(57)【要約】【課題】光ファイバ部材の光軸調整を高精度且つ容易に行う。【解決手段】スイッチテーブル１１上には、出力光ファイバ部材１３ａ，１３ｂの各々を取り付ける出力ファイバ支持部２１ａ，２１ｂと、入力光ファイバ部材１５ａ，１５ｂの各々を取り付ける入力ファイバ支持部２２ａ，２２ｂとが設けられ、各支持部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの上端部には断面Ｖ字形状の溝部２４が形成され、溝部２４上での光ファイバ部材の光軸まわりの第１の方向への回転Ｒ１と、当該光軸に直交する軸まわりの第２の方向への回転Ｒ２とを許容する。この第１及び第２の方向への回転Ｒ１，Ｒ２により光ファイバ部材の光路と光軸のずれを調整する。【選択図】　　　図１
2004061658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材間で光信号を伝送する光伝送装置であって、
前記光学部材が取り付けられると共に、前記光学部材の取り付け時に、当該光学部材の光軸まわりの第１の方向への回転及び当該光軸に直交する軸まわりの第２の方向への回転とを許容する取付手段を具備することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記光学部材間での光信号の伝送路を切り換えるスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を駆動する駆動手段とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記光学部材は、互いの光路が直交するように複数配置され、前記スイッチ手段は前記光学部材の光路が交差する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記光学部材は、光ファイバと、当該光ファイバが接続される導光部材とを有し、前記光学部材における光の出力端には、更にコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【請求項５】
前記取付手段には、前記光学部材の第１の方向への回転を許容する断面Ｖ字状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【請求項６】
前記光学部材の光軸位置を検出する検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ間で光信号を伝送する光伝送装置、特に、光ファイバにより伝送される光信号の伝送路を切り換える光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光通信等において光ファイバ部材間に伝送される光の伝送路を切り換える光伝送装置が提案されている。
【０００３】
この光伝送装置は、例えば、特開２００２−１２２７９７公報に記載されたように、矩形テーブル上の一辺部に配列されて光を出射する出力光ファイバ部材群と、この一辺部と直交する他辺部に配列されて光を入射する入力光ファイバ部材群と、上記出力光ファイバ部材群における各光ファイバ部材からの出射光の光路の延長線と入力光ファイバ部材群における各光ファイバ部材の入射光の光路の延長線とが交差する位置に配列された複数の反射ミラーとを備える。
【０００４】
そして、各反射ミラーの光路に対する出没を制御することにより出力光ファイバ部材から出射された光を９０°方向に反射して入力光ファイバ部材に入射させる構成となっている。
【０００５】
本公報では、特に、各々の反射ミラーの反射角度を調整するアライメントホルダを設けて、出力光ファイバ部材と入力光ファイバ部材との間の光軸ずれを調整可能としたものが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、反射ミラーの反射角度をねじの螺合により調整するため、各々の反射ミラーの構造が複雑になる。また、光ファイバ部材の光軸ずれは光軸に対して水平方向だけでなく、垂直方向にも発生するため、調整作業にもある程度の技能が必要とされる。
【０００７】
また、反射ミラーは、上下方向又は回転により駆動されて出没が制御されるため、長い期間の使用により光軸に再度ずれが生じるなどの不都合がある。
【０００８】
更に、図５に示すように、光ファイバ部材１１３は製品として納入される時点で光路Ｌと光軸Ｘとに約１°程度のずれを持っているため、光ファイバ部材１１３の取付精度を高めないと、この光軸ずれに取付誤差が加わって全体としてずれ量が大きくなってしまう。
【０００９】
この光路Ｌと光軸Ｘのずれは、光ファイバ部材１１３を構成する光ファイバ１１７と、これに接続される導光部材１１８やコリメータレンズ１９との接着精度に起因しており、その取付位置によって光路Ｌに対して上下や左右などの様々な方向に発生する。
【００１０】
また、上記光路Ｌと光軸Ｘとのずれを補正するために、図６に示すように、出力光ファイバ部材１１３や入力光ファイバ部材１１５を取り付ける支持台１３１に断面Ｖ字状の溝部１２４を形成し、この溝部１２４に各光ファイバ部材１１３，１１５を固着することにより光路Ｌと光軸Ｘのずれを補正する方法もある。尚、支持台１３１同士は２本の位置合わせピン１３２により互いに位置決めされた状態で所定距離Ｌ１だけ離間して接続されている（例えば、特開平９−５４２２１号公報参照）。
【００１１】
しかしながら、図６に示す方法を用いても各光ファイバ部材１１３，１１５が固有に持っている光軸ずれを補正することはできず、単に光ファイバ部材同士を位置決めできるだけである。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、光ファイバ部材の光軸調整を高精度且つ容易に行え、安価に構成できる光伝送装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光伝送装置は、光学部材間で光信号を伝送する光伝送装置であって、前記光学部材が取り付けられると共に、前記光学部材の取り付け時に、当該光学部材の光軸まわりの第１の方向への回転及び当該光軸に直交する軸まわりの第２の方向への回転とを許容する取付手段を具備する。
【００１４】
また、好ましくは、前記光学部材間での光信号の伝送路を切り換えるスイッチ手段と、前記スイッチ手段を駆動する駆動手段とを更に備える。
【００１５】
また、好ましくは、前記光学部材は、互いの光路が直交するように複数配置され、前記スイッチ手段は前記光学部材の光路が交差する位置に配置されている。
【００１６】
また、好ましくは、前記光学部材は、光ファイバと、当該光ファイバが接続される導光部材とを有し、前記光学部材における光の出力端には、更にコリメータレンズが配置されている。
【００１７】
また、好ましくは、前記取付手段には、前記光学部材の第１の方向への回転を許容する断面Ｖ字状の溝が形成されている。
【００１８】
また、好ましくは、前記光学部材の光軸位置を検出する検出手段を更に備える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００２１】
［光伝送装置の構成］
図１は本実施形態の光伝送装置の斜視図、図２は本実施形態の光伝送装置の上面図であり、本実施形態の光伝送装置１０は、矩形状のスイッチテーブル１１上の一辺部１２に沿って配列された出力光ファイバ部材群１３と、スイッチテーブル１１上の上記一辺部１２に略９０°の角度をなして隣接する他辺部１４に沿って配列された入力光ファイバ部材群１５と、スイッチテーブル１１における光ファイバ部材１３ａ，１３ｂの光路の延長線Ｌ１３ａ，Ｌ１３ｂと入力光ファイバ部材１５ａ，１５ｂの光路の延長線Ｌ１５ａ，Ｌ１５ｂとが交差する（略直交する）各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に出没可能に配列された反射ミラー群１６とを備え、各反射ミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの出没を制御することにより出力光ファイバ部材１３ａ，１３ｂから出射された光束（レーザ光などの光信号）を略９０°方向に向きを変えて反射して入力光ファイバ部材１５ａ，１５ｂのいずれかに入射させる構成となっている。
【００２２】
出力光ファイバ部材１３ａ，１３ｂは、直径φ１２０μｍ程度の光ファイバ１７と、この光ファイバ１７に接続されて光束を出力端まで導く直径φ０．８〜１ｍｍ程度の導光部材１８とを有し、導光部材１８における光の出力端には、光ファイバ１７から導光部材１８を介して進行する光を集光して出射するコリメータレンズ１９が配設されている。入力光ファイバ部材１５ａ，１５ｂも、出力光ファイバ部材１３ａ，１３ｂと同様に、光ファイバ１７と、この光ファイバ１７に接続されて入射した光束を光ファイバ１７まで導く導光部材１８とを有し、導光部材１８における光の入力端には、反射ミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄのいずれかから反射した光を受光して導光部材１８に入射する受光レンズ２０が配設されている。
【００２３】
マトリクス状に配置された各反射ミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄはプランジャなどに支持され、スイッチテーブル１１の裏面などに配設された不図示の電磁式ソレノイドを通電制御することにより、スイッチテーブル１１の上面に垂直な法線方向に上下動可能とされ、ミラー角度が出射光及び入射光に対して略４５°（つまり、出射光と入射光の交差角度が略９０°となる）に設定されている。
【００２４】
反射ミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、出力光ファイバ部材１３ａ，１３ｂから入力光ファイバ部材１５ａ，１５ｂへ伝送される光の伝送路を切り換えるスイッチ手段として、電磁式ソレノイドなどの駆動手段により上昇（干渉位置）又は下降（退避位置）するように制御されて、出力光ファイバ部材群１３中の予め決められた出力光ファイバ部材１３ａ又は１３ｂからの出射光が入力光ファイバ部材群１５中から選択される所定の入力光ファイバ部材１５ａ，１５ｂに入射される。
【００２５】
上記光の伝送路は出力光ファイバ部材数と入力光ファイバ部材数とをかけ合わせた数だけの組み合わせとなり、これらの組み合わせから選択される。
【００２６】
尚、図には出力光ファイバ部材及び入力光ファイバ部材が夫々２個ずつ配置された装置を例示しているが、これに限られず、例えば、出力光ファイバ部材と入力光ファイバ部材を夫々３個以上配置したり、出力光ファイバ部材に対して入力光ファイバ部材の個数を多くする（或いは、少なくする）ことも可能である。
【００２７】
詳しくは、図２に例示する光伝送装置において、出力光ファイバ部材１３ｂと入力光ファイバ部材１５ａとを光通信可能に接続する場合には、両光ファイバ部材１３ｂと１５ａの光路の延長線Ｌ１３ｂとＬ１５ａが交差する位置Ｐ３の反射ミラー１６ｃを光路と干渉する干渉位置に突出させて、他の反射ミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｄは干渉しない退避位置に下降させるように電磁ソレノイドを通電制御すればよい。
【００２８】
同様に、図２において、出力光ファイバ部材１３ａと入力光ファイバ部材１５ｂとを光通信可能に接続する場合には、両光ファイバ部材１３ａと１５ｂの光路の延長線Ｌ１３ａとＬ１５ｂが交差する位置Ｐ２の反射ミラー１６ｂを光路と干渉する干渉位置に突出させて、他の反射ミラー１６ａ，１６ｃ，１６ｄは干渉しない退避位置に下降させるように電磁ソレノイドを通電制御すればよい。
【００２９】
また、スイッチテーブル１１上には、出力光ファイバ部材１３ａ，１３ｂの各々を上記一辺部１２に取り付ける取付手段としての出力ファイバ支持部２１ａ，２１ｂと、入力光ファイバ部材１５ａ，１５ｂの各々を上記他辺部１４に取り付ける取付手段としての入力ファイバ支持部２２ａ，２２ｂとが設けられている。
【００３０】
上記出力ファイバ支持部２１ａ，２１ｂ及び入力ファイバ支持部２２ａ，２２ｂは、円筒状の外形部２３と、その上端面に形成されたテーパ状の断面Ｖ字形状の溝部２４とを有し、後述する光ファイバ部材の光軸調整時において、上記溝部２４上での光ファイバ部材の光軸まわりの第１の方向への回転Ｒ１と、当該光軸に直交する軸（スイッチテーブル１１から法線方向に延びる軸）まわりの第２の方向への回転Ｒ２とを許容するように構成されている。
【００３１】
そして、各光ファイバ部材１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂは、最終的に（後述する光軸調整後に）、上記支持部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの夫々の溝部２４に接着剤などで第１の方向への回転Ｒ１が不能となるように固着され、同様に、各支持部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂもスイッチテーブル１１に接着剤などで第２の方向への回転Ｒ２が不能となるように固着される。
【００３２】
接着剤には、硬化するまでに所定の時間を要すると共に、固化後の寸法変化の少ないエポキシ樹脂系の接着剤などが用いられる。
【００３３】
また、光軸調整が容易に行えるように、上述した支持部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの上端部などに係合して当該支持部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂをスイッチテーブル１１に対して第２の方向に回転させるための治具などを準備してもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、支持部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを接着剤で固着する構成としたが、歯車を用いた駆動機構などにより第２の方向に回転させてもよい。
【００３５】
［光軸調整方法］
次に、上記光伝送装置における光ファイバ部材の光軸調整方法について説明する。
【００３６】
既に、図５を参照して課題で説明したように、光ファイバ部材１３，１５の光軸ずれは、光ファイバ部材を構成する光ファイバ１７と導光部材１８やコリメータレンズ１９との接着精度に起因しており、その取付位置によって光路Ｌに対して上下や左右などの様々な方向に発生する。
【００３７】
本実施形態の光伝送装置は、上記のような不都合を改善し、光ファイバ部材の光軸調整を高精度且つ容易に行えるように構成されている。
【００３８】
尚、以下では、説明を簡略化するため、出力光ファイバ部材１３と入力光ファイバ部材１５とを直列的に接続する光伝送装置の光軸調整方法を説明するが、図１及び図２の光路切換機能を持つ光伝送装置にも適用できることは言うまでもない。
【００３９】
図３は、光ファイバ部材を直列的に接続する光伝送装置の光軸調整方法を説明する図であり、図１及び図２と同一の機能を有する部材には同一の番号を付して示している。
【００４０】
図３において、出力光ファイバ部材１３と入力光ファイバ部材１５は、出力ファイバ支持部２１及び入力ファイバ支持部２２の各溝部２４に接着剤により仮着され、各支持部２１，２２も各支持台３１上に接着剤により仮着されている。支持台３１同士は２本の位置合わせピン３２により互いに位置決めされ、所定距離だけ離間して接続されている。
【００４１】
この状態では接着剤は完全には硬化しておらず、つまり、各光ファイバ部材１３，１５と各支持部２１，２２は未だ固着されておらず、第１の方向及び第２の方向への回転Ｒ１，Ｒ２が許容されている。
【００４２】
また、出力光ファイバ部材１３と入力光ファイバ部材１５とが対向する光路Ｌ上に両面ミラーの反射ミラー３３を配設すると共に、出力光ファイバ部材１３から出射して反射ミラー３３を反射する光を受光する受光センサ（不図示）と、入力光ファイバ部材１５から出射して反射ミラー３３を反射する光を受光する受光センサ（不図示）とを夫々配設する。これら受光センサは、例えば、ＣＣＤなどで構成され、光を電気信号に変換する機能を有する。
【００４３】
そして、受光センサにより出力光ファイバ部材１３と入力光ファイバ部材１５から出射して反射ミラー３３で反射する反射光を受光し、受光した光の強度を測定して、最も強い部分を各光ファイバ部材の光軸とする。
【００４４】
次に、受光センサにより検出された光軸と予め決められた光路目標位置とのずれ方向及びずれ量を観察し、これら光軸のずれ方向及びずれ量が予定された光路目標位置に対して所定の許容範囲内に収まるように、各支持部２１，２２において出力光ファイバ部材１３及び入力光ファイバ部材１５を第１の方向かつ、又は第２の方向に回転させて調整する。
【００４５】
図４は、光ファイバ部材の光軸ずれを調整する手順を例示する図であり、（ａ）は光ファイバ部材の側面図、（ｂ）は光ファイバ部材の上面図を夫々示している。
【００４６】
図４（ａ）に示すように、例えば、光軸Ｘが光路Ｌに対して垂直方向にθ°ずれていた場合、先ず、光ファイバ部材１３，１５を第１の方向に回転（Ｒ１）させることにより、図４（ｂ）に示すようにずれの方向を水平方向に変える。
【００４７】
次に、図４（ｂ）の状態から、光ファイバ部材１３，１５を第２の方向に回転（Ｒ２）させることにより、光軸Ｘを光路Ｌに合わせる。
【００４８】
この手順を繰返して、光軸を光路目標位置に合わせた後、接着剤が硬化するのを待って、これら光ファイバ部材１３，１５を支持部２１，２２に形成された溝部２４に固着すると共に、支持部２１，２２を支持台３１に固着する。
【００４９】
上記実施形態によれば、光ファイバ部材が取り付けられる支持部が、光ファイバ部材の取り付け時に、光ファイバ部材の光軸まわりの第１の方向への回転と当該光軸に直交する軸まわりの第２の方向への回転とを許容することで、光ファイバ部材の光軸調整を高精度且つ容易に行える。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ファイバ部材間の光軸調整を高精度且つ容易に行え、安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の光伝送装置の斜視図である。
【図２】本実施形態の光伝送装置の上面図である。
【図３】光ファイバ部材を直列的に接続する光伝送装置における光軸調整方法を説明する図であり、（ａ）は光伝送装置の上面図、（ｂ）は光伝送装置の左側面である。
【図４】光ファイバ部材の光軸ずれを調整する手順を例示する図であり、（ａ）は光ファイバ部材の側面図、（ｂ）は光ファイバ部材の上面図である。
【図５】従来技術の問題点を説明する図である。
【図６】光ファイバ部材を直列的に接続する光伝送装置における光ファイバ部材同士の位置決め方法を説明する図であり、（ａ）は光伝送装置の上面図、（ｂ）は光伝送装置の左側面図である。
【符号の説明】
１０　光伝送装置
１１　スイッチテーブル
１２　一辺部
１３　出力光ファイバ部材群
１３ａ，１３ｂ　出力光ファイバ部材
１４　他辺部
１５　入力光ファイバ部材群
１３ａ，１３ｂ　入力光ファイバ部材
１６　反射ミラー群
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ　反射ミラー
１７　光ファイバ
１８　導光部材
１９　コリメータレンズ
２０　受光レンズ
２１ａ，２１ｂ　出力ファイバ支持部
２２ａ，２２ｂ　入力ファイバ支持部
２３　外形部
２４　溝部
３１　支持台
３２　位置決めピン
３３　反射ミラー
Ｌ，Ｌ１３ａ，Ｌ１３ｂ，Ｌ１５ａ，Ｌ１５ｂ　光路
Ｘ　光軸
【図１】
2004061658.tif 000003
【図２】
2004061658.tif 000004
【図３】
2004061658.tif 000005
【図４】
2004061658.tif 000006
【図５】
2004061658.tif 000007
【図６】
2004061658.tif 000008