(57)【要約】【課題】結合損失を低減すること。【解決手段】光スイッチ１００は、入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポート１１０と、複数のポート１１０のそれぞれに対応し、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に設けられた複数のレンズ１２０と、レンズ１２０によってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたレンズ１３０と、レンズ１３０によって集光されたそれぞれの光を、レンズ１３０に対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラー１４０と、を備える光スイッチである。レンズ１２０は、コリメート光の光軸がレンズ１３０を通過する位置とレンズ１３０の芯１３０ａの位置との位置関係に応じて、拡散光の光軸がレンズ１２０を通過する位置を調節してそれぞれ設けられている。【選択図】図１
2008139785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポートと、前記ポートのそれぞれに対応した複数のポート側レンズと、前記ポート側レンズによってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたミラー側レンズと、前記ミラー側レンズによって集光されたそれぞれの光を当該ミラー側レンズに対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラーと、を備える光スイッチのレンズ調節方法であって、
前記ミラー側レンズの芯を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第１位置として測定する第１測定工程と、
前記ポート側レンズを、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に配置する配置工程と、
前記ポートへ光を入力する入力工程と、
前記入力工程によって入力され、前記ポート側レンズおよび前記ミラー側レンズを通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第２位置として測定する第２測定工程と、
前記第２測定工程によって測定される第２位置が、前記第１位置と一致するように前記ポート側レンズまたは前記ポートの位置を調節する調節工程と、
を含むことを特徴とするレンズ調節方法。
【請求項２】
前記調節工程では、前記コリメート光の光軸が前記ミラー側レンズを通過する位置と当該ミラー側レンズの芯の位置との位置関係に応じて、前記拡散光の光軸が当該ポート側レンズを通過する位置を調節することを特徴とする請求項１に記載のレンズ調節方法。
【請求項３】
前記調節工程では、前記ポート側レンズまたは前記ポートを、前記コリメート光の光軸が前記ミラー側レンズを通過する位置と当該ミラー側レンズの芯の位置との距離が大きいほど、前記拡散光の光軸が当該ポート側レンズを通過する位置と当該ポート側レンズの芯の位置との距離が大きくなる位置に調節することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ調節方法。
【請求項４】
前記調節工程では、前記ポート側レンズまたは前記ポートを、前記ミラー側レンズの芯の位置から前記コリメート光の光軸が当該ミラー側レンズを通過する位置へ向かう方向に、前記拡散光が当該ポート側レンズを通過する位置から当該ポート側レンズの芯の位置を変位させた位置に調節することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のレンズ調節方法。
【請求項５】
前記第１測定工程は、
コリメート光を出射する出射工程と、
前記出射工程によって出射されたコリメート光を受光し、受光したコリメート光の光軸位置を第３位置として測定する第３測定工程と、
前記コリメート光の光路上に前記ミラー側レンズを配置する第２配置工程と、
前記出射工程によって出射され、前記ミラー側レンズを通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第４位置として測定する第４測定工程と、
前記第４測定工程によって測定される第４位置が、前記第３位置と一致するように前記ミラー側レンズの位置を調節する第２調節工程と、
を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレンズ調節方法。
【請求項６】
入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポートと、前記ポートのそれぞれに対応した複数のポート側レンズと、前記ポート側レンズによってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたミラー側レンズと、前記ミラー側レンズによって集光されたそれぞれの光を当該ミラー側レンズに対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラーと、を備える光スイッチのレンズ調節装置であって、
前記ミラー側レンズの芯を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第１位置として測定する測定手段と、
前記ポート側レンズを、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に配置する配置手段と、
前記ポートへ光を入力する入力手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記入力手段によって入力され、前記ポート側レンズおよび前記ミラー側レンズを通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第２位置として測定し、
前記配置手段は、前記測定手段によって測定される第２位置が、前記第１位置と一致するように前記ポート側レンズまたは前記ポートの位置を調節することを特徴とするレンズ調節装置。
【請求項７】
入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポートと、
前記ポートのそれぞれに対応し、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に設けられた複数のポート側レンズと、
前記ポート側レンズによってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたミラー側レンズと、
前記ミラー側レンズによって集光されたそれぞれの光を、当該ミラー側レンズに対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラーと、
を備え、
前記ポート側レンズは、前記コリメート光の光軸が前記ミラー側レンズを通過する位置と当該ミラー側レンズの芯の位置との位置関係に応じて、前記拡散光の光軸が当該ポート側レンズを通過する位置を調節してそれぞれ設けられていることを特徴とする光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光通信システムにおいて通信経路を切り替える光スイッチ、光スイッチのレンズ調節方法およびレンズ調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第三世代の光通信システム（マルチリング網）においては、通信容量の増大のため、通信経路の切り替えを行う際、局舎において手作業でファイバコードを差し替えたり、波長設定を行ったりすると膨大な手間がかかってしまう。そこで、柔軟に経路変更が可能で、かつ遠隔操作が可能なデバイスである、光スイッチ（たとえば、下記特許文献１参照。）や光波長選択スイッチ（たとえば、下記特許文献２参照。）などが用いられている。
【０００３】
図９は、従来の光スイッチの構成を示す斜視図である。入力ポート９１１から入力される信号光は、レンズ９２１によってコリメートされ、レンズ９３０によってＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー９４０上に集光される。
【０００４】
ＭＥＭＳミラー９４０上に集光された信号光は反射し、レンズ９３０およびレンズ９２４を通過して出力ポート９１４へ集光され、ポート９１４から出力される。光スイッチは、ＭＥＭＳミラー９４０の角度θｙを制御することにより、所望の出力ポート９１２〜９１４へ信号光を出力する。
【０００５】
図１０は、従来の光波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。入力ポート１０１１から入力される、波長の異なる複数の信号光を含むＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光は、レンズ１０２１によってコリメートされ、回折格子などの分光素子１０３０によって波長毎に分けられて反射する。反射したそれぞれの信号光は、レンズ１０４０によってＭＥＭＳミラー１０５０上の複数のミラー（不図示）へそれぞれ集光される。
【０００６】
ＭＥＭＳミラー１０５０上のそれぞれのミラーへ集光したそれぞれの信号光は反射し、レンズ１０４０を再度通過して分光素子１０３０で再度反射し、出力ポート１０１２〜１０１４へ集光される。光波長選択スイッチは、ＭＥＭＳミラー１０５０上のそれぞれのミラーの角度をそれぞれ制御し、分けられたそれぞれの信号光を出力ポート１０１２〜１０１４のうち任意の出力ポートへ出力することで、任意の波長の信号光を選択して出力する。
【０００７】
通常、ファイバとコリメータレンズを組み合わせて、光をコリメート光へ変換するものをコリメータと呼ぶ。光スイッチや光波長選択スイッチにおいては、入力と出力を合わせて少なくとも複数のコリメータがアレイ状に配置されたコリメータアレイが用いられる。それぞれのコリメータから出射されるコリメータ光は、それぞれ平行な状態で集光レンズを通過し、ＭＥＭＳミラー上に集光される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７００５３号公報
【特許文献２】米国特許第６５４９６９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の光スイッチでは、それぞれのコリメータから出射されるコリメータ光が、それぞれ集光レンズの異なる位置を通過するため、集光レンズが有する収差により集光位置が一致しないという問題がある。これは、一般的に、レンズの収差はレンズの芯から遠い位置ほど大きくなることから生じる問題である。
【００１０】
図１１は、従来の光スイッチの構成を示す平面図（その１）である。図１１に示すように、従来の光スイッチ１１００は、コリメータアレイ１１１０と、レンズ１１２０と、ミラー１１３０と、を備えている。ここで、レンズ１１２０は、収差が比較的少なく、像面湾曲が０．２％程度に補正されており、ｆ＝１００ｍｍのレンズである。軸１１４１は、レンズ１１２０の芯を通過する仮想的な軸である。コリメータアレイ１１１０が備えるコリメータ１１１１およびコリメータ１１１２から出射されるコリメート光は、互いに平行な状態でレンズ１１２０を通過し、ミラー１１３０へ集光される。
【００１１】
コリメータ１１１２は、軸１１４１上でコリメート光を出射する。また、コリメータ１１１１は、軸１１４１とは距離Ｌ（ここでは、Ｌ＝１０ｍｍとする）だけ離れた軸１１４２上でコリメート光を出射する。この場合、レンズ１１２０が有する収差により、コリメータ１１１１から出射されたコリメート光と、コリメータ１１１２から出射されたコリメート光と、が異なる点に集光する。
【００１２】
ここでは、コリメータ１１１１から出射されたコリメート光が位置１１５１へ集光され、コリメータ１１１２から出射されたコリメート光が位置１１５２へ集光されるとする。ここでは、位置１１５１と位置１１５２との距離は２００μｍ程度となる。この場合、位置１１５１にミラー１１３０を配置すると、それぞれのコリメート光がミラー１１３０へ入射する位置のずれｄが発生する。
【００１３】
図１２は、距離Ｌとずれｄとの関係を示すグラフである。ここでは、距離Ｌ＝１０ｍｍであるため、ずれｄは２０μｍ程度発生する。また、位置１１５１と位置１１５２の中間の位置である位置１１５３にミラー１１３０を配置したとしても、ずれｄは、１０μｍ程度発生する。
【００１４】
図１３は、従来の光スイッチの構成を示す平面図（その２）である。コリメータ１１１１から出射されるコリメート光がレンズ１１２０の収差の影響を受けないとすると、このコリメート光はレンズ１１２０によって屈折角αで屈折し、光路１３１１を通過する。光路１３１１を通過した光は、コリメータ１１１３のレンズの芯に対して平行に入射し、コリメータ１１１３のポートへ集光されてコリメータ１１１３から出力される。
【００１５】
しかし、実際にはコリメータ１１１１から出射されるコリメート光はレンズ１１２０の収差の影響を受けるため、このコリメート光はレンズ１１２０によって屈折角β（＞α）で屈折し、光路１３１２を通過する。光路１３１２を通過した光は、コリメータ１１１３のレンズの芯からずれた位置に角度γだけ傾いて入射し、コリメータ１１１３のポートの位置とは完全に一致しない位置に集光され、結合損失が増加する。
【００１６】
また、ここまでは、複数のコリメータを直線的に配置した光スイッチにおいて生じる軸Ｘ上の光路のずれについて説明したが、複数のコリメータを２次元的に配置した光スイッチや上述した光波長選択スイッチを用いる場合、Ｘ軸上の光路のずれに加えてＹ軸上の光路のずれも考慮する必要がある。
【００１７】
図１４は、従来の光波長選択スイッチのミラーを示す正面図である。図１４には、上述した光波長選択スイッチのＭＥＭＳミラー１０５０上の複数のミラーの一つであるミラー１０５０ａを軸Ｚ方向からみた正面図が示されている。ここでは、上述したポート１０１１を出力ポートとして用い、ポート１０１２〜１０１４を入力ポートとして用いたとする。
【００１８】
また、符号１４１２〜１４１４は、ポート１０１２〜１０１４から出射されてＭＥＭＳミラー１０５０へ入射した光の位置を示している。図１４に示すように、ポート１０１２〜１０１４から出射された光は、レンズ１０４０が有する収差によって、ミラー１０５０ａへ入射する位置がＹ軸方向にずれる。
【００１９】
図１５は、光波長選択スイッチにおける信号光の波長と結合効率の関係を示すグラフである。図１５において、横軸は信号光の波長（周波数）を、縦軸は結合効率を示している。図１５の符号１５１２〜１５１４は、ポート１０１２〜１０１４から出射されてＭＥＭＳミラー１０５０へ入射した光がＭＥＭＳミラー１０５０で反射し、ポート１０１１へ入射する際の結合効率特性を示している。
【００２０】
図１５に示すように、ポート１０１２〜１０１４から入力された光を選択して出力する場合のポート１０１１における有効透過帯域１５２１は、たとえばポート１０１２から入力された光のみを出力する場合のポート１０１１における有効透過帯域１５２２と比べて狭くなる。
【００２１】
このように、従来のＭＥＭＳを用いた光スイッチや光波長選択スイッチにおいては、各ポートから出射される光をＭＥＭＳミラー上に集光するレンズの収差によって、これらの光がＭＥＭＳミラーの１点に集光しないため、出力ポートで結合損失が増加する。このため、モジュール性能が低下するという問題がある。
【００２２】
この発明は、上述した問題点を解消するものであり、出力ポートにおける結合損失を低減することができる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】
【００２３】
この発明にかかるレンズ調節方法は、入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポートと、前記ポートのそれぞれに対応した複数のポート側レンズと、前記ポート側レンズによってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたミラー側レンズと、前記ミラー側レンズによって集光されたそれぞれの光を当該ミラー側レンズに対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラーと、を備える光スイッチのレンズ調節方法であって、前記ミラー側レンズの芯を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第１位置として測定する第１測定工程と、前記ポート側レンズを、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に配置する配置工程と、前記ポートへ光を入力する入力工程と、前記入力工程によって入力され、前記ポート側レンズおよび前記ミラー側レンズを通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第２位置として測定する第２測定工程と、前記第２測定工程によって測定される第２位置が、前記第１位置と一致するように前記ポート側レンズまたは前記ポートの位置を調節する調節工程と、を含むことを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、複数のポートから出射された拡散光がポート側レンズを通過する位置とポート側レンズの芯の位置との相対的な位置を調節し、ミラー側レンズが有する収差による、ミラーにおける集光位置のずれを補正することができる。
【００２５】
また、この発明にかかる光スイッチは、入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポートと、前記ポートのそれぞれに対応し、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に設けられた複数のポート側レンズと、前記ポート側レンズによってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたミラー側レンズと、前記ミラー側レンズによって集光されたそれぞれの光を、当該ミラー側レンズに対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラーと、を備え、前記ポート側レンズは、前記コリメート光の光軸が前記ミラー側レンズを通過する位置と当該ミラー側レンズの芯の位置との位置関係に応じて、前記拡散光の光軸が当該ポート側レンズを通過する位置を調節してそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、複数のポートから出射された拡散光がポート側レンズを通過する位置とポート側レンズの芯の位置との相対的な位置が調節されているため、ミラー側レンズが有する収差による、ミラーにおける集光位置のずれを補正することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、この発明によれば、出力ポートにおける結合損失を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるレンズ調節方法、レンズ調節装置および光スイッチの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる光スイッチの構成を示す図である。図２は、図１の一部拡大図である。図１に示すように、実施の形態にかかる光スイッチ１００は、複数のポート１１０（ポート１１１〜１１４）と、複数のレンズ１２０（レンズ１２１〜レンズ１２４）と、レンズ１３０と、ミラー１４０と、を備えている。
【００３０】
ポート１１０は、光ファイバなどによって構成され、少なくとも３つ以上備えられている。複数のポート１１０は、光スイッチ１００の外部から入力された光を拡散して出射する入力ポート、または集光して入射された光を光スイッチ１００の外部へ出力する出力ポートとなる。ここでは、ポート１１１〜１１３を入力ポートとして用い、ポート１１４を出力ポートとして用いるとする。
【００３１】
複数のレンズ１２０は、複数のポート１１０のそれぞれに対応し、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に設けられている。複数のレンズ１２０は、対応するポート１１０とともにそれぞれコリメータを構成する。ここでは、複数のポート１１０および複数のレンズ１２０が構成する複数のコリメータは、図のＸ軸方向に直線上に配置されてコリメータアレイ１５０を構成している。
【００３２】
レンズ１３０は、複数のレンズ１２０によってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられている。ミラー１４０は、レンズ１３０によって集光されたそれぞれの光を、レンズ１３０に対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うＭＥＭＳミラーである。たとえば、ミラー１４０は、図示しないミラー制御部の制御によって図のＸ軸およびＺ軸に対して垂直なＹ軸を中心に回転することによって、入射光に対する角度を変える。
【００３３】
この構成により、たとえばポート１１１およびポート１１３へ信号光が入力されている場合、ミラー１４０の角度を制御することによって、ポート１１１に入力された信号光およびポート１１３へ入力された信号光のいずれかを選択してポート１１４から出力することができる。
【００３４】
また、上述した複数のレンズ１２０は、レンズ１２０によってコリメートされたコリメート光の光軸がレンズ１３０を通過する位置とレンズ１３０の芯１３０ａの位置との位置関係に応じて、ポート１１０から出射された拡散光の光軸がレンズ１３０を通過する位置を調節してそれぞれ設けられている。
【００３５】
たとえば、複数のレンズ１２０は、レンズ１２０によってコリメートされたコリメート光の光軸がレンズ１３０を通過する位置とレンズ１３０の芯１３０ａの位置との距離（図１１、Ｌ参照）が大きいほど、ポート１１０から出射された拡散光の光軸が複数のレンズ１２０を通過する位置と複数のレンズ１２０の芯の位置との距離が大きくなる位置に調節してそれぞれ設けられている。
【００３６】
ここでは、レンズ１２３によってコリメートされたコリメート光は、レンズ１３０の芯１３０ａを通過している。レンズ１２１〜１２３を通過したコリメート光の光軸がレンズ１３０を通過する位置とレンズ１３０の芯１３０ａの位置との距離をそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ３とすると、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＝０となる。
【００３７】
図２に示すように、ポート１１１〜１１３から出射された拡散光の光軸を光軸１１１ａ〜１１３ａとし、レンズ１２１〜１２３の芯を芯１２１ａ〜１２３ａとする。光軸１１１ａ〜１１３ａがレンズ１２０を通過する位置と芯１２１ａ〜１２３ａとの距離をそれぞれｌ１〜ｌ３とすると、ｌ１＞ｌ２＞ｌ３＝０となる。
【００３８】
これにより、ポート１１１〜１１３から出射された拡散光の、レンズ１２１〜１２３を通過する際の屈折角をそれぞれθ１，θ２，θ３とすると、θ１＞θ２＞θ３＝０となる。このため、レンズ１２１〜１２３によってコリメートされたコリメート光が、レンズ１３０が有する収差に応じた角度でレンズ１３０へ入射する。
【００３９】
なお、ここでは入力ポートとなっているポート１１１〜１１３に対応するレンズ１２１〜１２３の調節位置について説明したが、出力ポートとなっているポート１１４に対応するレンズ１２４についても同様に調節する。
【００４０】
また、ここではポート１１１〜１１３を入力ポートとして用い、ポート１１４を出力ポートとして用いる場合について説明したが、たとえばポート１１１のみを入力ポートとして用い、ポート１１２〜１１４を出力ポートとして用いてもよい。この場合、ミラー１４０の角度を制御することによって、ポート１１２〜１１４のうちのいずれかを選択して、ポート１１１から入力された信号光を、選択したポートから出力することができる。
【００４１】
また、複数のレンズ１２０は、レンズ１３０の芯１３０ａの位置から、レンズ１２０によってコリメートされたコリメート光の光軸がレンズ１３０を通過する位置へ向かう方向に、ポート１１０から出射された拡散光が複数のレンズ１２０を通過する位置から複数のレンズ１２０の芯の位置を変位させた位置に調節してそれぞれ設けられている。ここでは、ポート１１０がＸ軸上に直線的に配置されているため、複数のレンズ１２０はＸ軸上を変位させた位置に調節してそれぞれ設けられている。
【００４２】
このように、実施の形態にかかる光スイッチ１００によれば、ポート１１０から出射された拡散光が複数のレンズ１２０を通過する位置と複数のレンズ１２０の芯の位置との相対的な位置を調節することによって、レンズ１３０が有する収差によるミラー１４０における集光位置のずれを補正することができる。これにより、ポート１１４における結合損失を低減することができる。
【００４３】
図３は、実施の形態にかかるレンズ調節装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、実施の形態にかかるレンズ調節装置３００は、測定部３１０と、レンズハンド３２１と、ＸＺステージ３２２と、Ｙステージ３２３と、コントローラ３２４と、光源３３１と、チャンネルセレクタ３３２と、を備えている。
【００４４】
測定部３１０は、レンズ１３０の芯１３０ａを通過した光を受光する位置に設けられており、レンズ１３０の芯１３０ａを通過した光の光軸位置を第１位置として測定する。また、測定部３１０は、チャンネルセレクタ３３２によってコリメータアレイ１５０へ入力されてレンズ１３０を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第２位置として測定する。
【００４５】
また、測定部３１０は、受光した光の光軸の、レンズ１３０の芯１３０ａの位置から、レンズ１２０によってコリメートされたコリメート光の光軸がレンズ１３０を通過する位置へ向かう方向の位置を測定する。ここでは、レンズ１３０の芯１３０ａの位置と、レンズ１２０によってコリメートされたコリメート光の光軸がレンズ１３０を通過する位置とは図のＸ軸上にずれているため、測定部３１０は受光した光のＸ軸上の位置を測定する。
【００４６】
また、測定部３１０は、測定した光軸位置の情報をコントローラ３２４へ出力する。測定部３１０は、たとえば、ビームプロファイラ、ＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒａｙｓ）カメラまたはＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などによって構成される。
【００４７】
レンズハンド３２１、ＸＺステージ３２２、Ｙステージ３２３およびコントローラ３２４は、レンズ１２０の配置部を構成する。レンズハンド３２１は、レンズ１２０を把持する。ＸＺステージ３２２は、図のＸ軸およびＺ軸上でレンズハンド３２１を移動させる。Ｙステージ３２３は、Ｘ軸およびＺ軸に対して垂直なＹ軸上でＸＺステージ３２２を移動させる。
【００４８】
コントローラ３２４は、測定部３１０から出力される情報に基づいて、レンズハンド３２１と、ＸＺステージ３２２と、Ｙステージ３２３と、の動作を制御することで、レンズ１２０の配置および調節を行う。コントローラ３２４は、レンズ１２０を、対応するポート１１０から出射される拡散光をコリメートする位置に配置する。また、コントローラ３２４は、測定部３１０によって測定された第２位置が、第１位置と一致するようにレンズ１２０の位置を調節する。
【００４９】
光源３３１およびチャンネルセレクタ３３２は、ポート１１０へ光を入力する入力部を構成する。チャンネルセレクタ３３２は、ポート１１０のうちのいずれか一つを選択し、選択したポートへ光源３３１から出力された光を入力する。
【００５０】
なお、ここでは、測定部３１０は、レンズ１３０の芯１３０ａを通過した光を受光する位置にあらかじめ設けられているものとして説明したが、レンズ調節装置３００は、レンズ１３０を配置し、レンズ１３０の位置を調節するために、出射部７１０（図７参照）と、配置部８１０（図８参照）をさらに備えていてもよい。
【００５１】
この場合、出射部７１０は、コリメート光を測定部３１０へ出射する。出射部７１０は、たとえば、光を拡散して出射するポート７１１と、ポート７１１から出射された拡散光をコリメートするレンズ７１２と、によって構成される。また、出射部７１０は、レンズ１２０の配置および調節を行う際には取り外されるようにしてもよい。
【００５２】
また、この場合、測定部３１０は、出射部７１０によって出射されたコリメート光を受光し、受光したコリメート光の光軸位置を第３位置として測定する。また、測定部３１０は、出射部７１０によって出射され、レンズ１３０を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第４位置として測定する。
【００５３】
配置部８１０は、出射部７１０によって出射されたコリメート光の光軸上にレンズ１３０を配置する。また、配置部８１０は、測定部３１０によって測定された第４位置が、第３位置と一致するようにレンズ１３０の位置を調節する。配置部８１０は、たとえば、レンズ１３０を把持するレンズハンド８１１と、図のＸ軸およびＺ軸上でレンズハンド８１１を移動させるＸＺステージ８１２と、Ｘ軸およびＺ軸に対して垂直なＹ軸上でＸＺステージ８１２を移動させるＹステージ８１３と、によって構成される。また、配置部８１０は、たとえばコントローラ３２４によって制御される。
【００５４】
図４は、実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１２０を調節する動作を示すフローチャートである。図５は、実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１２０を調節している状態を示す図である。ここでは、複数のレンズ１２０のうち、レンズ１２２を調節する場合について説明する。
【００５５】
図４に示すように、まず、測定部３１０が、レンズ１３０の芯１３０ａを通過した光を受光し、受光した光の光軸位置（図５、符号５０１参照）を第１位置として測定する（ステップＳ４０１）。この第１位置は、複数のレンズ１２０を調節するための基準位置となる。つぎに、コリメートアレイ１５０を配置する（ステップＳ４０２）。つぎに、コントローラ３２４が、レンズ１２２を、対応するポート１１２から出射される拡散光をコリメートする位置に配置する（ステップＳ４０３）。つぎに、チャンネルセレクタ３３２が、ポート１１２へ光を入力する（ステップＳ４０４）。
【００５６】
つぎに、測定部３１０が、チャンネルセレクタ３３２によって入力され、レンズ１２２およびレンズ１３０を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第２位置として測定する（ステップＳ４０５）。つぎに、コントローラ３２４が、図５に示すように、ステップＳ４０４によって測定される第２位置が、ステップＳ４０１によって測定された第１位置と一致するようにレンズ１２２の位置を調節し（ステップＳ４０６）、一連の動作を終了する。
【００５７】
なお、位置を調節したレンズ１２２は、コリメータアレイ１５０に固定される。たとえば、コリメータアレイ１５０に紫外線硬化接着剤を塗布しておき、レンズ１２２の位置を調節した後紫外線を照射することで、レンズ１２２をコリメータアレイ１５０に固定することができる。
【００５８】
以上の動作により、ポート１１２から出射された拡散光がレンズ１２２を通過する位置とレンズ１２２の芯の位置との相対的な位置を調節し、レンズ１３０が有する収差による集光位置のずれを補正することができる。また、複数のレンズ１２０のうちレンズ１２２以外のレンズについても、同様の動作で調節することができる。
【００５９】
図６は、実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１３０を調節する動作を示すフローチャートである。図７は、実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１３０を調節している状態を示す図（その１）である。図８は、実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１３０を調節している状態を示す図（その２）である。上述したステップＳ４０１においては、測定部３１０が受光する光がレンズ１３０の芯１３０ａを通過するようにレンズ１３０が調節されていることを前提として説明したが、このようにレンズ１３０を調節する方法の一例を以下に説明する。
【００６０】
図６に示すように、まず、出射部７１０が測定部３１０へコリメート光を出射する（ステップＳ６０１）。つぎに、図７に示すように、測定部３１０が、出射部７１０から出射されたコリメート光を受光し、受光したコリメート光の光軸位置（図７、符号７０１参照）を第３位置として測定する（ステップＳ６０２）。この第３位置は、レンズ１３０を調節するための基準位置となる。
【００６１】
つぎに、図８に示すように、配置部８１０が、出射部７１０から測定部３１０へ出射されるコリメート光の光路上に、レンズ１３０を配置する（ステップＳ６０３）。つぎに、測定部３１０が、出射部７１０によって出射されてレンズ１３０を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置（図７、符号７０２参照）を第４位置として測定する（ステップＳ６０４）。
【００６２】
つぎに、配置部８１０が、ステップＳ６０４において測定される第４位置が、ステップＳ６０２において測定された第３位置と一致するようにレンズ１３０の位置を調節し（ステップＳ６０５）、一連の動作を終了する。以上の動作により、測定部３１０が受光する光がレンズ１３０の芯１３０ａを通過するように、レンズ１３０の位置を調節することができる。
【００６３】
このように、実施の形態にかかるレンズ調節装置によれば、ポート１１０から出射された拡散光がレンズ１２０を通過する位置とレンズ１２０の芯の位置との相対的な位置を調節し、レンズ１３０が有する収差による集光位置のずれを補正することができる。これにより、出力ポートにおける結合損失を低減することができる。
【００６４】
以上説明したように、この発明にかかるレンズ調節方法、レンズ調節装置および光スイッチによれば、出力ポートにおける結合損失を低減することができる。
【００６５】
なお、上述したこの発明の実施の形態においては、レンズ１３０によって集光される光が測定部３１０の１点で集光するように、レンズ１３０へ入射するそれぞれのコリメータ光の角度を調節したが、本発明のその他の用途として、レンズ１３０の各部の収差を計算しておき、測定部３１０上の基準位置をレンズ１２０毎に決めておくと、レンズ１３０へ入射するそれぞれのコリメータ光を互いに平行にすることもできる。
【００６６】
（付記１）入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポートと、前記ポートのそれぞれに対応した複数のポート側レンズと、前記ポート側レンズによってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたミラー側レンズと、前記ミラー側レンズによって集光されたそれぞれの光を当該ミラー側レンズに対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラーと、を備える光スイッチのレンズ調節方法であって、
前記ミラー側レンズの芯を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第１位置として測定する第１測定工程と、
前記ポート側レンズを、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に配置する配置工程と、
前記ポートへ光を入力する入力工程と、
前記入力工程によって入力され、前記ポート側レンズおよび前記ミラー側レンズを通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第２位置として測定する第２測定工程と、
前記第２測定工程によって測定される第２位置が、前記第１位置と一致するように前記ポート側レンズまたは前記ポートの位置を調節する調節工程と、
を含むことを特徴とするレンズ調節方法。
【００６７】
（付記２）前記調節工程では、前記コリメート光の光軸が前記ミラー側レンズを通過する位置と当該ミラー側レンズの芯の位置との位置関係に応じて、前記拡散光の光軸が当該ポート側レンズを通過する位置を調節することを特徴とする付記１に記載のレンズ調節方法。
【００６８】
（付記３）前記調節工程では、前記ポート側レンズまたは前記ポートを、前記コリメート光の光軸が前記ミラー側レンズを通過する位置と当該ミラー側レンズの芯の位置との距離が大きいほど、前記拡散光の光軸が当該ポート側レンズを通過する位置と当該ポート側レンズの芯の位置との距離が大きくなる位置に調節することを特徴とする付記１または２に記載のレンズ調節方法。
【００６９】
（付記４）前記調節工程では、前記ポート側レンズまたは前記ポートを、前記ミラー側レンズの芯の位置から前記コリメート光の光軸が当該ミラー側レンズを通過する位置へ向かう方向に、前記拡散光が当該ポート側レンズを通過する位置から当該ポート側レンズの芯の位置を変位させた位置に調節することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載のレンズ調節方法。
【００７０】
（付記５）前記第１測定工程は、
コリメート光を出射する出射工程と、
前記出射工程によって出射されたコリメート光を受光し、受光したコリメート光の光軸位置を第３位置として測定する第３測定工程と、
前記コリメート光の光路上に前記ミラー側レンズを配置する第２配置工程と、
前記出射工程によって出射され、前記ミラー側レンズを通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第４位置として測定する第４測定工程と、
前記第４測定工程によって測定される第４位置が、前記第３位置と一致するように前記ミラー側レンズの位置を調節する第２調節工程と、
を含むことを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のレンズ調節方法。
【００７１】
（付記６）入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポートと、前記ポートのそれぞれに対応した複数のポート側レンズと、前記ポート側レンズによってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたミラー側レンズと、前記ミラー側レンズによって集光されたそれぞれの光を当該ミラー側レンズに対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラーと、を備える光スイッチのレンズ調節装置であって、
前記ミラー側レンズの芯を通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第１位置として測定する測定手段と、
前記ポート側レンズを、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に配置する配置手段と、
前記ポートへ光を入力する入力手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記入力手段によって入力され、前記ポート側レンズおよび前記ミラー側レンズを通過した光を受光し、受光した光の光軸位置を第２位置として測定し、
前記配置手段は、前記測定手段によって測定される第２位置が、前記第１位置と一致するように前記ポート側レンズまたは前記ポートの位置を調節することを特徴とするレンズ調節装置。
【００７２】
（付記７）前記配置手段は、前記ポート側レンズを把持する把持部材と、当該把持部材を駆動制御する制御手段と、を備え、
前記測定手段は、前記第１位置および前記第２位置の情報を前記制御手段へ出力し、
前記制御手段は、前記測定手段によって出力された前記情報に基づいて、前記第２位置が、前記第１位置と一致するように前記把持部材を駆動制御することを特徴とする付記６に記載のレンズ調節装置。
【００７３】
（付記８）前記測定手段は、前記受光した光の光軸の、前記ミラー側レンズの芯の位置から前記コリメート光の光軸が当該ミラー側レンズを通過する位置へ向かう方向の位置を測定することを特徴とする付記６または７に記載のレンズ調節装置。
【００７４】
（付記９）前記測定手段は、ビームプロファイラ、ＩＲカメラまたはＰＳＤによって構成されていることを特徴とする付記６〜８のいずれか一つに記載のレンズ調節装置。
【００７５】
（付記１０）入力された光を拡散して出射し、または集光して入射された光を出力する複数のポートと、
前記ポートのそれぞれに対応し、対応するポートから出射される拡散光をコリメートする位置に設けられた複数のポート側レンズと、
前記ポート側レンズによってコリメートされたそれぞれのコリメート光を集光する位置に設けられたミラー側レンズと、
前記ミラー側レンズによって集光されたそれぞれの光を、当該ミラー側レンズに対して角度を変えて反射させることで光路変更を行うミラーと、
を備え、
前記ポート側レンズは、前記コリメート光の光軸が前記ミラー側レンズを通過する位置と当該ミラー側レンズの芯の位置との位置関係に応じて、前記拡散光の光軸が当該ポート側レンズを通過する位置を調節してそれぞれ設けられていることを特徴とする光スイッチ。
【００７６】
（付記１１）前記ポート側レンズは、前記コリメート光の光軸が前記ミラー側レンズを通過する位置と当該ミラー側レンズの芯の位置との距離が大きいほど、前記拡散光の光軸が当該ポート側レンズを通過する位置と当該ポート側レンズの芯の位置との距離が大きくなる位置に調節してそれぞれ設けられていることを特徴とする付記１０に記載の光スイッチ。
【００７７】
（付記１２）前記ポート側レンズは、前記ミラー側レンズの芯の位置から前記コリメート光の光軸が当該ミラー側レンズを通過する位置へ向かう方向に、前記拡散光が当該ポート側レンズを通過する位置から当該ポート側レンズの芯の位置を変位させた位置に調節してそれぞれ設けられていることを特徴とする付記１０または１１に記載の光スイッチ。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、この発明にかかるレンズ調節方法、レンズ調節装置および光スイッチは、光通信システムにおいて通信経路を切り替える光スイッチに有用であり、特に、各ポートからの信号光をＭＥＭＳミラー上に集光するレンズの収差が大きい場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】実施の形態にかかるレンズ調節装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１２０を調節する動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１２０を調節している状態を示す図である。
【図６】実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１３０を調節する動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１３０を調節している状態を示す図（その１）である。
【図８】実施の形態にかかるレンズ調節装置がレンズ１３０を調節している状態を示す図（その２）である。
【図９】従来の光スイッチの構成を示す斜視図である。
【図１０】従来の光波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。
【図１１】従来の光スイッチの構成を示す平面図（その１）である。
【図１２】距離Ｌとずれｄとの関係を示すグラフである。
【図１３】従来の光スイッチの構成を示す平面図（その２）である。
【図１４】従来の光波長選択スイッチのミラーを示す正面図である。
【図１５】光波長選択スイッチにおける信号光の波長と結合効率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８０】
１００  光スイッチ
１１０  ポート
１２０，１３０  レンズ
１４０  ミラー
３００  レンズ調節装置
３１０  測定部
３２４  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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