JP2000002843A - ２×２光ファイバスイッチ - Google Patents
２×２光ファイバスイッチInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズつき光ファイバ組立の中心軸の位置と
直角プリズム対称中心位置間の整列誤差を生じない構造
とすることによって、熟練した組立調整技術を不要とし
た２×２光ファイバスイッチを提供する。 【解決手段】 本発明による２×２光ファイバスイッチ
は、光軸が同一基準平面内で平行になるように配置され
る第１，第２，第３および第４のレンズつき光ファイバ
組立を設ける。前記レンズつき光ファイバ組立はレンズ
ホルダ部材１６により支持する。第１および第２のプリ
ズム２５，２６を支持して接続位置と前記接続位置から
退いた位置間を前記基準平面に直角方向に移動するよう
に前記レンズホルダ部材１６に支持されているプリズム
ホルダ部材２４とから構成されている。
直角プリズム対称中心位置間の整列誤差を生じない構造
とすることによって、熟練した組立調整技術を不要とし
た２×２光ファイバスイッチを提供する。 【解決手段】 本発明による２×２光ファイバスイッチ
は、光軸が同一基準平面内で平行になるように配置され
る第１，第２，第３および第４のレンズつき光ファイバ
組立を設ける。前記レンズつき光ファイバ組立はレンズ
ホルダ部材１６により支持する。第１および第２のプリ
ズム２５，２６を支持して接続位置と前記接続位置から
退いた位置間を前記基準平面に直角方向に移動するよう
に前記レンズホルダ部材１６に支持されているプリズム
ホルダ部材２４とから構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信シ
ステムにおいて使用される光ファイバスイッチに関す
る。さらに詳しくいえば、光ファイバにコリメータレン
ズを対応させた４組のレンズつき光ファイバ組立をプリ
ズムを使用して２本の光ファイバ回路を他の２回路の光
ファイバ回路と平行または交差して光ファイバ回路を切
り換え接続することができる２×２光ファイバスイッチ
に関する。
ステムにおいて使用される光ファイバスイッチに関す
る。さらに詳しくいえば、光ファイバにコリメータレン
ズを対応させた４組のレンズつき光ファイバ組立をプリ
ズムを使用して２本の光ファイバ回路を他の２回路の光
ファイバ回路と平行または交差して光ファイバ回路を切
り換え接続することができる２×２光ファイバスイッチ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】コリメータレンズとプリズムを使用して
構成した２×２光ファイバスイッチ、例えばＵＳＰ５，
４３６，９８６号、が知られている。図４ａ，図４ｂは
そのような２×２光ファイバスイッチの動作を説明する
ための概略平面図である。フェルール１０１の中心孔に
は光ファイバ素線１０２および被覆１０３が挿入され光
ファイバ付きフェルール組立が構成されている。コリメ
ータレンズ１０４は、光ファイバ付きフェルール組立の
端面に同軸心に設けられ、４組の光ファイバレンズ組立
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃおよび１００Ｄを製作す
る。これらの４個の光ファイバレンズ組立１００Ａ〜Ｄ
は２個ずつ同軸心、かつ、平行に図示しないホルダに取
付けられている。直角プリズム１０５，１０６は、各短
辺面１０７〜１１０には金属などの反射被膜層を蒸着し
てある。
構成した２×２光ファイバスイッチ、例えばＵＳＰ５，
４３６，９８６号、が知られている。図４ａ，図４ｂは
そのような２×２光ファイバスイッチの動作を説明する
ための概略平面図である。フェルール１０１の中心孔に
は光ファイバ素線１０２および被覆１０３が挿入され光
ファイバ付きフェルール組立が構成されている。コリメ
ータレンズ１０４は、光ファイバ付きフェルール組立の
端面に同軸心に設けられ、４組の光ファイバレンズ組立
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃおよび１００Ｄを製作す
る。これらの４個の光ファイバレンズ組立１００Ａ〜Ｄ
は２個ずつ同軸心、かつ、平行に図示しないホルダに取
付けられている。直角プリズム１０５，１０６は、各短
辺面１０７〜１１０には金属などの反射被膜層を蒸着し
てある。
【０００３】各直角プリズム１０５，１０６はホルダプ
レート１１１に保持固定されている。各直角プリズム１
０５，１０６の長辺１１２，１１３が平行、かつ、直角
交点１１８，１１９が対称位置になるように取付けられ
る。なお、ホルダプレート１１１は図示しないソレノイ
ドコイル磁石に係合されている。ここで、光ファイバレ
ンズ組立１００Ａ〜１００Ｄの光軸方向を（Ｚ）とすれ
ば、ホルダプレート１１１はソレノイドコイル磁石の電
流極性の切り換えにより光軸（Ｚ）に直交する（Ｘ）軸
方向に往復動するように構成されている。
レート１１１に保持固定されている。各直角プリズム１
０５，１０６の長辺１１２，１１３が平行、かつ、直角
交点１１８，１１９が対称位置になるように取付けられ
る。なお、ホルダプレート１１１は図示しないソレノイ
ドコイル磁石に係合されている。ここで、光ファイバレ
ンズ組立１００Ａ〜１００Ｄの光軸方向を（Ｚ）とすれ
ば、ホルダプレート１１１はソレノイドコイル磁石の電
流極性の切り換えにより光軸（Ｚ）に直交する（Ｘ）軸
方向に往復動するように構成されている。
【０００４】図４ａは、ホルダプレート１１１が前進し
た状態を示す。この場合、左側の光ファイバレンズ組立
Ａコリメータレンズから出射される平行光束は白矢印で
示すように、直角プリズム１０５の短辺１０８の反射被
膜層により反射され、直角プリズム１０６の短辺１１０
の反射被膜層に投射される。さらにこの投射平行光束は
直角プリズム１０６の短辺１１０の反射被膜層で反射さ
れて左側の光ファイバレンズ組立Ｂの光ファイバに入射
される。同様に右側の光ファイバレンズ組立Ｄコリメー
タレンズから出射される平行光束は黒矢印で示すよう
に、直角プリズム１０６の短辺１０９の反射被膜層によ
り反射され、直角プリズム１０５の短辺１０７の反射被
膜層に投射される。さらにこの投射平行光束は直角プリ
ズム１０５の短辺１０７の反射被膜層で反射されて右側
の光ファイバレンズ組立Ｃの光ファイバに入射される。
た状態を示す。この場合、左側の光ファイバレンズ組立
Ａコリメータレンズから出射される平行光束は白矢印で
示すように、直角プリズム１０５の短辺１０８の反射被
膜層により反射され、直角プリズム１０６の短辺１１０
の反射被膜層に投射される。さらにこの投射平行光束は
直角プリズム１０６の短辺１１０の反射被膜層で反射さ
れて左側の光ファイバレンズ組立Ｂの光ファイバに入射
される。同様に右側の光ファイバレンズ組立Ｄコリメー
タレンズから出射される平行光束は黒矢印で示すよう
に、直角プリズム１０６の短辺１０９の反射被膜層によ
り反射され、直角プリズム１０５の短辺１０７の反射被
膜層に投射される。さらにこの投射平行光束は直角プリ
ズム１０５の短辺１０７の反射被膜層で反射されて右側
の光ファイバレンズ組立Ｃの光ファイバに入射される。
【０００５】従来のコリメータレンズとプリズムを使用
して構成した２×２光ファイバスイッチは以上のように
作動する。ただし、図４ａのホルダプレート１１１が前
進した状態においては、左側の光ファイバレンズ組立Ａ
とＢの中心軸１１４の位置と直角プリズム１０５，１０
６の対称中心線の位置１１５は正しく一致させなければ
ならない。すなわち、図５に示すように左側の光ファイ
バレンズ組立ＡとＢの中心軸１１４の位置と、直角プリ
ズム１０５，１０６の対称中心線の位置１１５間にｅ1
の整列誤差が生じた場合、光ファイバレンズ組立Ｂに入
射する光束中心軸は、光ファイバレンズ組立Ｂの光ファ
イバ光軸からｅ2 ＝２ｅ1 だけ偏心する。
して構成した２×２光ファイバスイッチは以上のように
作動する。ただし、図４ａのホルダプレート１１１が前
進した状態においては、左側の光ファイバレンズ組立Ａ
とＢの中心軸１１４の位置と直角プリズム１０５，１０
６の対称中心線の位置１１５は正しく一致させなければ
ならない。すなわち、図５に示すように左側の光ファイ
バレンズ組立ＡとＢの中心軸１１４の位置と、直角プリ
ズム１０５，１０６の対称中心線の位置１１５間にｅ1
の整列誤差が生じた場合、光ファイバレンズ組立Ｂに入
射する光束中心軸は、光ファイバレンズ組立Ｂの光ファ
イバ光軸からｅ2 ＝２ｅ1 だけ偏心する。
【０００６】図６は、直径２ｍｍのコリメータレンズを
使用したときの光軸の偏心ｅ2 と挿入損失に関して出願
人の行った実験値である。図６に示すように、光軸から
の偏心ｅ1 が増加するにつれて挿入損失は増加する。例
えばｅ1 が２５μｍの場合、ｅ 2 は５０μｍになり挿入
損失は約０．３７ｄＢになる。この光ファイバレンズ組
立ＡとＢの中心軸１１４の位置と直角プリズムは１０
５，１０６の対称中心位置１１５間のｅ1 の整列誤差を
最小に規制する組立調整技術、直角プリズム１０５，１
０６をホルダプレート１１１に正確に位置決め固定する
組立調整技術などの熟練を要していた。
使用したときの光軸の偏心ｅ2 と挿入損失に関して出願
人の行った実験値である。図６に示すように、光軸から
の偏心ｅ1 が増加するにつれて挿入損失は増加する。例
えばｅ1 が２５μｍの場合、ｅ 2 は５０μｍになり挿入
損失は約０．３７ｄＢになる。この光ファイバレンズ組
立ＡとＢの中心軸１１４の位置と直角プリズムは１０
５，１０６の対称中心位置１１５間のｅ1 の整列誤差を
最小に規制する組立調整技術、直角プリズム１０５，１
０６をホルダプレート１１１に正確に位置決め固定する
組立調整技術などの熟練を要していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、前述した従来の２×２光ファイバスイッチの問題を
低減した２×２光ファイバスイッチを提供することにあ
る。本発明のさらに具体的な目的は、光ファイバレンズ
組立の中心軸の位置と直角プリズム対称中心位置間の整
列誤差を生じない構造とすることによって、熟練した組
立調整技術を不要とした２×２光ファイバスイッチを提
供することにある。本発明のさらに具体的な目的は、本
発明の２×２光ファイバスイッチは、一対の直角プリズ
ムの位置決め整列調整を不要とするプリズムホルダ部材
を用いた２×２光ファイバスイッチを提供することにあ
る。
は、前述した従来の２×２光ファイバスイッチの問題を
低減した２×２光ファイバスイッチを提供することにあ
る。本発明のさらに具体的な目的は、光ファイバレンズ
組立の中心軸の位置と直角プリズム対称中心位置間の整
列誤差を生じない構造とすることによって、熟練した組
立調整技術を不要とした２×２光ファイバスイッチを提
供することにある。本発明のさらに具体的な目的は、本
発明の２×２光ファイバスイッチは、一対の直角プリズ
ムの位置決め整列調整を不要とするプリズムホルダ部材
を用いた２×２光ファイバスイッチを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による２×２光ファイバスイッチは、光軸が
同一基準平面内で平行になるように配置される第１およ
び第２のレンズつき光ファイバ組立と、前記第１のレン
ズつき光ファイバ組立に対向して間隔を保って同一光軸
上に配置される第３のレンズつき光ファイバ組立と、前
記第２のレンズつき光ファイバ組立に対向して間隔を保
って同一光軸上に配置される第４のレンズつき光ファイ
バ組立と、前記第１乃至第４のレンズつき光ファイバ組
立てを前記位置関係を保って支持するレンズホルダ部材
と、前記第１のレンズつき光ファイバ組立を第２のレン
ズつき光ファイバ組立に光接続するために直角プリズム
の斜面が前記第１のレンズつき光ファイバ組立と第２の
レンズつき光ファイバ組立に向けて配置される第１のプ
リズムと、前記第３のレンズつき光ファイバ組立を第４
のレンズつき光ファイバ組立に光接続するために直角プ
リズムの斜面が前記第３のレンズつき光ファイバ組立と
第４のレンズつき光ファイバ組立に向けて配置される第
２のプリズムと、前記第１および第２のプリズムを支持
して前記接続位置と前記接続位置から退いた位置間を前
記基準平面に直角方向に移動するように前記レンズホル
ダ部材に支持されているプリズムホルダ部材と、から構
成されている。前記第１および第２の直角プリズムは、
前記プリズムホルダ部材に設けられた２箇所の直角Ｖ溝
にそれぞれ挿入接着することができる。前記レンズホル
ダ部材およびプリズムホルダ部材は、プラスチック射出
成形法、またはアルミ軽合金などの精密ダイキャスト法
により製造することができる。前記レンズホルダの基準
平面内に平行に２本の貫通孔を設けて各レンズつき光フ
ァイバを支持するように構成することができる。前記レ
ンズホルダの基準平面に平行に２本の整列Ｖ溝を設けて
各レンズつき光ファイバを支持するように構成すること
ができる。前記レンズつき光ファイバのコリメータレン
ズとしてグリンレンズを用いることができる。
に、本発明による２×２光ファイバスイッチは、光軸が
同一基準平面内で平行になるように配置される第１およ
び第２のレンズつき光ファイバ組立と、前記第１のレン
ズつき光ファイバ組立に対向して間隔を保って同一光軸
上に配置される第３のレンズつき光ファイバ組立と、前
記第２のレンズつき光ファイバ組立に対向して間隔を保
って同一光軸上に配置される第４のレンズつき光ファイ
バ組立と、前記第１乃至第４のレンズつき光ファイバ組
立てを前記位置関係を保って支持するレンズホルダ部材
と、前記第１のレンズつき光ファイバ組立を第２のレン
ズつき光ファイバ組立に光接続するために直角プリズム
の斜面が前記第１のレンズつき光ファイバ組立と第２の
レンズつき光ファイバ組立に向けて配置される第１のプ
リズムと、前記第３のレンズつき光ファイバ組立を第４
のレンズつき光ファイバ組立に光接続するために直角プ
リズムの斜面が前記第３のレンズつき光ファイバ組立と
第４のレンズつき光ファイバ組立に向けて配置される第
２のプリズムと、前記第１および第２のプリズムを支持
して前記接続位置と前記接続位置から退いた位置間を前
記基準平面に直角方向に移動するように前記レンズホル
ダ部材に支持されているプリズムホルダ部材と、から構
成されている。前記第１および第２の直角プリズムは、
前記プリズムホルダ部材に設けられた２箇所の直角Ｖ溝
にそれぞれ挿入接着することができる。前記レンズホル
ダ部材およびプリズムホルダ部材は、プラスチック射出
成形法、またはアルミ軽合金などの精密ダイキャスト法
により製造することができる。前記レンズホルダの基準
平面内に平行に２本の貫通孔を設けて各レンズつき光フ
ァイバを支持するように構成することができる。前記レ
ンズホルダの基準平面に平行に２本の整列Ｖ溝を設けて
各レンズつき光ファイバを支持するように構成すること
ができる。前記レンズつき光ファイバのコリメータレン
ズとしてグリンレンズを用いることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して本発明に
よる２×２光ファイバスイッチの実施態様をさらに詳し
く説明する。図１ａは、本発明による２×２光ファイバ
スイッチの実施例の第１の動作状態（後述する第１と第
２の光ファイバ、第３と第４の光ファイバが接続されて
いる状態）で示した平面断面図、図１ｂは、前記実施例
の前記動作状態での縦断面図、図１ｃは、前記実施例の
前記動作状態での側断面図である。図２ａは、前記実施
例の第２の動作状態（後述する第１と第３の光ファイ
バ、第２と第４の光ファイバが接続されている状態）で
示した平面断面図であり、図２ｂは、前記実施例の前記
動作状態での縦断面図、図２ｃは、前記実施例の前記動
作状態での側断面図である。
よる２×２光ファイバスイッチの実施態様をさらに詳し
く説明する。図１ａは、本発明による２×２光ファイバ
スイッチの実施例の第１の動作状態（後述する第１と第
２の光ファイバ、第３と第４の光ファイバが接続されて
いる状態）で示した平面断面図、図１ｂは、前記実施例
の前記動作状態での縦断面図、図１ｃは、前記実施例の
前記動作状態での側断面図である。図２ａは、前記実施
例の第２の動作状態（後述する第１と第３の光ファイ
バ、第２と第４の光ファイバが接続されている状態）で
示した平面断面図であり、図２ｂは、前記実施例の前記
動作状態での縦断面図、図２ｃは、前記実施例の前記動
作状態での側断面図である。
【００１０】レンズホルダ部材１６には、長手方向
（Ｚ）に２本の平行孔１７、１８をＹ方向に間隔を保っ
て平行に設けてある。以下これらの孔の中心を含む平面
（ＹＺ平面）を基準平面ということにする。後述するレ
ンズおよび光ファイバの光軸はこの平面内に配置させら
れる。前記平行孔１７、１８と軸直角のＸ方向に四角形
状の貫通孔１９を設けてある。
（Ｚ）に２本の平行孔１７、１８をＹ方向に間隔を保っ
て平行に設けてある。以下これらの孔の中心を含む平面
（ＹＺ平面）を基準平面ということにする。後述するレ
ンズおよび光ファイバの光軸はこの平面内に配置させら
れる。前記平行孔１７、１８と軸直角のＸ方向に四角形
状の貫通孔１９を設けてある。
【００１１】第１のレンズつき光ファイバ組立Ａは、コ
リメータレンズ２３Ａに光ファイバ素線２１Ａおよび被
覆２２Ａを中心孔に挿入して光ファイバ付きフェルール
２０Ａを同軸に組み立て構成されている。第２のレンズ
つき光ファイバ組立Ｂは、コリメータレンズ２３Ｂに光
ファイバ素線２１Ｂおよび被覆２２Ｂを中心孔に挿入し
て光ファイバ付きフェルール２０Ｂを同軸に組み立て構
成されている。第３のレンズつき光ファイバ組立Ｃ，第
４のレンズつき光ファイバ組立Ｄも同様に構成されてい
る。これらの４組のレンズつき光ファイバ組立Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄは各図に示すように、レンズホルダ部材１６の平
行孔１７、１８の両端から挿入してレンズホルダ組立を
製作する。各レンズつき光ファイバ組立の光軸は前述し
た基準平面内に存在することになる。コリメータレンズ
２３Ａから射出した光はコリメータレンズ２３Ｃに平行
に入射し、コリメータレンズ２３Ｄから射出した光はコ
リメータレンズ２３Ｂに平行に入射する。
リメータレンズ２３Ａに光ファイバ素線２１Ａおよび被
覆２２Ａを中心孔に挿入して光ファイバ付きフェルール
２０Ａを同軸に組み立て構成されている。第２のレンズ
つき光ファイバ組立Ｂは、コリメータレンズ２３Ｂに光
ファイバ素線２１Ｂおよび被覆２２Ｂを中心孔に挿入し
て光ファイバ付きフェルール２０Ｂを同軸に組み立て構
成されている。第３のレンズつき光ファイバ組立Ｃ，第
４のレンズつき光ファイバ組立Ｄも同様に構成されてい
る。これらの４組のレンズつき光ファイバ組立Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄは各図に示すように、レンズホルダ部材１６の平
行孔１７、１８の両端から挿入してレンズホルダ組立を
製作する。各レンズつき光ファイバ組立の光軸は前述し
た基準平面内に存在することになる。コリメータレンズ
２３Ａから射出した光はコリメータレンズ２３Ｃに平行
に入射し、コリメータレンズ２３Ｄから射出した光はコ
リメータレンズ２３Ｂに平行に入射する。
【００１２】プリズムホルダ部材２４の外径は前記レン
ズホルダ部材の四角形状の貫通孔１９に精密に嵌合して
摺動可能な外径を持っている。一端部に２個の直角プリ
ズム２５、２６を接着して取付ける直角Ｖ溝２７、２８
が設けられており他端部に図示しないアクチュエータに
係合する駆動部材２９を取付けてある。駆動部材２９に
は図示しないアクチュエータの弾性ピン３１などに係合
する係合溝３０が設けられている。前記プリズムホルダ
部材２４の直角Ｖ溝２７、２８にそれぞれ直角プリズム
２５、２６を接着して取付ける。なお前記レンズホルダ
部材およびプリズムホルダ部材は、プラスチック射出成
形により、またはアルミ軽合金などの精密ダイキャスト
法により製造したものを使用できる。本発明の２×２光
ファイバスイッチ本体は、前記プリズムホルダ組立を前
記レンズホルダ組立の角形貫通孔１９に精密に嵌合さ
せ、かつ、プリズムホルダ組立はレンズホルダ組立の角
形貫通孔１９に案内されて往復可動できるように構成し
たものである。
ズホルダ部材の四角形状の貫通孔１９に精密に嵌合して
摺動可能な外径を持っている。一端部に２個の直角プリ
ズム２５、２６を接着して取付ける直角Ｖ溝２７、２８
が設けられており他端部に図示しないアクチュエータに
係合する駆動部材２９を取付けてある。駆動部材２９に
は図示しないアクチュエータの弾性ピン３１などに係合
する係合溝３０が設けられている。前記プリズムホルダ
部材２４の直角Ｖ溝２７、２８にそれぞれ直角プリズム
２５、２６を接着して取付ける。なお前記レンズホルダ
部材およびプリズムホルダ部材は、プラスチック射出成
形により、またはアルミ軽合金などの精密ダイキャスト
法により製造したものを使用できる。本発明の２×２光
ファイバスイッチ本体は、前記プリズムホルダ組立を前
記レンズホルダ組立の角形貫通孔１９に精密に嵌合さ
せ、かつ、プリズムホルダ組立はレンズホルダ組立の角
形貫通孔１９に案内されて往復可動できるように構成し
たものである。
【００１３】図１ａ乃至図１ｃは、プリズムホルダ組立
が第１と第２，第３と第４のレンズつき光ファイバ組立
を接続した状態で示されている。図１ｂに示されている
ように、第１のレンズつき光ファイバ組立Ａのコリメー
タレンズ２３Ａから出射される平行光束は白の矢印で示
すように、直角プリズム２５の短辺３２→直角プリズム
２５の短辺３３→第２のレンズつき光ファイバ組立Ｂの
コリメータレンズ２３Ｂを経て光ファイバ２１Ｂに入射
される。同様に、第４のレンズつき光ファイバ組立Ｄの
コリメータレンズ２３Ｄから出射される平行光束は黒の
矢印で示すように、直角プリズム２６の短辺３４→直角
プリズム２６の短辺３５→第３のレンズつき光ファイバ
組立Ｃのコリメータレンズ２３Ｃを経て光ファイバ２１
Ｃに入射される。
が第１と第２，第３と第４のレンズつき光ファイバ組立
を接続した状態で示されている。図１ｂに示されている
ように、第１のレンズつき光ファイバ組立Ａのコリメー
タレンズ２３Ａから出射される平行光束は白の矢印で示
すように、直角プリズム２５の短辺３２→直角プリズム
２５の短辺３３→第２のレンズつき光ファイバ組立Ｂの
コリメータレンズ２３Ｂを経て光ファイバ２１Ｂに入射
される。同様に、第４のレンズつき光ファイバ組立Ｄの
コリメータレンズ２３Ｄから出射される平行光束は黒の
矢印で示すように、直角プリズム２６の短辺３４→直角
プリズム２６の短辺３５→第３のレンズつき光ファイバ
組立Ｃのコリメータレンズ２３Ｃを経て光ファイバ２１
Ｃに入射される。
【００１４】図２ａ乃至図２ｃは、プリズムホルダ組立
が第１と第３，第２と第４のレンズつき光ファイバ組立
を接続した状態で示されている。図２ｂに示されている
ように、第１のレンズつき光ファイバ組立Ａのコリメー
タレンズ２３Ａから出射される平行光束は白の矢印で示
すように、第３のレンズつき光ファイバ組立Ｃのコリメ
ータレンズ２３Ｃを経て光ファイバ２１Ｃに入射され
る。同様に、第４のレンズつき光ファイバ組立Ｄのコリ
メータレンズ２３Ｄから出射される平行光束は黒の矢印
で示すように、第２のレンズつき光ファイバ組立Ｂのコ
リメータレンズ２３Ｂを経て光ファイバ２１Ｂに入射さ
せられる。
が第１と第３，第２と第４のレンズつき光ファイバ組立
を接続した状態で示されている。図２ｂに示されている
ように、第１のレンズつき光ファイバ組立Ａのコリメー
タレンズ２３Ａから出射される平行光束は白の矢印で示
すように、第３のレンズつき光ファイバ組立Ｃのコリメ
ータレンズ２３Ｃを経て光ファイバ２１Ｃに入射され
る。同様に、第４のレンズつき光ファイバ組立Ｄのコリ
メータレンズ２３Ｄから出射される平行光束は黒の矢印
で示すように、第２のレンズつき光ファイバ組立Ｂのコ
リメータレンズ２３Ｂを経て光ファイバ２１Ｂに入射さ
せられる。
【００１５】本発明の２×２光ファイバスイッチは、２
個のプリズム２５、２６の長辺３６、３７の方向が縦方
向（Ｙ）になるようにプリズムホルダ部材２４に取付
け、かつ、プリズムホルダ部材２４はレンズつき光ファ
イバレンズ組立ＡとＢ、および光ファイバレンズ組立Ｃ
とＤで形成される面と直角方向（Ｙ）に往復可動するも
のである。したがって、プリズムホルダ組立の前進位置
におけるプリズム２５、２６の中心位置を光ファイバレ
ンズ組立ＡとＢ、および光ファイバレンズ組立ＣとＤの
光軸に一致させなくても挿入損失には影響しない利点を
具備している。
個のプリズム２５、２６の長辺３６、３７の方向が縦方
向（Ｙ）になるようにプリズムホルダ部材２４に取付
け、かつ、プリズムホルダ部材２４はレンズつき光ファ
イバレンズ組立ＡとＢ、および光ファイバレンズ組立Ｃ
とＤで形成される面と直角方向（Ｙ）に往復可動するも
のである。したがって、プリズムホルダ組立の前進位置
におけるプリズム２５、２６の中心位置を光ファイバレ
ンズ組立ＡとＢ、および光ファイバレンズ組立ＣとＤの
光軸に一致させなくても挿入損失には影響しない利点を
具備している。
【００１６】すなわち、コリメータレンズからの出射光
束のモードフィルド直径をω0 とし、プリズムのＹ軸方
向の幅をＬとすれば、プリズムホルダ組立の前進位置に
おけるプリズム２５、２６の中心位置の許容誤差範囲δ
は次の式で計算できる。 δ≦Ｌ−ω0 例えば、直径２ｍｍのコリメータレンズのモードフィル
ド直径ω0 が０．３ｍｍ、直角プリズムのＹ軸方向の幅
Ｌが３ｍｍと仮定すれば、プリズムホルダ組立の前進位
置におけるプリズム２５、２６の中心位置の許容誤差範
囲δは２．７ｍｍであることが判る。前述した従来のコ
リメータレンズとプリズムを使用して構成した２×２光
ファイバスイッチは直角プリズムの前進位置における光
軸ずれが０．０２５ｍｍの場合の挿入損失は約０．３７
ｄＢであったのに比較して、本発明の２×２光ファイバ
スイッチは直角プリズムの前進位置における光軸ずれ
は、挿入損失は２．７ｍｍまではほとんど発生せず、し
たがって繁雑な組立調整作業を必要としない。
束のモードフィルド直径をω0 とし、プリズムのＹ軸方
向の幅をＬとすれば、プリズムホルダ組立の前進位置に
おけるプリズム２５、２６の中心位置の許容誤差範囲δ
は次の式で計算できる。 δ≦Ｌ−ω0 例えば、直径２ｍｍのコリメータレンズのモードフィル
ド直径ω0 が０．３ｍｍ、直角プリズムのＹ軸方向の幅
Ｌが３ｍｍと仮定すれば、プリズムホルダ組立の前進位
置におけるプリズム２５、２６の中心位置の許容誤差範
囲δは２．７ｍｍであることが判る。前述した従来のコ
リメータレンズとプリズムを使用して構成した２×２光
ファイバスイッチは直角プリズムの前進位置における光
軸ずれが０．０２５ｍｍの場合の挿入損失は約０．３７
ｄＢであったのに比較して、本発明の２×２光ファイバ
スイッチは直角プリズムの前進位置における光軸ずれ
は、挿入損失は２．７ｍｍまではほとんど発生せず、し
たがって繁雑な組立調整作業を必要としない。
【００１７】図３ａは、本発明による２×２光ファイバ
スイッチの第２実施例のレンズ付き光ファイバとレンズ
ホルダ部材との関係を示す正面図であってレンズつき光
ファイバ組立てを切断して示してある。図３ｂは、前記
実施例の縦断面図である。レンズホルダ部材３８には、
長手方向（Ｚ）の一端面に光ファイバレンズ組立Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈの整列用Ｖ溝３９，４０をＹ方向に間隔を保
って平行に設けてある。中央部に前記プリズムホルダ組
立を可動できるように嵌合する四角形孔４１を前記整列
用Ｖ溝３９、４０と直交方向（Ｘ）に設けてある。前記
レンズホルダ部材３８の整列用Ｖ溝３９、４０に第１，
第２，第３および第４のレンズつき光ファイバレンズ組
立Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを接着固定してレンズホルダ組立を構
成したものである。
スイッチの第２実施例のレンズ付き光ファイバとレンズ
ホルダ部材との関係を示す正面図であってレンズつき光
ファイバ組立てを切断して示してある。図３ｂは、前記
実施例の縦断面図である。レンズホルダ部材３８には、
長手方向（Ｚ）の一端面に光ファイバレンズ組立Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈの整列用Ｖ溝３９，４０をＹ方向に間隔を保
って平行に設けてある。中央部に前記プリズムホルダ組
立を可動できるように嵌合する四角形孔４１を前記整列
用Ｖ溝３９、４０と直交方向（Ｘ）に設けてある。前記
レンズホルダ部材３８の整列用Ｖ溝３９、４０に第１，
第２，第３および第４のレンズつき光ファイバレンズ組
立Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを接着固定してレンズホルダ組立を構
成したものである。
【００１８】第１のレンズつき光ファイバ組立Ｅは、コ
リメータレンズ２３Ｅに光ファイバ素線２１Ｅおよび被
覆２２Ｅを中心孔に挿入して光ファイバ付きフェルール
２０Ｅを同軸に組み立て構成されている。フェルール２
０Ｅの端面とレンズ２３Ｅの端面は共に光軸Ｚに直角な
面に対して傾斜角度θの傾斜面に成形研磨したものを使
用できる。これは、界面における反射戻り光を少なくす
るためのものである。第２，第３，第４のレンズつき光
ファイバ組立Ｆ，Ｇ，Ｈは同様に構成されている。図示
しないプリズムホルダ組立の構成は前述した実施例と同
じである。前述の実施例と同様にレンズホルダ組立３８
の角形貫通孔４１に精密に嵌合させ、かつ、プリズムホ
ルダ組立はレンズホルダ組立の角形貫通孔４１に案内さ
れて往復可動できるように構成されている。この第２の
実施例の動作は前述の第１の実施例と異ならないから説
明を省略する。以上詳しく説明した実施例につき本発明
の範囲内で種々の変形を施すことができる。例えば、前
記グリンレンズに代えて、凸レンズを用いることもでき
る。
リメータレンズ２３Ｅに光ファイバ素線２１Ｅおよび被
覆２２Ｅを中心孔に挿入して光ファイバ付きフェルール
２０Ｅを同軸に組み立て構成されている。フェルール２
０Ｅの端面とレンズ２３Ｅの端面は共に光軸Ｚに直角な
面に対して傾斜角度θの傾斜面に成形研磨したものを使
用できる。これは、界面における反射戻り光を少なくす
るためのものである。第２，第３，第４のレンズつき光
ファイバ組立Ｆ，Ｇ，Ｈは同様に構成されている。図示
しないプリズムホルダ組立の構成は前述した実施例と同
じである。前述の実施例と同様にレンズホルダ組立３８
の角形貫通孔４１に精密に嵌合させ、かつ、プリズムホ
ルダ組立はレンズホルダ組立の角形貫通孔４１に案内さ
れて往復可動できるように構成されている。この第２の
実施例の動作は前述の第１の実施例と異ならないから説
明を省略する。以上詳しく説明した実施例につき本発明
の範囲内で種々の変形を施すことができる。例えば、前
記グリンレンズに代えて、凸レンズを用いることもでき
る。
【００１９】従来の２×２光ファイバスイッチはプリズ
ムの停止位置の不正確さが挿入損失の原因となってい
た。本発明による２×２光ファイバスイッチは、以上の
ように構成されているから、従来の装置の問題は完全に
解決できた。しかも調節は全く不要となった。
ムの停止位置の不正確さが挿入損失の原因となってい
た。本発明による２×２光ファイバスイッチは、以上の
ように構成されているから、従来の装置の問題は完全に
解決できた。しかも調節は全く不要となった。
【図１ａ】本発明による２×２光ファイバスイッチの実
施例の第１の動作状態で示した平面断面図である。
施例の第１の動作状態で示した平面断面図である。
【図１ｂ】前記実施例の前記動作状態での縦断面図であ
る。
る。
【図１ｃ】前記実施例の前記動作状態での側断面図であ
る。
る。
【図２ａ】前記、実施例の第２の動作状態で示した平面
断面図である。
断面図である。
【図２ｂ】前記実施例の前記動作状態での縦断面図であ
る。
る。
【図２ｃ】前記実施例の前記動作状態での側断面図であ
る。
る。
【図３ａ】本発明による２×２光ファイバスイッチの第
２の実施例のレンズ付き光ファイバとレンズ付き光ファ
イバの関係を示す正面図である。
２の実施例のレンズ付き光ファイバとレンズ付き光ファ
イバの関係を示す正面図である。
【図３ｂ】前記実施例の縦断面図である。
【図４ａ】従来の２×２光ファイバスイッチのレンズ付
き光ファイバとプリズムの第１の関係を示す正面図であ
る。
き光ファイバとプリズムの第１の関係を示す正面図であ
る。
【図４ｂ】従来の２×２光ファイバスイッチのレンズ付
き光ファイバとプリズムの第２の関係を示す正面図であ
る。
き光ファイバとプリズムの第２の関係を示す正面図であ
る。
【図５】従来の２×２光ファイバスイッチのプリズムの
移動位置誤差を説明するための平面図である。
移動位置誤差を説明するための平面図である。
【図６】光軸の偏心に原因する挿入損失を示すグラフで
ある。
ある。
１６ レンズホルダ部材 １７，１８ 平行孔 １９ 貫通孔 ２１，２１Ａ，〜２１Ｈ 光ファイ素線 ２２，２２Ａ，〜２２Ｈ 光ファイバ被覆 ２３，２３Ａ，〜２３Ｈ コリメータレンズ ２４ プリズムホルダ部材 ２５、２６ 直角プリズム ２７，２８ 直角Ｖ溝 ２９ 駆動部材 ３０ 係合溝 ３１ 弾性ピン ３８ レンズホルダ部材 ３９，４０ 整列用Ｖ溝 １００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ レンズつき
光ファイバ組立 １０１ フェルール １０２ 光ファイバ素線 １０３ 被覆 １０４ コリメータレンズ １０５，１０６ 直角プリズム １０７〜１１０ 直角プリズムの短辺 １０８ 反射被膜層 １１１ ホルダプレート １１５ 対称中心線の位置
光ファイバ組立 １０１ フェルール １０２ 光ファイバ素線 １０３ 被覆 １０４ コリメータレンズ １０５，１０６ 直角プリズム １０７〜１１０ 直角プリズムの短辺 １０８ 反射被膜層 １１１ ホルダプレート １１５ 対称中心線の位置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１月２８日（１９９９．１．２
８）
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】各直角プリズム１０５，１０６はホルダプ
レート１１１に保持固定されている。各直角プリズム１
０５，１０６の長辺１１２，１１３が平行、かつ、直角
交点１１８，１１７が対称位置になるように取付けられ
る。なお、ホルダプレート１１１は図示しないソレノイ
ドコイル磁石に係合されている。ここで、光ファイバレ
ンズ組立１００Ａ〜１００Ｄの光軸方向を（Ｚ）とすれ
ば、ホルダプレート１１１はソレノイドコイル磁石の電
流極性の切り換えにより光軸（Ｚ）に直交する（Ｘ）軸
方向に往復動するように構成されている。
レート１１１に保持固定されている。各直角プリズム１
０５，１０６の長辺１１２，１１３が平行、かつ、直角
交点１１８，１１７が対称位置になるように取付けられ
る。なお、ホルダプレート１１１は図示しないソレノイ
ドコイル磁石に係合されている。ここで、光ファイバレ
ンズ組立１００Ａ〜１００Ｄの光軸方向を（Ｚ）とすれ
ば、ホルダプレート１１１はソレノイドコイル磁石の電
流極性の切り換えにより光軸（Ｚ）に直交する（Ｘ）軸
方向に往復動するように構成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】図６は、直径２ｍｍのコリメータレンズを
使用したときの光軸の偏心ｅ2 と挿入損失に関して出願
人の行った実験値である。図６に示すように、光軸から
の偏心ｅ2 が増加するにつれて挿入損失は増加する。例
えばｅ1 が２５μｍの場合、ｅ 2 は５０μｍになり挿入
損失は約０．３７ｄＢになる。この光ファイバレンズ組
立ＡとＢの中心軸１１４の位置と直角プリズムは１０
５，１０６の対称中心位置１１５間のｅ1 の整列誤差を
最小に規制する組立調整技術、直角プリズム１０５，１
０６をホルダプレート１１１に正確に位置決め固定する
組立調整技術などの熟練を要していた。
使用したときの光軸の偏心ｅ2 と挿入損失に関して出願
人の行った実験値である。図６に示すように、光軸から
の偏心ｅ2 が増加するにつれて挿入損失は増加する。例
えばｅ1 が２５μｍの場合、ｅ 2 は５０μｍになり挿入
損失は約０．３７ｄＢになる。この光ファイバレンズ組
立ＡとＢの中心軸１１４の位置と直角プリズムは１０
５，１０６の対称中心位置１１５間のｅ1 の整列誤差を
最小に規制する組立調整技術、直角プリズム１０５，１
０６をホルダプレート１１１に正確に位置決め固定する
組立調整技術などの熟練を要していた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】本発明の２×２光ファイバスイッチは、２
個のプリズム２５、２６の長辺３６、３７の方向が縦方
向（Ｙ）になるようにプリズムホルダ部材２４に取付
け、かつ、プリズムホルダ部材２４はレンズつき光ファ
イバレンズ組立ＡとＢ、および光ファイバレンズ組立Ｃ
とＤで形成される面と直角方向（Ｘ）に往復可動するも
のである。したがって、プリズムホルダ組立の前進位置
におけるプリズム２５、２６の中心位置を光ファイバレ
ンズ組立ＡとＢ、および光ファイバレンズ組立ＣとＤの
光軸に一致させなくても挿入損失には影響しない利点を
具備している。
個のプリズム２５、２６の長辺３６、３７の方向が縦方
向（Ｙ）になるようにプリズムホルダ部材２４に取付
け、かつ、プリズムホルダ部材２４はレンズつき光ファ
イバレンズ組立ＡとＢ、および光ファイバレンズ組立Ｃ
とＤで形成される面と直角方向（Ｘ）に往復可動するも
のである。したがって、プリズムホルダ組立の前進位置
におけるプリズム２５、２６の中心位置を光ファイバレ
ンズ組立ＡとＢ、および光ファイバレンズ組立ＣとＤの
光軸に一致させなくても挿入損失には影響しない利点を
具備している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】すなわち、コリメータレンズからの出射光
束のモードフィールド直径をω0 とし、プリズムのＹ軸
方向の幅をＬとすれば、プリズムホルダ組立の前進位置
におけるプリズム２５、２６の中心位置の許容誤差範囲
δは次の式で計算できる。 δ≦Ｌ−ω0 例えば、直径２ｍｍのコリメータレンズのモードフィー
ルド直径ω0 が０．３ｍｍ、直角プリズムのＹ軸方向の
幅Ｌが３ｍｍと仮定すれば、プリズムホルダ組立の前進
位置におけるプリズム２５、２６の中心位置の許容誤差
範囲δは２．７ｍｍであることが判る。前述した従来の
コリメータレンズとプリズムを使用して構成した２×２
光ファイバスイッチは直角プリズムの前進位置における
光軸ずれが０．０２５ｍｍの場合の挿入損失は約０．３
７ｄＢであったのに比較して、本発明の２×２光ファイ
バスイッチは直角プリズムの前進位置における光軸ずれ
は、挿入損失は２．７ｍｍまではほとんど発生せず、し
たがって繁雑な組立調整作業を必要としない。
束のモードフィールド直径をω0 とし、プリズムのＹ軸
方向の幅をＬとすれば、プリズムホルダ組立の前進位置
におけるプリズム２５、２６の中心位置の許容誤差範囲
δは次の式で計算できる。 δ≦Ｌ−ω0 例えば、直径２ｍｍのコリメータレンズのモードフィー
ルド直径ω0 が０．３ｍｍ、直角プリズムのＹ軸方向の
幅Ｌが３ｍｍと仮定すれば、プリズムホルダ組立の前進
位置におけるプリズム２５、２６の中心位置の許容誤差
範囲δは２．７ｍｍであることが判る。前述した従来の
コリメータレンズとプリズムを使用して構成した２×２
光ファイバスイッチは直角プリズムの前進位置における
光軸ずれが０．０２５ｍｍの場合の挿入損失は約０．３
７ｄＢであったのに比較して、本発明の２×２光ファイ
バスイッチは直角プリズムの前進位置における光軸ずれ
は、挿入損失は２．７ｍｍまではほとんど発生せず、し
たがって繁雑な組立調整作業を必要としない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明による２×２光ファイバスイッチの実
施例の第１の動作状態で示した平面断面図である。
施例の第１の動作状態で示した平面断面図である。
【図１ｂ】前記実施例の前記動作状態での縦断面図であ
る。
る。
【図１ｃ】前記実施例の前記動作状態での側断面図であ
る。
る。
【図２ａ】前記実施例の第２の動作状態で示した平面断
面図である。
面図である。
【図２ｂ】前記実施例の前記動作状態での縦断面図であ
る。
る。
【図２ｃ】前記実施例の前記動作状態での側断面図であ
る。
る。
【図３ａ】本発明による２×２光ファイバスイッチの第
２の実施例のレンズ付き光ファイバとレンズホルダ部材
の関係を示す正面図である。
２の実施例のレンズ付き光ファイバとレンズホルダ部材
の関係を示す正面図である。
【図３ｂ】前記実施例の縦断面図である。
【図４ａ】従来の２×２光ファイバスイッチのレンズ付
き光ファイバとプリズムの第１の関係を示す正面図であ
る。
き光ファイバとプリズムの第１の関係を示す正面図であ
る。
【図４ｂ】従来の２×２光ファイバスイッチのレンズ付
き光ファイバとプリズムの第２の関係を示す正面図であ
る。
き光ファイバとプリズムの第２の関係を示す正面図であ
る。
【図５】従来の２×２光ファイバスイッチのプリズムの
移動位置誤差を説明するための平面図である。
移動位置誤差を説明するための平面図である。
【図６】光軸の偏心に原因する挿入損失を示すグラフで
ある。
ある。
【符号の説明】 １６ レンズホルダ部材 １７，１８ 平行孔 １９ 貫通孔 ２１，２１Ａ，〜２１Ｈ 光ファイ素線 ２２，２２Ａ，〜２２Ｈ 光ファイバ被覆 ２３，２３Ａ，〜２３Ｈ コリメータレンズ ２４ プリズムホルダ部材 ２５、２６ 直角プリズム ２７，２８ 直角Ｖ溝 ２９ 駆動部材 ３０ 係合溝 ３１ 弾性ピン ３８ レンズホルダ部材 ３９，４０ 整列用Ｖ溝 １００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ レンズつき
光ファイバ組立 １０１ フェルール １０２ 光ファイバ素線 １０３ 被覆 １０４ コリメータレンズ １０５，１０６ 直角プリズム １０７〜１１０ 直角プリズムの短辺 １１１ ホルダプレート １１５ 対称中心線の位置
光ファイバ組立 １０１ フェルール １０２ 光ファイバ素線 １０３ 被覆 １０４ コリメータレンズ １０５，１０６ 直角プリズム １０７〜１１０ 直角プリズムの短辺 １１１ ホルダプレート １１５ 対称中心線の位置
Claims (6)
- 【請求項１】 光軸が同一基準平面内で平行になるよう
に配置される第１および第２のレンズつき光ファイバ組
立と、前記第１のレンズつき光ファイバ組立に対向して
間隔を保って同一光軸上に配置される第３のレンズつき
光ファイバ組立と、前記第２のレンズつき光ファイバ組
立に対向して間隔を保って同一光軸上に配置される第４
のレンズつき光ファイバ組立と、前記第１乃至第４のレ
ンズつき光ファイバ組立てを前記位置関係を保って支持
するレンズホルダ部材と、前記第１のレンズつき光ファ
イバ組立を第２のレンズつき光ファイバ組立に光接続す
るために直角プリズムの斜面が前記第１のレンズつき光
ファイバ組立と第２のレンズつき光ファイバ組立に向け
て配置される第１のプリズムと、前記第３のレンズつき
光ファイバ組立を第４のレンズつき光ファイバ組立に光
接続するために直角プリズムの斜面が前記第３のレンズ
つき光ファイバ組立と第４のレンズつき光ファイバ組立
に向けて配置される第２のプリズムと、前記第１および
第２のプリズムを支持して前記接続位置と前記接続位置
から退いた位置間を前記基準平面に直角方向に移動する
ように前記レンズホルダ部材に支持されているプリズム
ホルダ部材と、から構成した２×２光ファイバスイッ
チ。 - 【請求項２】 前記第１および第２の直角プリズムは、
前記プリズムホルダ部材に設けられた２箇所の直角Ｖ溝
にそれぞれ挿入接着されている請求項１記載の２×２光
ファイバスイッチ。 - 【請求項３】 前記レンズホルダ部材およびプリズムホ
ルダ部材は、プラスチック射出成形法、またはアルミ軽
合金などの精密ダイキャスト法により製造されている請
求項１記載の２×２光ファイバスイッチ。 - 【請求項４】 前記レンズホルダの基準平面内に平行に
２本の貫通孔を設けて各レンズつき光ファイバを支持す
るように構成した請求項１記載の２×２光ファイバスイ
ッチ。 - 【請求項５】 前記レンズホルダの基準平面に平行に２
本の整列Ｖ溝を設けて各レンズつき光ファイバを支持す
るように構成した請求項１記載の２×２光ファイバスイ
ッチ。 - 【請求項６】 前記レンズつき光ファイバのコリメータ
レンズはグリンレンズである請求項１記載の２×２光フ
ァイバスイッチ。
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