(57)【要約】【課題】従来の光スイッチで使用されるスライダやアクチュエータの駆動装置は、複雑で大がかりな装置であるので、価格も高価であるという欠点があった。本発明は、光通信等に使用され、光の光路を機械的動作により切り替える為の小型で、低損失で、低価格な光スイッチで、特に、複雑な駆動部を必要とせず、入力コリメータからの光信号を出力コリメータに選択的に伝送する光スイッチに関する。【解決手段】光路を平行移動するための１個の光路平行移動光学素子と高精度な位置決め角度調整が可能な駆動装置を連結して１個の共通駆動装置を形成し、前記光路平行移動光学素子を光の入射位置を中心に回転駆動させることにより、入力コリメータからの光路を切り替え、円形状に配置された出力コリメータに選択的に伝送することを可能にする光スイッチ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路を平行移動するための１個の光路平行移動光学素子を位置決め角度微調整を可能にする高精度駆動装置に連結して１個の共通駆動装置を形成し、前記光路平行移動光学素子を光の入射位置を中心に回転駆動させることにより、入力コリメータからの光路を切り替え、出力コリメータに選択的に伝送することを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
請求項１の駆動装置がステッピングモータであることを特徴とする光スイッチ。
【請求項３】
請求項１、請求項２において、出力コリメータは入力コリメータを中心として円形に配置されたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項４】
請求項１から請求項３において、光スイッチを多段に接続することにより、１及び又は複数入力して１及び又は複数出力にした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】
本発明は、光通信等に使用され、光の光路を機械的動作により切り替える為の小型で、低損失で、低価格な光スイッチで、特に、複雑な駆動部を必要とせず、入力コリメータからの光路を出力コリメータに選択的に伝送可能な光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光スイッチ１′は、図３に示すように、入力された光の光路を切り替えるために  少なくとも１つ以上の反射光学素子３′を動かす必要があった。又、この駆動機構としては、スライダやアクチュエータ１５′等を使用していた。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２６７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、従来の光スイッチの場合、特許文献１に示す駆動装置では、複雑で大がかりな装置になってしまい、価格も高価であるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決するために、鋭意検討した結果、
第１に、光路を平行移動するための１個の光路平行移動光学素子と位置決め角度微調整を可能にする高精度駆動装置を連結して１個の共通駆動装置を形成し、前記光路平行移動光学素子を光の入射位置を中心に回転駆動させることにより、入力コリメータからの光路を切り替え、出力コリメータに選択的に伝送する構造で、
第２に、第１の駆動装置が、ステッピングモータ（外部からのパルス数に対応した角度や距離の移動を制御なしに行える駆動装置）で、
第３に、第１、第２において、出力コリメータは入力コリメータを中心として円形状に配置された構造で、
第４に、第１から第３において、光スイッチを、多段に接続することにより、１及び又は複数入力して１及び又は複数出力にした光スイッチである。
【発明の効果】
【０００６】
光学素子と駆動装置の厳しい加工精度と位置決めにおける従来の厳しい精度要求に対して、大幅な精度緩和を可能にし、結果として、小型、低損失、低価格で、入力コリメータからの光信号を出力コリメータに選択的に伝送する光スイッチの提供が可能になる。例えば、まず小型化の特徴として、図１から明らかなように、本発明の光スイッチは駆動機構がシンプルであり、前記光路平行移動光学素子と高精度な位置決め角度調整が可能な前記モータと前記光路平行移動光学素子と前記モータのシャフトを固定するための支持板が１つずつでまかなえることから小型化が実現可能である。駆動機構がシンプルであることが低価格に繋がるということはいうまでもない。又、図１（ロ）に示すように出力コリメータの数がいくら増えても駆動機構は変わらないことから低価格なスイッチが実現可能である。最後に、低損失な特徴として、出力コリメータが円形状に配置されていることから入力コリメータからの光路距離が全て同一距離となり、挿入損失を均一にすることができる。又、コリメータを最適なビームに合わせることで低損失にすることができるので、高信頼性を有する光スイッチを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の光スイッチ１の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。従来は、少なくとも１つ以上の反射光学素子を動かす必要があることと駆動機構として、スライダや複雑なアクチュエータ等を使用しているのに対し、１個の光路平行移動素子と高精度な位置決め角度調整を可能としたモータにより回転移動させることで、入力コリメータからの光信号を円形状に配置された出力コリメータに選択的に伝送することを可能にした点である。
【実施例１】
【０００８】
始めに、第１実施例は、図１(イ)に示すように、光路を平行移動するための１個の光路平行移動光学素子に位置決め角度微調整を可能にする高精度駆動装置に連結して１個の共通駆動装置を形成し、前記光路平行移動光学素子を光の入射位置を中心に回転駆動させることにより、入力コリメータからの光路を切り替え、出力コリメータに選択的に伝送する光スイッチである。ここで、本発明の駆動装置を、代表的なモータ４で説明する。本発明の一個の共通駆動装置の具体的実施例を述べると、図１（イ）に示すように、モータ４のシャフト６に固定され、連動されている支持板５と光路平行移動光学素子３が連結されている。以上の構造であるので、入力コリメータ７からの光路２は、前記光路平行移動光学素子３に入射し、光路２が平行移動して出力コリメータ２に伝送する。別の出力コリメータ８に伝送する場合には、入力された光路２が前記光路平行移動光学素子３に入射する位置を中心にモータ４が回転駆動することにより光路の切り替えが可能になる。
【実施例２】
【０００９】
第２実施例としては、図１(イ)に示すように、前記光路平行移動光学素子３と前記支持板５とを回転駆動するモータ４はステッピングモータとして構成される。これにより、位置決め角度の微調整を可能にする高精度な位置決め調整が可能となり、出力コリメータの数に合わせて角度や距離の移動を正確に制御することが可能となる。
【実施例３】
【００１０】
第３実施例としては、図１(ロ)に示すように、光路平行移動光学素子３の形状が大きくなった場合、出力コリメータ８の数を増やし、その内の１本に選択的に伝送する。前記光路平行移動光学素子３に光が入射された位置を中心に前記光路平行移動光学素子３が回転することにより、光路２が前記光路平行移動光学素子３から出力される位置が変わることから出力コリメータ８は円形状に配置される。このことから、入力コリメータから選択的に伝送可能な出力コリメータまでの光路距離はどの出力コリメータを選択しても全て同一距離となる。従って、各出力における挿入損失を均一にすることができる。又、円形状に配置された出力コリメータの数が増えても部材の大きさが変わるだけで駆動機構は変わらない。
【実施例４】
【００１１】
第４実施例としては、図１（ハ）に示すように、光スイッチを多段に接続することにより、１入力・複数出力にした光スイッチである。
【００１２】
次に、可動部に使用される本発明の光路平行移動素子３と従来の反射光学素子３′の位置ずれについての比較説明図を、図２（イ）に示す。図において、本発明の可動部で用いている光路平行移動素子の位置ずれなし状態９での光路１１と、位置ずれあり状態１０での光路１２を示す。このように、光路平行移動素子の位置がずれを起こしても、光路に位置ずれや角度ずれは生じないようになっている。又、これはすべての方向の位置ずれについても同様である。続いて、従来の可動部で用いている反射光学素子の位置ずれなし状態１８′での光路１１′と、位置ずれあり状態１９′での光路１２′を示す。反射光学素子の位置がずれると、光路１１′と光路１２′は位置がずれて出力してしまう。又、これは基盤に対して水平方向以外の方向の位置ずれについても同様である。
更に、可動部に使用される本発明の光路平行移動素子と従来の反射素子の角度ずれについての比較説明図を、図２（ロ）に示す。本実施例の可動部で用いている光路平行移動素子の角度ずれなし状態１３での光路１１と、角度ずれあり状態１４での光路１２を示す。このように、光路平行移動素子の角度がずれを起こしても、光路の位置ずれはあるが、角度ずれは生じないようになっている。又、これはすべての方向の角度ずれについても同様である。
最後に、従来の可動部で用いている反射光学素子の角度ずれなし状態２０′での光路１１′と、角度ずれあり状態２１′での光路１２′を示す。反射光学素子の角度がずれると、光路１１′と光路１２′は角度がずれて出力されてしまう。このときの光路１１′と光路１２′との角度ずれ１７′は、反射素子の角度ずれ１６′の２倍となる。又、これはすべての方向の角度ずれについても同様である。光の損失増加で支配的なものは、位置ずれより角度ずれであり、光路平行移動素子は、反射光学素子に比べ位置及び角度精度が大幅に緩くなっている。
【００１３】
本発明の第４実施例では、１入力・複数出力にした光スイッチを例に挙げたが、逆の複数入力・１出力にした場合でも一向に構わない。この様に本発明は各種の変形を含むものであることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
光路を切り替えるために用いる光スイッチに使用され、従来の厳しい精度要求に対して、大幅な精度緩和を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（イ）は、本発明の光スイッチ１Ａ、１Ｂの第１、第２実施例で、光路平行移動光学素子３が回転駆動して１本の入力コリメータ７から複数の出力コリメータ８の１本に選択的に伝送し、光路平行移動光学素子３が回転する前と回転した後で、光路２が切り替わる状態の説明図である。図１（ロ）は、本発明の光スイッチ１Ｃの第３実施例で、光路平行移動光学素子３の形状が大きくなった場合、出力コリメータ８の数を増やし、その内の１本に選択的に伝送する状態の説明図である。図１（ハ）は、本発明の光スイッチ１Ｄの第４実施例で、このスイッチを多段に接続することにより１入力・複数出力を伝送する状態の説明図である。
【図２】（イ）は、可動部に使用される本発明の光路平行移動光学素子３と従来の反射光学素子３′の位置ずれについての比較説明図である。図２（ロ）は、可動部に使用される本発明の光路平行移動光学素子３と従来の反射光学素子３′の角度ずれについての比較説明図である。
【図３】従来の光スイッチ１′の実施例で、光路２′が、反射光学素子３′を通過した状態の説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  本発明の光スイッチ
２    光路
３    光路平行移動光学素子
４    モータ（ステッピングモータ）
５    支持板
６    シャフト
７    入力コリメータ
８    出力コリメータ
９    位置ずれなし光路平行移動光学素子
10    位置ずれあり光路平行移動光学素子
11    光学素子が所定の位置及び角度にあるときの光路
12    光学素子が所定の位置及び角度にないときの光路
13    角度ずれなし光路平行移動光学素子
14    角度ずれあり光路平行移動光学素子
１′  従来の光スイッチ
２′  光路
３′  反射光学素子
４′  スライダ及びアクチュエータ
７′  入力コリメータ
８′  出力コリメータ
11′  光学素子が所定の位置及び角度にあるときの光路
12′  光学素子が所定の位置及び角度にないときの光路
15′  スライダ及びアクチュエータ
16′  反射光学素子ずれ角
17′  光路ずれ角
18′  位置ずれなし反射光学素子
19′  位置ずれあり反射光学素子
20′  角度ずれなし反射光学素子
21′  角度ずれあり反射光学素子
【図１】
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【図２】
2005266679.tif 000004
【図３】
2005266679.tif 000005