(57)【要約】反射光学系を用いず、光学部品の調整が容易な光スイッチ及びその光スイッチを用いた光分岐挿入装置を提供する。所定の間隔を隔てて対向して設けられる入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に、共通の可動保持部材２４ａに固定保持された分岐光入射コリメータ装置２２及び挿入光出射コリメータ装置２３を出し入れすることにより、スイッチングを行う。
2003100498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路の途中に設けられ、この光伝送路を通じて送られる光をそのまま伝送する場合と、前記伝送される光を外部に取り出すと同時に外部からの光を前記光伝送路に導入して送る場合とを切り替える光スイッチであって、
前記光伝送路を通じて送られる光を平行光にして出射する入力光出射コリメータ装置と、
前記入力光出射コリメータ装置から出射された平行光を所定距離離れた位置で入射して前記光伝送路に導入して送る出力光入射コリメータ装置と、
前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に退避自在に配置される光切替部とを有し、
前記光切替部は、この光切替部が前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に配置されたときに、前記入力光出射コリメータ装置から出射された平行光を入射して分岐伝送路に導入して外部に送る分岐光入射コリメータ装置と、外部から挿入伝送路を通じて送られる光を平行光にして出射し、前記出力光入射コリメータ装置に入射させて出力伝送路に導入する挿入光出射コリメータ装置とを有することを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記入力光出射コリメータ装置、出力光入射コリメータ装置、分岐光入射コリメータ装置及び挿入光出射コリメータ装置が、光ファイバコリメータ装置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記光切替部は、前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に退避自在に配置される可動保持部材にＶ溝を形成し、このＶ溝に前記分岐光入射コリメータ装置及び挿入光出射コリメータ装置を固定保持したものであることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光スイッチ。
【請求項４】
光伝送路から伝送される波長多重光を各波長の信号光に分離する光分波器と、
前記光分波器で分離された各波長の信号光に対してそれぞれ設けられ、各波長の信号光の光路を、
（ａ）信号光を中継局へ分岐させずにそのまま光伝送路へ通過させる場合、
（ｂ）信号光を中継局へ分岐させると共に、中継局から送信される信号光を光伝送路へ挿入する場合、のいずれかに切り替える光スイッチと、
前記光スイッチにおいて、中継局から挿入された信号光及び中継局へ分岐されずに通過された信号光を合波して波長多重光とする光合波器とを有する光分岐挿入装置であって、
前記光スイッチとして、請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の光スイッチを用いたことを特徴とする光分岐挿入装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、光通信等の分野において、信号光等の光路の変更に用いられる光スイッチ及び光スイッチを用いた光分岐挿入装置に関する。
背景技術
近年、光通信において、波長分割多重方式の開発が進められているが、最近では、２局間の送受信のみではなく、光伝送路の途中で設けられた中継局で、複数の信号光のうちの特定波長の信号光のみを取り出して利用したり、この中継局から別の信号を光伝送路に挿入して送信するための分岐・挿入（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＡＤＭ）機能を有する光通信システムが注目されている。このような光通信システムに利用される光分岐挿入装置としては、特開２０００−１８３８１６号公報に開示されるような装置が知られている。
この光分岐挿入装置は、波長多重光を光伝送路より受信し、これを各波長の信号光に分離する光分波器と、各波長に分離された信号光を再び合波して光伝送路へ伝送する光合波器とを備え、光分波器と光合波器の間に、光分波器で分離された各信号光にそれぞれに対応して、この信号光の光路を次の（ａ），（ｂ）のいずれかに切り替えるための２×２チャンネルの光スイッチを有している。
（ａ）信号光を中継局に分岐させずにそのまま光伝送路へ透過させる。
（ｂ）信号光を中継局に分岐させると共に、中継局から送信される信号光を光伝送路に挿入する。
このような光分岐挿入装置に入力された波長多重光は、まず光分波器で、各波長の信号光に分離される。さらに各波長の信号光に対応して設けられた光スイッチにより各信号光の光路は上記（ａ）又は（ｂ）のいずれかに選択され、中継局で利用する波長の信号光のみが中継局に分岐される。分岐された信号光は中継局において利用され、又、中継局から送信されて光伝送路へ挿入される信号光は光スイッチを経由して光合波器へと送られる。光合波器では、各波長の信号光が再び合波され、波長多重光として光伝送路へ送られる。
このような光分岐挿入装置に使用される２×２チャンネルの光スイッチとしては、従来、特開２０００−２８４３号公報や、米国特許５４３６９８６号公報に開示されるような、プリズムを用いたものが知られている。
第１２図は、従来のプリズムを用いた２×２チャンネルの光スイッチ１００を示している。この光スイッチ１００は、光分波器で分離された信号が入力する入力用光ファイバコリメータ１０と光合波器へ合波のために信号光を送るための出力用光ファイバコリメータ１１とが所定の間隔を隔てて対向して設けられている。一方、入力用光ファイバコリメータ１０に隣接して、信号光を中継局へ分岐するための分岐用光ファイバコリメータ１２が配置され、出力用光ファイバコリメータ１１に隣接して、中継局から信号光を挿入するための挿入用光ファイバコリメータ１３が配置され、この分岐用光ファイバコリメータ１２と挿入用光ファイバコリメータ１３も所定の間隔を隔てて対向するように配置されている。
更に、２個の直角プリズム１４，１５が上記対向する２対のコリメータ間に形成された所定の間隔内に移動可能に配置されている。上述した光路（ａ），（ｂ）の切り替えは、このプリズムの移動によりなされる。すなわち、プリズムが図の実線の位置にある場合には、入力用光ファイバコリメータ１０から出射した光は、これらのプリズムで反射され、分岐用光ファイバコリメータ１２に入射し、かつ挿入用光ファイバコリメータ１３から挿入される光は、同じくこれらのプリズムで反射され、出力用光ファイバコリメータ１１に入射するようになされており、上記（ｂ）の光路が形成されるようになっている。
一方、図の破線に示した退避位置にプリズムがある場合には、入力用光ファイバコリメータ１０から出射した信号光は出力用光ファイバコリメータ１１に入射し、上記（ａ）の光路が形成される。
又、同様の２×２チャンネルの光スイッチとして、プリズムの代わりに、反射鏡を用いた物も知られている（例えば、特開２００１−１３３７０５号公報参照）。これは、出力用光ファイバコリメータと入力用光ファイバコリメータの間に、反射鏡を出入り可能に配置することにより、反射鏡で入射光を反射し、光路を切り替えるものである。
しかしながら、上述したプリズムや反射鏡を用いた光スイッチには次のような問題があった。従来の光スイッチは反射光学系を用いており、中継局への信号光の分岐及び中継局からの信号光の挿入を行う場合、反射の際の損失が避けられない。
又、反射の際、プリズム又は反射鏡により光が直角方向に反射されるが、このように光が斜め方向に反射される場合、光の偏波によって損失が変わるという現象（ＰＤＬ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  Ｌｏｓｓ）が避けられず、このようなＰＤＬが生じると、光通信におけるビットエラーレートが高くなり、結果として光通信の品質が低下するという問題があった。
更には、従来の光スイッチでは、光ファイバコリメータ間の位置調整に加え、光ファイバコリメータに対するプリズム又は反射鏡を精度よく調整する必要がある。特に、プリズムや反射光等の反射光学系を用いる場合には、プリズムやミラーの角度ずれにより、反射される光の軸ずれが大きくなるため、各光学部品のアライメントが難しいという問題があった。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、反射光学系を用いず、アライメントが容易な光スイッチを提供することを目的とする。又、更には、この光スイッチを用いた光分岐挿入装置を提供することを目的とする。
発明の開示
上記課題を解決するための手段として、第１の手段は、
光伝送路の途中に設けられ、この光伝送路を通じて送られる光をそのまま伝送する場合と、前記伝送される光を外部に取り出すと同時に外部からの光を前記光伝送路に導入して送る場合とを切り替える光スイッチであって、
前記光伝送路を通じて送られる光を平行光にして出射する入力光出射コリメータ装置と、
前記入力光出射コリメータ装置から出射された平行光を所定距離離れた位置で入射して前記光伝送路に導入して送る出力光入射コリメータ装置と、
前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に退避自在に配置される光切替部とを有し、
前記光切替部は、この光切替部が前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に配置されたときに、前記入力光出射コリメータ装置から出射された平行光を入射して分岐伝送路に導入して外部に送る分岐光入射コリメータ装置と、外部から挿入伝送路を通じて送られる光を平行光にして出射し、前記出力光入射コリメータ装置に入射させて出力伝送路に導入する挿入光出射コリメータ装置とを有することを特徴とする光スイッチである。
第２の手段は、
前記入力光出射コリメータ装置、出力光入射コリメータ装置、分岐光入射コリメータ装置及び挿入光出射コリメータ装置が、光ファイバコリメータ装置であることを特徴とする第１の手段にかかる光スイッチである。
第３の手段は、
前記光切替部は、前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に退避自在に配置される可動保持部材にＶ溝を形成し、このＶ溝に前記分岐光入射コリメータ装置及び挿入光出射コリメータ装置を固定保持したものであることを特徴とする第１又は第２の手段にかかる光スイッチである。
第４の手段は、
光伝送路から伝送される波長多重光を各波長の信号光に分離する光分波器と、
前記光分波器で分離された各波長の信号光に対してそれぞれ設けられ、各波長の信号光の光路を、
（ａ）信号光を中継局へ分岐させずにそのまま光伝送路へ通過させる場合、
（ｂ）信号光を中継局へ分岐させると共に、中継局から送信される信号光を光伝送路へ挿入する場合、のいずれかに切り替える光スイッチと、
前記光スイッチにおいて、中継局から挿入された信号光及び中継局へ分岐されずに通過された信号光を合波して波長多重光とする光合波器とを有する光分岐挿入装置であって、
前記光スイッチとして、第１ないし第３のいずれかの手段にかかる光スイッチを用いたことを特徴とする光分岐挿入装置である。
発明を実施するための最良の形態
第１図は本実施の形態にかかる光スイッチ２００の構成を示す平面図、第２図は光切替部２４の一例を示す斜視図、第３図は入力光出射コリメータ装置２０の具体的構成を示す図、第４図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を示す斜視図、第５図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を示す平面図、第６図は第５図に示される光スイッチの変形例を示す斜視図、第７図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの他の具体的構成を示す斜視図、第８図は第７図に示される光スイッチの平面図、第９図および第１０図は第７図および第８図に示される光スイッチの説明図、第１１図は本発明の実施の形態にかかる光分岐挿入装置の構成を示す図である。以下、これらの図を参照にしながら実施の形態にかかる光スイッチ及び光分岐挿入装置を説明する。
第１図に示されるように、本実施の形態の光スイッチは、光ファイバ等で構成される上流側の光伝送路２０ａによって送られる光を平行光にして出射する入力光出射コリメータ装置２０と、この入力光出射コリメータ装置２０から出射された平行光を所定距離離れた位置で入射して光ファイバ等で構成される下流側の光伝送路２１ａに導入して送る出力光入射コリメータ装置２１とを有し、上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に光切替部２４が退避自在に配置されている。
上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１とは、互いに光軸を共通にしてその出射端面と入射端面とが互いに相対向するように配置されている。したがって、光切替部２４がこれらの間から退避されているときには、上記入力光出射コリメータ装置２０から出射した光がそのまま出力光入射コリメータ装置２１に入射して伝送されるようになっている。
上記光切替部２４は、可動保持部材２４ａに、分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とが取り付けられたものである。分岐光入射コリメータ装置２２は、光切替部２４が上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に配置されたときに、上記入力光出射コリメータ装置２０から出射された平行光を入射して分岐伝送路２２ａに導入して外部に送る。また、挿入光出射コリメータ装置２３は、光切替部２４が上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に配置されたときに、外部から挿入伝送路２３ａを通じて送られる光を平行光にして出射し、上記出力光入射コリメータ装置２１に入射させて下流側の光伝送路２１ａに導入する。
上記入力光出射コリメータ装置２０、出力光入射コリメータ装置２１、分岐光入射コリメータ装置２２及び挿入光出射コリメータ装置２３として、ここでは、いわゆる光ファイバコリメータを用いている。この光ファイバコリメータは、例えば、精度高く研磨された円筒状の管内に、互いに光軸を共通にして光伝送路たる光ファイバの光出射端もしくは入射端、この光出射端もしくは入射端を通じて出射もしくは入射する光を平行光にもしくは収束光にするコリメートレンズが設けられたものである。コリメートレンズには、凸レンズ、非球面レンズ、屈折率分布型ロッドレンズ、などを用いることができる。レンズとファイバは、共通のガラス管もしくはステンレス管内において、接着剤で保持固定されてもよいし、レンズにファイバを融着固定してもよい。いずれもレンズとファイバの間には接着剤が存在せず、オプティカルフリーとなっており、ハイパワーにも対応することができる。
第３図は入力光出射コリメータ装置２０の具体的構成を示す図である。この入力光出射コリメータ装置２０は、非球面レンズ２００ｃに光ファイバ２０ａの光出射端を融着固定し、光ファイバ２０ａの出射端部に保持具２０ｂを被せ、ステンレス管２００ａ内にて接着剤で固定したものである。
また、光ファイバコリメータの別の例としては、コリメートレンズである屈折率分布型レンズとほぼ同じ径を有する筒状の保持具に挿入されて端面が斜めに形成された光ファイバと、同じく端面が斜めに形成されたロッド状の屈折率分布型レンズの斜め端面とを対向させ、これらをガラスチューブやステンレス等の筒状の部材に挿入して、接着剤で固定したものを用いることができる。また、光出射端もしくは入射端に特定長のコアレスファイバが存在するファイバを用いたコリメータを使用することもできる。このコリメータは出射およびまたは入射角度が小さく、反射損失が小さいという特徴を持っている。このようなコリメータとしては、例えば、Ｌｉｇｈｔｐａｔｈ社から市販されているものがある（１．６ｍｍφ、７ｍｍ長）。
上記光切替部２４は、例えば、第２図に示すように、可動保持部材２４ａに形成されたＶ溝２４ｂに、それぞれの光入射もしくは出射端面が外方に向くように分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とを配置し、光軸が共通になるようにして固定・保持される。可動保持部材２４ａは、後述する駆動機構により、入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１の間に形成された間隔へ移動可能に形成されており、次の（Ａ）及び（Ｂ）の位置が切り替えられるようになっている。
（Ａ）入力光出射コリメータ装置２０と、可動保持部材２４ａ上に固定されている分岐光入射コリメータ装置２２とが対向して配置され、かつ、可動保持部材２４ａ上に固定されている挿入光出射コリメータ装置２３と、出力光入射コリメータ装置２１とが対向して配置される配置関係となるように、挿入光出射コリメータ装置２３と分岐光入射コリメータ装置２２とを、入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に形成される間隔内に配置する第１の位置（図の実線で示す位置、以下分岐挿入位置とする。）。
（Ｂ）挿入光出射コリメータ装置２３と分岐光入射コリメータ装置２２とを、入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に形成される間隔の外へと退避させ、入力光出射コリメータ装置２０から入射された光が、出力光入射コリメータ装置２１に入射するのを妨げない第２の位置（図の点線で示す位置、以下退避位置とする。）。
上記（Ａ）の場合には、入力光出射コリメータ装置２０から出射される光は、分岐光入射コリメータ装置２２に入射されると共に、挿入光出射コリメータ装置２３から出射される光が出力光入射コリメータ装置２１に入射する。即ち、上流側の光伝送路２０ａから送られる光を分岐伝送路２２ａに導入すると共に、挿入伝送路２３ａから送られる光を下流側の光伝送路２１ａに導入する状態（以下、状態（ｉｉ）という）となる。
上記（Ｂ）の場合には、入力光出射コリメータ装置２０から出射される光は、出力光入射コリメータ装置２１にそのまま入射する。即ち、上流側の光伝送路２０ａを伝送する光がそのまま下流側の光伝送路２１ａに導入される状態（以下、状態（ｉ）という）となる。
以上のように、可動保持部材２４ａの位置として上記（Ａ）の分岐挿入位置又は（Ｂ）の待避位置のいずれかを選択することにより、上流側の光伝送路２０ａを通じて送られて入力光出射コリメータ装置２０から出射される光の光路の切り替えが行なわれる。
また、上述のように、可動保持部材２４ａの退避位置は、上記入力光出射コリメータ装置２０から出力光入射コリメータ装置２１への光路をさえぎらない位置であればよいが、退避位置における挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２の光軸を、上記入力光出射コリメータ装置２０及び出力光入射コリメータ装置２１の光軸と平行になるようにし、かつ、入力光出射コリメータ装置２０と分岐光入射コリメータ装置の入出力端が対向し、出力光入射コリメータ装置２１と挿入光出射コリメータ装置２３の入出力端が対向するような向きにしておけば、可動保持部材２４ａの単純な平行移動で、スイッチングが行えるため好ましい。このように平行移動をする場合には、可動保持部材２４ａの基板面に対し、垂直な方向（上下移動）、平行な方向（横移動）、回転方向のいずれもが可能である。
上記例では、分岐光入射コリメータ装置２２及び挿入光出射コリメータ装置２３を、可動保持部材２４ａのＶ溝上に固定するようにしたが、上記入力光出射コリメータ装置２０及び出力光入射コリメータ装置２１も、溝の軸を共通にするＶ溝にそれぞれ固定するようにすればこれらの光軸合わせが更に容易になる。これにより、可動保持部材２４ａの移動及び位置合わせのみで、挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２を入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に形成される所定の間隔内の所定位置に出し入れすることができ、上記状態（ｉ）と状態（ｉｉ）のスイッチングを行うことが可能となる。
可動保持部材２４ａは、挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２を所定の位置関係で固定できるものであれば、形状、材質は問わないが、基板状の物を用いると取り扱いは容易になる。材料としては、ガラス、アルミニウムなどの金属、シリコン、樹脂などを用いることができる。また、上述したように、可動保持部材２４ａがＶ溝を有することで、固定される挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２の位置調整が容易になる。このＶ溝は、基板への研削加工、又は、基板がガラスの場合には、プレス成型により型の形状を転写して形成することが可能である。
なお、部品の固定には、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、ハンダ、溶接などを適宜用いることができる。
以上説明したように、本実施の形態の光スイッチは、可動保持部材２４ａを移動することにより、可動保持部材２４ａに固定された分岐光入射コリメータ装置２２及び挿入光出射コリメータ装置２３を移動して、スイッチングを行うもので、反射光学系を全く用いないため、反射による損失及びＰＤＬの問題が全く生じない。又、プリズムや反射鏡が不要なため部品点数を少なくでき、低コスト化が可能である。更には、各光ファイバコリメータ間の位置調整のみすればよく、直線状の配置のみ用いることが可能で、部品間の位置調整が非常に容易である。
次に、第４図および第５図を参照にしながら本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を説明する。これらの図において、符号２は略コの字状をなした基台である。この基台２は、相対向して設けられた２つの取付板部２ａおよび２ｂを有し、これらにそれぞれ入力光出射コリメータ装置２０および出力光入射コリメータ装置２１が固定されている。また、この基台２内に移動自在に配置された略コの字状の可動台２ｃが設けられている。この可動台２ｃに、挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２が光軸を共通にして取り付けられて光切替部２４が構成されている。この可動台２ｃは、レール２ｄにスライド可能に取り付けられたスライダー２ｅ上に固定されている。レール２ｄは、上記入力光出射コリメータ装置２０及び出力光入射コリメータ装置２１の光軸と直行する方向にスライダー２ｅを移動可能に敷設されている。スライダー２ｅの可動範囲は、ストッパ２ｇ，２ｆによって規制される。スライダー２ｅは、可動台２ｃに挿入固定された駆動軸２ｈをリニアアクチュエータ２ｉによって駆動することによって移動できるようになっている。これによって、上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に光切替部２４が退避自在に配置されるようになっている。
なお、第６図に示したように、略コの字状の可動台２ｃのかわりに、Ｖ溝に分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とを配置固定した可動台２ｊを用いてよい。
次に、第７図乃至第１０図を参照にしながら本発明の実施の形態にかかる光スイッチの他の具体例を説明する。この例は、回転軸２ｍに基端部が取り付けられた２つのレバー状のコリメータホルダ２ｋの先端部の取付孔２ｋ１にそれぞれ分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とを挿入固定し、上記回転軸２ｍを回転軸にしてコリメータホルダ２ｋを回転駆動することにより、略コの字状の基台２の対向取り付け板部にそれぞれ固定された入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に光切替部２４が退避自在に配置されるようにしたものである。
回転軸２ｍは、２つの軸受部材２ｎのＶ溝状軸受部に両端部が配置されて、押さえ金具２ｐをねじ２ｑによって固定することによって、軸受部材２ｎに回転自在に支持される。回転範囲の規制は回転軸２ｍの中央部に固定された略くの字状のストッパ２ｌ（エル）によって行う。回転駆動は、ソレノイド２ｒの駆動ピン２ｒ１を上記コリメータホルダ２ｋの基端部の上部に設けた切欠部２ｋ２に嵌めて、この駆動ピン２ｒ１を略水平方向に駆動することによって行う。すなわち、第１０図に示されるように、駆動ピン２ｒ１を図中左右に移動すると、コリメータホルダ２ｋが回転軸２ｍを中心に回転し、これにより、コリメータホルダ２ｋの先端部に取り付けられた分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とが上下移動する。この移動範囲はストッパ２ｌによって規制されるので、ストッパ２１の形状を適宜選定することにより、分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とからなる光切替部２４を、退避位置と挿入分岐位置とに自在に移動させることができる。
なお、上記回転軸２ｍの支持方法としては、上述のように、軸受部材２ｎに設けたＶ溝と押さえ金具２ｐとによる保持の他に、ベアリングを用いることもできる。この場合、Ｖ溝のかわりに、軸受部材２ｎに円形孔をあけ、そこにベアリング（例えば、ＮＳＫ社製、外径４ｍｍ、内径２ｍｍ）を２つ組み込む。その２つのベアリングに対し、ストッパが内側に、コリメータホルダが外側に配置するように、それぞれの挿入孔に回転軸を通し、固定することで、挿入および退避自在な光切替部２４が得られる。
なお、光切替部２４の駆動機構としては、上記の駆動機構のほかにも通常用いられる移動機構を適宜用いることができる。例えば、マイクロモータやリニアアクチュエータを用いることもできる。
さらに、可動保持部材に磁性体を設置し、外部に設置された磁石が発生する磁力により、磁性体を移動させる方法を用いることができる。この場合、可動固定部材自身を磁性体材料で形成しても良い。
他の方法としては、ボールねじなどを用いて、可動固定部材を上記分岐挿入位置と退避位置間で移動させる方法などがある。
また、駆動機構にソレノイドを用い、位置決め用ストッパをマグネットにするなどにより常時通電を要しないラッチング形（自己保持形）の光スイッチが可能となり、また、ストッパが接触する際の、チャタリングの発生を抑制することができる。
また、部材の一部を制振合金にすることで、ストッパがベースに接触する際の、チャタリングの発生を抑制することができる。例えば、ベースに対し、制振合金（セイシン社製、５×５ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を組み込み、固定することで得ることができる。このように、部材は、ストッパが接触するベース部分に組み込んでもよいし、可動保持部材を位置決めするストッパに用いてもよい。
また、入力光出射コリメータ装置２０等として用いられる光ファイバコリメータとして、レンズやファイバ等が、ガラスやステンレス等の筒状の部材に挿入され、接着剤で固定されたものを用いることにより、共通の位置決め用部材に予め形成されたＶ溝上にこれらを固定すれば、光軸合わせが容易である。
次に、本実施の形態の光スイッチを用いた光分岐挿入装置について説明する。第１１図は本実施の形態の光スイッチを用いた光分岐挿入装置３００を示す模式図である。本実施の形態の光分岐挿入装置３００は、光伝送路３１から伝送される波長多重光を各波長の信号光に分離する光分波器３３と、各波長に分離された信号光を合波して、再び伝送路３２へ送る光合波器３４とを有し、これらの間に、各波長の信号光に対応するように、本発明の２×２チャンネルの光スイッチ２００を複数備えている。
この光スイッチは、上述したように、分離された信号光をそのまま光合波器３４側に透過するか（状態（ｉ））、或いは、分離された信号光を中継局の受信機３７に分岐すると共に、中継局の送信器３６より送信された信号光を光合波器３４側へ挿入するか（状態（ｉｉ））を選択する機能を有している。光分波器３３としては、波長多重光を各波長の光に分離する機能を有する物であればよい。例えば、特開平１１−３３７７６５号公報に開示されているような、特定の波長帯域の光のみを透過し、他の波長の光を反射する波長選択フィルターを複数備え、光伝送路３１から入力される波長多重光を、透過波長が異なる波長選択フィルターを順次通過させることにより、各波長に分離する装置が挙げられる。
波長選択フィルターとしては、基板上に誘電体多層膜を形成したフィルターや、光ファイバ内に回折格子を形成した光ファイバグレーティング等を用いることができる。その他の光分波器３３としては、特許第２５９９７８６号公報に記載されているような、基板上に光路長の異なる複数の光導波路を形成して、波長多重光を各波長に分離するアレイ光導波路回折格子が使用できる。
又、光合波器３４としては、上述した光分波器と同様のものが使用できる。光分波器３３で分離された各波長の信号光は、それぞれの信号光に対応して設けられた本発明の光スイッチ２００に導かれ、ここで光スイッチ２００の選択状態により、中継局に分岐されるか、そのまま透過されるかのいずれかの光路を取る。そのまま透過した光は、光合波器３４にて、他の波長の信号光に合波される。中継局に分岐された光は、中継局の受信器３７により受信され利用される。又、中継局の送信器３６から送信された信号光は、光スイッチ２００を経由して、光合波器３４で他の波長の信号光と共に合波され、光伝送路３２に送られる。以上のようにして、波長多重光の分岐・挿入が行われる。
本実施の形態の光分岐挿入装置３００は、本発明の反射光学系を用いない光スイッチを用いているため、反射による損失及びＰＤＬの問題が全くなく、高品質な光通信を行うことが可能である。又、使用する本発明の光スイッチは、部品点数を少なくでき、更には、部品間の位置調整が非常に容易であるため低コスト化が可能で、結果として光分岐挿入装置全体の低コスト化が可能である。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明によれば、反射光学系を用いる必要がないため、損失が小さく高品質な光通信が可能で、アライメントが容易な光スイッチを得ることができる。又、この光スイッチを用いた高品質な光通信が可能な光分岐挿入装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本実施の形態にかかる光スイッチ２００の構成を示す平面図である。
第２図は光切替部２４の一例を示す斜視図である。
第３図は入力光出射コリメータ装置２０の具体的構成を示す図である。
第４図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を示す斜視図である。
第５図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を示す平面図である。
第６図は第５図に示される光スイッチの変形例を示す斜視図である。
第７図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの他の具体的構成を示す斜視図である。
第８図は第７図に示される光スイッチの平面図である。
第９図は第７図および第８図に示される光スイッチの説明図である。
第１０図は第７図および第８図に示される光スイッチの説明図である。
第１１図は本発明の実施の形態にかかる光分岐挿入装置の構成を示す図である。
第１２図は従来の２×２チャンネル光スイッチを示す図である。
１０，２０  入力光出射コリメータ装置
１１，２１  出力光入射コリメータ装置
１２，２２  分岐光入射コリメータ装置
１３，２３  挿入光出射コリメータ装置
１４，１５  プリズム
２４  光切替部
２４ｂ  Ｖ溝
３１，３２  光伝送路
３３  光分波器
３４  光合波器
３６  送信器
３７  受信器
１００，２００  光スイッチ
３００  光分岐挿入装置
【図１】
2003100498.tif 000003
【図２】
2003100498.tif 000004
【図３】
2003100498.tif 000005
【図４】
2003100498.tif 000006
【図５】
2003100498.tif 000007
【図６】
2003100498.tif 000008
【図７】
2003100498.tif 000009
【図８】
2003100498.tif 000010
【図９】
2003100498.tif 000011
【図１０】
2003100498.tif 000012
【図１１】
2003100498.tif 000013
【図１２】
2003100498.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月22日(2004.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路の途中に設けられ、この光伝送路を通じて送られる光をそのまま伝送する場合と、前記伝送される光を外部に取り出すと同時に外部からの光を前記光伝送路に導入して送る場合とを切り替える光スイッチであって、
前記光伝送路を通じて送られる光を平行光にして出射する入力光出射コリメータ装置と、
前記入力光出射コリメータ装置から出射された平行光を所定距離離れた位置で入射して前記光伝送路に導入して送る出力光入射コリメータ装置と、
前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に退避自在に配置される光切替部とを有し、
前記光切替部は、この光切替部が前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に配置されたときに、前記入力光出射コリメータ装置から出射された平行光を入射して分岐伝送路に導入して外部に送る分岐光入射コリメータ装置と、外部から挿入伝送路を通じて送られる光を平行光にして出射し、前記出力光入射コリメータ装置に入射させて出力伝送路に導入する挿入光出射コリメータ装置とを有することを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記入力光出射コリメータ装置、出力光入射コリメータ装置、分岐光入射コリメータ装置及び挿入光出射コリメータ装置が、光ファイバコリメータ装置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記光切替部は、前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に退避自在に配置される可動保持部材にＶ溝を形成し、このＶ溝に前記分岐光入射コリメータ装置及び挿入光出射コリメータ装置を固定保持したものであることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光スイッチ。
【請求項４】
光伝送路から伝送される波長多重光を各波長の信号光に分離する光分波器と、
前記光分波器で分離された各波長の信号光に対してそれぞれ設けられ、各波長の信号光の光路を、
（ａ）信号光を中継局へ分岐させずにそのまま光伝送路へ通過させる場合、
（ｂ）信号光を中継局へ分岐させると共に、中継局から送信される信号光を光伝送路へ挿入する場合、のいずれかに切り替える光スイッチと、
前記光スイッチにおいて、中継局から挿入された信号光及び中継局へ分岐されずに通過された信号光を合波して波長多重光とする光合波器とを有する光分岐挿入装置であって、
前記光スイッチとして、請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の光スイッチを用いたことを特徴とする光分岐挿入装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信等の分野において、信号光等の光路の変更に用いられる光スイッチ及び光スイッチを用いた光分岐挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信において、波長分割多重方式の開発が進められているが、最近では、２局間の送受信のみではなく、光伝送路の途中で設けられた中継局で、複数の信号光のうちの特定波長の信号光のみを取り出して利用したり、この中継局から別の信号を光伝送路に挿入して送信するための分岐・挿入（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＡＤＭ)機能を有する光通信システムが注目されている。このような光通信システムに利用される光分岐挿入装置としては、特開２０００−１８３８１６号公報に開示されるような装置が知られている。
【０００３】
この光分岐挿入装置は、波長多重光を光伝送路より受信し、これを各波長の信号光に分離する光分波器と、各波長に分離された信号光を再び合波して光伝送路へ伝送する光合波器とを備え、光分波器と光合波器の間に、光分波器で分離された各信号光にそれぞれに対応して、この信号光の光路を次の（ａ），（ｂ）のいずれかに切り替えるための２×２チャンネルの光スイッチを有している。
（ａ）信号光を中継局に分岐させずにそのまま光伝送路へ透過させる。
（ｂ）信号光を中継局に分岐させると共に、中継局から送信される信号光を光伝送路に挿入する。
【０００４】
このような光分岐挿入装置に入力された波長多重光は、まず光分波器で、各波長の信号光に分離される。さらに各波長の信号光に対応して設けられた光スイッチにより各信号光の光路は上記（ａ）又は（ｂ）のいずれかに選択され、中継局で利用する波長の信号光のみが中継局に分岐される。分岐された信号光は中継局において利用され、又、中継局から送信されて光伝送路へ挿入される信号光は光スイッチを経由して光合波器へと送られる。光合波器では、各波長の信号光が再び合波され、波長多重光として光伝送路へ送られる。
【０００５】
このような光分岐挿入装置に使用される２×２チャンネルの光スイッチとしては、従来、特開２０００−２８４３号公報や、米国特許５４３６９８６号公報に開示されるような、プリズムを用いたものが知られている。
【０００６】
第１２図は、従来のプリズムを用いた２×２チャンネルの光スイッチ１００を示している。この光スイッチ１００は、光分波器で分離された信号が入力する入力用光ファイバコリメータ１０と光合波器へ合波のために信号光を送るための出力用光ファイバコリメータ１１とが所定の間隔を隔てて対向して設けられている。一方、入力用光ファイバコリメータ１０に隣接して、信号光を中継局へ分岐するための分岐用光ファイバコリメータ１２が配置され、出力用光ファイバコリメータ１１に隣接して、中継局から信号光を挿入するための挿入用光ファイバコリメータ１３が配置され、この分岐用光ファイバコリメータ１２と挿入用光ファイバコリメータ１３も所定の間隔を隔てて対向するように配置されている。
【０００７】
更に、２個の直角プリズム１４，１５が上記対向する２対のコリメータ間に形成された所定の間隔内に移動可能に配置されている。上述した光路（ａ），（ｂ）の切り替えは、このプリズムの移動によりなされる。すなわち、プリズムが図の実線の位置にある場合には、入力用光ファイバコリメータ１０から出射した光は、これらのプリズムで反射され、分岐用光ファイバコリメータ１２に入射し、かつ挿入用光ファイバコリメータ１３から挿入される光は、同じくこれらのプリズムで反射され、出力用光ファイバコリメータ１１に入射するようになされており、上記（ｂ）の光路が形成されるようになっている。
【０００８】
一方、図の破線に示した退避位置にプリズムがある場合には、入力用光ファイバコリメータ１０から出射した信号光は出力用光ファイバコリメータ１１に入射し、上記（ａ）の光路が形成される。
【０００９】
又、同様の２×２チャンネルの光スイッチとして、プリズムの代わりに、反射鏡を用いた物も知られている（例えば、特開２００１−１３３７０５号公報参照）。これは、出力用光ファイバコリメータと入力用光ファイバコリメータの間に、反射鏡を出入り可能に配置することにより、反射鏡で入射光を反射し、光路を切り替えるものである。
【００１０】
しかしながら、上述したプリズムや反射鏡を用いた光スイッチには次のような問題があった。従来の光スイッチは反射光学系を用いており、中継局への信号光の分岐及び中継局からの信号光の挿入を行う場合、反射の際の損失が避けられない。
【００１１】
又、反射の際、プリズム又は反射鏡により光が直角方向に反射されるが、このように光が斜め方向に反射される場合、光の偏波によって損失が変わるという現象（ＰＤＬ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  Ｌｏｓｓ）が避けられず、このようなＰＤＬが生じると、光通信におけるビットエラーレートが高くなり、結果として光通信の品質が低下するという問題があった。
【００１２】
更には、従来の光スイッチでは、光ファイバコリメータ間の位置調整に加え、光ファイバコリメータに対するプリズム又は反射鏡を精度よく調整する必要がある。特に、プリズムや反射光等の反射光学系を用いる場合には、プリズムやミラーの角度ずれにより、反射される光の軸ずれが大きくなるため、各光学部品のアライメントが難しいという問題があった。
【００１３】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、反射光学系を用いず、アライメントが容易な光スイッチを提供することを目的とする。又、更には、この光スイッチを用いた光分岐挿入装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記課題を解決するための手段として、第１の手段は、
光伝送路の途中に設けられ、この光伝送路を通じて送られる光をそのまま伝送する場合と、前記伝送される光を外部に取り出すと同時に外部からの光を前記光伝送路に導入して送る場合とを切り替える光スイッチであって、
前記光伝送路を通じて送られる光を平行光にして出射する入力光出射コリメータ装置と、
前記入力光出射コリメータ装置から出射された平行光を所定距離離れた位置で入射して前記光伝送路に導入して送る出力光入射コリメータ装置と、
前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に退避自在に配置される光切替部とを有し、
前記光切替部は、この光切替部が前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に配置されたときに、前記入力光出射コリメータ装置から出射された平行光を入射して分岐伝送路に導入して外部に送る分岐光入射コリメータ装置と、外部から挿入伝送路を通じて送られる光を平行光にして出射し、前記出力光入射コリメータ装置に入射させて出力伝送路に導入する挿入光出射コリメータ装置とを有することを特徴とする光スイッチである。
【００１５】
第２の手段は、
前記入力光出射コリメータ装置、出力光入射コリメータ装置、分岐光入射コリメータ装置及び挿入光出射コリメータ装置が、光ファイバコリメータ装置であることを特徴とする第１の手段にかかる光スイッチである。
【００１６】
第３の手段は、
前記光切替部は、前記入力光出射コリメータ装置と出力光入射コリメータ装置との間に退避自在に配置される可動保持部材にＶ溝を形成し、このＶ溝に前記分岐光入射コリメータ装置及び挿入光出射コリメータ装置を固定保持したものであることを特徴とする第１又は第２の手段にかかる光スイッチである。
【００１７】
第４の手段は、
光伝送路から伝送される波長多重光を各波長の信号光に分離する光分波器と、
前記光分波器で分離された各波長の信号光に対してそれぞれ設けられ、各波長の信号光の光路を、
（ａ）信号光を中継局へ分岐させずにそのまま光伝送路へ通過させる場合、
（ｂ）信号光を中継局へ分岐させると共に、中継局から送信される信号光を光伝送路へ挿入する場合、のいずれかに切り替える光スイッチと、
前記光スイッチにおいて、中継局から挿入された信号光及び中継局へ分岐されずに通過された信号光を合波して波長多重光とする光合波器とを有する光分岐挿入装置であって、
前記光スイッチとして、第１ないし第３のいずれかの手段にかかる光スイッチを用いたことを特徴とする光分岐挿入装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１図は本実施の形態にかかる光スイッチ２００の構成を示す平面図、第２図は光切替部２４の一例を示す斜視図、第３図は入力光出射コリメータ装置２０の具体的構成を示す図、第４図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を示す斜視図、第５図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を示す平面図、第６図は第５図に示される光スイッチの変形例を示す斜視図、第７図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの他の具体的構成を示す斜視図、第８図は第７図に示される光スイッチの平面図、第９図および第１０図は第７図および第８図に示される光スイッチの説明図、第１１図は本発明の実施の形態にかかる光分岐挿入装置の構成を示す図である。以下、これらの図を参照にしながら実施の形態にかかる光スイッチ及び光分岐挿入装置を説明する。
【００１９】
第１図に示されるように、本実施の形態の光スイッチは、光ファイバ等で構成される上流側の光伝送路２０ａによって送られる光を平行光にして出射する入力光出射コリメータ装置２０と、この入力光出射コリメータ装置２０から出射された平行光を所定距離離れた位置で入射して光ファイバ等で構成される下流側の光伝送路２１ａに導入して送る出力光入射コリメータ装置２１とを有し、上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に光切替部２４が退避自在に配置されている。
【００２０】
上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１とは、互いに光軸を共通にしてその出射端面と入射端面とが互いに相対向するように配置されている。したがって、光切替部２４がこれらの間から退避されているときには、上記入力光出射コリメータ装置２０から出射した光がそのまま出力光入射コリメータ装置２１に入射して伝送されるようになっている。
【００２１】
上記光切替部２４は、可動保持部材２４ａに、分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とが取り付けられたものである。分岐光入射コリメータ装置２２は、光切替部２４が上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に配置されたときに、上記入力光出射コリメータ装置２０から出射された平行光を入射して分岐伝送路２２ａに導入して外部に送る。また、挿入光出射コリメータ装置２３は、光切替部２４が上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に配置されたときに、外部から挿入伝送路２３ａを通じて送られる光を平行光にして出射し、上記出力光入射コリメータ装置２１に入射させて下流側の光伝送路２１ａに導入する。
【００２２】
上記入力光出射コリメータ装置２０、出力光入射コリメータ装置２１、分岐光入射コリメータ装置２２及び挿入光出射コリメータ装置２３として、ここでは、いわゆる光ファイバコリメータを用いている。この光ファイバコリメータは、例えば、精度高く研磨された円筒状の管内に、互いに光軸を共通にして光伝送路たる光ファイバの光出射端もしくは入射端、この光出射端もしくは入射端を通じて出射もしくは入射する光を平行光にもしくは収束光にするコリメートレンズが設けられたものである。コリメートレンズには、凸レンズ、非球面レンズ、屈折率分布型ロッドレンズ、などを用いることができる。レンズとファイバは、共通のガラス管もしくはステンレス管内において、接着剤で保持固定されてもよいし、レンズにファイバを融着固定してもよい。いずれもレンズとファイバの間には接着剤が存在せず、オプティカルフリーとなっており、ハイパワーにも対応することができる。
【００２３】
第３図は入力光出射コリメータ装置２０の具体的構成を示す図である。
この入力光出射コリメータ装置２０は、非球面レンズ２００ｃに光ファイバ２０ａの光出射端を融着固定し、光ファイバ２０ａの出射端部に保持具２０ｂを被せ、ステンレス管２００ａ内にて接着剤で固定したものである。
【００２４】
また、光ファイバコリメータの別の例としては、コリメートレンズである屈折率分布型レンズとほぼ同じ径を有する筒状の保持具に挿入されて端面が斜めに形成された光ファイバと、同じく端面が斜めに形成されたロッド状の屈折率分布型レンズの斜め端面とを対向させ、これらをガラスチューブやステンレス等の筒状の部材に挿入して、接着剤で固定したものを用いることができる。また、光出射端もしくは入射端に特定長のコアレスファイバが存在するファイバを用いたコリメータを使用することもできる。このコリメータは出射およびまたは入射角度が小さく、反射損失が小さいという特徴を持っている。このようなコリメータとしては、例えば、Lightpath社から市販されているものがある（1.6mmφ、7mm長）。
【００２５】
上記光切替部２４は、例えば、第２図に示すように、可動保持部材２４ａに形成されたＶ溝２４ｂに、それぞれの光入射もしくは出射端面が外方に向くように分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とを配置し、光軸が共通になるようにして固定・保持される。可動保持部材２４ａは、後述する駆動機構により、入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１の間に形成された間隔へ移動可能に形成されており、次の（Ａ）及び（Ｂ）の位置が切り替えられるようになっている。
【００２６】
（Ａ）入力光出射コリメータ装置２０と、可動保持部材２４ａ上に固定されている分岐光入射コリメータ装置２２とが対向して配置され、かつ、可動保持部材２４ａ上に固定されている挿入光出射コリメータ装置２３と、出力光入射コリメータ装置２１とが対向して配置される配置関係となるように、挿入光出射コリメータ装置２３と分岐光入射コリメータ装置２２とを、入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に形成される間隔内に配置する第１の位置（図の実線で示す位置、以下分岐挿入位置とする。）。
【００２７】
（Ｂ）挿入光出射コリメータ装置２３と分岐光入射コリメータ装置２２とを、入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に形成される間隔の外へと退避させ、入力光出射コリメータ装置２０から入射された光が、出力光入射コリメータ装置２１に入射するのを妨げない第２の位置（図の点線で示す位置、以下退避位置とする。）。
【００２８】
上記（Ａ）の場合には、入力光出射コリメータ装置２０から出射される光は、分岐光入射コリメータ装置２２に入射されると共に、挿入光出射コリメータ装置２３から出射される光が出力光入射コリメータ装置２１に入射する。即ち、上流側の光伝送路２０ａから送られる光を分岐伝送路２２ａに導入すると共に、挿入伝送路２３ａから送られる光を下流側の光伝送路２１ａに導入する状態（以下、状態（ｉｉ）という）となる。
【００２９】
上記（Ｂ）の場合には、入力光出射コリメータ装置２０から出射される光は、出力光入射コリメータ装置２１にそのまま入射する。即ち、上流側の光伝送路２０ａを伝送する光がそのまま下流側の光伝送路２１ａに導入される状態（以下、状態（ｉ）という）となる。
【００３０】
以上のように、可動保持部材２４ａの位置として上記（Ａ）の分岐挿入位置又は（Ｂ）の待避位置のいずれかを選択することにより、上流側の光伝送路２０ａを通じて送られて入力光出射コリメータ装置２０から出射される光の光路の切り替えが行なわれる。
【００３１】
また、上述のように、可動保持部材２４ａの退避位置は、上記入力光出射コリメータ装置２０から出力光入射コリメータ装置２１への光路をさえぎらない位置であればよいが、退避位置における挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２の光軸を、上記入力光出射コリメータ装置２０及び出力光入射コリメータ装置２１の光軸と平行になるようにし、かつ、入力光出射コリメータ装置２０と分岐光入射コリメータ装置２２の入出力端が対向し、出力光入射コリメータ装置２１と挿入光出射コリメータ装置２３の入出力端が対向するような向きにしておけば、可動保持部材２４ａの単純な平行移動で、スイッチングが行えるため好ましい。このように平行移動をする場合には、可動保持部材２４ａの基板面に対し、垂直な方向（上下移動）、平行な方向（横移動）、回転方向のいずれもが可能である。
【００３２】
上記例では、分岐光入射コリメータ装置２２及び挿入光出射コリメータ装置２３を、可動保持部材２４ａのＶ溝２４ｂ上に固定するようにしたが、上記入力光出射コリメータ装置２０及び出力光入射コリメータ装置２１も、溝の軸を共通にするＶ溝にそれぞれ固定するようにすればこれらの光軸合わせが更に容易になる。これにより、可動保持部材２４ａの移動及び位置合わせのみで、挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２を入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に形成される所定の間隔内の所定位置に出し入れすることができ、上記状態（ｉ）と状態（ｉｉ）のスイッチングを行うことが可能となる。
【００３３】
可動保持部材２４ａは、挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２を所定の位置関係で固定できるものであれば、形状、材質は問わないが、基板状の物を用いると取り扱いは容易になる。材料としては、ガラス、アルミニウムなどの金属、シリコン、樹脂などを用いることができる。また、上述したように、可動保持部材２４ａがＶ溝を有することで、固定される挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２の位置調整が容易になる。このＶ溝は、基板への研削加工、又は、基板がガラスの場合には、プレス成型により型の形状を転写して形成することが可能である。
【００３４】
なお、部品の固定には、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、ハンダ、溶接などを適宜用いることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態の光スイッチは、可動保持部材２４ａを移動することにより、可動保持部材２４ａに固定された分岐光入射コリメータ装置２２及び挿入光出射コリメータ装置２３を移動して、スイッチングを行うもので、反射光学系を全く用いないため、反射による損失及びＰＤＬの問題が全く生じない。又、プリズムや反射鏡が不要なため部品点数を少なくでき、低コスト化が可能である。更には、各光ファイバコリメータ間の位置調整のみすればよく、直線状の配置のみ用いることが可能で、部品間の位置調整が非常に容易である。
【００３６】
次に、第４図および第５図を参照にしながら本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を説明する。これらの図において、符号２は略コの字状をなした基台である。この基台２は、相対向して設けられた２つの取付板部２ａおよび２ｂを有し、これらにそれぞれ入力光出射コリメータ装置２０および出力光入射コリメータ装置２１が固定されている。また、この基台２内に移動自在に配置された略コの字状の可動台２ｃが設けられている。この可動台２ｃに、挿入光出射コリメータ装置２３及び分岐光入射コリメータ装置２２が光軸を共通にして取り付けられて光切替部２４が構成されている。この可動台２ｃは、レール２ｄにスライド可能に取り付けられたスライダー２ｅ上に固定されている。レール２ｄは、上記入力光出射コリメータ装置２０及び出力光入射コリメータ装置２１の光軸と直行する方向にスライダー２ｅを移動可能に敷設されている。スライダー２ｅの可動範囲は、ストッパ２ｇ，２ｆによって規制される。スライダー２ｅは、可動台２ｃに挿入固定された駆動軸２ｈをリニアアクチュエータ２ｉによって駆動することによって移動できるようになっている。これによって、上記入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に光切替部２４が退避自在に配置されるようになっている。
【００３７】
なお、第６図に示したように、略コの字状の可動台２ｃのかわりに、Ｖ溝に分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とを配置固定した可動台２ｊを用いてよい。
【００３８】
次に、第７図乃至第１０図を参照にしながら本発明の実施の形態にかかる光スイッチの他の具体例を説明する。この例は、回転軸２ｍに基端部が取り付けられた２つのレバー状のコリメータホルダ２ｋの先端部の取付孔２ｋ１にそれぞれ分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とを挿入固定し、上記回転軸２ｍを回転軸にしてコリメータホルダ２ｋを回転駆動することにより、略コの字状の基台２の対向取り付け板部にそれぞれ固定された入力光出射コリメータ装置２０と出力光入射コリメータ装置２１との間に光切替部２４が退避自在に配置されるようにしたものである。
【００３９】
回転軸２ｍは、２つの軸受部材２ｎのＶ溝状軸受部に両端部が配置されて、押さえ金具２ｐをねじ２ｑによって固定することによって、軸受部材２ｎに回転自在に支持される。回転範囲の規制は回転軸２ｍの中央部に固定された略くの字状のストッパ２ｌ(エル)によって行う。回転駆動は、ソレノイド２ｒの駆動ピン２ｒ１を上記コリメータホルダ２ｋの基端部の上部に設けた切欠部２ｋ２に嵌めて、この駆動ピン２ｒ１を略水平方向に駆動することによって行う。すなわち、第１０図に示されるように、駆動ピン２ｒ１を図中左右に移動すると、コリメータホルダ２ｋが回転軸２ｍを中心に回転し、これにより、コリメータホルダ２ｋの先端部に取り付けられた分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とが上下移動する。この移動範囲はストッパ２ｌによって規制されるので、ストッパ２１の形状を適宜選定することにより、分岐光入射コリメータ装置２２と挿入光出射コリメータ装置２３とからなる光切替部２４を、退避位置と挿入分岐位置とに自在に移動させることができる。
【００４０】
なお、上記回転軸２ｍの支持方法としては、上述のように、軸受部材２ｎに設けたＶ溝と押さえ金具２ｐとによる保持の他に、ベアリングを用いることもできる。この場合、Ｖ溝のかわりに、軸受部材２ｎに円形孔をあけ、そこにベアリング（例えば、NSK社製、外径4mm、内径2mm）を２つ組み込む。その２つのベアリングに対し、ストッパが内側に、コリメータホルダが外側に配置するように、それぞれの挿入孔に回転軸を通し、固定することで、挿入および退避自在な光切替部２４が得られる。
【００４１】
なお、光切替部２４の駆動機構としては、上記の駆動機構のほかにも通常用いられる移動機構を適宜用いることができる。例えば、マイクロモータやリニアアクチュエータを用いることもできる。
【００４２】
さらに、可動保持部材に磁性体を設置し、外部に設置された磁石が発生する磁力により、磁性体を移動させる方法を用いることができる。この場合、可動固定部材自身を磁性体材料で形成しても良い。
【００４３】
他の方法としては、ボールねじなどを用いて、可動固定部材を上記分岐挿入位置と退避位置間で移動させる方法などがある。
【００４４】
また、駆動機構にソレノイドを用い、位置決め用ストッパをマグネットにするなどにより常時通電を要しないラッチング形（自己保持形）の光スイッチが可能となり、また、ストッパが接触する際の、チャタリングの発生を抑制することができる。
【００４５】
また、部材の一部を制振合金にすることで、ストッパがベースに接触する際の、チャタリングの発生を抑制することができる。例えば、ベースに対し、制振合金（セイシン社製、5×5mm、厚さ1mm）を組み込み、固定することで得ることができる。このように、部材は、ストッパが接触するベース部分に組み込んでもよいし、可動保持部材を位置決めするストッパに用いてもよい。
【００４６】
また、入力光出射コリメータ装置２０等として用いられる光ファイバコリメータとして、レンズやファイバ等が、ガラスやステンレス等の筒状の部材に挿入され、接着剤で固定されたものを用いることにより、共通の位置決め用部材に予め形成されたＶ溝上にこれらを固定すれば、光軸合わせが容易である。
【００４７】
次に、本実施の形態の光スイッチを用いた光分岐挿入装置について説明する。第１１図は本実施の形態の光スイッチを用いた光分岐挿入装置３００を示す模式図である。本実施の形態の光分岐挿入装置３００は、光伝送路３１から伝送される波長多重光を各波長の信号光に分離する光分波器３３と、各波長に分離された信号光を合波して、再び光伝送路３２へ送る光合波器３４とを有し、これらの間に、各波長の信号光に対応するように、本発明の２×２チャンネルの光スイッチ２００を複数備えている。
【００４８】
この光スイッチは、上述したように、分離された信号光をそのまま光合波器３４側に透過するか（状態（ｉ））、或いは、分離された信号光を中継局の受信機３７に分岐すると共に、中継局の送信器３６より送信された信号光を光合波器３４側へ挿入するか（状態（ｉｉ））を選択する機能を有している。光分波器３３としては、波長多重光を各波長の光に分離する機能を有する物であればよい。例えば、特開平１１−３３７７６５号公報に開示されているような、特定の波長帯域の光のみを透過し、他の波長の光を反射する波長選択フィルターを複数備え、光伝送路３１から入力される波長多重光を、透過波長が異なる波長選択フィルターを順次通過させることにより、各波長に分離する装置が挙げられる。
【００４９】
波長選択フィルターとしては、基板上に誘電体多層膜を形成したフィルターや、光ファイバ内に回折格子を形成した光ファイバグレーティング等を用いることができる。その他の光分波器３３としては、特許第２５９９７８６号公報に記載されているような、基板上に光路長の異なる複数の光導波路を形成して、波長多重光を各波長に分離するアレイ光導波路回折格子が使用できる。
【００５０】
又、光合波器３４としては、上述した光分波器と同様のものが使用できる。光分波器３３で分離された各波長の信号光は、それぞれの信号光に対応して設けられた本発明の光スイッチ２００に導かれ、ここで光スイッチ２００の選択状態により、中継局に分岐されるか、そのまま透過されるかのいずれかの光路を取る。そのまま透過した光は、光合波器３４にて、他の波長の信号光に合波される。中継局に分岐された光は、中継局の受信器３７により受信され利用される。又、中継局の送信器３６から送信された信号光は、光スイッチ２００を経由して、光合波器３４で他の波長の信号光と共に合波され、光伝送路３２に送られる。以上のようにして、波長多重光の分岐・挿入が行われる。
【００５１】
本実施の形態の光分岐挿入装置３００は、本発明の反射光学系を用いない光スイッチを用いているため、反射による損失及びＰＤＬの問題が全くなく、高品質な光通信を行うことが可能である。又、使用する本発明の光スイッチは、部品点数を少なくでき、更には、部品間の位置調整が非常に容易であるため低コスト化が可能で、結果として光分岐挿入装置全体の低コスト化が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上説明したように、本発明によれば、反射光学系を用いる必要がないため、損失が小さく高品質な光通信が可能で、アライメントが容易な光スイッチを得ることができる。又、この光スイッチを用いた高品質な光通信が可能な光分岐挿入装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１図は本実施の形態にかかる光スイッチ２００の構成を示す平面図である。
【図２】第２図は光切替部２４の一例を示す斜視図である。
【図３】第３図は入力光出射コリメータ装置２０の具体的構成を示す図である。
【図４】第４図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を示す斜視図である。
【図５】第５図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの具体的構成を示す平面図である。
【図６】第６図は第５図に示される光スイッチの変形例を示す斜視図である。
【図７】第７図は本発明の実施の形態にかかる光スイッチの他の具体的構成を示す斜視図である。
【図８】第８図は第７図に示される光スイッチの平面図である。
【図９】第９図は第７図および第８図に示される光スイッチの説明図である。
【図１０】第１０図は第７図および第８図に示される光スイッチの説明図である。
【図１１】第１１図は本発明の実施の形態にかかる光分岐挿入装置の構成を示す図である。
【図１２】第１２図は従来の２×２チャンネル光スイッチを示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  入出力光ファイバコリメータ
１１  出力用光ファイバコリメータ
１２  分岐用光ファイバコリメータ
１３  挿入用光ファイバコリメータ
２０  入力光出射コリメータ装置
２１  出力光入射コリメータ装置
２２  分岐光入射コリメータ装置
２３  挿入光出射コリメータ装置
１４，１５  プリズム
２４  光切替部
２４ｂ  Ｖ溝
３１，３２  光伝送路
３３  光分波器
３４  光合波器
３６  送信器
３７  受信器
１００，２００  光スイッチ
３００  光分岐挿入装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2003100498.tif 000015
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2003100498.tif 000016
【国際調査報告】
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2003100498.tif 000018
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