JPS62240916A - 光フアイバスイツチ - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は光ファイバスイッチに係り、特に台形プリズム
を用いて光ファイバの接続を切り換えるスイッチに関す
るものである。

［従来の技術］ 第８図に従来の光ファイバスイッチの原理を示す。この
光ファイバスイッチは光ファイバ８１を２本の光ファイ
バ８２及び８３のうちいずれかに接続する切り換えスイ
ッチであり、光ファイバ８１の先端部を実線あるいは仮
想線の如く屈曲させることによりそれぞれ光ファイバ８
１は光ファイバ８２あるいは８３に接続される。

このようにして光フアイバ８１内を伝播する光を選択的
に複数の光ファイバのいずかに導くことができる。

ところが、以上のように光ファイバを屈曲させてスイッ
チを切り換える方法では光ファイバの疲労が大きく長期
信頼性に劣るという問題がある。

これに対して、第９図の如く光ファイバ９１と光ファイ
バ９２．９３との間に台形プリズム９４を設け、この台
形プリズム９４を実線あるいは仮想線のように平行移動
させることにより光ファイバ９１を光ファイバ９２ある
いは９３に接続させる光スィッチが考案され、特開昭５
７−１６４０５号公報に示されている。この光スィッチ
では光ファイバを屈曲変位させないので、光ファイバが
疲労することはない。

しかしながら、台形プリズムを平行移動させるためには
往きと戻りの逆方向に直線運動させる装置が必要であり
、駆動装置が複雑になってしまう。

また、光を扱うために高精度の位置合わせが要求される
が、直線運動用の部品を高精度で加工することは困難で
ある。さらに、ゴミ、磨耗等の原因により長期間にわた
って精度を維持することが困難となる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述したように従来は光ファイバの疲労が大ぎく長期信
頼性に劣ったり、あるいは装置が複雑になると共に高精
度を維持することが困難であるという問題点があった。

かくして本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、長期信頼性に優れると共に構成が簡単で小形化が容
易な光ファイバスイッチを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の光ファイバスイッチは上記目的を達成するため
に、それぞれ１ないし複数の入力用光ファイバと出力用
光ファイバとを選択的に接続する光ファイバスイッチに
おいて、その光軸を中心として回転自在に設けられた台
形プリズムと、該台形プリズムを回転駆動させる駆動部
と１．上記台形プリズムの回転角度を検出する回転角度
検出部と、該回転角度検出部で検出された回転角度に基
づいて上記入力用光ファイバと上記出力用光ファイバと
の接続を切り換えるべく上記駆動部による上記台形プリ
ズムの回転駆動をａｔｌＪ御する制御部とを備え、上記
入力用光ファイバの一端を上記台形プリズムの一側面側
に上記光軸を中心とする円周上で且つ上記一側面に光学
的に臨ませて設けると共に上記出力用光ファイバの一端
を上記台形プリズムの上記一側面に対向する他側面側に
上記円周に対応する円周上で且つ上記他側面に光学的に
臨ませて設けたものである。

［作　用］ 以上のようなｈ１成とすることにより、台形プリズムを
その先軸を中心として回転させるだけで入力用光ファイ
バと出力用光ファイバとの光学的接続を切り換えること
ができる。すなわち、光ファイバの屈曲変位や光学部品
の直線運動を必要としない光ファイバスイッチが実現さ
れる。

なお、入力用光ファイバ及び出力用光ファイバをそれぞ
れコリメートレンズを介して台形プリズムの両側面に臨
むように構成すれば、光の伝送効率が向上する。

また、台形プリズムの回転角度を検出するための回転角
度検出部は機械的に検出する構造でも、あるいは磁気的
、光学的に検出する構造でもよい。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバスイッチの
構成図である。この光ファイバスイッチは２本の入力用
光ファイバ１及び２と２本の出力用光ファイバ３及び４
との光学的接続を切り換える２Ｘ２構成のスイッチであ
る。

台形プリズム５の側面５ａ側には入力用の２つのコリメ
ートレンズ６及び７がそれぞれ側面５ａを臨むように設
けられている。第２図に示す如く、これらのコリメート
レンズ６及び７は台形プリズム５の光軸８を中心とする
円周９の一直径上に位置すると共にそれぞれ入力用光フ
ァイバ１及び２に結合している。

一方、台形プリズム５の側面５ｂ側には出力用の２つの
コリメートレンズ１０及び１１がそれぞれ側面５ｂを臨
むように設けられている。第３図に示す如く、これらの
コリメートレンズ１０及び１１は台形プリズム５に関し
側面５ａ側の円周９に対して光学的に対応する側面５ｂ
側の円周１２の一直径上に位置すると共にそれぞれ出力
用光ファイバ３及び４に結合している。

また、台形プリズム５には台形プリズム５を回転駆動さ
せる駆動部１３と台形プリズム５の回転角度を検出する
回転角度検出部１４が接続されており、さらにこれら駆
動部１３及び回転角度検出部１４には切換信号Ｓに基づ
いて台形プリズム５の回転角度が所定の値となるように
駆動部１３を制クリする制御部１５が接続されている。

次に、本実施例の動作を述べる。

いま台形プリズム５に関してコリメートレンズ６と１０
とが対応すると共にコリメートレンズ７と１１とが対応
するような角度に台形プリズム５が位置しているものと
でる。すなわち、このとき入力用光ファイバ１及び２は
それぞれ出力用光ファイバ３及び４に光学的に接続され
ており、入力用光ファイバ１を伝播してくる光はコリメ
ートレンズ６により平行光線とされて台形プリズム５の
側面５ａに入射し、側面５ｂから出射した後コリメート
レンズ１０で集光されて出力用光ファイバ３に導かれる
。同様にして、入力用光ファイバ２を伝播する光はコリ
メートレンズ７、台形プリズム５及びコリメートレンズ
１１を介して出力用光ファイバ４に導かれる。

ところで、台形プリズム５はその先軸８に対して入射像
と出射像との間に鏡映倒立（左右の位置関係はそのまま
で上下の位置関係が反転する）の関係を生じさせる機能
を有する他、台形プリズム５を角度θだけ回転させると
その像を２倍の角度２θ回転させる機能を有している。

そこで、各光ファイバの接続を切り換える旨の切換信号
ＳがｆＩＩ制御部１５に入力されると、制御部°１５は
回転角度検出部１４で検出される回転角度が９０°変化
するように駆動部１３により台形プリズム５を回転させ
る。これにより、コリメートレンズ６及び７はそれぞれ
コリメートレンズ１１及び１０に対応し、入力用光ファ
イバ１及び２は出力用光ファイバ４及び３にそれぞれ接
続される。

このように台形プリズム５を９０°回転させるだけで各
光ファイバの接続を切り換えることができる。

なお、上記実施例では２Ｘ２１＠成のスイッチを構成し
たが、これに限るものではなく、入力用の３つのコリメ
ートレンズ１６を第４図の如く上記実施例の円周９に内
接する正三角形の頂点に配置すると共に出力用の３つの
コリメートレンズ１７を第５図の如く円周１２に内接す
る正三角形の頂点に配置すれば、３×３構成の光ファイ
バスイッチを構成することができる。この場合には台形
プリズム５を６０°回転する毎に各光ファイバの接続が
切り換わる。同様にして、４Ｘ４以上の構成の光ファイ
バスイッチを実現することもできる。

また、第６図のように複数の入力用コリメートレンズ１
８を台形プリズムの光軸を中心とする二組の同心円周１
９及び２０上に配置してもよく、この場合第７図のよう
に出力用コリメートレンズ２１は台形プリズムに関して
円周１９及び２０に対応する二重の同心円周２２及び２
３上に配置される。このようにすればより多数の光ファ
イバの接続を行なうことができる。さらに、外側の円周
上と内側の円周上とで互いに光信号の伝達方向を反対向
きにして光信号の授受を行なうようにすることらできる
。同様にして、三重以上の同心円構成も可能である。

また、入力用光ファイバと出力用光ファイバは同数とづ
る必要はなく、互いに異なった本数の間で選択的に接続
するように構成してもよい。

［１明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果を発揮する。

（１）　　光ファイバを屈曲変位させる必要がないので
光ファイバの疲労現象が抑制され、長期信頼性が向上す
る。

（２）　　台形プリズムを回転させるのみであり光学部
品の直線運動を用いないので、駆動装置を簡単な構成と
することができると共に回転体の形状を有する部品が多
くなるためこれらの部品を高精度で加工することが容易
となり、その結果スイッチとしての精度が向上する。

＋３１　　多極化及び順次切換が容易である。

（４）　　台形プリズム及びコリメートレンズは一般に
広く用いられる光学部品であり、特殊な形状の部品を必
要としないので安価に製造することができる。

（５）　　光ファイバを用いた各種計測系や通信系等に
容易に幅広く応用することができ、極めて有用なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバスイッチの
構成図、第２図及び第３図はそれぞれ実施例におけるコ
リメートレンズの配置図、第４図ないし第７図はそれぞ
れ他の実施例におけるコリメートレンズの配置図、第８
図及び第９図はそれぞれ従来例を示す説明図である。 図中、１及び２は入力用光ファイバ、３及び４は出力用
光ファイバ、５は台形プリズム、８は光軸、１３は駆動
部、１４（よ回転角１哀検出部、１５は制御部である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ１ないし複数の入力用光ファイバと出力
   用光ファイバとを選択的に接続する光ファイバスイッチ
   において、その光軸を中心として回転自在に設けられた
   台形プリズムと、該台形プリズムを回転駆動させる駆動
   部と、上記台形プリズムの回転角度を検出する回転角度
   検出部と、該回転角度検出部で検出された回転角度に基
   づいて上記入力用光ファイバと上記出力用光ファイバと
   の接続を切り換えるべく上記駆動部による上記台形プリ
   ズムの回転駆動を制御する制御部とを備え、上記入力用
   光ファイバの一端を上記台形プリズムの一側面側に上記
   光軸を中心とする円周上で且つ上記一側面に光学的に臨
   ませて設けると共に上記出力用光ファイバの一端を上記
   台形プリズムの上記一側面に対向する他側面側に上記円
   周に対応する円周上で且つ上記他側面に光学的に臨ませ
   て設けたことを特徴とする光ファイバスイッチ。
2. （２）上記入力用光ファイバ及び上記出力用光ファイバ
   がそれぞれコリメートレンズを介して上記台形プリズム
   の一側面及び他側面に臨むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の光ファイバスイッチ。