小さくなる。これを示した
のが同図（ｄ）である。なお、図９（ｄ）において、光
検出器６１による検出レベルが点線で示すレベル（規定
値）以下のときは、雑音成分に信号成分が埋もれるの
で、サーボ動作が難しい。そこで、この検出光量の変動
が上記の既定値以下であるときは、調芯されたとみなす
範囲にあるか、中心位置が大きく外れているかの、いず
れかであるとされる。
【００３１】次に、上記実施例の装置を用いた光スイッ
チングの調芯方法を図１０のフローチャートに従って説
明する。
チングの調芯方法を図１０のフローチャートに従って説
明する。
【００３２】まず、マスター側光ファイバ３１と結合す
べきｎ側光ファイバ４１のアドレスがＣＰＵ１００に指
示され、これにもとづく切換位置指令がＸ軸粗動コント
ローラ７１とＹ軸粗動コントローラ７２に与えられる
（ステップ１０２）。これにより、Ｘ軸粗動ステージ２
１とＹ軸粗動ステージ２２がステップ駆動され、マスタ
ー側光ファイバ３１が結合対象のｎ側光ファイバ４１の
対向位置に粗動させられる（ステップ１０４）。
べきｎ側光ファイバ４１のアドレスがＣＰＵ１００に指
示され、これにもとづく切換位置指令がＸ軸粗動コント
ローラ７１とＹ軸粗動コントローラ７２に与えられる
（ステップ１０２）。これにより、Ｘ軸粗動ステージ２
１とＹ軸粗動ステージ２２がステップ駆動され、マスタ
ー側光ファイバ３１が結合対象のｎ側光ファイバ４１の
対向位置に粗動させられる（ステップ１０４）。
【００３３】次に、ＬＤ駆動回路５２がオンとされ（最
初からオンとなっていてもよい）、ＬＤモジュール５１
からのセンシング光がセンシング用光ファイバ３２に入
射される（ステップ１０６）。このセンシング光は、カ
プラ３５とカプラ３４を通ってマスター側光ファイバ３
１から出射され、ｎ側光ファイバ４１に入射されて内部
で反射される。反射光（モニタ光）は再びマスター側光
ファイバ３１に入射し、カプラ３４とカプラ３５を通っ
て光ファイバ３３から光検出器６１に入射され、光検出
器６１に検出される。
初からオンとなっていてもよい）、ＬＤモジュール５１
からのセンシング光がセンシング用光ファイバ３２に入
射される（ステップ１０６）。このセンシング光は、カ
プラ３５とカプラ３４を通ってマスター側光ファイバ３
１から出射され、ｎ側光ファイバ４１に入射されて内部
で反射される。反射光（モニタ光）は再びマスター側光
ファイバ３１に入射し、カプラ３４とカプラ３５を通っ
て光ファイバ３３から光検出器６１に入射され、光検出
器６１に検出される。
【００３４】このとき、円運動発生回路８１からの出力
により微動チューブ１は高速回転運動されており（ステ
ップ１０８）、したがって光検出器６１のモニタ光量は
変化する。すなわち、完全に調芯され、あるいは全く外
れていれば検出光量は変化しないが、偏位があればその
量に応じたモニタ光量の変動がある。
により微動チューブ１は高速回転運動されており（ステ
ップ１０８）、したがって光検出器６１のモニタ光量は
変化する。すなわち、完全に調芯され、あるいは全く外
れていれば検出光量は変化しないが、偏位があればその
量に応じたモニタ光量の変動がある。
【００３５】そこで、Ｘ軸位相検波器６３およびＹ軸位
相検波器６４により検出光量の変動位相と回転運動の位
相との間の差を求め、かつプリアンプ６２からの出力に
より検出光量の変動振幅を必要に応じて求める（ステッ
プ１１０）。これによりＣＰＵ１００でマスター側光フ
ァイバ３１の回転中心位置とｎ側光ファイバ４１の中心
位置との間の、相互の偏位方向が求まり、偏位量が求め
られる（ステップ１１２）。なお、このフローチャート
では、上記偏位量の規定値は図９（ｄ）の記号Ｓ以下で
あると仮定している。
相検波器６４により検出光量の変動位相と回転運動の位
相との間の差を求め、かつプリアンプ６２からの出力に
より検出光量の変動振幅を必要に応じて求める（ステッ
プ１１０）。これによりＣＰＵ１００でマスター側光フ
ァイバ３１の回転中心位置とｎ側光ファイバ４１の中心
位置との間の、相互の偏位方向が求まり、偏位量が求め
られる（ステップ１１２）。なお、このフローチャート
では、上記偏位量の規定値は図９（ｄ）の記号Ｓ以下で
あると仮定している。
【００３６】上記の偏位量が規定値以下であるとき（雑
音成分が支配的であるとき）には、図９（ｄ）の調芯さ
れた範囲にあるものとみなし（大きく外れている場合は
ついては後述する）、規定値を越えるときは（ステップ
１１４）、偏位方向の修正方向にマスター側光ファイバ
３１を微動させる（ステップ１１６）。この微動は、Ｘ
軸Ｄ／Ａコンバータ８４およびＹ軸Ｄ／Ａコンバータ８
５からの信号がＸ軸アナログ加算器８２およびＹ軸アナ
ログ加算器８３に入力され、Ｘ軸正微駆動回路８６、Ｘ
軸負微駆動回路８７、Ｙ軸正微駆動回路８８およびＹ軸
負微駆動回路８９の出力電圧に直流バイアスが加わるこ
とで実行される。
音成分が支配的であるとき）には、図９（ｄ）の調芯さ
れた範囲にあるものとみなし（大きく外れている場合は
ついては後述する）、規定値を越えるときは（ステップ
１１４）、偏位方向の修正方向にマスター側光ファイバ
３１を微動させる（ステップ１１６）。この微動は、Ｘ
軸Ｄ／Ａコンバータ８４およびＹ軸Ｄ／Ａコンバータ８
５からの信号がＸ軸アナログ加算器８２およびＹ軸アナ
ログ加算器８３に入力され、Ｘ軸正微駆動回路８６、Ｘ
軸負微駆動回路８７、Ｙ軸正微駆動回路８８およびＹ軸
負微駆動回路８９の出力電圧に直流バイアスが加わるこ
とで実行される。
【００３７】そして、上記のステップ１１０〜１１６の
サーボ制御が続けられ、偏位量が規定値以下になるとＬ
Ｄ駆動回路５２がオフとされ、ＬＤモジュール５１から
のセンシング光の出力が停止される（ステップ１１
８）。なお、このセンシング光の投射は停止しなくても
よい。さらに、本実施例では円運動発生回路８１がオフ
となることにより、微動チューブ１によるマスター側光
ファイバ３１の高速回転運動も停止される。これによ
り、調芯状態での光通信が可能となる。
サーボ制御が続けられ、偏位量が規定値以下になるとＬ
Ｄ駆動回路５２がオフとされ、ＬＤモジュール５１から
のセンシング光の出力が停止される（ステップ１１
８）。なお、このセンシング光の投射は停止しなくても
よい。さらに、本実施例では円運動発生回路８１がオフ
となることにより、微動チューブ１によるマスター側光
ファイバ３１の高速回転運動も停止される。これによ
り、調芯状態での光通信が可能となる。
【００３８】本発明については種々の変形が可能であ
り、これを上記実施例を対象に説明すると、次のように
なる。
り、これを上記実施例を対象に説明すると、次のように
なる。
【００３９】まず、位相差検出については、ロックイン
アンプによるＸ軸位相検波器６３およびＹ軸位相検波器
６４を用いることなく、下記のように実行できる。すな
わち、回転運動の位相がθ°、（θ＋９０）°、（θ＋
１８０）°および（θ＋２７０）°となるタイミングで
光検出器６１の出力をサンプリングし、θ°と（θ＋１
８０）°のときの大小関係と、（θ＋９０）°と（θ＋
２７０）°のときの大小関係を求める。そして、これら
の間の関係から位相差を求め、偏位方向を算出すること
ができる。
アンプによるＸ軸位相検波器６３およびＹ軸位相検波器
６４を用いることなく、下記のように実行できる。すな
わち、回転運動の位相がθ°、（θ＋９０）°、（θ＋
１８０）°および（θ＋２７０）°となるタイミングで
光検出器６１の出力をサンプリングし、θ°と（θ＋１
８０）°のときの大小関係と、（θ＋９０）°と（θ＋
２７０）°のときの大小関係を求める。そして、これら
の間の関係から位相差を求め、偏位方向を算出すること
ができる。
【００４０】また、ｎ側光ファイバ４１の途中に、ＬＤ
モジュール５１からのセンシング光のみを反射するフィ
ルタを設けてよい。このようにすると、ｎ本のｎ側光フ
ァイバ４１におけるセンシング光の反射率を略同一にで
きる。このようなフィルタとしては、誘電体多層膜ある
いはファイバグレーティングにより実現できる。ここ
で、センシング光としては、波長０．４８μｍのものが
使用できる。
モジュール５１からのセンシング光のみを反射するフィ
ルタを設けてよい。このようにすると、ｎ本のｎ側光フ
ァイバ４１におけるセンシング光の反射率を略同一にで
きる。このようなフィルタとしては、誘電体多層膜ある
いはファイバグレーティングにより実現できる。ここ
で、センシング光としては、波長０．４８μｍのものが
使用できる。
【００４１】また、光検出器６１の出力を増幅するプリ
アンプ６２のゲインは、可変としてもよい。すなわち、
ｎ側光ファイバ４１のコアからの反射率のばらつきが大
きいときは、一定となるようゲインを調整し、あるいは
検出光量が過大なときはゲインを下げてプリアンプ６２
自身の飽和を防止する。この場合のゲイン調整は、検出
光量の振幅が最大となる場合（図８（ｄ）に示す振幅が
最大となる位置）において、プリアンプ６２の出力が所
定レベルになるようにすればよい。
アンプ６２のゲインは、可変としてもよい。すなわち、
ｎ側光ファイバ４１のコアからの反射率のばらつきが大
きいときは、一定となるようゲインを調整し、あるいは
検出光量が過大なときはゲインを下げてプリアンプ６２
自身の飽和を防止する。この場合のゲイン調整は、検出
光量の振幅が最大となる場合（図８（ｄ）に示す振幅が
最大となる位置）において、プリアンプ６２の出力が所
定レベルになるようにすればよい。
【００４２】また、マスター側光ファイバ３１とｎ側光
ファイバ４１のコア同士が大きく外れるようなときは、
下記のような制御をしてもよい。すなわち、調芯が完了
した後（検出光量の変動振幅が規定値以下となった後）
に、微動チューブ１によってマスター側光ファイバ３１
を僅かに微動させ、検出光量の振幅を監視する。このと
き、微動により振幅が大きくなったら、調芯されたとみ
なし得る状態にあることになるが、微動によっても振幅
に変化がないときは、調芯が全くされていない（中心が
外れている）ことになる。そこで、この場合には検出光
量に変動が生じる位置をサーチし、再び、調芯動作を再
開する。
ファイバ４１のコア同士が大きく外れるようなときは、
下記のような制御をしてもよい。すなわち、調芯が完了
した後（検出光量の変動振幅が規定値以下となった後）
に、微動チューブ１によってマスター側光ファイバ３１
を僅かに微動させ、検出光量の振幅を監視する。このと
き、微動により振幅が大きくなったら、調芯されたとみ
なし得る状態にあることになるが、微動によっても振幅
に変化がないときは、調芯が全くされていない（中心が
外れている）ことになる。そこで、この場合には検出光
量に変動が生じる位置をサーチし、再び、調芯動作を再
開する。
【００４３】また、調芯コントロールを調芯がとれた後
にも継続してもよい。すなわち、ＬＤモジュール５１か
らのセンシング光の投射と微動チューブ１の高速回転運
動を停止することなく、光検出器６１によるモニタ光の
検出と検出光量の変動の振幅および位相を監視し続け
る。そして、中心位置間の一定レベル以上の偏位量が検
出できたら、偏位方向と反対方向にサーボをかける。こ
のようにすれば、光通信を行なっているときに、装置へ
の振動や衝撃があった場合でも、光結合効率が低下した
り、光結合自体が中断されることはない。
にも継続してもよい。すなわち、ＬＤモジュール５１か
らのセンシング光の投射と微動チューブ１の高速回転運
動を停止することなく、光検出器６１によるモニタ光の
検出と検出光量の変動の振幅および位相を監視し続け
る。そして、中心位置間の一定レベル以上の偏位量が検
出できたら、偏位方向と反対方向にサーボをかける。こ
のようにすれば、光通信を行なっているときに、装置へ
の振動や衝撃があった場合でも、光結合効率が低下した
り、光結合自体が中断されることはない。
【００４４】なお、調芯コントロールを上記のように調
芯完了後も継続するときには、回転運動の半径はコア径
に比べて十分に小さいことが望ましく、コアの半径が１
０μｍ程度のときは、回転半径は例えば０．５μｍ程度
である。また、マスター側光ファイバ３１を切り換えた
直後の回転半径を大きくしておき、調芯がとれたら回転
半径を小さくしてもよい。
芯完了後も継続するときには、回転運動の半径はコア径
に比べて十分に小さいことが望ましく、コアの半径が１
０μｍ程度のときは、回転半径は例えば０．５μｍ程度
である。また、マスター側光ファイバ３１を切り換えた
直後の回転半径を大きくしておき、調芯がとれたら回転
半径を小さくしてもよい。
【００４５】図１１は上記第１実施例を変形した光スイ
ッチ装置の要部構成を示している。この変形例では、図
１におけるカプラ３４に代えて、損失が０．２〜０．３
ｄＢの１×２型の光スイッチ３６を用いている。なお、
カプラ３５は３ｄＢカプラである。光スイッチ３６の具
体的構成としては、機械的な移動によって切り換えるも
のであってもよいし、電圧印加による電気光学結晶の屈
折率変化により、光の経路を切り換えるものであっても
よい。
ッチ装置の要部構成を示している。この変形例では、図
１におけるカプラ３４に代えて、損失が０．２〜０．３
ｄＢの１×２型の光スイッチ３６を用いている。なお、
カプラ３５は３ｄＢカプラである。光スイッチ３６の具
体的構成としては、機械的な移動によって切り換えるも
のであってもよいし、電圧印加による電気光学結晶の屈
折率変化により、光の経路を切り換えるものであっても
よい。
【００４６】この変形例では、芯の際にはマスター側光
ファイバ３１とセンシング用光ファイバ３２が接続さ
れ、調芯が終了するとマスター側光ファイバ３１同士が
光スイッチ３６で接続される。したがって、調芯が完了
した後には、センシング光がマスター側光ファイバ３１
からｎ側光ファイバ４１に漏れることがない。
ファイバ３１とセンシング用光ファイバ３２が接続さ
れ、調芯が終了するとマスター側光ファイバ３１同士が
光スイッチ３６で接続される。したがって、調芯が完了
した後には、センシング光がマスター側光ファイバ３１
からｎ側光ファイバ４１に漏れることがない。
【００４７】この変形例による利点は、下記の通りであ
る。すなわち、例えば波長１．６５μｍのＯＴＤＲ（光
ファイバ障害点探索装置）を用いる場合であって、波長
１．３１μｍと１．５５μｍの両方で光通信を行なうと
きには、１．３１４μｍと１．５５μｍと１．６５μｍ
の波長のセンシング光は、図１の構成では用いることが
できない。このため、ＬＤモジュール５１に用いうるＬ
Ｄの種類が制限される。ところが、図１１の変形例によ
ると、マスター側光ファイバ３１とセンシング用光ファ
イバ３２との結合が１×２光スイッチ３６で切り換えら
れるので、上記波長帯のＬＤモジュール５１を用いるこ
とができる。また、２×２型のカプラ３４についても、
ＯＴＤＲをさらに適用してカプラ３４の分岐比を波長に
より変えたとしても、１００％の効率で分岐することは
できず、ＯＴＤＲ用の光は少なからず損失をうける。と
ころが、光スイッチ光スイッチ３６を用いると、ＯＴＤ
Ｒが動作させられる光結合時（光通信時）には、光スイ
ッチ３６は高効率（０．２〜０．３ｄＢの損失）でマス
ター側光ファイバ３１同志を結合しているので、このよ
うな問題は発生しない。
る。すなわち、例えば波長１．６５μｍのＯＴＤＲ（光
ファイバ障害点探索装置）を用いる場合であって、波長
１．３１μｍと１．５５μｍの両方で光通信を行なうと
きには、１．３１４μｍと１．５５μｍと１．６５μｍ
の波長のセンシング光は、図１の構成では用いることが
できない。このため、ＬＤモジュール５１に用いうるＬ
Ｄの種類が制限される。ところが、図１１の変形例によ
ると、マスター側光ファイバ３１とセンシング用光ファ
イバ３２との結合が１×２光スイッチ３６で切り換えら
れるので、上記波長帯のＬＤモジュール５１を用いるこ
とができる。また、２×２型のカプラ３４についても、
ＯＴＤＲをさらに適用してカプラ３４の分岐比を波長に
より変えたとしても、１００％の効率で分岐することは
できず、ＯＴＤＲ用の光は少なからず損失をうける。と
ころが、光スイッチ光スイッチ３６を用いると、ＯＴＤ
Ｒが動作させられる光結合時（光通信時）には、光スイ
ッチ３６は高効率（０．２〜０．３ｄＢの損失）でマス
ター側光ファイバ３１同志を結合しているので、このよ
うな問題は発生しない。
【００４８】図１２は第２実施例にかかる光スイッチ装
置の要部を示し、マスター側光ファイバ３１とｎ側光フ
ァイバ４１の結合部近傍の断面図である。この実施例の
場合には、マスター側光ファイバ３１だけでなくセンシ
ング用光ファイバ３２も微動チューブ１を貫通させら
れ、ｎ側光コネクタ４の結合断面に対向している。そし
て、マスター側光ファイバ３１とセンシング用光ファイ
バ３２の配設ピッチは、ｎ側光コネクタ４におけるｎ側
光ファイバ４１の配設ピッチと同一になっており、セン
シング用光ファイバ３２に対向するｎ側光ファイバ４１
が、マスター側光ファイバ３１と光結合させられるｎ側
光ファイバ４１に隣接している。なお、マスター側光フ
ァイバ３１とセンシング用光ファイバ３２の先端部近傍
は、共にキャップ１３によって微動チューブ１に固定さ
れており、同時に回転運動し、かつサーボのための微動
をするようになっている。
置の要部を示し、マスター側光ファイバ３１とｎ側光フ
ァイバ４１の結合部近傍の断面図である。この実施例の
場合には、マスター側光ファイバ３１だけでなくセンシ
ング用光ファイバ３２も微動チューブ１を貫通させら
れ、ｎ側光コネクタ４の結合断面に対向している。そし
て、マスター側光ファイバ３１とセンシング用光ファイ
バ３２の配設ピッチは、ｎ側光コネクタ４におけるｎ側
光ファイバ４１の配設ピッチと同一になっており、セン
シング用光ファイバ３２に対向するｎ側光ファイバ４１
が、マスター側光ファイバ３１と光結合させられるｎ側
光ファイバ４１に隣接している。なお、マスター側光フ
ァイバ３１とセンシング用光ファイバ３２の先端部近傍
は、共にキャップ１３によって微動チューブ１に固定さ
れており、同時に回転運動し、かつサーボのための微動
をするようになっている。
【００４９】この実施例によれば、光検出器６１による
検出光量の変動位相とその回転運動位相の間の位相差か
ら、センシング用光ファイバ３２の回転中心位置の偏位
方向を知ることができる。ところで、ｎ側光ファイバ４
１のピッチとマスター側光ファイバ３１およびセンシン
グ用光ファイバ３２の間隔にあらかじめ設定されている
ので、上記のセンシング用光ファイバ３２の偏位方向は
マスター側光ファイバ３１の偏位方向と同等であると推
定できる。そこで、第１実施例と同様にしてサーボ動作
を行ない、調芯をする。
検出光量の変動位相とその回転運動位相の間の位相差か
ら、センシング用光ファイバ３２の回転中心位置の偏位
方向を知ることができる。ところで、ｎ側光ファイバ４
１のピッチとマスター側光ファイバ３１およびセンシン
グ用光ファイバ３２の間隔にあらかじめ設定されている
ので、上記のセンシング用光ファイバ３２の偏位方向は
マスター側光ファイバ３１の偏位方向と同等であると推
定できる。そこで、第１実施例と同様にしてサーボ動作
を行ない、調芯をする。
【００５０】この実施例を用いると、マスター側光ファ
イバ３１にＬＤモジュール５１からのセンシング光が混
入することはないので、光通信を更に好適にできる。ま
た、ｎ側光コネクタ４にｎ側光ファイバ４１とモニタ用
光ファイバ（図示せず）を交互に配置し、マスター側光
ファイバ３１が結合すべきｎ側光ファイバ４１と光結合
したときに、センシング用光ファイバ３２がこのｎ側光
ファイバ４１に隣接するモニタ用光ファイバと光結合す
るように構成してもよい。このようにすれば、センシン
グ光の反射率を略一定にできるのでプリアンプ６２のゲ
イン調整が不要にできる。
イバ３１にＬＤモジュール５１からのセンシング光が混
入することはないので、光通信を更に好適にできる。ま
た、ｎ側光コネクタ４にｎ側光ファイバ４１とモニタ用
光ファイバ（図示せず）を交互に配置し、マスター側光
ファイバ３１が結合すべきｎ側光ファイバ４１と光結合
したときに、センシング用光ファイバ３２がこのｎ側光
ファイバ４１に隣接するモニタ用光ファイバと光結合す
るように構成してもよい。このようにすれば、センシン
グ光の反射率を略一定にできるのでプリアンプ６２のゲ
イン調整が不要にできる。
【００５１】本発明においては、機械的な動作には３種
類のものがあり、第１の動作は、マスター側光ファイバ
との結合対象のｎ側光ファイバを切り換えるための切換
指令にもとづく切換動作であり、第２の動作は高速回転
運動であり、第３の動作は調芯のための平行運動（微
動）である。前述の実施例では、これらの動作は全てマ
スター側光ファイバで行なうものとしたが、Ｘ軸粗動ス
テージおよびＹ軸粗動ステージにｎ側光コネクタを取り
付けることにより、ｎ側光ファイバ側で切換動作させて
もよい。また、調芯のための平行微動は、ｎ側光コネク
タ側に別途に圧電アクチュエータを設けて、ｎ側光ファ
イバをサーボ制御してもよい。
類のものがあり、第１の動作は、マスター側光ファイバ
との結合対象のｎ側光ファイバを切り換えるための切換
指令にもとづく切換動作であり、第２の動作は高速回転
運動であり、第３の動作は調芯のための平行運動（微
動）である。前述の実施例では、これらの動作は全てマ
スター側光ファイバで行なうものとしたが、Ｘ軸粗動ス
テージおよびＹ軸粗動ステージにｎ側光コネクタを取り
付けることにより、ｎ側光ファイバ側で切換動作させて
もよい。また、調芯のための平行微動は、ｎ側光コネク
タ側に別途に圧電アクチュエータを設けて、ｎ側光ファ
イバをサーボ制御してもよい。
【００５２】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、マスター側
光導波路とｎ側光導波路は非接触状態で対向させられ、
マスター側光導波路あるいはこれに付設されたセンシン
グ用光導波路は一定の微小な半径で回転運動させられ
る。そして、これら光導波路にセンシング光が入射さ
れ、ｎ側光導波路あるいはモニタ用光導波路に向けて出
射され、このセンシング光は、ｎ側光導波路あるいはモ
ニタ用光導波路の内部で反射され、マスター側光導波路
あるいはセンシング用光導波路に戻ってくる。すると、
マスター側光導波路あるいはセンシング用光導波路と、
これらに対向するｎ側光導波路あるいはモニタ用光導波
路との光結合効率は、回転運動にともなって変化する。
ことになるが、この回転運動の位相とモニタ光の検出光
量の変動の位相を対比すると、中心軸の偏位方向と一定
の関係を有している。そこで、これを用いてマスター側
光コネクタあるいはｎ側光コネクタを平行移動させるこ
とにより調芯することが可能になる。このため、マスタ
ー側光導波路を極めて高速かつ高精度にｎ側光導波路に
調芯できるので、非接触方式で光スイッチングを実現す
ることができる効果がある。
光導波路とｎ側光導波路は非接触状態で対向させられ、
マスター側光導波路あるいはこれに付設されたセンシン
グ用光導波路は一定の微小な半径で回転運動させられ
る。そして、これら光導波路にセンシング光が入射さ
れ、ｎ側光導波路あるいはモニタ用光導波路に向けて出
射され、このセンシング光は、ｎ側光導波路あるいはモ
ニタ用光導波路の内部で反射され、マスター側光導波路
あるいはセンシング用光導波路に戻ってくる。すると、
マスター側光導波路あるいはセンシング用光導波路と、
これらに対向するｎ側光導波路あるいはモニタ用光導波
路との光結合効率は、回転運動にともなって変化する。
ことになるが、この回転運動の位相とモニタ光の検出光
量の変動の位相を対比すると、中心軸の偏位方向と一定
の関係を有している。そこで、これを用いてマスター側
光コネクタあるいはｎ側光コネクタを平行移動させるこ
とにより調芯することが可能になる。このため、マスタ
ー側光導波路を極めて高速かつ高精度にｎ側光導波路に
調芯できるので、非接触方式で光スイッチングを実現す
ることができる効果がある。
【図１】第１実施例の装置の全体構成図。
【図２】要部の断面構成図。
【図３】要部の斜視図。
【図４】微動チューブの斜視図。
【図５】微動チューブの断面図。
【図６】微動チューブの動作原理の説明図。
【図７】回転運動の説明図。
【図８】位相差と偏位方向の関係図。
【図９】検出光量の振幅と偏位量の関係図。
【図１０】実施例の動作のフローチャート。
【図１１】変形例の要部構成図。
【図１２】第２実施例の要部構成図。
１００…ＣＰＵ、１…微動チューブ、１１G …グランド
電極、１１X1…プラスＸ電極、１１Y1…プラスＹ電極、
１１X2…マイナスＸ電極、１１Y2…マイナス電極、１２
…圧電材料層、１３…キャップ、２０…固定ステージ、
２１…Ｘ軸粗動ステージ、２２…Ｙ軸粗動ステージ、２
３…チューブ支持アーム、２４…ファイバ支持アーム、
２５…ファイバ保持チューブ、３１…マスター側光ファ
イバ、３２…センシング用光ファイバ、３３…光ファイ
バ、３４…カプラ、３５…カプラ、３６…光スイッチ、
４…ｎ側光コネクタ、４１…ｎ側光ファイバ、４２…上
部ベース板、４３…下部ベース板、４４…モニタ用光フ
ァイバ、５１…ＬＤモジュール、５２…ＬＤ駆動回路、
６１…モニタ光検出器、６２…プリアンプ、６３…Ｘ軸
位相検波器、６４…Ｙ軸位相検波器、６５…Ｘ軸Ａ／Ｄ
コンバータ、６６…Ｙ軸Ａ／Ｄコンバータ、７１…Ｘ軸
粗動コントローラ、７２…Ｙ軸粗動コントローラ、７３
…Ｘ軸粗駆動回路、７４…Ｙ軸粗駆動回路、８１…円運
動発生回路、８２…Ｘ軸アナログ加算器、８３…Ｙ軸ア
ナログ加算器、８４…Ｘ軸Ｄ／Ａコンバータ、８５…Ｙ
軸Ｄ／Ａコンバータ、８６…Ｘ軸正微駆動回路、８７…
Ｘ軸負微駆動回路、８８…Ｙ軸正微駆動回路、８９…Ｙ
軸負微駆動回路。
電極、１１X1…プラスＸ電極、１１Y1…プラスＹ電極、
１１X2…マイナスＸ電極、１１Y2…マイナス電極、１２
…圧電材料層、１３…キャップ、２０…固定ステージ、
２１…Ｘ軸粗動ステージ、２２…Ｙ軸粗動ステージ、２
３…チューブ支持アーム、２４…ファイバ支持アーム、
２５…ファイバ保持チューブ、３１…マスター側光ファ
イバ、３２…センシング用光ファイバ、３３…光ファイ
バ、３４…カプラ、３５…カプラ、３６…光スイッチ、
４…ｎ側光コネクタ、４１…ｎ側光ファイバ、４２…上
部ベース板、４３…下部ベース板、４４…モニタ用光フ
ァイバ、５１…ＬＤモジュール、５２…ＬＤ駆動回路、
６１…モニタ光検出器、６２…プリアンプ、６３…Ｘ軸
位相検波器、６４…Ｙ軸位相検波器、６５…Ｘ軸Ａ／Ｄ
コンバータ、６６…Ｙ軸Ａ／Ｄコンバータ、７１…Ｘ軸
粗動コントローラ、７２…Ｙ軸粗動コントローラ、７３
…Ｘ軸粗駆動回路、７４…Ｙ軸粗駆動回路、８１…円運
動発生回路、８２…Ｘ軸アナログ加算器、８３…Ｙ軸ア
ナログ加算器、８４…Ｘ軸Ｄ／Ａコンバータ、８５…Ｙ
軸Ｄ／Ａコンバータ、８６…Ｘ軸正微駆動回路、８７…
Ｘ軸負微駆動回路、８８…Ｙ軸正微駆動回路、８９…Ｙ
軸負微駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 勤 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社 横浜製作所内 (72)発明者 斉藤 和人 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社 横浜製作所内 (72)発明者 三川 泉 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−211717（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−199010（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−114215（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/08
Claims (18)
- 【請求項１】 光通信信号が伝送されるマスター側光導
波路を有するマスター側光コネクタと、 各々の端面が結合端面でアレイ状に配置された複数のｎ
側光導波路を有し、前記結合端面が前記マスター側光導
波路の端面と対向するように配置されたｎ側光コネクタ
と、 前記マスター側光導波路を前記結合端面に沿って平行移
動させる平行駆動手段と、 前記平行駆動手段により平行移動されると共に、前記マ
スター側光導波路をその光軸を中心として回転させる回
転駆動手段と、 前記マスター側光導波路にセンシング用光導波路を結合
する光結合手段と、 前記センシング用光導波路にセンシング光を入射するセ
ンシング光源と、 前記マスター側光導波路から前記ｎ側光導波路に入射さ
れた後に反射され、当該マスター側光導波路を経由して
戻ってくるモニタ光を検出するモニタ光検出手段と、 前記回転駆動手段による回転運動の位相と、前記モニタ
光検出手段による検出光量の変動の位相にもとづき、前
記マスター側光導波路の回転中心位置とこれに光結合す
べき前記ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を算
出する演算手段と、 前記偏位方向と反対方向に前記マスター側光導波路が移
動するよう前記平行駆動手段を制御する制御手段とを備
えることを特徴とする光スイッチ装置。 - 【請求項２】 光通信信号が伝送されるマスター側光導
波路を有するマスター側光コネクタと、 各々の端面が結合端面でアレイ状に配置された複数のｎ
側光導波路を有し、前記結合端面が前記マスター側光導
波路の端面と対向するように配置されたｎ側光コネクタ
と、 前記ｎ側光コネクタを前記結合端面と平行な方向に移動
させる平行駆動手段と、 前記マスター側光導波路をそ
の光軸を中心として回転させる回転駆動手段と、 前記
マスター側光導波路にセンシング用光導波路を結合する
光結合手段と、 前記センシング用光導波路にセンシング光を入射するセ
ンシング光源と、 前記マスター側光導波路から前記ｎ側光導波路に入射さ
れた後に反射され、当該マスター側光導波路を経由して
戻ってくるモニタ光を検出するモニタ光検出手段と、 前記回転駆動手段による回転運動の位相と、前記モニタ
光検出手段による検出光量の変動の位相にもとづき、前
記マスター側光導波路の回転中心位置とこれに光結合す
べき前記ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を算
出する演算手段と、 前記偏位方向と反対方向に前記ｎ側光コネクタが移動す
るよう前記平行駆動手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする光スイッチ装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記モニタ光検出手段
による検出光量の変動量が規定値以下のとき、前記回転
駆動手段を停止させると共に前記センシング光源を消灯
させる請求項１または２記載の光スイッチ装置。 - 【請求項４】 前記光結合手段は、前記マスター側光導
波路に前記センシング用光導波路が光結合された第１の
状態と、前記マスター側光導波路に前記センシング用光
導波路が光結合されない第２の状態を切り換え得るよう
に構成され、 前記制御手段は、前記モニタ光検出手段による検出光量
の変動量が規定値を越えるとき前記光結合手段を前記第
１の状態とし、前記規定値以下のとき前記第２の状態と
する請求項１または２記載の光スイッチ装置。 - 【請求項５】 光通信信号が伝送されるマスター側光導
波路と、これと平行に所定間隔で配置されたセンシング
用光導波路とを有するマスター側光コネクタと、 各々の端面が結合端面でアレイ状に前記所定間隔のピッ
チで配置された複数のｎ側光導波路を有し、前記結合端
面が前記マスター側光導波路の端面と対向するように配
置されたｎ側光コネクタと、 前記マスター側光コネクタを前記結合端面に沿って平行
移動させる平行駆動手段と、 前記平行駆動手段により平行移動されると共に、少なく
とも前記センシング用光導波路をその光軸を中心として
回転させる回転駆動手段と、 前記センシング用光導波路にセンシング光を入射するセ
ンシング光源と、 前記センシング用光導波路から前記マスター側光導波路
と対向する前記ｎ側光導波路と隣接する別のｎ側光導波
路に入射された後に、当該隣接するｎ側光導波路で反射
されて前記センシング用光導波路に戻ってくるモニタ光
を検出するモニタ光検出手段と、 前記回転駆動手段による回転運動の位相と、前記モニタ
光検出手段による検出光量の変動の位相にもとづき、前
記センシング用光導波路の回転中心位置と前記隣接する
ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を算出し、前
記マスター側光導波路の中心位置とこれに光結合すべき
前記ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を推定す
る演算手段と、 前記算出または推定された偏位方向と反対方向に前記マ
スター側光コネクタが移動するよう前記平行駆動手段を
制御する制御手段とを備えることを特徴とする光スイッ
チ装置。 - 【請求項６】 光通信信号が伝送されるマスター側光導
波路と、これと平行に所定間隔で配置されたセンシング
用光導波路とを有するマスター側光コネクタと、 各々の端面が結合端面でアレイ状に前記所定間隔のピッ
チで配置された複数のｎ側光導波路を有し、前記結合端
面が前記マスター側光導波路の端面と対向するように配
置されたｎ側光コネクタと、 前記ｎ側光コネクタを前記結合端面と平行な方向に移動
させる平行駆動手段と、 少なくとも前記センシング用光導波路をその光軸を中心
として回転させる回転駆動手段と、 前記センシング用光導波路にセンシング光を入射するセ
ンシング光源と、 前記センシング用光導波路から前記マスター側光導波路
と対向する前記ｎ側光導波路と隣接する別のｎ側光導波
路に入射された後に、当該隣接するｎ側光導波路で反射
されて前記センシング用光導波路に戻ってくるモニタ光
を検出するモニタ光検出手段と、 前記回転駆動手段による回転運動の位相と、前記モニタ
光検出手段による検出光量の変動の位相にもとづき、前
記センシング用光導波路の回転中心位置と前記隣接する
ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を算出し、前
記マスター側光導波路の中心位置とこれに光結合すべき
前記ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を推定す
る演算手段と、 前記算出または推定された偏位方向と反対方向に前記ｎ
側光コネクタが移動するよう前記平行駆動手段を制御す
る制御手段とを備えることを特徴とする光スイッチ装
置。 - 【請求項７】 光通信信号が伝送されるマスター側光導
波路と、これと平行に所定間隔で配置されたセンシング
用光導波路とを有するマスター側光コネクタと、 各々の端面が結合端面でアレイ状に配置された複数のｎ
側光導波路と、これらと前記所定間隔をあけて平行に配
置された複数のモニタ用光導波路とを有し、前記結合端
面が前記マスター側光導波路の端面と対向するように配
置されたｎ側光コネクタと、 前記マスター側光コネクタを前記結合端面に沿って平行
移動させる平行駆動手段と、 前記平行駆動手段により平行移動されると共に、少なく
とも前記センシング用光導波路をその光軸を中心として
回転させる回転駆動手段と、 前記センシング用光導波路にセンシング光を入射するセ
ンシング光源と、 前記センシング用光導波路から前記モニタ用光導波路に
入射された後に、当該モニタ用光導波路で反射されて前
記センシング用光導波路に戻ってくるモニタ光を検出す
るモニタ光検出手段と、 前記回転駆動手段による回転運動の位相と、前記モニタ
光検出手段による検出光量の変動の位相にもとづき、前
記センシング用光導波路の回転中心位置と前記モニタ用
光導波路の中心位置との間で偏位方向を算出し、前記マ
スター側光導波路の中心位置とこれに光結合すべき前記
ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を推定する演
算手段と、 前記算出または推定された偏位方向と反対方向に前記マ
スター側光コネクタが移動するよう前記平行駆動手段を
制御する制御手段とを供えることを特徴とする光スイッ
チ装置。 - 【請求項８】 光通信信号が伝送されるマスター側光導
波路と、これと平行に所定間隔で配置されたセンシング
用光導波路とを有するマスター側光コネクタと、 各々の端面が結合端面でアレイ状に配置された複数のｎ
側光導波路と、これらと前記所定間隔をあけて平行に配
置された複数のモニタ用光導波路とを有し、前記結合端
面が前記マスター側光導波路の端面と対向するように配
置されたｎ側光コネクタと、 前記ｎ側光コネクタを前記結合端面と平行な方向に移動
させる平行駆動手段と、 少なくとも前記センシング用光導波路をその光軸を中心
として回転させる回転駆動手段と、 前記センシング用光導波路にセンシング光を入射するセ
ンシング光源と、 前記センシング用光導波路から前記モニタ用光導波路に
入射された後に、当該モニタ用光導波路で反射されて前
記センシング用光導波路に戻ってくるモニタ光を検出す
るモニタ光検出手段と、 前記回転駆動手段による回転運動の位相と、前記モニタ
光検出手段による検出光量の変動の位相にもとづき、前
記センシング用光導波路の回転中心位置と前記モニタ用
光導波路の中心位置との間で偏位方向を算出し、前記マ
スター側光導波路の中心位置とこれに光結合すべき前記
ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を推定する演
算手段と、 前記算出または推定された偏位方向と反対方向に前記ｎ
側光コネクタが移動するよう前記平行駆動手段を制御す
る制御手段とを供えることを特徴とする光スイッチ装
置。 - 【請求項９】 前記制御手段は、前記マスター側光導波
路と前記ｎ側光導波路の調芯完了後も前記モニタ光検出
手段による検出光量から求められる前記マスター側光導
波路の中心位置と前記ｎ側光導波路の中心位置との間の
偏位量を監視し、当該偏位量が所定レベル以上増大した
ときは前記偏位方向と反対方向に前記平行駆動手段を制
御する請求項１、２、５、６、７、または８記載の光ス
イッチ装置。 - 【請求項１０】 前記演算手段は、前記回転駆動手段に
よる回転運動の位相が９０°の差となるタイミンングで
前記モニタ光検出手段の出力をサンプリングし、前記回
転運動の位相が１８０°の差となるときの前記モニタ光
検出手段の出力の大小関係から前記回転運動と前記検出
光量の変動の位相差を求める請求項１ないし９のいずれ
かに記載の光スイッチ装置。 - 【請求項１１】 前記演算手段は、前記回転駆動手段に
よる円運動の直交する二軸成分に対応する位相の９０°
ずれた正弦波または方形波を参照信号として、前記モニ
タ光検出手段による検出光量の変動と前記円運動の位相
差を求めるロックインアンプを有する請求項１ないし９
のいずれかに記載の光スイッチ装置。 - 【請求項１２】 前記モニタ光検出手段の出力を増幅し
て前記演算手段に出力する増幅手段を更に備え、当該増
幅手段の増幅レンジが前記モニタ光検出手段の検出光量
の平均レベルに応じて可変にされている請求項１ないし
１１のいずれかに記載の光スイッチ装置。 - 【請求項１３】 前記制御手段は、前記モニタ光検出手
段により求めた前記検出光量の変動値が規定値以下とな
った後、前記平行駆動手段を所定の微少量だけ移動させ
て前記検出光量の変動が存在することを確認する請求項
１ないし１２のいずれかに記載の光スイッチ装置。 - 【請求項１４】 前記モニタ光検出手段による検出光量
から求める前記マスター側光導波路と前記ｎ側光導波路
の中心位置間の偏位量が規定値を超えるときのみ、前記
制御手段は前記偏位方向と反対方向に前記平行駆動手段
を制御する請求項１ないし１３のいずれか記載の光スイ
ッチ装置。 - 【請求項１５】 前記マスター側光コネクタを前記結合
端面に沿って平行移動させることにより、前記マスター
側光導波路と対向する前記ｎ側光導波路を切り換える切
換駆動手段と、 入力された切換指令にもとづき、前記マスター側導波路
が指令されたｎ側光導波路と対向する位置に移動するよ
う前記切換駆動手段を制御する前記切換制御手段とを更
に備える請求項１ないし１４のいずれか記載の光スイッ
チ装置。 - 【請求項１６】 前記ｎ側光コネクタを前記結合端面と
平行な方向に移動させることにより、前記マスター側光
導波路と対向する前記ｎ側光導波路を切り換える切換駆
動手段と、 入力された切換指令にもとづき、指令された前記ｎ側光
導波路が前記マスター側光導波路と対向する位置に移動
するよう前記切換駆動手段を制御する切換制御手段とを
更に備える請求項１ないし１４のいずれか記載の光スイ
ッチ装置。 - 【請求項１７】 光通信信号が伝送されるマスター側光
導波路を有するマスター側光コネクタと、各々の端面が
結合端面でアレイ状に配置された複数のｎ側光導波路を
有するｎ側光コネクタとを端面同志が対向するように配
置する第１のステップと、 前記マスター側光導波路をその光軸と平行な軸を中心に
回転させると共に、当該マスター側光導波路にセンシン
グ光を入射してその端面から前記ｎ側光コネクタに向け
て出射する第２のステップと、 前記ｎ側光コネクタより戻ってきた前記センシング光の
反射光のうち、前記マスター側光導波路に入射したもの
を検出する第３のステップと、 前記マスター側光導波路の回転運動の位相と前記第３の
ステップで検出した光量の変動の位相にもとづき、前記
マスター側光導波路の回転中心位置と、これに対向すべ
き前記ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を求め
る第４のステップと、 前記第４のステップで求めた偏位方向と反対方向に前記
マスター側光導波路と前記ｎ側光コネクタの相対位置を
変更する第５のステップとを備える光スイッチ装置の調
芯方法。 - 【請求項１８】 光通信信号が伝送されるマスター側光
導波路とこれと平行に配置されたセンシング用光導波路
とを有するマスター側光コネクタと、各々の端面が結合
端面でアレイ状に配置された複数のｎ側光導波路を有す
るｎ側光コネクタとを端面同志が対向するように配置す
る第１のステップと、 少なくとも前記センシング用光導波路をその光軸と平行
な軸を中心に回転させると共に、当該センシング用光導
波路の端面から前記ｎ側光コネクタに向けてセンシング
光を出射する第２のステップと、 前記ｎ側光コネクタより戻ってきた前記センシング光の
反射光のうち、前記センシング用光導波路に入射したも
のを検出する第３のステップと、 前記センシング用光導波路の回転運動の位相と前記第３
のステップで検出した光量の変動の位相にもとづき、前
記マスター側光導波路の中心位置と、これに対向すべき
前記ｎ側光導波路の中心位置との間の偏位方向を求める
第４のステップと、 前記第４のステップで求めた偏位方向と反対方向に前記
マスター側光導波路と前記ｎ側光コネクタの相対位置を
変更する第５のステップとを備える光スイッチ装置の調
芯方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04268588A JP3129854B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 光スイッチ装置およびその調芯方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04268588A JP3129854B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 光スイッチ装置およびその調芯方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06118318A JPH06118318A (ja) | 1994-04-28 |
| JP3129854B2 true JP3129854B2 (ja) | 2001-01-31 |
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ID=17460622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04268588A Expired - Fee Related JP3129854B2 (ja) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | 光スイッチ装置およびその調芯方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3129854B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6785437B2 (en) | 2001-10-03 | 2004-08-31 | Continuum Photonics, Inc. | Beam-steering optical switching apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2506192A (en) | 2012-09-25 | 2014-03-26 | Bae Systems Plc | Optical rotating joint having drive shaft with a hollow central bore |
-
1992
- 1992-10-07 JP JP04268588A patent/JP3129854B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6785437B2 (en) | 2001-10-03 | 2004-08-31 | Continuum Photonics, Inc. | Beam-steering optical switching apparatus |
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| JPH06118318A (ja) | 1994-04-28 |
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