(57)【要約】【課題】部品を共用一体化することによって小型化，低コスト化を可能とした光スイッチを提供する。【解決手段】入射光の進行方向を他の光ファイバへ向かうように変えるプリズム７と、レンズブロック６とプリズム７との間に出し入れ自在に設けられたスイッチング用のミラー８と、ミラー８を駆動するアクチュエータ９とを備え、入射用及び出射用の光ファイバ１，２，３を器体１０の同一方向、即ち一面側１０ａに配する。これにより、部品の共有化が図れ、レンズブロック６と光ファイバ１，２，３の結合面を一箇所に集約することができ、低コスト化、小型化が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３本の光ファイバが導出された器体と、前記各光ファイバと光結合するように器体内に収納されたスイッチング用の光学ブロックとを具備し、前記光学ブロックは、一面側に前記光ファイバが配置され器体内に併設された複数のコリメートレンズからなるレンズブロックと、前記レンズブロックの他面側において該レンズブロックと離間して配置され前記光ファイバから前記コリメートレンズを通して入射された光の進行方向を他の光ファイバへ向かうように変えるプリズムと、前記レンズブロックとプリズムとの間に出し入れ自在に設けられたスイッチング用のミラーと、前記ミラーを駆動するアクチュエータとを備え、前記各光ファイバが器体の一面側から導出されてなることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記レンズブロックは、前記複数のコリメートレンズが一体成形されてなることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記レンズブロックは、前記各光ファイバそれぞれを保持したフェルールが固着されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記レンズブロックのフェルールとの接合面は、通光する光ビーム軸に対する垂直な面に対してある程度以上の角度をもった面によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記光学ブロックは、前記レンズブロック、プリズム及びアクチュエータを位置決め固定する、器体内に納装される１つの光学基台を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の光ファイバ間の光路の組み合わせを切り替える光スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数本の光ファイバにそれぞれ光結合されたコリメート用のレンズ間にプリズムを出し入れ自在に設け、レンズ間の光路をプリズムの有無によって切り替えるようにした光スイッチが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−０１５０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に示される構成においては、部品コストの大半を占めるコリメート用レンズを複数使用しているため、光スイッチの低コスト化を困難としていた。また、入力出力の光学系を対向して配しているため、光学系を保持するスペース及び光ファイバを封止するスペースが多数個所となり、光スイッチの小型化を困難としていた。
【０００４】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、部品の共用一体化による低コスト化及び小型化を可能とした光スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、少なくとも３本の光ファイバが導出された器体と、前記各光ファイバと光結合するように器体内に収納されたスイッチング用の光学ブロックとを具備し、前記光学ブロックは、一面側に前記光ファイバが配置され器体内に併設された複数のコリメートレンズからなるレンズブロックと、前記レンズブロックの他面側において該レンズブロックと離間して配置され前記光ファイバから前記コリメートレンズを通して入射された光の進行方向を他の光ファイバへ向かうように変えるプリズムと、前記レンズブロックとプリズムとの間に出し入れ自在に設けられたスイッチング用のミラーと、前記ミラーを駆動するアクチュエータとを備え、前記各光ファイバが器体の一面側から導出されてなる光スイッチである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載の光スイッチにおいて、レンズブロックは、複数のコリメートレンズが一体成形されてなるものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の光スイッチにおいて、レンズブロックは、各光ファイバそれぞれを保持したフェルールが固着されてなるものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光スイッチにおいて、レンズブロックのフェルールとの接合面は、通光する光ビーム軸に対する垂直な面に対してある程度以上の角度をもった面によって形成されているものである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光スイッチにおいて、光学ブロックは、レンズブロック、プリズム及びアクチュエータを位置決め固定する、器体内に納装される１つの光学基台を備えているものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、各光ファイバが器体の一面側から導出されるので、従来に比べて小型化が可能となり、しかも、従来のように、光ファイバを封止するスペースが少なくなり、光スイッチの小型化が図れる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、一体成形されたレンズブロックを用いることにより、従来のようにコリメートレンズを個別に構成する場合に比べて光学特性の向上ならびに部品点数の削減を図れて低コスト化が可能になる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、光ファイバとコリメートレンズとの光軸のずれを小さくすることができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、レンズブロックとフェルールとの接合面での反射戻り光によるリターンロスの低減が図れる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、光学ブロックが１つの光学基台に固定されるので、位置決め精度を高めることができ、光学特性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る光スイッチについて図面を参照して説明する。図１、図２において、光スイッチは、３本の光ファイバ１，２，３が器体１０の一面側１０ａから導出された器体１０を備え、器体１０内に、各光ファイバ１，２，３と光結合するように器体１０内に収納されたスイッチング用の光学ブロック５を具備している。光学ブロック５は、一面側に光ファイバ１，２，３が配置され、器体１０内に併設された複数のコリメートレンズＣ１，Ｃ２，Ｃ３が一体成形されてなるレンズブロック６と、このレンズブロック６の他面側においてレンズブロック６と離間して配置され、光ファイバ１，２，３からコリメートレンズ６を通して入射された光の進行方向を他の光ファイバへ向かうように変えるプリズム７と、レンズブロック６とプリズム７との間の光路に出し入れ自在に配置されたスイッチング用のミラー８と、このミラー８を駆動するアクチュエータ９とを備えている。
【００１６】
上記レンズブロック５は、複数のコリメートレンズＣ１，Ｃ２，Ｃ３を並設することによって複数の光軸を有する１つのレンズを形成している。そして、コリメートレンズＣ１，Ｃ２，Ｃ３の各焦点距離は同じであり、各焦点位置に光ファイバ１，２，３と光結合面を有している。プリズム７は、直角プリズムであり、底辺面から入射した光を直角な２面でそれぞれ１回ずつ反射して、光軸を平行移動した状態で、入射光の向きを反対向きとするものである。ミラー８は、アクチュエータ９の駆動アーム９ａの一端に保持されている。アクチュエータ９は、外部からの制御信号を受けて、駆動アーム９ａをシーソー動作させ、それにより、ミラー８を光路に対して出し入れさせ、光の進行方向を切り替える。
【００１７】
各光ファイバ１，２，３は、各光ファイバそれぞれを保持したフェルール１１，１２，１３を介在してレンズブロック６と接合される。このとき、フェルール１１，１２，１３（中心部には光ファイバ１，２，３が通っている）は、光軸が調芯されてレンズブロック６に接着剤により固着される。また、本実施形態では、光ファイバ１，２は、平行であり、光ファイバ３は、光ファイバ１，２に対して所定の角度をもって配置される。各光ファイバ１，２，３は、器体１０の一面側１０ａの側壁に設けた溝に位置決めして導出され、樹脂溜め１０ｂに樹脂が充填されることで封止される。
【００１８】
上記フェルール１１，１２，１３とレンズブロック６との接合面つまり光結合面は、光結合面での反射戻り光によるリターンロス低減のために、通光する光ビーム軸に対する垂直な面に対してある程度以上の角度をもった面によって形成されている。その詳細は、後出の図４において説明する。光学ブロック５は、レンズブロック６及びプリズム７及びアクチュエータ９を位置決め固定する１つのベースプレートとしての光学基台１５を備え、この光学基台１５が器体１０内に納装される。器体１０は、上面が開口した箱形状をしており、その内方に光学基台１５が位置決め固定され、上面からカバー２０が被せられる。
【００１９】
図３、図４は本実施形態に係る光スイッチの動作を説明するものであり、図３（ａ）図４（ａ）は、レンズブロック６とプリズム７との間の光路中にミラー８が無い状態を、図３（ｂ）、図４（ｂ）は、レンズブロック６とプリズム７との間の光路中にミラー８が有る状態を示す。その動作説明の前に、図４を参照して本実施形態による光スイッチのレンズブロック６（コリメートレンズＣ１，Ｃ２，Ｃ３）、ミラー８及びプリズム７の配置構成、並びに、フェルール１１，１２，１３とレンズブロック６との光結合構成の詳細を以下に説明する。
【００２０】
レンズブロック６、ミラー８及びプリズム７配置に関して、プリズム７は、図４（ａ）に示すミラー８の無い状態で、光の進行方向を矢印で示すように、フェルール１２（光ファイバ２）から入射しコリメートレンズＣ２を通った光（入力）の向きを反対向きとし、コリメートレンズＣ１を通ってフェルール１１（光ファイバ１）に出射（出力）させる。一方、図４（ｂ）に示すミラー８の有る状態で、ミラー８は、フェルール１２（光ファイバ２）から入射しコリメートレンズＣ２を通った光（入力）を反射し、コリメートレンズＣ３を通ってフェルール１３（光ファイバ３）に出射（出力）させる。
【００２１】
レンズブロック６の、フェルール１１，１２，１３との光結合面は、上述したように、各光軸に直交する面からそれぞれ傾斜角度を有している。これら傾斜角度は、略５度以上４５度以下が実用上好適であり、本実施形態では、例えば、８度としている。また、フェルール１１とフェルール１２とは平行に配置され、これらに対してフェルール１３は所定の角度をもって配置される。また、フェルール１２及びフェルール１３のレンズブロック６との光結合面Ｐ２，Ｐ３は、同一平面上に位置し、フェルール１１のレンズブロック６との光結合面Ｐ１とは異なる角度姿勢の平面とされている。
【００２２】
上記のように構成された本実施形態の光スイッチの動作を、再び図３、図４を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、ミラー８を光路から脱出させ、ミラー８の無い状態では、フェルール１２から入射しコリメートレンズＣ２を通った入力光は、プリズム７により反射されて向きを反対向きとされ、コリメートレンズＣ１を通ってフェルール１１（光ファイバ１）に出力される。一方、図４（ｂ）に示すように、ミラー８を光路に挿入させて、ミラー８の有る状態では、フェルール１２から入射しコリメートレンズＣ２を通った入力光は、ミラー８により反射され、コリメートレンズＣ３を通ってフェルール１３に出力される。
【００２３】
上述のように本実施形態の光スイッチによれば、各光ファイバ１，２，３が器体１０の一面側１０ａから導出されるので、従来に比べて小型化が可能となる。また、複数のコリメートレンズＣ１，Ｃ２，Ｃ３がレンズブロック６として一体成形されているので、複数のコリメートレンズの相対的な位置精度を高めることができて、光学ブロック５の光学特性を向上させることができる。また、コリメートレンズを個別部品により構成してある場合に比べて部品点数を削減できて組立作業が容易になる。
【００２４】
さらに、レンズブロック６に各光ファイバ１，２，３それぞれを保持したフェルール１１，１２，１３が固着されるので、各光ファイバ１，２，３と各コリメートレンズＣ１，Ｃ２，Ｃ３との光軸のずれを小さくすることができる。なお、フェルール１１，１２，１３として、例えば、光コネクタで適用されているような汎用的なフェルールを用いれば、専用のフェルールを用いる場合に比べて、より一層の低コスト化が可能となる。
【００２５】
また、本実施形態においては、レンズブロック６とフェルール１１，１２，１３との光結合面で反射した光が光ファイバに入光することを妨げ反射減衰量を向上させるために、同光結合面に、通光する光ビーム軸に対してある程度の角度を設けている。光通信に用いる一般的なシングルモードファイバの受光可能角度は最大７度であるので、本実施形態のように、通光する光ビーム軸に対する垂直な面に対して８度の角度を光結合面に設けることによって、反射減衰量を向上することができる。また、同光結合面の接合に、例えば接着剤を塗布してフェルールを固着する場合は、接着剤の硬化収縮の影響による光軸調整のずれを抑制するには、同接合面に設ける空隙を全面に亘って一定とすることが望ましい。
【００２６】
また、レンズブロック６のフェルール１１，１２，１３との接合面に、フェルール端面に設けられた角度と同等の角度を設けることによって、光ファイバ１，２，３の引き出しがコンパクトとなり、小型化が可能となる。
【００２７】
また、レンズブロック６及びプリズム７及びアクチュエータ９を１つの光学基台１５により保持することができて、部品点数の削減による低コスト化を図れ、しかも、レンズブロック６及びプリズム７及びアクチュエータ９を位置決め固定した光学基台１５を器体１０内に納装してあることにより、器体１０内のデットスペースを小さくすることができるとともに、器体１０の外部に光ファイバ１，２，３以外が露出しないような構造とすることができ、占有面積を小さくすることが可能になる。
【００２８】
本発明は、上記実施例の構成に限られることなく、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る光スイッチのカバーを断面したときの平面図、（ｂ）は同光スイッチの正面断面図、（ｃ）は同光スイッチの側面図。
【図２】同光スイッチの分解斜視図。
【図３】（ａ）は同光スイッチのミラーの無い状態の側断面図、（ｂ）は同光スイッチのミラーの有る状態の側断面図。
【図４】（ａ）は同光スイッチのミラーの無い状態での光ビームの経路を示す図、（ｂ）は同光スイッチのミラーの有る状態での光ビームの経路を示す図。
【符号の説明】
【００３０】
１，２，３  光ファイバ
５  光学ブロック
６  レンズブロック
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  コリメートレンズ
７  プリズム
８  ミラー
９  アクチュエータ
１０  器体
１０ａ  器体の一面側
１１，１２，１３  フェルール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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