JPS60501030A - ロ−タリ光学スイツチ - 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】 この発明は、光学スイッチ装置、特に光信号を二方向へ送るための洗ファイバ接 続に用いられるロータリ光学スイッチに１関するものである。

発明の背景 光ファイバの使用の増大に伴ない、シングルの光ファイバを他方の光ファイバの 一つに接続することかできる信頼性の高い低コストの光学スイッチが開発されて いる。　従来技術における光学スイッチは、例えば、米国特許第４，２２３，２ １７号、同第４，２３９，３３１号に示されているように、スイッチ位置が二つ のポジションであるといったようにスイッチポジションが限定されており、また 、米国特許第４．３０４．４６０号のように、構成部材が複雑でコストが高く、 組立てに正確な位置きめが要求されている。

発明の要約 発明者は、第１の光ファイバを回転軸まわりに配置された第２の光ファイバ（複 数）の一つに択一的に接続覆るロークリ光学スイップを開発し！、、。　第１の 光ファイバの端部からの光は、回転軸から放射状にのびるパスの一つに平行に入 射する。　第１の放射状パスからの光は、第１光偏向手段により偏向されて回転 軸と平行なパスに入る。　このような軸方向光パスは、第１光偏向手段と第２光 偏向手段どの間に位置し、第２光偏向手段は、光を第２放躬状光パスに偏向させ る。

、第２放射状光パスは、第２光偏向手段の回転により、第２光フアイバと択一的 に接続され、第２放射状光パスは、第２光フアイバと関連する。　第２放射状光 パスは、第２光フアイバのそれぞれと正合しているので、第２光フアイバは、第 １光フアイバと光学的に接続し、光信号の二方向伝送が行なわれる。　第２光フ アイバの各々に近接してレンズが設けられており、第２．ｉ′放射状バスからの 光を第２光フ）Ｊイバのそれぞれにフォーカスし、該光ファイバから発光する光 を平行光線として第２放射状パスに入光させる。

明細書ならびに請求の範囲で使用されている［光」の用語は、普遍的な意味での 用語であって、可視スペクトルのみに限定されるものではなく、例えば、白熱灯 、発光ダイオード、レーザなどの各種手段により発生される赤外、可視、紫外領 域などの領域すべてを含む、あらゆる周波数の電磁放射線として定義されるもの である。

面の簡単な説明 第１図は、ロータリ光学スイッチの断面図、第２図は、第２光学ニレメン１〜の 斜視図、第３図は、軸に固定した光偏向の回転第２手段の斜視図である。

好適な実施例の簡単な説明 図面を参照づると、ロータリ光学スイッチは、主な部材として、つぎのような四 つの部材、すなわち、第１光偏向手段；第２光偏向手段；第１光学エレメント； 第２光学エレメントを有する。　第１図の実施例に用ξいられている第１光偏向 手°段は、傾斜した鏡１０であ；す、この鏡は、第１放射状光パス１２と第２放 射状光パス１４との間に位置し、光を反射、偏向Ｊる。　第１放射状光パス１２ は、第１光学ニレメン１〜１６と鏡１００間に位置する。　第１光学エレメント １６は、第１光フアイグ１８とレンズ２０からなり、該レンズは、第１光フアイ バからＤ洸を平行光線の態様で第１放射状光パス１２へ入光させる。　レンズ２ ０は、また逆に、第１放射状光・パス１２を通る光を第１光フアイバ１８の端部 に焦点蚤Ｉ粘（ばせる。　軸方向の光パス１４が、鏡１０と第２２＊）偏両手段 との間に位置し、第２光偏向手段は、第１．３１図の実施例においては、プリズ ム２２からなる。７′１μズム２２は、軸２４に固定されて、回転する。。　７ 　Ｊｌフーズム２２は・、　！１１２４と平行の軸方向パス１４からの光を第２ 放射状光パスとして記述されている放射状光バス２６へ偏向する。　複数の第２ 光学ニレメン１〜２８が軸２４まわりに□間・墾をおいて配置されており、軸２ ４とプリズム２２の回転により、第２放射状光パス２６が光学エレメント２８の それぞれに正合するようになっている。　第１．２図に示すように、第２光学ニ レメンｈ　２８の各々は、レンズ３２を支持するハウジング３０を備え、該レン ズは、第２放射状パス２６からの光の焦点を第２光フアイバ３４の端部に結ぶよ うにする。　第２放射状光パスと第２光学エレメント２８の各々とを正合させる 軸２４の回転により、第１光フアイバ１８は、第２光フアイバ３４のいずれかと 光学的に接続することができる。　軸２４ど第２放剣状光パス２６が回転しても 、プリズム２２は、軸方向光パス１４と光学的に接続づる状態を保ち、第１放射 状光パス１２と光学的に接続する。　レンズ２０と同様に、レンズ３２は、光フ ァイバ３４の端部からの光を前記パス２６へ平行光線として入光させることも必 要に遠して可能である。

第１図の実施例に示すように、ロータリ光学スイッチは、ハウジング３６に納め れている。　軸２４の一端にノブ３８が取り付けてあり、軸２４とプリズム２２ の手動回転がしやすくなっている。　図面では、軸の回転のためのものとして、 ノブ３８のみが示しであるが、電動モータや他の手段により軸の回転を遠隔操作 することも可龜であイる。、、　＠２４＋よ、ベアリ゛／グ４０により支持され 、プ１ＩＪＸム２２と！１１０を貫通し、これら二つの光偏向手段を・軸方向パ スに正しく位置させている。　軸２４の下ｇｌ鄭には、回転止め１ｌｆｆｌ１４ ２が固定してあり、前記プリズムが第２光学エレメント２８の各々に対し適正な １向２きで保持されるようになっでいる。　第２光学エレメ、ント２８は、支持 体４４に摺動自由に装着されている。　光ファイバ３４は、バッフル４６により 所定の位置に保持され、第２放射状光パス２６を干渉しないようになつＣいる。

第３図は、光偏向を行なう回転手段として機能するプリズム２２の拡大図である 。　このプリズムは、直角三角形の形状をなし、三つのカット面を有している。

軸２４に対し直角なカッ・ト面４８は、軸方向光パス１４内に位置し、カット面 ５０は、４５°傾斜して反射面を“形成し、軸と平行なカット面５２は、第２放 射状光パス２６内に位置する。　これら三面のカット面は、ノ 平面状のものとして示されているが、これらカット面のいずれかにレンズを形成 して、第２放射状光パス２６の光を第１光学エレメント２８に向は収束させる７ オ一カス手段を設けることもできる。　さらに、第１図と第３図の例では、カッ ト面５０が４５°傾斜し、これによりラジアルパス２６が＠に対し直角になって いるが、このカット面の傾斜角度をさらに大きく、または、小さくし、光パス２ ６を軸２４・から９０°以外の角度で放射状に延びる、ようにすることもできる 。　ざらに、第１図と第３図の例では、回転する光偏向手段を直角三角形のプリ ズム２２で構成しているが、その他の形状のプリズムを使用でき、また反射鏡面 を光偏向手段として用いることができる。　第１放射状光バス１２は、軸２４に 対し、９０６以外の角度をとることも可能である。　光フアイバコネクタ５４は 、ハウジング３０に設置され、マルチ・ファイバ・ケーブルが簡単に接続できる 構成になっている。　この、ような」ネクタは、数多くのものが市販されており 、コネクタ・エレメントが単一の方向性でマツチするように構成されている。

前記ケーブルは、離れた光源と光センサに接続する。

この発明は、電気装置が安全ハリ゛〜ドとなる爆発環境におけるスイッチング機 能を提供するために使用されることもできる。　光フアイバケーブルは、爆発領 域外で電気装置に接続できる。

国際調査報告 １積昭Ｇｏ−５０１０３０（４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１放射状パスからの光を軸方向パスへ偏向さ／せる第１手段； 前記軸方向のパスにそって動く光を第２放射状光パスに向は偏向させる回転する 第２手段で、第１と第２放射状光パスは、前記回転の第２光偏向手段の回転に応 じた第２放射状光パスの移動に伴なって光学的に接続させる回転第２手段： 第１放射状光バスと光学的に接続づる第１光学Ｊレメント； 前記第２偏向手段に対し相対的に回転する第２光学ニレメン１−であって、前記 第２放射状光パスと光学的に接続して第１光学エレメントと第２光学ルメン１〜 どの間に光信号を伝送する第２光学ニレメン１〜；からなる光学スイッチ。 ３、第２光偏向手段を有する回転軸で、この軸は、第１光偏向手段を貫通１ノ、 この手段に対し相対回転し、前記偏向手段の間を通る光が前記軸と共通軸の柱部 分を通過Ｊることを特徴とする請求の範囲１の光学スイッチ。 ４、第１と第２放則状°ノマスの少なくとし一方が前記軸の軸と直角になってい る請求の範囲２の光学スイッチ。 ５、第１と第２放射状パスの両者が前記軸の軸と直角になっている請求の範囲２ の光学スイッチ。 ６、第２光偏向手段がプリズムからなる請求の範囲５の光学スイッチ。 ７、前記プリズムは、直角三角形の面形状で、一つのカット面が軸方向光バスに 垂直で、他のカット面が第１放射状光バスに垂直である請求の範囲１の光学スイ ッチ。 ８、第２光偏向手段が鏡からなる請求の範囲〇の光学９、前記第２光学エレメン ト【よ、レンズと、光ファイバの端部に焦点を結ぶレンズをもった第２放射状光 パスに正合する光ファイバからなる請求の範囲５の光学スイッチ。 １０　前記第１光学エレメントは、レンズと、光ファイバの端部に焦点を結ぶレ ンズをもった第１放射状光バスに正合する光ファイバからなる請求の範囲９の光 学スイッチ。 １１．第２光偏向手段がプリズムからなる請求の範囲９の光学スイッチ。 １２、前記プリズムは、第１光学エレメントに光をフォーカスさせるレンズを一 つのカッ１−面に有する請求の範囲１１の光学スイッチ。 １３　多数の第１光学エレメントのそれぞれが、第２放射状光パスに正合づる第 ２光偏向手段の回転により、第２光学ニレメン１〜に光学的に接続する請求の範 囲３の光学スイッチ。 １４　前記回転する軸の位置ぎめを行なって、第２光学エレメントの各々を第２ 放射状光パスに正合させる回転止め機構、を備えた請求の範囲１３の光学スイッ チ。 １５、前記軸を回転する手段を備えた請求の範囲１３の光学スイッチ。 １６、前記軸を回転する手段が電動モータである請求の範囲１５の光学スイッチ 。 １７、光を第１放剣状パスから軸方向パスへ偏向させる鏡； 前記軸方向のパスにそって動く光を第２放射状光パスに向は偏向させる回転プリ ズムで、第２放躬状光パスは、このプリズムの回転軸と平行であり、前記ブ′リ ズムの回転に応じて移動し、第１放射状光パスからの光を第２放射状光パスに光 学的にカップリングする回転プリズム； 前記第１放射状光パスにあって、光信号を伝送づるため前記鏡と光学的に接続す る第１光学エレメントであり、レンズと光ファイバからなり、光ファイバは、該 光ファイバの端部に焦点を結ぶレンズをもった第１放射状光パスに正合する構成 の第１光学エレメンシ・；前記プリズムが第２光学ニレメンｌ−をム、った第２ 放剣状光゛パスに正合する位置にあるどき、光学的に前記プリズムに接続し、前 記第２光学ニレメン１−の各々がレンズとイ第２放射状光パスからの光を受１け る領域に焦点を結ぶレンズを備えた光フ１イバとからなる多数の第２光学エレメ ント： 前記プリズムを備え、該プリズムと共に回転する、軸で、この軸は、前記鏡を貫 通し、これに対し相対回転し、前記鏡と前記プリズムとの俄の前記軸方向のパス にそい通過する光が前記軸に平行の柱内にある軸：前記軸を保持して、前記放射 状光バスを第２光学エレメントの一つに正合させる手段。 前記軸を回転させる手段： を備えた光学スイッチ。