JPH06222291A - 光路切り替え装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品数と調整工数を削減でき、かつ、容易に
光ファイバの光路の切り替えと接続のできる光路切り替
え装置を提供する。 【構成】 一方の光ファイバからの射出光ビームを平行
ビームにするレンズと、その平行ビームを他方の光ファ
イバに集光するレンズとを備え、入射側の光ファイバか
らの他方のレンズの相対位置を移動させて、射出側から
入射側への光路を切り替える移動機構とを備える。ま
た、照射手段は、入射側の光ファイバに光ビームを照射
する。そして、検出手段は、その光ビームの光ファイバ
の端面による反射光からその端面のレンズに対する相対
位置を検出し、位置誤差を示す信号を移動機構に与え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの接続や切
り替えを行う光路切り替え装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の光路切り替え装置の構成
を示す断面図である。図において、１０１は光ファイバ
であり、光ファイバ１０１の一部に磁性膜パイプ１０８
がかぶせられている。１０２，１０３はそれぞれいずれ
かが光ファイバ１０１に接続される光ファイバである。
また、１０４，１０５は光ファイバ１０１の磁性膜パイ
プ１０８近傍に配置された磁石であり、磁石１０４と光
ファイバ１０１との間にはソレノイドコイル１０６が配
され、磁石１０５と光ファイバ１０１との間にはソレノ
イドコイル１０７が配されている。

【０００３】１０９ａは光ファイバ１０１、１０２接続
のためのガイドであり、１０９ｂは光ファイバ１０１、
１０３接続のためのガイドである。つまり、ガイド１０
９ａには光ファイバ１０２が固定され、ガイド１０９ｂ
には光ファイバ１０３が固定されている。

【０００４】このような構成によって、光ファイバ１０
１は、磁性膜パイプ１０８と磁石１０４との間、または
磁性膜パイプ１０８と磁石１０５との間の吸引力によっ
て、ガイド１０９ａまたはガイド１０９ｂに移動された
後固定される。すなわち、光ファイバ１０１がガイド１
０９ａに固定されている光ファイバ１０２またはガイド
１０９ｂに固定されている光ファイバ１０３のいずれか
に接近し、光路の切り替えが行われる。

【０００５】光ファイバ１０１の移動に際して、ソレノ
イドコイル１０６，１０７に電流が流され、磁性膜パイ
プ１０８に及ぶ吸引力が制御される。つまり、吸引力が
制御されることにより、光ファイバ１０１は、２つの磁
石１０４，１０５間で吸引移動を行う。

【０００６】光路の固定に際しては、ソレノイドコイル
１０６，１０７には電流は流されず、磁石１０４と磁性
膜パイプ１０８との間の磁気吸引力によって、光ファイ
バ１０２のガイド１０９ａに押し付けられそこに保持さ
れる。または、磁石１０５と磁性膜パイプ１０８との間
の磁気吸引力によって、光ファイバ１０３のガイド１０
９ｂに押し付けられそこに保持される。光ファイバのコ
ア径は数μｍなので、接続にあたって光ファイバの端面
同士をできるだけ近づけながらガイド１０９ａ，１０９
ｂをたよりにコア同士の位置を合わせる必要がある。従
って、このような装置では、光ファイバ１０１，１０
２，１０３の端面の光軸方向の位置を数μｍ以下の精度
をもって組み立てる必要がある。

【０００７】図１２は従来の他の光路切り替え装置の構
成を示す断面図である。このような装置にあっては、光
ファイバ１１０と光ファイバ１１１〜１１３との間の光
路の切り替えを、切り替え光学系における偏光による複
屈折素子内の光路の偏向を用いて行う。

【０００８】具体的には、光ファイバ１１１〜１１３か
らの射出光ビームは、それぞれ対応するレンズ１１５〜
１１７で平行光束に変換される。各平行光束は、対応す
る液晶光変調器１２４〜１２６で偏向の回転制御を受け
た後、複屈折サバール板１２０で偏光方向によって直進
と屈折との光路制御を受ける。さらに、複屈折サバール
板１２０の射出光は、液晶光変調器１２１〜１２３で偏
向の回転制御を受けた後、複屈折サバール板１１９で偏
光方向によって直進と屈折との光路制御を受ける。

【０００９】そして、複屈折サバール板１１９の射出光
は、液晶光変調器１１８を介してレンズ１１４に入射
し、レンズ１１４によって光ファイバ１１０に収束す
る。ここで、液晶光変調器１２４〜１２６、１２１〜１
２３による偏光の回転を適当に制御することにより、任
意の光ファイバ１１１〜１１３からの射出光を光ファイ
バ１１０に入射することができる。

【００１０】しかし、このような装置では、切り替え光
学系において光ビームを直線偏光のものとしないと複数
の光路が発生してしまう。そこで、光ファイバ１１１〜
１１３からの光ビームを一旦偏光検波するか、あるいは
偏光分割して装置を２重化する必要がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の光路切り替え装
置は以上のように構成されているので、図１１に示す従
来の装置にあっては、光ファイバ１０１〜１０３の端面
の位置を高精度で合わせなければならず、装置が高価に
なるという問題がある。また、磁性膜パイプ１０８を直
径１００μｍ程度の光ファイバに通す加工も、精密部品
加工や複雑な調整に起因して装置のコスト高の要因であ
る。

【００１２】図１２に示す装置にあっては、光ビームを
一旦偏光検波するか、あるいは偏光分割して装置を２重
化する必要があるので、光パワーの損失やコスト高を生
ずるという問題がある。また、光路切り替えに際して、
液晶光変調器と複屈折サバール板とが複数段分必要にな
り、切り替え対象の光ファイバの本数に比べて部品点数
が増加し、やはりコスト高につながるという問題もあ
る。

【００１３】本発明はそのような問題を解決するために
なされたもので、部品数と調整工数を削減でき、かつ、
容易に光ファイバの光路の切り替えと接続のできる光路
切り替え装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る光路切り替え装置は、一方の光ファイバからの射出光
ビームを平行ビームにするレンズと、その平行ビームを
他の光ファイバに集光するレンズと、それらのレンズの
うちの一方または双方の光ファイバからの相対位置を移
動させて、射出側から入射側への光路を切り替える移動
機構とを備えたものである。

【００１５】また、請求項２記載の発明に係る光路切り
替え装置は、請求項１記載の発明に係る装置において、
光ファイバに光ビームを照射する照射手段と、その光ビ
ームの光ファイバの端面による反射光からその端面のレ
ンズに対する相対位置を検出し、位置誤差を示す信号を
移動機構に与える検出手段とを備えたものである。

【００１６】

【作用】この発明における２つのレンズは、射出側と入
射側の光ファイバの端面を共約関係とする光学系を構成
する。そして、移動機構は、これらのレンズを動かして
複数の光ファイバ射出ビームから所望のビームを選択し
たり、あるいは所望の入射光ビームを選択したりし、か
つ、レンズの焦点位置を光ファイバのコアに一致するよ
うにレンズの位置決め制御を行い、射出側の光ファイバ
からのビームを選択的に入射側の光ファイバに導く。

【００１７】また、反射光を検出する検出手段は、レン
ズの焦点が光ファイバのコアに一致しているかどうかを
正確に検出し、レンズの位置制御を行いながら光ファイ
バの光路切り替えを行うことを可能にする。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例による光路切り替え
装置の構成を示す構成図である。光ファイバのコアの中
心位置は外径に対して精度よく製造されているので、コ
アの位置合わせをするために外径位置を用いれば、精度
の高い位置合わせができ損失の少ない光路の接続ができ
る。本実施例はそのような考え方にもとづいたものであ
る。この場合には、３本の光ファイバ２〜４のいずれか
を１本の光ファイバ１に接続する例を示す。

【００１９】図１において、１〜４は光ファイバ、６は
光ファイバ１の前方（光ファイバ２〜４側）に置かれた
レンズ、７はレンズ６の光ファイバ２〜４の側前方に置
かれたビームスプリッタ、８はビームスプリッタ７と光
ファイバ２〜４との間に置かれたレンズ、９はレンズ８
を光軸方向および光軸と直角方向に移動するレンズアク
チュエータである。

【００２０】また、１０は半導体レーザ、１１は半導体
レーザ１０の射出光を平行光束にするレンズ、１２はレ
ンズ１１からの平行光束をビームスプリッタ７側に通過
させるとともにビームスプリッタ７からの反射光をレン
ズ１１からの平行光束とは直角方向に通過させる偏光ビ
ームスプリッタ、１３は偏光ビームスプリッタ１２から
の光を円偏光のものにする１／４波長板、１４は偏光ビ
ームスプリッタ１２からの反射光を光検出器１５に集光
するレンズ、１９はレンズアクチュエータ９を駆動する
位置制御回路である。

【００２１】次に動作について説明する。光ファイバ１
の射出光は、レンズ６によって平行光束に変換された
後、ビームスプリッタ７を通り、レンズ８によって例え
ば光ファイバ３に入射される。このとき、レンズ８は、
レンズアクチュエータ９によって、光ビーム５ａが正確
に光ファイバ３のコア中心位置に集光されるよう位置決
めされる。これによって損失の少ない光ファイバ間の接
続が実現される。

【００２２】光ビーム５ａが正確に光ファイバ３のコア
中心位置に集光されるようにするために、半導体レーザ
１０の射出光を光ファイバ３の端面で反射させ、反射光
を光検出器１５で検出する構成が採用されている。すな
わち、ビームスプリッタ７がレンズ６とレンズ８との間
の光路中に配置される。このビームスプリッタ７とし
て、誘電体多層膜等で形成されたダイクロイックミラー
が用いられ、光ファイバ１からの光ビームの波長（第１
波長）に対して透過、半導体レーザ１０からの光ビーム
の波長（第２波長）に対して反射の作用をして効率よく
２つの光ビームを合成する。ここで、第１波長は例えば
１．３μｍや１．５μｍの光通信用の波長であり、第２
波長は例えば８３０ｎｍ、７８０ｎｍ、または６７０ｎ
ｍの光記録用の波長である。

【００２３】半導体レーザ１０の射出光は、レンズ１１
で平行光束に変換される。その平行光束は、偏光ビーム
スプリッタ１２を透過した後１／４波長板１３で円偏光
のものに変換される。さらに、その光軸がビームスプリ
ッタ７で光ビーム５の光軸と一致されられ、レンズ８で
光ファイバ３の端面に集光される。

【００２４】集光された光は光ファイバ３の端面で反射
され、その反射光ビーム１７は、レンズ８およびビーム
スプリッタ７によって１／４波長板１３に導かれる。１
／４波長板１３は、その光を直線偏光のものに変換し、
偏光ビームスプリッタ１２に入射する。偏向ビームスプ
リッタ１２は、入射した光をレンズ１４側に反射する。
そして、レンズ１４はその光を光検出器１５に集光し、
光検出器１５はその光ビームの形状、すなわち光ファイ
バ３の反射光ビームの形状を検出する。

【００２５】図２に示すように、光ファイバ１から射出
されレンズ８で集光された光ビーム５ａと半導体レーザ
１０から射出されレンズ８で集光された光ビーム１６ａ
とは同一の光軸を有するので、これらの光ビームの集光
中心は一致している。光ビーム５ａの集光径は光ファイ
バ３のコア径に一致するようにレンズ６とレンズ８の共
役光学系倍率が設定される。各光ファイバコア径が同一
の場合には、共役光学系倍率は「１」となり、レンズ６
の焦点距離とレンズ８の焦点距離とは等しい。コア系が
異なる場合には、、コア系比に応じて共役光学系倍率を
設定すればよい。

【００２６】光ファイバ２，３，４の端面の検出を行う
ための光ビーム１６ａの集光径は光ファイバの外径より
も大きいことが必要である。光ビーム１６ａの集光径２
σは、レンズ８の焦点距離をｆ、光ビーム１６の波長を
λ、平行光束径を２Ｄとすると、Ｄ＝λ・ｆ／（π・
σ）で与えられる。例えば、光ファイバ３の外径が１２
５μｍのとき、光ビーム１６ａの集光径２σを１５０μ
ｍ、レンズ８の焦点距離ｆを６０ｍｍ、光ビーム１６の
波長λを０．８３μｍとすると、平行光束径２Ｄは約
０．４ｍｍとなる。

【００２７】次に光ファイバの端面検出方法について説
明する。図３は光ファイバ端面からの反射ビームと光検
出器１５の各検出素子１５ａ〜１５ｅの配置との関係を
説明するものである。光検出器１５は、輪帯状の検出素
子１５ａと、それを取り巻く輪帯をｘ−ｙ軸による４つ
の象限に分割した場合の各象限に配された検出素子１５
ｂ〜１５ｅとを有する。

【００２８】また、図４は光検出器１５の回路構成を示
すブロック図である。図４に示すように、各検出素子１
５ａ〜１５ｅからの検出信号はそれぞれ対応する増幅器
２０〜２４で増幅される。増幅器２０の出力は、減算器
３２の一方の入力側に入力する。また、増幅器２１〜２
４の各出力は、加算器２５〜２８のうちの２つに入力す
る。そして、加算器２５，２６の出力は、加算器２９で
加算された後、減算器３２の他方の入力側に入力する。
減算器３２の出力は焦点方向の誤差信号３５となる。

【００２９】また、減算器３０は加算器２５の出力から
加算器２６の出力を減算し、減算器３１は加算器２７の
出力から加算器２８の出力を減算する。そして、減算器
３０の出力はｘ方向の誤差信号３３となり、減算器３１
の出力はｙ方向の誤差信号３４となる。

【００３０】レンズ１４の光軸中心に光検出器１５が配
置してあると、光ファイバ３がレンズ８の光軸中心に位
置する場合、光ファイバ３の端面に照射された光ビーム
１６の反射光ビーム１７ａは光検出器１５上の中心に結
像される。光ファイバ３がレンズ８の光軸中心からずれ
ると、光検出器１５上の反射光ビーム１７ａの像は、レ
ンズ８とレンズ１４の倍率が掛け合わされた量だけずれ
る。

【００３１】この反射光ビーム１７ａのずれは、輪帯状
の検出素子１５ａとそれを取り巻く検出素子１５ｂ〜１
５ｅで検出される。例えば、反射光ビーム１７ａがｘの
正方向にずれると、検出素子１５ｂ，１５ｅの出力は、
検出素子１５ｃ，１５ｄの出力よりも大きくなる。よっ
て、そこで、検出素子１５ｂの出力と検出素子１５ｅの
出力との和と、検出素子１５ｃの出力と検出素子１５ｄ
の出力との和とが等しくなればｘ方向の位置合わせがで
きたことになる。

【００３２】よって、減算器３０による加算器２５の出
力と加算器２６の出力との差、すなわち、ｘ方向の誤差
信号３３が０になるとｘ方向の位置合わせができたこと
になる。また、同様に、検出素子１５ｂ，１５ｃの出力
と検出素子１５ｄ，１５ｅの出力とを比較することによ
りｙ方向の位置合わせができる。すなわち、減算器３１
による加算器２７の出力と加算器２８の出力との差、す
なわち、ｙ方向の誤差信号３４が０になるとｙ方向の位
置合わせができたことになる。そして、各検出素子１５
ｂ〜１５ｅの出力にもとづいてｘ方向とｙ方向のずれを
検出し、その検出量に応じて位置制御回路１９がレンズ
アクチュエータ９を駆動してレンズ８の位置制御を行
う。

【００３３】さらに、レンズ８の焦点を光ファイバの端
面に合わせる位置制御が行われる。つまり、正確に位置
調節された場合の反射光ビーム１７ａの大きさに対する
焦点ずれによる大きさの変化が検出される。反射光ビー
ム１７ａの外側に近い輪帯部における光量を検出する検
出素子１５ａの出力は、その外側の部分における光量を
検出する４つの検出素子１５ｂ〜１５ｅの出力の和に対
して、反射光ビーム１７ａの大きさが大きくなると相対
的に小さくなる。また、反射光ビーム１７ａの大きさが
小さくなると相対的に大きくなる。よって、減算器３２
による検出素子１５ａの出力と４つの検出素子１５ｂ〜
１５ｅの出力の和との差から、レンズ８の焦点ずれを検
出することができる。つまり、減算器３２の出力である
焦点方向の位置ずれを示す誤差信号３５が所定の値を示
すようにレンズ８の位置制御がなされると、焦点方向の
位置合わせができたことになる。

【００３４】図５は位置制御回路１９によって駆動され
るレンズアクチュエータ９の構成の一例を示す断面図で
ある。図において、４０はベース、４２は鏡筒である。
レンズ８は、ダイヤフラムばね４８ａ，４８ｂで支持さ
れながらコイル４３と磁気回路４４ａ，４４ｂ，４４ｃ
のモータとで光軸方向に位置制御される。さらに、それ
ら全体がボールベアリング４９ａ，４９ｂ，５０ａ，５
０ｂで光軸と直角の方向に移動できるようにベース４０
に支持されている。そして、コイル４５と磁気回路４６
ａ，４６ｂ，４６ｃと、およびコイル４７と図示されな
い磁気回路とで光軸と直角な２方向の位置調節が行われ
る。

【００３５】なお、このようなレンズアクチュエータは
光ディスク用のヘッドの構造と基本的に同じである。そ
して、位置制御回路１９は、光検出器１５からの３つ誤
差信号を監視しつつレンズ８の位置合わせのためにレン
ズアクチュエータ９を駆動する。

【００３６】図６は焦点についての位置合わせを行う位
置制御回路の構成を示す構成図である。光ファイバ３へ
の光量が例えば光ファイバ３の出口出力モニタなどで検
出可能なものであるなら、特別な光学系を用いなくても
レンズ８の焦点の位置調整が可能である。すなわち、光
ファイバ３への照射量が最大光量となるようにレンズ８
の位置を調整すればよい。

【００３７】図６に示す回路の動作について説明する。
サンプルホールド回路５３，５４は、クロック発生器５
２からのクロック信号に同期して、光量検出部（図示せ
ず）からの光接続光量信号の大きさを交互にサンプリン
グ記憶する。そして、２つのサンプルホールド回路５
３，５４の出力が比較器５５で比較される。比較結果は
ゲート５９に与えられる。ゲート５９は、クロック発生
器５２からのクロック信号を入力し、比較器５５の比較
結果が光量減少を示しているときにはダウンパルスとし
て出力する。また、光量増加を示しているときには、ア
ップパルスとして出力する。

【００３８】アップダウンカウンタ５６は、ゲート５９
からのパルスを積算する。Ｄ−Ａ変換器５７は、アップ
ダウンカウンタ５６の積算値をＤ−Ａ変換し焦点の誤差
信号として出力する。そして、駆動回路（図示せず）が
積算量に応じてレンズアクチュエータ９の駆動を行う。
よって、レンズ８の焦点が光ファイバ３の端面に一致す
るまでは、光ファイバ３への入射光量が増加するように
一定速度でレンズ８の位置が光軸方向に駆動される。レ
ンズ８が移動しすぎて入射光量が減少し積算量が減少す
ると、駆動回路は、レンズ８の移動方向を反転させる。
このようにして、レンズ８は、最適な位置の前後を行き
来するように制御される。

【００３９】以上のようにして、光ファイバ１と光ファ
イバ３との光路合わせが実現される。ここで、レンズ８
は、レンズアクチュエータ９によって光軸方向にも位置
合わせされるので、光ファイバ１〜３の端面の光軸方向
の位置が正確に揃っていなくても、各光ファイバ１〜３
の端面を光ファイバ１の端面共役光学系の像位置に合わ
せることができる。

【００４０】光路切り替えを行う場合には、例えば、光
ファイバ１と光ファイバ２とを接続する場合には、光フ
ァイバ３のコア光軸に一致する光軸位置に位置している
レンズ８を、図１における位置８ａから光ファイバ２の
コア光軸に一致する位置８ｂに移動させる。かつ、レン
ズ８を、光ファイバ２の端面に焦点が一致するように光
軸方向に移動させる。

【００４１】図７は３本の光ファイバから３本の光ファ
イバへの光路切り替えを行う光路切り替え装置の構成を
示す斜視図である。また、図８はレンズ焦点と光ファイ
バ端面との位置制御誤差の検出を説明するための説明図
である。

【００４２】図７において、６３は光ファイバ６０ａ〜
６０ｃの前方（光ファイバ６１ａ〜６１ｃ側）に置かれ
たレンズ、６４はレンズ６３の光ファイバ６１ａ〜６１
ｃの側前方に置かれたビームスプリッタ、６５はビーム
スプリッタ６４と光ファイバ６１ａ〜６１ｃとの間に置
かれたレンズである。

【００４３】また、６６は半導体レーザ、６８は半導体
レーザ６６の射出光を平行光束にするレンズ、６９はレ
ンズ６８からの平行光束をビームスプリッタ６４側に通
過させるとともにビームスプリッタ６４からの反射光を
レンズ６８からの平行光束とは直角方向に通過させる偏
光ビームスプリッタ、７０は偏光ビームスプリッタ６９
からの光を円偏光のものにする１／４波長板、７２は偏
光ビームスプリッタ６９からの反射光を光検出器７４，
７５に集光するためのレンズ、７３は反射光をそこから
等距離の位置に配された光検出器７４，７５に分岐する
ビームスプリッタである。

【００４４】そして、７６は半導体レーザ、７８は半導
体レーザ７６の射出光を平行光束にするレンズ、７９は
レンズ７８からの平行光束をビームスプリッタ６４側に
通過させるとともにビームスプリッタ６４からの反射光
をレンズ７８からの平行光束とは直角方向に通過させる
偏光ビームスプリッタ、８０は偏光ビームスプリッタ７
９からの光を円偏光のものにする１／４波長板、８２は
偏光ビームスプリッタ７９からの反射光を光検出器８
４，８５に集光するためのレンズ、８３は反射光をそこ
から等距離の位置に配された光検出器８４，８５に分岐
するビームスプリッタである。

【００４５】次に動作について説明する。本実施例で
は、射出側の３本の光ファイバの任意の１本と入射側の
３本の光ファイバの任意の１本との光路接続を行うもの
が示されている。例えば、射出側の光ファイバ６０ｂか
らの光ビーム６２は、レンズ６３で平行光束に変換され
た後、レンズ６５で光ファイバ６１ｂへ集光入射させら
れる。

【００４６】光ファイバの光路切り替えの原理は、基本
的には上記実施例の場合と同じであり、光ファイバ６０
ａ〜６０ｃの切り替えはレンズ６３の移動によって行わ
れ、光ファイバ６１ａ〜６１ｃの切り替えはレンズ６５
の移動によって行われる。

【００４７】光ファイバ６０ａ〜６０ｃの端面位置の検
出は、半導体レーザ６６からの光ビーム６７を用いて行
われる。つまり、上記実施例の場合と同様に、半導体レ
ーザ６６の射出光は、レンズ６８で平行光束に変換され
る。その平行光束は、偏光ビームスプリッタ６９を透過
した後１／４波長板７０で円偏光のものに変換される。
さらに、その光軸がビームスプリッタ６４で光ビーム６
２の光軸と一致されられ、レンズ６３で光ファイバ６０
ｂの端面に集光される。

【００４８】集光された光は光ファイバ６０ｂの端面で
反射され、その反射光ビーム７１は、レンズ６３および
ビームスプリッタ６４によって１／４波長板７０に導か
れる。１／４波長板７０は、その光を直線偏光のものに
変換し、偏光ビームスプリッタ６９に入射する。偏向ビ
ームスプリッタ６９は、入射した光をレンズ７２側に反
射する。そして、レンズ７２はその光を光検出器７４，
７５に集光し、光検出器７４，７５はその光ビームの形
状、すなわち光ファイバ６０ｂの反射光ビームの形状を
検出する。

【００４９】また、光ファイバ６１ａ〜６１ｃの端面位
置の検出は、半導体レーザ７６からの光ビーム７７を用
いて行われる。つまり、半導体レーザ７６の射出光は、
レンズ７８で平行光束に変換される。その平行光束は、
偏光ビームスプリッタ７９を透過した後１／４波長板８
０で円偏光のものに変換される。さらに、その光軸がビ
ームスプリッタ６４で光ビームの光軸と一致されられ、
レンズ６５で光ファイバ６１ｂの端面に集光される。

【００５０】集光された光は光ファイバ６１ｂの端面で
反射され、その反射光ビーム８１は、レンズ６５および
ビームスプリッタ６４によって１／４波長板８０に導か
れる。１／４波長板８０は、その光を直線偏光のものに
変換し、偏光ビームスプリッタ７９に入射する。偏向ビ
ームスプリッタ７９は、入射した光をレンズ８２側に反
射する。そして、レンズ８２はその光を光検出器８４，
８５に集光し、光検出器８４，８５はその光ビームの形
状、すなわち光ファイバ６１ｂの反射光ビームの形状を
検出する。

【００５１】光検出器７４，７５，８４，８５の構成は
図３に示す光検出器１５の構成と同じでよい。また、光
軸と直角な方向の位置制御の方法も上記実施例の場合と
同じでよい。

【００５２】この場合には、レンズ６３の焦点位置と光
ファイバ６０ｂの端面位置とのずれの検出は、２つの光
検出器７４，７５を用いて行われる。それについて図８
を参照して説明する。例えば、レンズ６３が光ファイバ
６０ｂに近づきすぎた場合には、反射光ビーム７１は光
路７１ｂをとる。従って、光検出器７４上の集光ビーム
径の大きさと光検出器７５上の集光ビーム径の大きさと
が異なり、光検出器７４上では大きくなり、光検出器７
５上では小さくなる。

【００５３】逆に、レンズ６３が光ファイバ６０ｂから
遠ざかった場合には、反射光ビーム７１は光路７１ａを
とる。従って、光検出器７４上では集光ビーム径が小さ
くなり、光検出器７５上では大きくなる。

【００５４】よって、２つの光検出器７４，７５におけ
る集光ビーム径の大きさが等しくなるように、位置制御
回路（図示せず）がレンズアクチュエータ（図示せず）
を駆動すればよい。なお、集光ビーム径の大きさは、図
３に示す光検出器１５の場合と同様に、内側輪帯の検出
素子による出力と外側輪帯の検出素子による出力との差
から検出できる。また、レンズ６５の焦点位置と光ファ
イバ６１ｂの端面位置とのずれの検出は、２つの光検出
器８４，８５を用いて同様に行われる。

【００５５】図９は図７に示す装置において用いられる
レンズアクチュエータの構成を示す断面図である。図９
に示すものは、２軸のレンズアクチュエータである。図
７に示す装置にあっては、光軸方向と３つの光ファイバ
の配列方向との２軸の位置制御機能があれば十分であ
る。

【００５６】図９に示すように、レンズ６３は、両端を
レンズフォルダ９１と継板９３とで拘束された２枚の平
行配列された圧電バイモルフ９２ａ，９２ｂによって、
ｚ軸（光軸）方向に移動可能である。また、継板９３
は、両端を継板９３とアクチュエータベース９５とで拘
束された２枚の平行配列された圧電バイモルフ９４ａ，
９４ｂによって、ｚ軸と直角な方向のｙ軸方向に移動可
能である。

【００５７】図１０は光ファイバに光ビームを入射する
際に、どの光ファイバを選択するかを確認するための構
成を示したものである。すなわち、光ファイバの端面に
おける光ビームの照射位置を検出するための検出素子が
配置される。

【００５８】検出素子として、各光ファイバ９６ａ，９
６ｂ，９６ｃのそれぞれの光軸を中心として、かつ、入
射する光ビーム９７を妨げないように配置された輪帯状
の検出素子９９ａ，９９ｂ，９９ｃからなるフォトダイ
オードアレイ９９が設けられる（図１０（Ｂ）のフォト
ダイオードアレイ９９の側面図参照）。そして、光ビー
ム９７がレンズ９８で光ファイバ９６ａ，９６ｂ，９６
ｃのいずれかに入射される場合に、入射光が各検出素子
９９ａ，９９ｂ，９９ｃで検出される。

【００５９】このとき、各検出素子９９ａ，９９ｂ，９
９ｃの出力を比較すれば、光ビーム９７の照射位置を検
出できる。すなわち、光ビーム９７の外側の輪帯状の部
分の光によってその照射位置を検出することにより、誤
って他の光ファイバに接続されることが防止される。

【００６０】なお、上記各実施例では、光ファイバを１
次元的に配列した場合についての構成を示したが、光フ
ァイバが２次元的に配列されている場合であっても、同
様の制御によって光路切り替えが実現される。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、光路
切り替え装置が、射出側の光ファイバの端面と入射側の
光ファイバの端面とを共約とする光学系を構成し、レン
ズ位置を移動調整する構成であるから、数多くの光ファ
イバの光路切り替えを比較的簡単な構成で、かつ、容易
な調整で実現できるものを提供できる効果がある。よっ
て、装置の小型化と低価格化が図られる。

【００６２】また、光ファイバの端面を光学的に検出す
る場合には、複数の光ファイバの端面の光軸方向の位
置、および光軸と直角方向の位置が正確に揃っていなく
ても低損失の光路切り替えを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による光路切り替え装置の
構成を示す構成図である。

【図２】光ファイバの端面と光ビームとの相対位置の関
係を説明するための説明図である。

【図３】光ファイバ端面からの反射光と光検出器の検出
素子の配置との関係を示す説明図である。

【図４】光検出器の構成の一例を示すブロック図であ
る。

【図５】レンズアクチュエータの構成の一例を示す断面
図である。

【図６】焦点についての位置合わせを行う位置制御回路
の構成を示す構成図である。

【図７】３本の光ファイバから３本の光ファイバへの光
路切り替えを行う光路切り替え装置の構成を示す斜視図
である。

【図８】レンズ焦点と光ファイバ端面との位置制御誤差
の検出を説明するための説明図である。

【図９】図７に示す装置において用いられるレンズアク
チュエータの構成を示す断面図である。

【図１０】どの光ファイバを選択するかを確認するため
の構成を示す説明図である。

【図１１】従来の光路切り替え装置の構成を示す構成図
である。

【図１２】従来の他の光路切り替え装置の構成を示す構
成図である。

【符号の説明】

１，２，３，４ 光ファイバ ６，６３ レンズ ７，６４ ビームスプリッタ ８，６５ レンズ １０，６６，７６ 半導体レーザ １１，６７，７７ レンズ １２，６９，７９ 偏光ビームスプリッタ １３，７０，８０ １／４波長板 １４，７２，８２ レンズ １５，７４，７５，８４，８５ 光検出器 ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ 光ファイバ ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ 光ファイバ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出側の光ファイバから入射側の光ファ
   イバへの光路を切り替える光路切り替え装置において、 一方の光ファイバからの射出光ビームを平行ビームにす
   るレンズと、 その平行ビームを他の光ファイバに集光するレンズと、 それらのレンズのうちの一方または双方の光ファイバか
   らの相対位置を移動させて、射出側から入射側への光路
   を切り替える移動機構とを備えたことを特徴とする光路
   切り替え装置。
2. 【請求項２】 光ファイバに光ビームを照射する照射手
   段と、 その光ビームの前記光ファイバの端面による反射光から
   その端面のレンズに対する相対位置を検出し、光ファイ
   バとレンズとの間の位置誤差を示す信号を移動機構に与
   える検出手段とを備えた請求項１記載の光路切り替え装
   置。