JPH09274119A - イメージファイバ結合器 - Google Patents
イメージファイバ結合器Info
- Publication number
- JPH09274119A JPH09274119A JP8110275A JP11027596A JPH09274119A JP H09274119 A JPH09274119 A JP H09274119A JP 8110275 A JP8110275 A JP 8110275A JP 11027596 A JP11027596 A JP 11027596A JP H09274119 A JPH09274119 A JP H09274119A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- image fiber
- optical signal
- fiber
- fibers
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- Pending
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- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】イメージファイバを分岐・集線することがで
き、振動に強く、かつ小型化が可能という特徴を持つ、
イメージファイバ結合器を提案する。 【解決手段】イメージファイバ５を結像用ロッドレンズ
１３により結合させ、光信号分波手段１１で光信号を分
波・合波することにより、イメージファイバの分岐若し
くは集線を可能とし、ベース１に形成されたＶ溝１２を
使ってそれらを高精度に位置決め、固定し、イメージフ
ァイバ結合器１４を形成する。
き、振動に強く、かつ小型化が可能という特徴を持つ、
イメージファイバ結合器を提案する。 【解決手段】イメージファイバ５を結像用ロッドレンズ
１３により結合させ、光信号分波手段１１で光信号を分
波・合波することにより、イメージファイバの分岐若し
くは集線を可能とし、ベース１に形成されたＶ溝１２を
使ってそれらを高精度に位置決め、固定し、イメージフ
ァイバ結合器１４を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イメージファイバ
を分岐・集線する、イメージファイバ結合器に関するも
のである。
を分岐・集線する、イメージファイバ結合器に関するも
のである。
【０００２】イメージファイバはマルチコアファイバと
も呼ばれ、元々は画像を電気に変化することなく直接伝
送するために開発されたものである。用途としては、高
温環境（火力プラント、鉄鋼、溶接）、低温環境（液体
ヘリウム、液体窒素）、放射線雰囲気（原子力プラン
ト）等の産業分野だけでなく、内視鏡（血管、乳腺、尿
管）としての医療分野などがあり、テレビカメラの設置
が困難な場所を遠隔から観察するために用いられてい
る。図５はイメージファイバ５の断面を描いたものであ
る。共通のクラッドの中に多数のコア２が存在する。こ
れは、一般的な光ファイバで、コアが１本しかないのと
対照的である。クラッドの周りには、ファイバの保護の
ために石英ガラスのジャケット３とプラスチックのコー
ティング４が施されている。
も呼ばれ、元々は画像を電気に変化することなく直接伝
送するために開発されたものである。用途としては、高
温環境（火力プラント、鉄鋼、溶接）、低温環境（液体
ヘリウム、液体窒素）、放射線雰囲気（原子力プラン
ト）等の産業分野だけでなく、内視鏡（血管、乳腺、尿
管）としての医療分野などがあり、テレビカメラの設置
が困難な場所を遠隔から観察するために用いられてい
る。図５はイメージファイバ５の断面を描いたものであ
る。共通のクラッドの中に多数のコア２が存在する。こ
れは、一般的な光ファイバで、コアが１本しかないのと
対照的である。クラッドの周りには、ファイバの保護の
ために石英ガラスのジャケット３とプラスチックのコー
ティング４が施されている。
【０００３】図６はイメージファイバが画像を伝送する
様子を描いたものである。それぞれのコアが、独立に異
なる光を伝送することが出来るため、イメージファイバ
断面に入射され画像は、そのままの形で出力端へと伝送
される。これは一種のパラレルデータ伝送であるとも考
えることができ、イメージファイバ５をパラレルデータ
伝送路として利用しようとする研究も、幾つか行われて
いる。
様子を描いたものである。それぞれのコアが、独立に異
なる光を伝送することが出来るため、イメージファイバ
断面に入射され画像は、そのままの形で出力端へと伝送
される。これは一種のパラレルデータ伝送であるとも考
えることができ、イメージファイバ５をパラレルデータ
伝送路として利用しようとする研究も、幾つか行われて
いる。
【０００４】図７は、イメージファイバを利用したパラ
レルデータ伝送の概念を示すものである。ＬＤアレイ６
等の発光素子からの光は、それぞれの光が位置関係を保
存したまま伝送されるため、ファイバの出力側にＰＤア
レイ７のような受光素子を置くことにより、光信号を同
時に受信することが出来る。また、それぞれの光信号
は、特定のコアに依存する訳ではないので、ＬＤアレイ
６／ＰＤアレイ７における発光素子／受光素子の数や位
置関係が異なる場合でも、同じイメージファイバで対応
できるという柔軟性を持つ。
レルデータ伝送の概念を示すものである。ＬＤアレイ６
等の発光素子からの光は、それぞれの光が位置関係を保
存したまま伝送されるため、ファイバの出力側にＰＤア
レイ７のような受光素子を置くことにより、光信号を同
時に受信することが出来る。また、それぞれの光信号
は、特定のコアに依存する訳ではないので、ＬＤアレイ
６／ＰＤアレイ７における発光素子／受光素子の数や位
置関係が異なる場合でも、同じイメージファイバで対応
できるという柔軟性を持つ。
【０００５】図８はイメージファイバを用いた光ネット
ワークの結合形態の例である。このように、１対１の通
信ではなく、複数の通信端末を結ぶ場合には、イメージ
ファイバを分岐・集線する技術が不可欠である。このよ
うな用途において、イメージファイバ結合器の重要性は
高い。
ワークの結合形態の例である。このように、１対１の通
信ではなく、複数の通信端末を結ぶ場合には、イメージ
ファイバを分岐・集線する技術が不可欠である。このよ
うな用途において、イメージファイバ結合器の重要性は
高い。
【０００６】図９は、イメージファイバ出力端における
光信号の広がりの様子を示したものである。光信号は、
ファイバ出力端においては放射状に広がってしまうた
め、そのまま別のイメージファイバ５に光信号を入射す
ることが出来ない。
光信号の広がりの様子を示したものである。光信号は、
ファイバ出力端においては放射状に広がってしまうた
め、そのまま別のイメージファイバ５に光信号を入射す
ることが出来ない。
【０００７】そのため、イメージファイバ５，５を光学
的に結合させるには、図１０に示すようにイメージファ
イバ５，５間に結像レンズ１０を挿入する。この場合、
出力端に現れた光信号の像を、そのまま次のイメージフ
ァイバ５の入力端面に結像するため、イメージファイバ
５，５同士の接続が可能となる。
的に結合させるには、図１０に示すようにイメージファ
イバ５，５間に結像レンズ１０を挿入する。この場合、
出力端に現れた光信号の像を、そのまま次のイメージフ
ァイバ５の入力端面に結像するため、イメージファイバ
５，５同士の接続が可能となる。
【０００８】結像レンズ１０としては、図１１（ａ）に
示す単レンズの結像系だけでなく、図１１（ｂ）のよう
な組み合わせレンズを用いることもできる。組み合わせ
レンズを用いることにより、結像レンズ系の設計におけ
る自由度が増す。そのことにより、レンズの収差の補正
が行えるだけでなく、イメージファイバ５間の配置関係
を決める上でも設計がしやすくなる。
示す単レンズの結像系だけでなく、図１１（ｂ）のよう
な組み合わせレンズを用いることもできる。組み合わせ
レンズを用いることにより、結像レンズ系の設計におけ
る自由度が増す。そのことにより、レンズの収差の補正
が行えるだけでなく、イメージファイバ５間の配置関係
を決める上でも設計がしやすくなる。
【０００９】さらに図１２に示すように組み合わせレン
ズの間に光信号分波手段１１を置くことにより、イメー
ジファイバ５の分岐・集線を実現できる。光信号分波手
段１１としては、偏光ビームスプリッタやハーフミラー
１１ 等、各種のものが考えられる。また、図では１×
２の分岐接続のみを示しているが、これを単位結合器と
して複数組み合わせることにより、１×４や１×８等、
多分岐の結合器を構成することが出来る。
ズの間に光信号分波手段１１を置くことにより、イメー
ジファイバ５の分岐・集線を実現できる。光信号分波手
段１１としては、偏光ビームスプリッタやハーフミラー
１１ 等、各種のものが考えられる。また、図では１×
２の分岐接続のみを示しているが、これを単位結合器と
して複数組み合わせることにより、１×４や１×８等、
多分岐の結合器を構成することが出来る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、先に述べたよ
うな結像レンズ系でのイメージファイバの結合は、位置
合せの条件が厳しいため、振動に弱く、また小型化する
ことが難しいという欠点があった。
うな結像レンズ系でのイメージファイバの結合は、位置
合せの条件が厳しいため、振動に弱く、また小型化する
ことが難しいという欠点があった。
【００１１】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、結像系の位置合せを容易にし、振動に強く、また小
型化を可能とする、イメージファイバ結合器を提供する
ことを目的とする。
み、結像系の位置合せを容易にし、振動に強く、また小
型化を可能とする、イメージファイバ結合器を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、基板上においてイメージファイバを分岐・
集線するイメージファイバ結合器において、光信号を伝
送するイメージファイバと、該イメージファイバ間に挿
入する結像用ロッドレンズと、前記光信号を分波又は合
波するためのハーフミラーや偏光分離スプリッタ等の光
信号分波手段とを備え、基板に前記イメージファイバと
前記結像用ロッドレンズとを位置決め及び固定するＶ溝
を形成し、前記イメージファイバで伝送される光信号を
分波若しくは合波する、イメージファイバ結合器を提案
する。
成するため、基板上においてイメージファイバを分岐・
集線するイメージファイバ結合器において、光信号を伝
送するイメージファイバと、該イメージファイバ間に挿
入する結像用ロッドレンズと、前記光信号を分波又は合
波するためのハーフミラーや偏光分離スプリッタ等の光
信号分波手段とを備え、基板に前記イメージファイバと
前記結像用ロッドレンズとを位置決め及び固定するＶ溝
を形成し、前記イメージファイバで伝送される光信号を
分波若しくは合波する、イメージファイバ結合器を提案
する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に従って具体
的に説明する。図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ベース
１に刻まれたＶ溝を示す側面図及び平面図である。Ｖ溝
１２は、光ファイバを精度良く固定するために一般に用
いられるものである。なお、ベース１としては熱膨張係
数が小さく、剛性の高いものが適している。
的に説明する。図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ベース
１に刻まれたＶ溝を示す側面図及び平面図である。Ｖ溝
１２は、光ファイバを精度良く固定するために一般に用
いられるものである。なお、ベース１としては熱膨張係
数が小さく、剛性の高いものが適している。
【００１４】図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、Ｖ溝１２
によるイメージファイバ５とロッドレンズ１３の支持状
態を示す側面図及び平面図である。この様に、結像レン
ズ１０としてロッド状のものを用いることにより、イメ
ージファイバ５と共にＶ溝１２に合わせて、精度良く結
像系を実現することが出来る。
によるイメージファイバ５とロッドレンズ１３の支持状
態を示す側面図及び平面図である。この様に、結像レン
ズ１０としてロッド状のものを用いることにより、イメ
ージファイバ５と共にＶ溝１２に合わせて、精度良く結
像系を実現することが出来る。
【００１５】
【実施例】図３は本発明の第１の実施例を示すものであ
る。図３（ａ）に示すように結像用ロッドレンズ１３は
イメージファイバ５と共にＶ溝１２に固定される。ま
た、光信号分波手段１１はベース１に切り込みを入れ、
そこに差し込む形で固定される。このような構成を取る
ことにより、結像レンズ系の位置合わせが簡単化され振
動に対して強くなるばかりでなく、イメージファイバ結
合器自体を小型化することが出来る。
る。図３（ａ）に示すように結像用ロッドレンズ１３は
イメージファイバ５と共にＶ溝１２に固定される。ま
た、光信号分波手段１１はベース１に切り込みを入れ、
そこに差し込む形で固定される。このような構成を取る
ことにより、結像レンズ系の位置合わせが簡単化され振
動に対して強くなるばかりでなく、イメージファイバ結
合器自体を小型化することが出来る。
【００１６】図３（ｂ）は１つのベースの上に１×８の
分岐を実現した実施例を示している。このように１×２
の分岐を単位結合器として、１つのベース１上に多数の
結合器１４を作り込むことが出来るため、多分岐接続を
行うイメージファイバ結合器をコンパクトに実現するこ
とが出来る。
分岐を実現した実施例を示している。このように１×２
の分岐を単位結合器として、１つのベース１上に多数の
結合器１４を作り込むことが出来るため、多分岐接続を
行うイメージファイバ結合器をコンパクトに実現するこ
とが出来る。
【００１７】また、全ての出力部について、入力部から
通過する光信号分波手段の個数を等しくすることが出来
るため、分岐によって生ずる光信号の品質の劣化を等し
く配分することが出来る。
通過する光信号分波手段の個数を等しくすることが出来
るため、分岐によって生ずる光信号の品質の劣化を等し
く配分することが出来る。
【００１８】図３（ｃ）は最小曲げ半径の大きいイメー
ジファイバ５において、多分岐のイメージファイバ結合
器１４を実現した実施形態を示すものである。イメージ
ファイバ５の中には最小曲げ半径が数十センチに及ぶも
のがある。このような場合は、図３（ｂ）に示したよう
な曲線的なアライメントを行うことが困難であるため、
図３（ｃ）に示すようにイメージファイバ５同士が直交
する形で直線的にアライメントを行うことになる。
ジファイバ５において、多分岐のイメージファイバ結合
器１４を実現した実施形態を示すものである。イメージ
ファイバ５の中には最小曲げ半径が数十センチに及ぶも
のがある。このような場合は、図３（ｂ）に示したよう
な曲線的なアライメントを行うことが困難であるため、
図３（ｃ）に示すようにイメージファイバ５同士が直交
する形で直線的にアライメントを行うことになる。
【００１８】伝送線路の分岐接続を行う場合は、出力端
において信号のパワーが等配分されるように結合器を設
計するのが一般的である。図３（ｂ）の様な曲線的なア
ライメントが可能である場合は、この様な条件が存在し
ても問題なく分岐数を大きくしていくことが出来る。し
かし、図３（ｃ）の様な直線的なアライメントをせざる
を得ない場合は、分岐数は８が最大となってしまう。こ
れはイメージファイバ５をＶ溝１２により固定している
ため、ベース１の上で交差させることが出来ないためで
ある。
において信号のパワーが等配分されるように結合器を設
計するのが一般的である。図３（ｂ）の様な曲線的なア
ライメントが可能である場合は、この様な条件が存在し
ても問題なく分岐数を大きくしていくことが出来る。し
かし、図３（ｃ）の様な直線的なアライメントをせざる
を得ない場合は、分岐数は８が最大となってしまう。こ
れはイメージファイバ５をＶ溝１２により固定している
ため、ベース１の上で交差させることが出来ないためで
ある。
【００１９】図４は前述した点を解決した本発明の第２
の実施形態を示すものである。それぞれのハーフミラー
１１ の透過率を少しずつ変化させることにより、光信
号を分波した後の光パワーの配分が等しくなるように設
計することが出来る。ハーフミラー１１ の透過率は図
において右側から、 １：１、２：１、３：１、、、、ｎ−１：１ とすることによりｎ分岐の結合器１４を構成することが
出来る。
の実施形態を示すものである。それぞれのハーフミラー
１１ の透過率を少しずつ変化させることにより、光信
号を分波した後の光パワーの配分が等しくなるように設
計することが出来る。ハーフミラー１１ の透過率は図
において右側から、 １：１、２：１、３：１、、、、ｎ−１：１ とすることによりｎ分岐の結合器１４を構成することが
出来る。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位置合わせを簡単に行え、振動に強く、かつ小型化が容
易なイメージファイバ結合器を実現することが出来る。
位置合わせを簡単に行え、振動に強く、かつ小型化が容
易なイメージファイバ結合器を実現することが出来る。
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ベースに刻まれた
Ｖ溝の様子を示す側面図及び平面図。
Ｖ溝の様子を示す側面図及び平面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、Ｖ溝によるイメー
ジファイバとロッドレンズの支持状態を示す側面図及び
平面図。
ジファイバとロッドレンズの支持状態を示す側面図及び
平面図。
【図３】本発明のイメージファイバ結合器の第１の実施
例を示す構成図
例を示す構成図
【図４】本発明のイメージファイバ結合器の第２の実施
例を示す構成図。
例を示す構成図。
【図５】イメージファイバの断面の様子を示す図。
【図６】イメージファイバによる画像伝送の概念を示す
図。
図。
【図７】イメージファイバによるパラレルデータ伝送の
概念を示す図。
概念を示す図。
【図８】イメージファイバを使ったネットワークの結合
形態の例を示す図。
形態の例を示す図。
【図９】イメージファイバ出力端における光信号の広が
りを示す図。
りを示す図。
【図１０】結像レンズを用いたイメージファイバ端面間
における結像の様子を示す図。
における結像の様子を示す図。
【図１１】結像レンズを用いたイメージファイバの接続
の例を示す図。
の例を示す図。
【図１２】結像レンズと光信号分波手段を用いたイメー
ジファイバの分岐・集線の概念を示す図。
ジファイバの分岐・集線の概念を示す図。
１ ベース ２ 複数のコア ３ ジャケット ４ コーティング ５ イメージファイバ ６ ＬＤアレイ ７ ＰＤアレイ ８ 送信器 ９ 受信機 １０ 結像レンズ １１ 光信号分波手段 １１ ハーフミラー １２ Ｖ溝 １３ ロッドレンズ １４ 結合器
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上においてイメージファイバを分岐
・集線するイメージファイバ結合器において、光信号を
伝送するイメージファイバと、該イメージファイバ間に
挿入する結像用ロッドレンズと、前記光信号を分波又は
合波するためのハーフミラーや偏光ビームスプリッタ等
の光信号分波手段とを備え、基板に前記イメージファイ
バと前記結像用ロッドレンズとを位置決め及び固定する
Ｖ溝を形成し、前記イメージファイバで伝送される光信
号を分波若しくは合波することを特徴とするイメージフ
ァイバ結合器。 - 【請求項２】 請求項１記載のイメージファイバ結合器
において、透過率の異なる複数の光信号分波手段を用い
たことを特徴とするイメージファイバ結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8110275A JPH09274119A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | イメージファイバ結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8110275A JPH09274119A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | イメージファイバ結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09274119A true JPH09274119A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=14531564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8110275A Pending JPH09274119A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | イメージファイバ結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09274119A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100367055C (zh) * | 2002-09-24 | 2008-02-06 | 株式会社拓普康 | 表面检查装置的激光光源装置及其表面检查装置 |
| US7800639B2 (en) * | 2001-02-15 | 2010-09-21 | Joseph Dale Udy | Laser pulse image switches |
| JP2012251860A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 光学測定装置、光学測定方法および同測定方法を用いた光学フィルムの製造方法 |
| WO2012173271A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 古河電気工業株式会社 | 光結合構造および光ファイバ増幅器 |
| JP2013105152A (ja) * | 2011-11-16 | 2013-05-30 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | 結合光学系、ファイバ光学系 |
| JP2014052496A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Optoquest Co Ltd | マルチコアファイバ同士の光接続器 |
Citations (3)
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| JPS5433046A (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | Production of optical branching element using optical fibers |
| JPS5485045A (en) * | 1977-12-20 | 1979-07-06 | Fujitsu Ltd | Optical branching coupler |
| JPS58158610A (ja) * | 1982-03-15 | 1983-09-20 | Agency Of Ind Science & Technol | イメ−ジスイツチ |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP8110275A patent/JPH09274119A/ja active Pending
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