JPH027013A - 光路切換装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は光ファイバ等を用いた光通信システムにおいて
、光通信回線の切換を行なう光路切換装置に関する。

［従来の技術］ 光ファイバを用いた光通信システムにおける光通信回線
を切換える光路切換装置は種々の提案がなされているが
、光ファイバを固定して光路中に反射鏡、プリズム等の
反射体を選択的に挿入・退出させて、その光路を光学的
に切換える光路切換装置が提案されている。

第５図は光路切換装置の概略構成図である。はぼ正方形
に形成されたケース１上面に図示しない光ファイバから
光が入射されるレセプタクル２ａ。

２ｂからなる第１のポート群と、この第１のポート群か
ら入射された各光を出射させるためのレセプタクル３ａ
、３ｂからなる第２のポート群と、第１のポート群から
入射された光路に対して直角方向から光を入射させるレ
セプタクル４ａ、４ｂからなる第３のポート群と、この
第３のポート群から入射された光を出射させるレセプタ
クル５ａ。

５ｂからなる第４のポート群が配設されている。

そして、各光路の４個の交点に断面が４５″の直角三角
形のプリズム６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが配設されている
。

そして、前記ケース１内には、第６図に示すように、前
記各プリズム６ａ〜６ｄを上下移動させるための４個の
ソレノイド７が配設されており、各ソレノイド７のプラ
ンジャー７ａの先端に前記プリズム６が取付けられてい
る。ソレノイド７のコイル７ｂを通電しない状態におい
ては、プランジャー７ａが重力又は永久磁石の吸引力で
コイル７ｂ内に引込まれた状態であり、プランジャー７
ａの先端に取付けられたプリズム６が下方へ移動して、
第１のポート群のレセプタクル２ａから入射された光は
そのまま第２のポート群のレセプタクル３ａから出射す
る。

一方、ソレノイド７のコイル７ｂを通電すると、プラン
ジャー７ａが上方へ移動して、プランジャー７ａの先端
に取付けられているプリズム６が光路内へ挿入される。

その結果、レセプタクル２ａから入射された光はこのプ
リズム６で直角方向に反射されて第４のポート群のレセ
プタクル５ａ又は５ｂへ出射される。

第７図は光切換装置の動作を示す模式図である。

４個のプリズム６ａ〜６ｄのうち１個のプリズム６ａの
み光路内に挿入されていれば、第１のポート群のレセプ
タクル２ａから入射した光はプリズム６ａの反射面８で
直角方向に反射して、第４のポート群のレセプタクル５
ａから出射される。レセプタクル２ｂから入射した光は
そのまま第２のポート群のレセプタクル３ｂから出射さ
れる。

また、第３のポート群のレセプタクル４ａから入射した
光はプリズム６ａの反射面８で反射されて第２のポート
群のレセプタクル３ａから出射される。レセプタクル４
ｂから入射した光はそのまま第４のポート群のレセプタ
クル５ｂから出射される。

このように、光路の交点内に複数のプリズム６ａ〜６ｄ
を挿入・退出させることによって、光を任意の方向へ切
換えることが可能である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のように構成された光路切換装置に
おいてもまだ解消すべき次のような課題があった。すな
わち、第７図に示すように、プリズム６ａが光路内に挿
入された状態においては、そのプリズム６ａの反射面８
の光路に対する傾斜角度θが正確に４５°である必要が
ある。この角度θが上記４５″から大きく外れると第１
のポート群のレセプタクル２ａから入射された光はプリ
ズム６ａの反射面８で正確に９０″に反射されなく、結
果的に第４のポート群のレセプタクル５ａから出射され
ないことになる。また、一部の光が出射されたとしても
、光の減衰率が多ければ、正確な情報が伝達されないこ
とになる。したがって、前記プリズム６ａの反射面８の
光路に対する傾斜角度θを正確に制御する必要がある。

しかし、第６図に示すように、プリズム６を上下移動さ
せる機構としてソレノイド７を使用しているので、先端
にプリズム６が取付けられたプランジャー７ａを上下移
動させる過程で、プランジャー７ａが軸心回りに回転す
る懸念がある。したがって、プリズム６も回転する。こ
のソレノイド７動作時におけるプランジャー７ａの回転
を抑制するために、プランジャー７ａの断面を矩形に形
成したり、又はプランジャー７ａに線錠突起を取付け、
ケース１側に前記矩形断面または線錠突起をガイドする
ガイド体を設けることが考えられている。

しかし、前述した傾斜各θを正確に制御するためにガイ
ド体と前記矩形断面または線錠突起との間の間隔をあま
り狭くすると、境界面で摺動することになり、ソレノイ
ド７の応答特性が低下するのみならず、ソレノイド７を
駆動するための電力量が増大する。

したがって、従来装置においては、プリズム６の反射面
８の光路に対する傾斜角度θの精度を一定以上に向上さ
せることが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、プランジャーの移動方向が反射体
の反射面に平行するようにソレノイドを配設することに
より、反射面の光路に対する傾斜角度を常時精度よく制
御でき、光データを正確に切換伝送できるとともに光の
損失を大−幅に抑制できる光路切換装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解消するために本発明は、伝播される複数の
光を所定の平面内に入射させる第１のポート群と、この
入射光を出射する第２のポート群と、前記平面内におい
て第１のポート群からの入射光に対して直角方向より複
数の光を入射させる第３のポート群と、この入射光を出
射する第４のポート群と、第１および第３のポート群か
らの各入射光の光路の交点に選択的に挿入され、各入射
光を直角方向に反射して第４および第２のポート群から
出射させる複数の反射体と、この各反射体を各光路の交
点に対して挿入・退出させる複数の反射体駆動機構を備
えた光路切換装置において、各反射体駆動機構は、プラ
ンジャーの移動方向が反射体の反射面に平行でかつ平面
と平行するように配設されたソレノイドと、プランジャ
ーの先端に平面に直交する方向に取付けられ、上端に反
射体が取付けられる丸棒体と、平面に取付けられ、反射
体がプランジャーの移動動作によって光路の交点に挿入
されたときに丸棒体の周面が当接するストッパーと、こ
のストッパーにおける周面の当接位置に平面と直交方向
に刻設されたＶ字形受溝とを備えたものである。

［作用］ このように構成された光路切換装置であれば、第１およ
び第３のポート群から入射された光を直角方向に反射さ
せて第４および第２のポート群から出射させる各反射対
が各光路の交点に対して挿入・退出する場合、反射面と
平行でかつ光路に平行する平面と平行する方向に移動す
る。すなわち、ソレノイドが動作してプランジャーが移
動したとしても、反射面の光路に対する傾斜角度は一定
である。

また、反射体が光路の交点に挿入された状態で、プラン
ジャーの先端に取付けられた丸棒がストッパーのＶ字形
受溝に当接するので、プランジャーの軸心回りの回転も
規制される。

しかして、前記反射体の光路の交点内における姿勢角度
が精度よく制御されることになる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第２図は実施例の光路切換装置を上面を覆うカバーを取
外して示す平面図である。はぼ正方形に形成されたベー
ス１０の上面１０ａの各辺に光ファイバ１１から光が入
射されるレセプタクル１２ａ、１２ｂからなる第１のポ
ート群と、この第１のポート群から入射された各光を出
射させるレセプタクル１３ａ、１３ｂからなる第２のポ
ート群と、第１のポート群から入射された光の光路に対
して直角方向から光を入射させるレセプタクル１４ａ、
１４ｂからなる第３のポート群と、この第３のポート群
から入射された光を出射させるレセプタクル１５ａ、１
５ｂからなる第４のポート群が配設されている。

ベース１０の上面１０ａにおける各光路１６の４個の各
交点近傍にそれぞれソレノイド１７ａ。

１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが固定されている。そして、各
ソレノイド１７ａ〜１７ｄはプランジャー１８の移動方
向が前記各光路１６の各交点を通過し、かつ各光路１６
に対して４５″だけ傾斜するようにその姿勢角が設定さ
れている。各プランジャー１８の移動方向の延長線上に
おける各交点を越えた位置にそれぞれストッパー１９が
前記ベース１０の上面１０ａに固定されている。

第１図は前記−つのソレノイド１７ａを取出して示す模
式図であり、第３図はカバーを取外したソレノイド１７
ａの構成を示す図である。図示するように、コ字型断面
を有する外ヨーク２０が前記ベース１０の上面１０ａに
固定され、この外ヨーク２０と内ヨーク２１との間にコ
イル２２が固定され、このコイル２２のコイルボビン内
に前記プランジャー１８が貫通している。そして、プラ
ンジャー１８の後端および中間位置にプランジャー１８
の移動範囲を規制する当接板２３ａ。

２３ｂが取付けられている。

したがって、このソレノイド１７ａのコイル２２に印加
する直流電流の方向に応じて、プランジャー１８の移動
方向が変化する。例えば正方向に駆動電流を印加すると
、プランジャー１８が図中右方向へ移動し、逆方向に駆
動電流を印加するとプランジャー１８は左方向へ移動す
る。

このソレノイド１７ａの外ヨーク２０を貫通したプラン
ジャー１８の先端には金属製の丸棒体２４が前記上面１
０ａに対して直交する方向に取付けられている。そして
、この丸棒体２４の上端には取付円盤２５を介して反射
体としてのプリズム２６が取付けられている。このプリ
ズム２６は図示するように断面が４５°の直角三角形形
状を有しており、その斜辺からなる反射面２７が第３図
（１））に示すように上方から見るとプランジャー１８
の軸心と一致するように前記取付円盤２５上に固定され
ている。

また、プランジャー１８の先端に取付けられた丸棒体１
８の周面が当接するストッパーコ−９の当接面には前記
上面１０　ａ　ｒ：直交する方向にＶ字形受溝２８が刻
設されている。したがって、プランジャー１８に取付け
られた丸棒体２４がストッパー１９に当接した状態にお
いては、丸棒体２４の周面がストッパー１９のＶ字形受
溝２８内の２面に当接する。そして、丸棒体２４がスト
ッパー１９のＶ字形受溝２８内の２面に当接した状態に
おいて、プリズム２６の反射面２７が、第２図に示すよ
うに、光路１６の交点に位置するようにストッパー１９
の取付は位置が設定されている。

したがって、各ソレノイド１７ａ〜１７ｄ１各ソレノイ
ド１７ａ〜１７ｄのプランジャー１８に取付けられた各
丸棒体２４、各丸棒体２４に当接する各ストッパー１９
、およびこのストッパー１９に刻設されたＶ字形受溝２
８は各反射体としてのプリズム２６を各光路の交点へ挿
入・退出させる反射体駆動機構を構成する。

なお、第１図に示すように各【／セブタクル１２ａ〜１
５ａ内には集光レンズ２９が組込まれている。

このように構成された光路切換装置の動作を説明する。

まず、各ソレノイド１７ａ〜１７ｄの各コイル２２に逆
方向に駆動電流を流すと、各プランジャー１８は各ソレ
ノイド１７ａ〜１７ｂ内に引込まれる。第２図のソレノ
イド１７ｃはプランジャー１８が引込まれた状態を示す
。したがって、各プリズム２６は各光路１６の交点内か
ら退出する。この状態においては、第１のポート群の各
レセプタクル１２ａ、１２ｂから入射した光はそのまま
第２のポート群の各レセプタクル１３ａ。

１３ｂから出射される。また、第３のポート群の各レセ
プタクル１４ａ、１４ｂから入射した光はそのまま第４
のポート群の各レセプタクル１５ａ。

１５ｂから出射される。

次に、４個のソレノイド１７ａ〜１．７　ｄのうち１個
のソレノイド１７ａのコイル２２のみに正方向に駆動電
流を流すと、プランジャー１８がソレノイド１７ａから
送出され、プランジャー１８の先端に取付けられた丸棒
体２４がストッパー１９のＶ字形受溝２８の２面に当接
する。しかして、丸棒体２４の上端に取付円盤２５を介
して取付けられたプリズム２６が光路１６の交点内に挿
入される。

しかして、第１のポート群のＬ／セプタクル１２ａから
入力された光はプリズム２６の反射面２７にて直角方向
に反射されて、第４のポート群のレセプタクル１５ａか
ら出射される。一方、第１図に示すように、第３のポー
ト群のレセプタクル１４ａから入射された光はプリズム
２６の反射面２７で反射されて第２のポート群のレセプ
タクル１３ａから出射される。

しかして、光路１６の交点内に複数のプリズム２６を各
ソレノイド１７ａ〜１７ｄを動作させることによって、
入射した光を任意の方向へ切換ることか可能である。

このような光路切換装置において、第４図に示すように
、この装置を上から見た場合に、ソレノイド１７ａ〜１
７ｄのプランジャー１８の移動方向とプリズム２６の反
射面２７の方向とが一致している。すなわち、プランジ
ャー１８がどの移動位置であったとしても、プリズム２
６の反射面２７の光路１６に対する傾斜容度θはソレノ
イド１７ａ〜１７ｄの取付時における姿勢角度である４
５″一定となる。

また、プリズム２６が光路１６の交点内に挿入された状
態においては、プランジャー１８の先端に取付けられた
丸棒体２４の周面がストッパー１９のＶ字形受溝２８内
の２面に当接するので、プランジャー１８の軸心回りの
回転も規制されて、プリズム２６の反射面２７がベース
１０の上面１０ａに対して正確に直交する。

したがって、プリズム２６の反射面２７は光路１６に対
して正確に４５″の傾斜角度を有し、ベース１０上面１
０ａに対して正確に直交する。

なお、プリズム２６の上下方向の位置決め規制は特に実
施していないが、反射面２７が上面１０ａに対して正確
に９０″を維持している限り、上下変動が光路切換動作
に特に悪影響を与えることはない。

したがって、第１および第３のポート群からこの光路切
換装置に入射された光は各プリズム２６の反射面２７で
正確に直角に反射されて、それぞれ第４および第２のポ
ート群から出射される。

よって、光データが正確に伝送されるとともに、この光
路切換装置における光損失を最少限に抑制できる。

さらに、例えば長時間使用して、スト１．バー１９のＶ
字形受溝２８の内面が摩耗したり、又は丸棒体２４にお
ける周面のＶ字型受溝２８に当接する部分が摩耗し、プ
ランジャー１８の移動量が増大して、プリズム２６の位
置が当初の位置よりずれたとしても、プリズム２６の反
射面２７の光路１６に対する傾斜角度θは変化しない。

よって、長期間に亘って使用したとしても、プリズム２
６等の光学系の再調整作業を最少限に低減できる。

また、摩耗による部品交換の周期も長くなるので、装置
全体の長寿命化を図ることが可能である。

なお、本発明は第１乃至第４のポート群をそれぞれ２組
の光が入出力するように構成したが、各ポート群の光信
号の構成数は特に限定されるものではなく、必要に応じ
て任意に設定可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の光路切換装置によれば、プ
ランジャーの移動方向が反射体の反射面に平行するよう
にソレノイドを配設するとともに、プランジャーの先端
にストッパーのＶ字形受溝に当接する丸棒体を取付ける
ことによって、反射面の光路に対する傾斜角度を常時精
度よく制御でき、光データを正確に切換伝送できるとと
もに光の損失を大幅に抑制できる。

また、長期に亘って正確な光路切換機能を保持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例に係わる光路切換
装置を示すものであり、第１図はソレノイドの取付は姿
勢と各光路の関係を示す図、第２図は全体を示す上面図
、第３図は各ソレノイドの構成を示す図、第４図はプリ
ズムの移動方向を示す図であり、第５図は従来の光路切
換装置を示す斜視図、第６図は同従来装置を示す断面図
、第７図は同従来装置の動作を示す図である。 １０・・・ベース、１０ａ・・・上面、１１・・・光フ
ァイバ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ。 １４　ｂ　、　　１５　ａ　、　　１５　ｂ−・・レセ
プタクル、１６・・・光路、１７ａ〜１７ｄ・・・ソレ
ノイド、１８・・・プランジャー　１９・・・ストッパ
ー２２・・・コイル、２４・・・丸棒体、２６・・・プ
リズム、２７・・・反射面、２８・・・Ｖ字形受溝。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝播される複数の光を所定の平面（１０ａ）内に入射さ
   せる第１のポート群（１２ａ、１２ｂ）と、この入射光
   を出射する第２のポート群（１３ａ、１３ｂ）と、前記
   平面内において前記第１のポート群からの入射光に対し
   て直角方向より複数の光を入射させる第３のポート群（
   １４ａ、１４ｂ）と、この入射光を出射する第４のポー
   ト群（１５ａ、１５ｂ）と、前記第１および第３のポー
   ト群からの各入射光の光路の交点に選択的に挿入され、
   前記各入射光を直角方向に反射して前記第４および第２
   のポート群から出射させる複数の反射体（２６）と、こ
   の各反射体を前記各光路の交点に対して挿入・退出させ
   る複数の反射体駆動機構を備えた光路切換装置において
   、前記各反射体駆動機構は、プランジャー（１８）の移
   動方向が前記反射体の反射面に平行でかつ前記平面と平
   行するように配設されたソレノイド（１７ａ〜１７ｄ）
   と、前記プランジャーの先端に前記平面に直交する方向
   に取付けられ、上端に前記反射体が取付けられる丸棒体
   （２４）と、前記平面に取付けられ、前記反射体が前記
   プランジャーの移動動作によって前記光路の交点に挿入
   されたときに前記丸棒体の周面が当接するストッパー（
   １９）と、このストッパーにおける前記周面の当接位置
   に前記平面と直交方向に刻設されたＶ字形受溝（２８）
   とを備えたことを特徴とする光路切換装置。