JPH04237010A - 光チャンネルセレクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光チャンネルセレクタに
関し、特に１本の光ファイバで伝送されて来た光信号波
を複数本の光ファイバの内の１本の光ファイバに選択接
続して切換える光チャンネルセレクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のこの種の光チャンネルセレ
クタの構成図である。図中でスリーブ３，８，９および
第１のレンズ４，５および６の近傍を光軸を含む断面で
示している。

【０００３】光ポート１には図示されていない光コネク
タが接続され外部からの光信号が図２の左方より入来す
る。この光ポート１には第１の光ファイバ２の一端が接
続されている。前述の光ポート１に入来した光信号は第
１の光ファイバ２の内部を伝送されて他端に達する。第
１の光ファイバ２の他端の外部への光の出射部分に焦点
が位置する外形が球状のレンズ４がスリーブ３によって
第１の光ファイバ２の他端に固定されている。スリーブ
３の外部は基板２６の上部に固定されている。このレン
ズ４から外部への放射光はレンズ４によって光軸Ｓを持
つほぼ平行な光束に変換されて右方へ進行する。なお、
光軸Ｓが基板２６の上面と平行になるようにスリーブ３
の外部を前述のように基板２６に固定する。なお、図中
のＣは光信号の光路を示す。

【０００４】基板２６の上部には光軸Ｓと直交し基板２
６の上面と平行な図中に示したＡ方向に変位する１軸ス
テージ２３が取り付けられており、この１軸ステージ２
３にはスリーブ９の外部が固定されている。スリーブ９
内には前述したレンズ４から放射される平行光を光軸Ｓ
上に収束するレンズ６と、レンズ６の焦点に光の入射端
部分とが置かれた第３の光ファイバ１２の一端が固定さ
れ、この第３の光ファイバ１２の他端には光ポート１８
が取り付けられている。この光ポート１８には図示され
ていない光コネクタが接続され光ポート１に入来した光
信号が第１の光ファイバ２からレンズ４およびレンズ６
を介して第３の光ファイバ１２を通り光ポート１８を介
して外部に伝送される。

【０００５】スリーブ８の外部は１軸ステージ２３に固
定されている。スリーブ８内にはレンズ５と第２の光フ
ァイバ１１の一端とが固定されている。また第２の光フ
ァイバ１１の他端には光ポート１８と同じ光ポート１７
が取り付けられている。なお、レンズ５の光軸は光軸Ｓ
と１軸ステージ２３の変位方向Ａとで作られる平面上に
あり、かつ、スリーブ８内に固定されている第２の光フ
ァイバ１１の一端の入射端部はレンズ５の焦点に位置す
るようにレンズ５と第２の光ファイバ１１の一端とがス
リーブ８内に設定され、また、このスリーブ８が１軸ス
テージ２３に固定される。

【０００６】光ポート１へ外部から入来した光信号を図
２に示した光ポート１８ではなく光ポート１７へ伝送さ
せる場合には、切換え制御装置２５によってＡ方向への
変位量が制御される１軸ステージドライバ２４によって
基板２６上を変位する１軸ステージ２３の図示されてい
ない可動機構を駆動して１軸ステージ２３をＡ方向の所
要の向きに変位させ第１のレンズ５の光軸と光軸Ｓとを
一致させればよい。

【０００７】従来のこの種の光チャネルセレクタは、以
上説明したようにして、光ポート１の左方から入来した
光信号を光ポート１７から１８へ、あるいは、光ポート
１８から１７へと切換えていた。また、このような切換
の際の１軸ステージ２３のＡ方向の変位量は予めこの光
チャネルセレクタを製造し組立るときに切換え制御装置
２５によって設定しておくだけであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光チャ
ンネルセレクタは、スリーブ３に対してスリーブ８およ
びスリーブ９の相対的な位置関係を製造および組立の際
のみ調整し以後そのままとしているため、使用中にこの
ような相対的な位置関係が変動したときには第１の光フ
ァイバ２と第２の光ファイバ１１あるいは第１の光ファ
イバ２と第３の光ファイバ１２との間の結合効率が低下
するという欠点を有している。

【０００９】また、レンズ４は光の周波数に対して屈折
率が一様でないこと、およびレンズの形状により周波数
依存性があるために、光ポート１の左方から異った周波
数帯を持つ光信号が入来すると、第１の光ファイバ２か
らレンズ４を通り外部に放射される光束の光軸Ｓの方向
が変動する、第１の光ファイバ２、第２の光ファイバ１
１および第３の光ファイバ１２などに使用される光ファ
イバの直径は一般に極めて小であるので上記のように異
った周波数帯の光信号に対してはレンズ４とレンズ６を
介して第１の光ファイバ２から第３の光ファイバ１２に
伝送される光信号の結合度に変動を生ずることになる。 しかしながら、前述のようにスリーブ３に対してスリー
ブ８およびスリーブ９の相対的な位置関係は製造時に調
整されているために、光ポート１の左方から入来する光
信号のもつ周波数帯が異ると光チャンネルセレクタのス
リーブ３と９あるいはスリーブ３と８間の光信号に対す
る結合率が変化しこの光チャンネルセレクタを製造組立
て時に調整するとき使用した光信号と異った周波数帯を
持つ光信号に対しては結合効率が低下するという欠点を
有している。

【００１０】本発明の目的は、経時的な変化あるいは、
使用する光信号の周波数帯が異る場合でも光ファイバ間
の空間を通して結合する結合効率の低下を防止すること
ができる光チャンネルセレクタを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明の光チャンネ
ルセレクタは、第１の光ファイバで伝送された光信号を
空間を介して第２から第Ｎ＋１までの任意のＮ本の光フ
ァイバの内の任意の選択した１本に結合するかまたは前
記第２から第Ｎ＋１までのＮ本の光ファイバ内を伝送さ
れてくる光信号の内の何れか１本の光ファイバ中を伝送
されてくる光信号を選択し前記第１の光ファイバに空間
を介して結合させる光チャンネルセレクタにおいて、前
記第１の光ファイバの一端側に固定され前記第１の光フ
ァイバの他端側から伝送されて来る光信号をほぼ平行光
束に変換して自由空間に出力するレンズと、平行光束を
収束する複数個のＮ個のレンズと、これらＮ個のレンズ
のそれぞれの収束部に１対１で一端が固定された第２か
ら第Ｎ＋１までのＮ本の光ファイバと、前記第２から第
Ｎ＋１までの光ファイバの内の特定の１本の光ファイバ
の他端付近に固定され前記特定の１本の光ファイバの他
端から外部へ出射される光信号を自由空間中で収束する
レンズと、前記特定の１本の光ファイバの他端に固定さ
れた前記レンズによって自由空間中で光信号が収束され
る付近に配置された受光素子と、前記受光素子と前記特
定の１本の光ファイバの他端付近に固定されたレンズと
を相対的に固定する固定部と、前記第１の光ファイバに
固定された前記レンズをこのレンズの光軸を板面と平行
に保って保持する基板と、前記第２から第Ｎ＋１の光フ
ァイバの一端に固定された前記レンズをこれらレンズの
光軸を互いに平行に保ち前記第１の光ファイバの一端に
固定されたレンズに向き合わせて保持し前記基板上を前
記第１の光ファイバに固定された前記レンズの光軸と直
交する面内の互いに直交する２方向に外部からの駆動源
により駆動されて変位する２軸ステージと、前記２軸ス
テージを駆動する駆動源と、前記第２から第Ｎ＋１まで
の前記光ファイバに固定されている前記レンズの光軸が
前記第１の光ファイバの一端に固定されている前記レン
ズの光軸と一致する前記２軸ステージの前記基板に対す
る相対位置をそれぞれ予め記憶しておき前記特定の１本
の光ファイバを選択する外部信号が加えられると前記第
１の光ファイバに前記第１の光ファイバに固定された前
記レンズを介して結合され前記第１の光ファイバを伝送
されて来る光信号を前記受光素子で検出した信号を受信
して制御信号を生成し前記駆動源を制御して前記２軸ス
テージを変位させて前記受光素子により検出される信号
を最大としそのときの前記２軸ステージの前記基板に対
する相対位置を基準位置として記憶しかつ前記基準位置
に対して前記特定の１本の光ファイバの前記一端に固定
されている前記レンズの光軸が前記第１の光ファイバの
一端に固定されている前記レンズの光軸と一致する前記
２軸ステージの前記予め記憶されている前記基板に対す
る相対位置のベクトル差を算出してこれをオフセット量
として記憶しておき前記第２から第Ｎ＋１本の内の前記
特定の１本の光ファイバを除く光ファイバを選択する信
号が外部から加えられたとき前記オフセット量と前記選
択された光ファイバに対する前記２軸ステージの相対位
置とのベクトル和に相当する位置に前記２軸ステージを
位置させるための制御信号を生成する切換え制御装置と
を備えている。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１３】図１は本発明の光チャンネルセレクタの一
実施例を一部断面をもって示す構成図である。本図中に
おいてはスリーブ３，８，９および１４の近傍部分が光
軸を含む断面で示されている。

【００１４】第１の光ファイバ２、第２の光ファイバ１
１、第３の光ファイバ１２、光ポート１，１７，１８、
スリーブ３，８，９、レンズ４，５および６はすでに図
２で説明したものと同一であるので説明を省略する。

【００１５】基板２６の上部にはスリーブ３の内部に固
定されたレンズ４の光軸Ｓが基板２６の上面と平行にな
るようにスリーブ３が固定されている。

【００１６】スリーブ１０の内部にはレンズ７が第４の
光ファイバ１３の一端と共に固定されている。このスリ
ーブ１０はレンズ７の焦点に第４の光ファイバ１３の光
信号が入射する端面部分が位置するようにレンズ７と第
４の光ファイバ１３の一端部を関係づけて固定している
。図１においてはレンズ７の持つ光軸がレンズ４の光軸
Ｓと同軸となるようにスリーブ１０が２軸ステージ１９
に固定されている。第４の光ファイバ１３の他端の光を
放射する端部付近には第４の光ファイバ１３の放射端部
から出射した光信号がレンズ１５を通った後で結像する
ようにレンズ１５の位置と第４の光ファイバ１３の他端
とが関係づけられスリーブ１４に固定されている。この
スリーブ１４はまた固定部２７に固定されている。固定
部２７にはレンズ１５の右方の焦点に受光部が位置する
受光素子１６が固定されている。

【００１７】前述した２軸ステージ１９は基板２６上に
置かれ、基板２６の上面と平行で光軸Ｓと直交する図中
のＡ方向および基板２６の上面と垂直な方向の２方向に
変位する図示されていない可動機構部を持っており、切
換え制御装置２２によって制御された２軸ステージドラ
イバ２０によって上述の図示されていない可動機構部が
駆動され変位する。

【００１８】レンズ５およびレンズ６の持つ光軸は何れ
も光軸Ｓと平行で、かつレンズ５，６および７の光軸は
基板２６の上面と平行な同一の平面上にあるように、ま
た、これらレンズ５，６および７の開放端は光軸Ｓと直
交した１直線上に位置されるようにスリーブ７，８およ
び９が２軸ステージ１９に固定されている。

【００１９】なお、上述の光軸の調整は一定の周波数帯
をもった光信号に対して行っておけばよい。

【００２０】また、本発明の光チャンネルセレクタの製
造組立て時に、予め２軸ステージ１９に固定されている
レンズ５とレンズ７の各光軸間の距離とレンズ５と６の
各光軸間の距離とを何れも切換え制御装置２２内に記憶
させておき、またこのときのレンズ４からの光信号をレ
ンズ７に結合させたときの最適位置についても切換え制
御装置２２内に記憶させておく。

【００２１】光ポート１の左方に加える光信号の使用周
波数帯が今まで使用していた光信号の使用周波数帯と異
なるものを使用するとき、あるいは、予め決められた回
数の切換えが行われたとき、図１に示されているような
接続状態を選択する選択信号を外部から切換え制御装置
２２に加え、光ポート１に新しく使用する周波数帯を持
った光信号を加えた状態で受光素子１６から出力される
光信号を取り出してアンプ２１によって増幅し、増幅し
た信号を切換え制御装置２２に加える。切換え制御装置
２２は制御信号を２軸ステージドライバ２０に出力する
。２軸ステージドライバ２０は制御信号に応じた駆動電
力を２軸ステージドライバ１９の図示されていない駆動
機構に加える。受光素子１６から出力される検出信号の
レベルが最大になるように切換え制御信号装置２２から
制御信号を出力し前記２軸ステージ１９を２軸ステージ
ドライバ２０を介して変位させる。この受光素子１６か
らの検出信号のレベルが最大となる２軸ステージ１９の
位置を基準としてその位置を、切換え制御装置２２内に
記憶させておく。ここでアンプ２１は受光素子１６から
の出力信号のレベルが切換え制御装置２２の入力として
不足するときのみ使用すればよく、受光素子１６からの
出力信号が充分大なるときはアンプ２１は省略すること
ができる。

【００２２】ここで、光ポート１の左方から第１の光フ
ァイバ２に入力した光信号を第２の光ファイバ１１を通
り光ポート１７より出力させたいときには、切換え制御
装置２２に対して第２の光ファイバ１１を選択する選択
信号を入力する。切換え制御装置２２はこの選択信号を
受信すると２軸ステージ１９の基準位置に対して製造組
立て時にレンズ４とレンズ７とを結合させたときの最適
位置のベクトル的な差を演算してオフセット量としこの
オフセット量と製造組立時に記憶していたスリーブ８に
固定されているレンズ５の光軸の位置をレンズ４の光軸
Ｓの位置に一致するまでの距離すなわち、レンズ４の光
軸とレンズ５の光軸との間の距離とをベクトル的に加え
た距離分だけ２軸ステージを変位させる制御信号を２軸
ステージドライバ２０に加えて２軸ステージ１９を変位
させる。また切換え制御装置２２に第３の光ファイバ１
２を第１の光ファイバ２に接続させる選択信号を入力す
ると製造組立時に求めておき記憶させていたレンズ６と
レンズ７の各光軸間の距離と前述したオフセット量をベ
クトル的に加算した量だけ２軸ステージを変位させる制
御信号が切換え制御装置２２から出力されレンズ４から
出力される光信号にレンズ６を結合させる位置にスリー
ブ９が２軸ステージ１９によって変位され、第１の光フ
ァイバ２内を伝送されて来た光信号が第３の光ファイバ
１２に伝送されることになる。

【００２３】図１に示した実施例においては、第１の光
ファイバ２に対して第２の光ファイバ１１と第３の光フ
ァイバ１２の何れかを選択接続する場合であるが、第２
の光ファイバ１１および第３の光ファイバ１２と同様な
端末構造を持つた光ファイバを第２の光ファイバと平行
に２軸ステージに任意の本数だけ固定し第１の光ファイ
バからレンズ４を通して出力される光信号をこれら複数
本の光ファイバの内の何れか一つに選択して結合させる
ことができることは明らかである。

【００２４】また、図１の実施例において、光ポート１
７または１８の右方から入来する光信号の内の任意の一
方をレンズ４を介して光ポート１に選択して出力させる
ことができることも明らかである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光チャン
ネルセレクタは、光ポート１の左方から伝送される光信
号が使用している周波数帯が異る場合においても、ある
いは経時変化によりレンズ６と５を固定している２軸ス
テージ１９の位置がレンズ４に対して相対的に変動した
ときでも、伝送したい光信号を光ポート１の左方から第
１の光ファイバ２に加えた状態でまずレンズ７を介して
第４の光ファイバと結合させ結合効率が最大となる位置
に２軸ステージを移動させてレンズ４に対してレンズ７
の相対位置をベクトル量である基準位置として記憶させ
、製造組立て時に設定したレンズ４に対するレンズ７の
最適結合位置と基準位置との差であるオフセット量を求
め、レンズ５をレンズ４に結合させるとき、およびレン
ズ６をレンズ４に結合させるときの何れの場合にも、予
め製造組立時に設定しておいたレンズ５とレンズ７の各
光軸間の距離あるいはレンズ５とレンズ６の各光軸間の
距離に上述のオフセット量を加えただけ２軸ステージを
変位させることにより第２の光ファイバ１１または第３
の光ファイバ１２を第１の光ファイバ２に結合効率が最
適に近い状態で結合させることができるという効果を有
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光チャンネルセレクタの一実施例を示
す構成図である。

【図２】従来のこの種のチャンネルセレクタの一例を示
す構成図である。

【符号の説明】

１　　　　光ポート ２　　　　第１の光ファイバ ３　　　　スリーブ ４　　　　レンズ ５　　　　レンズ ６　　　　レンズ ７　　　　レンズ １０　　　　スリーブ １１　　　　第２の光ファイバ １２　　　　第３の光ファイバ １３　　　　第４の光ファイバ １４　　　　スリーブ １５　　　　レンズ １６　　　　受光素子 １９　　　　２軸ステージ ２０　　　　２軸ステージドライバ ２２　　　　切換え制御装置 ２６　　　　基板 ２７　　　　固定部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の光ファイバで伝送された光信号
   を空間を介して第２から第Ｎ＋１までの任意のＮ本の光
   ファイバの内の任意の選択した１本に結合するかまたは
   前記第２から第Ｎ＋１までのＮ本の光ファイバ内を伝送
   されてくる光信号の内の何れか１本の光ファイバ中を伝
   送されてくる光信号を選択し前記第１の光ファイバに空
   間を介して結合させる光チャンネルセレクタにおいて、
   前記第１の光ファイバの一端側に固定され前記第１の光
   ファイバの他端側から伝送されて来る光信号をほぼ平行
   光束に変換して自由空間に出力するレンズと、平行光束
   を収束する複数個のＮ個のレンズと、これらＮ個のレン
   ズのそれぞれの収束部に１対１で一端が固定された第２
   から第Ｎ＋１までのＮ本の光ファイバと、前記第２から
   第Ｎ＋１までの光ファイバの内の特定の１本の光ファイ
   バの他端付近に固定され前記特定の１本の光ファイバの
   他端から外部へ出射される光信号を自由空間中で収束す
   るレンズと、前記特定の１本の光ファイバの他端に固定
   された前記レンズによって自由空間中で光信号が収束さ
   れる付近に配置された受光素子と、前記受光素子と前記
   特定の１本の光ファイバの他端付近に固定されたレンズ
   とを相対的に固定する固定部と、前記第１の光ファイバ
   に固定された前記レンズをこのレンズの光軸を板面と平
   行に保って保持する基板と、前記第２から第Ｎ＋１の光
   ファイバの一端に固定された前記レンズをこれらレンズ
   の光軸を互いに平行に保ち前記第１の光ファイバの一端
   に固定されたレンズに向き合わせて保持し前記基板上を
   前記第１の光ファイバに固定された前記レンズの光軸と
   直交する面内の互いに直交する２方向に外部からの駆動
   源により駆動されて変位する２軸ステージと、前記２軸
   ステージを駆動する駆動源と、前記第２から第Ｎ＋１ま
   での前記光ファイバに固定されている前記レンズの光軸
   が前記第１の光ファイバの一端に固定されている前記レ
   ンズの光軸と一致する前記２軸ステージの前記基板に対
   する相対位置をそれぞれ予め記憶しておき前記特定の１
   本の光ファイバを選択する外部信号が加えられると前記
   第１の光ファイバに前記第１の光ファイバに固定された
   前記レンズを介して結合され前記第１の光ファイバを伝
   送されて来る光信号を前記受光素子で検出した信号を受
   信して制御信号を生成し前記駆動源を制御して前記２軸
   ステージを変位させて前記受光素子により検出される信
   号を最大としそのときの前記２軸ステージの前記基板に
   対する相対位置を基準位置として記憶しかつ前記基準位
   置に対して前記特定の１本の光ファイバの前記一端に固
   定されている前記レンズの光軸が前記第１の光ファイバ
   の一端に固定されている前記レンズの光軸と一致する前
   記２軸ステージの前記予め記憶されている前記基板に対
   する相対位置のベクトル差を算出してこれをオフセット
   量として記憶しておき前記第２から第Ｎ＋１本の内の前
   記特定の１本の光ファイバを除く光ファイバを選択する
   信号が外部から加えられたとき前記オフセット量と前記
   選択された光ファイバに対する前記２軸ステージの相対
   位置とのベクトル和に相当する位置に前記２軸ステージ
   を位置させるための制御信号を生成する切換え制御装置
   とを備えたことを特徴とする光チャネルセレクタ。