(57)【要約】  【課題】  従来より小型化することができる光路切換装置を提供する。  【解決手段】  光路切換装置１０は、光線１１が入力されるファイバコリメータ２０と、光線１１を出力するファイバコリメータ４０、５０と、光線１１を内部で反射することによって光線１１の光路を変位する平行四辺形プリズム７０と、ファイバコリメータ２０からファイバコリメータ５０までの光線１１の光路上に平行四辺形プリズム７０を移動させる駆動アクチュエータ７６とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線が入力される入力手段と、前記光線を出力する出力手段と、前記光線を内部で反射することによって前記光線の光路を変位する内部反射体と、前記入力手段から前記出力手段までの前記光線の光路上に前記内部反射体を移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする光路切換装置。
【請求項２】
前記入力手段から前記出力手段までの前記光線の光路上に配置されて前記光線の進行方向を略平行に折返す単一の折返し部材を備え、
前記入力手段及び前記出力手段は、前記内部反射体に対して同一側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の光路切換装置。
【請求項３】
複数の前記出力手段と、前記出力手段毎に対応した複数の前記内部反射体とを備え、
前記光線が部材で反射される回数と、前記光線が部材を透過する回数とが、前記入力手段から前記出力手段までの前記光線の複数通りの光路間で同一であることを特徴とする請求項１に記載の光路切換装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光路を切り換える光路切換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光路を切り換える光路切換装置として、無反射膜がコーティングされたプリズムによって光線の光路を変位するものが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１５０５９号公報（第５頁、第１５図）
【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、従来の光路切換装置においては、プリズムへの光線の入射角が小さくなると、プリズムにコーティングされた無反射膜の低損失波長帯域が狭くなる不具合や、光線の偏光依存損失が大きくなる不具合等が発生するので、プリズムへの光線の入射角を大きくするために頂角が９０°近傍の大型のプリズムが必要であり、結果として、装置全体が大型化するという問題があった。
【０００４】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、従来より小型化することができる光路切換装置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】
本発明の光路切換装置は、光線が入力される入力手段と、前記光線を出力する出力手段と、前記光線を内部で反射することによって前記光線の光路を変位する内部反射体と、前記入力手段から前記出力手段までの前記光線の光路上に前記内部反射体を移動させる移動手段とを備えた構成を有している。
【０００６】
この構成により、本発明の光路切換装置は、内部反射体が光線を内部で反射することによって光線の光路を変位するので、小型の内部反射体によって光線の光路を変位することができ、結果として、従来より小型化することができる。
【０００７】
また、本発明の光路切換装置は、前記入力手段から前記出力手段までの前記光線の光路上に配置されて前記光線の進行方向を略平行に折返す単一の折返し部材を備え、前記入力手段及び前記出力手段は、前記内部反射体に対して同一側に配置された構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明の光路切換装置は、複数の折返し部材によって光線を略平行に折返す場合に要するような折返し部材間の位置調整が不要であるので、折返す光線を容易に略平行にすることができ、入力手段と出力手段との位置調整を容易化することができる。
【０００９】
また、本発明の光路切換装置は、複数の前記出力手段と、前記出力手段毎に対応した複数の前記内部反射体とを備え、前記光線が部材で反射される回数と、前記光線が部材を透過する回数とが、前記入力手段から前記出力手段までの前記光線の複数通りの光路間で同一である構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の光路切換装置は、複数の出力手段毎の出力光線の光量のばらつきを低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、従来より小型化することができる光路切換装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係る光路切換装置の構成について説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に係る光路切換装置１０は、光線１１が入力される入力手段としてのファイバコリメータ２０と、ファイバコリメータ２０を支持したファイバコリメータ支持板３０と、光線１１を出力する出力手段としてのファイバコリメータ４０、５０と、ファイバコリメータ４０、５０を支持したファイバコリメータ支持板６０と、光線１１を内部で反射することによって光線１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム７０と、平行四辺形プリズム７０を支持した平行四辺形プリズム支持板７５と、ファイバコリメータ２０からファイバコリメータ５０までの光線１１の光路上に平行四辺形プリズム７０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ７６とを備えた１入力、２出力の１×２光路切換装置である。
【００１５】
ファイバコリメータ２０は、光ファイバ２１及びレンズ２２から構成されている。ここで、光ファイバ２１には、外部から光線１１が入力されるための入力ポート２１ａが形成されている。なお、ファイバコリメータ２０のレンズ２２から出力される光線１１は、平行ビームである。
【００１６】
また、ファイバコリメータ４０は、光ファイバ４１及びレンズ４２から構成されている。ここで、光ファイバ４１には、外部に光線１１を出力するための出力ポート４１ａが形成されている。同様に、ファイバコリメータ５０は、光ファイバ５１及びレンズ５２から構成されている。ここで、光ファイバ５１には、外部に光線１１を出力するための出力ポート５１ａが形成されている。
【００１７】
また、平行四辺形プリズム７０は、ガラス製のものが通常用いられ、図２に示すように、辺７０ａと辺７０ｂとが平行であり、辺７０ｃと辺７０ｄとが平行であり、辺７０ａと辺７０ｃとがなす角７０ｅが４５°である。
【００１８】
また、平行四辺形プリズム７０は、光線１１が入出射する辺７０ａ及び辺７０ｂの面上に無反射膜７１のコーティングが施されている。ここで、光通信において使用される光線１１の波長帯域が広い（例えば１５１０ｎｍから１６１０ｎｍ）ため、無反射膜７１としては多層膜のものが施されている。また、光通信では無反射膜７１の層数は、典型的には２〜５層である。なお、図では、視覚的に分かり易くするために無反射膜７１を厚く描いているが、実際の無反射膜７１の厚さは、２μｍ以下である。
【００１９】
また、平行四辺形プリズム７０は、光線１１が反射する辺７０ｃ及び辺７０ｄの面上に反射膜７２のコーティングが施されている。ここで、反射膜７２の層数は、典型的には５〜６層である。また、反射膜７２の厚さは、２μｍ程度である。なお、平行四辺形プリズム７０は、辺７０ｃ及び辺７０ｄの面上に反射膜７２をコーティングしなくても全反射するが、平行四辺形プリズム７０自身の汚れ等による性能劣化を防ぐために反射膜７２をコーティングすることが望ましい。
【００２０】
次に、光路切換装置１０の動作について説明する。
【００２１】
図３に示すように、光線１１の光路の下方に平行四辺形プリズム７０が駆動アクチュエータ７６によって移動させられると、ファイバコリメータ２０から出射した光線１１は、平行四辺形プリズム７０に入射せずに直進し、ファイバコリメータ４０に入射する。即ち、ファイバコリメータ２０の入力ポート２１ａはファイバコリメータ４０の出力ポート４１ａと接続される。一方、図４に示すように、光線１１の光路上に平行四辺形プリズム７０が駆動アクチュエータ７６によって移動させられると、ファイバコリメータ２０から出射した光線１１は、平行四辺形プリズム７０に入射して平行四辺形プリズム７０によって光路が変位された後、ファイバコリメータ５０に入射する。即ち、ファイバコリメータ２０の入力ポート２１ａはファイバコリメータ５０の出力ポート５１ａと接続される。このように、光路切換装置１０は、光線１１の光路に対して平行四辺形プリズム７０を挿抜することによって光線１１の光路を切り換える。
【００２２】
なお、光線１１の光路の変位は、図２に示すように、平行四辺形プリズム７０の辺７０ｃの面での反射と、辺７０ｄの面での反射とを利用する。したがって、平行四辺形プリズム７０の辺７０ａ及び辺７０ｂの間の長さ７０ｆは、原理的には光線１１のビーム直径より若干長ければ良い。例えば、代表的なビーム直径の０．５ｍｍの場合、光路切換装置１０の組み立て易さや取り扱い易さを考慮しても、長さ７０ｆは、１ｍｍあれば十分である。また、平行四辺形プリズム７０の幅７０ｇは、光線１１の光路の必要な変位量１１ａによって決まり、平行四辺形プリズム７０の長さ７０ｆと変位量１１ａとの和になる。したがって、出力ポート４１ａ及び出力ポート５１ａの間隔である変位量１１ａを代表的な２ｍｍとし、平行四辺形プリズム７０の長さ７０ｆを１ｍｍとして試算すると、平行四辺形プリズム７０の幅７０ｇは３ｍｍである。即ち、平行四辺形プリズム７０は高々１×３ｍｍ程度の大きさで良い。
【００２３】
一方、従来の光路切換装置で使われている菱形プリズムを平行四辺形プリズム７０に代えて光路切換装置１０に備えるとすると、菱形プリズムは、屈折率が１．５のガラス製で頂角が９０°である場合、４．７×４．７ｍｍ以上の大きさが必要となる。即ち、平行四辺形プリズム７０は、従来の菱形プリズムと比べて非常に小型化することができる。なお、光線１１の光路の必要な変位量１１ａが大きくなればなるほど、平行四辺形プリズム７０は、従来の菱形プリズムと比べて小型化することができるという特徴が顕著になる。
【００２４】
以上に説明したように、光路切換装置１０は、平行四辺形プリズム７０が光線１１を内部で反射することによって光線１１の光路を変位するので、小型の平行四辺形プリズム７０によって光線１１の光路を変位することができ、結果として、従来より小型化することができる。
【００２５】
また、光路切換装置１０は、小型の平行四辺形プリズム７０を使用しているので、平行四辺形プリズム７０を駆動する駆動アクチュエータ７６のパワーを小さくすることができる。
【００２６】
更に、光路切換装置１０は、小型の平行四辺形プリズム７０を使用しているので、平行四辺形プリズム７０が傾いても光線１１の位置ずれを少なくすることができ、結果として、挿入損を小さくすることができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態に係る光路切換装置の構成について説明する。
【００２８】
図５に示すように、本実施の形態に係る光路切換装置１１０は、光線１１１が入力される入力手段としてのファイバコリメータ１２０と、光線１１１を出力する出力手段としてのファイバコリメータ１３０、１４０と、ファイバコリメータ１２０、１３０、１４０を支持したファイバコリメータ支持板１５０と、光線１１１を内部で反射することによって光線１１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム１６０と、平行四辺形プリズム１６０を支持した平行四辺形プリズム支持板１６５と、ファイバコリメータ１２０からファイバコリメータ１４０までの光線１１１の光路上に平行四辺形プリズム１６０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ１６６と、ファイバコリメータ１２０からファイバコリメータ１３０、１４０までの光線１１１の光路上に配置されて光線１１１の進行方向を略平行に折返す単一の折返し部材としての直角プリズム１７０と、直角プリズム１７０を支持した直角プリズム支持台１７５とを備えた１入力、２出力の１×２光路切換装置である。
【００２９】
ここで、ファイバコリメータ１２０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０（図１参照。）のファイバコリメータ２０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。同様に、ファイバコリメータ１３０、１４０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０のファイバコリメータ４０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。なお、ファイバコリメータ１２０及びファイバコリメータ１３０、１４０は、平行四辺形プリズム１６０に対して同一側に配置されている。
【００３０】
また、平行四辺形プリズム１６０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０の平行四辺形プリズム７０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００３１】
また、直角プリズム１７０は、光線１１１が入出射する面上に無反射膜のコーティングが施されている。また、直角プリズム１７０は、光線１１１が反射する面上にも反射膜のコーティングが施されていることが望ましい。
【００３２】
次に、光路切換装置１１０の動作について説明する。
【００３３】
図５に示すように、光線１１１の光路の下方に平行四辺形プリズム１６０が駆動アクチュエータ１６６によって移動させられると、ファイバコリメータ１２０から出射して直角プリズム１７０で略平行に折返した光線１１１は、平行四辺形プリズム１６０に入射せずに直進し、ファイバコリメータ１３０に入射する。即ち、ファイバコリメータ１２０の入力ポート１２１ａはファイバコリメータ１３０の出力ポート１３１ａと接続される。一方、図６に示すように、光線１１１の光路上に平行四辺形プリズム１６０が駆動アクチュエータ１６６によって移動させられると、ファイバコリメータ１２０から出射して直角プリズム１７０で略平行に折返した光線１１１は、平行四辺形プリズム１６０に入射して平行四辺形プリズム１６０によって光路が変位された後、ファイバコリメータ１４０に入射する。即ち、ファイバコリメータ１２０の入力ポート１２１ａはファイバコリメータ１４０の出力ポート１４１ａと接続される。このように、光路切換装置１１０は、光線１１１の光路に対して平行四辺形プリズム１６０を挿抜することによって光線１１１の光路を切り換える。
【００３４】
以上に説明したように、光路切換装置１１０は、単一の直角プリズム１７０によって光線１１１を略平行に折返すようになっており、複数の折返し部材によって光線１１１を略平行に折返す場合に要するような折返し部材間の位置調整が不要であるので、折返す光線１１１を容易に略平行にすることができ、ファイバコリメータ１２０と、ファイバコリメータ１３０、１４０との位置調整を容易化することができる。したがって、光路切換装置１１０は、製造に要する作業時間及び作業コストを軽減することができる。
【００３５】
また、光路切換装置１１０は、単一の直角プリズム１７０によって光線１１１を略平行に折返すようになっているので、複数の折返し部材によって光線１１１を略平行に折返すようになっている場合と比較して、光線１１１を略平行に折返すために用いる部材の製造コストを低減することができる。例えば、光路切換装置１１０は、光線１１１を略平行に折返すために用いる部材の製造コストとして、単一の直角プリズム１７０の加工成型費用と、直角プリズム１７０の光線１１１が入射する１箇所の面上に施す無反射膜の成膜費用と、直角プリズム１７０の光線１１１が反射する２箇所の面上に施す反射膜の成膜費用とを要するだけである。なお、直角プリズム１７０の光線１１１が反射する２箇所の面上には、上述したように反射膜のコーティングが施されていることが望ましいが、施されていなくても良い。反射膜の成膜費用は、通常、無反射膜の成膜費用の数倍であるので、直角プリズム１７０は、光線１１１が反射する２箇所の面上に反射膜のコーティングが施されていなければ、より安価に製造されることができる。
【００３６】
また、光路切換装置１１０は、単一の直角プリズム１７０によって光線１１１を略平行に折返すようになっているので、複数の折返し部材によって光線１１１を略平行に折返すようになっている場合と比較して、小型化することができる。
【００３７】
また、光路切換装置１１０は、ファイバコリメータ１２０及びファイバコリメータ１３０、１４０が平行四辺形プリズム１６０に対して同一側に配置されているので、ファイバコリメータ１２０の光ファイバ１２１やファイバコリメータ１３０、１４０の光ファイバ１３１、１４１の余長処理を容易化することができ、図示していないプリント板上への実装を容易化することができる。
【００３８】
なお、光路切換装置１１０は、単一の折返し部材として直角プリズム１７０を備えているが、直角プリズム１７０に限るものではなく、光線１１１を略平行に折返すことができる単一の部材であれば良く、直角プリズム１７０に代えて例えば台形プリズム、コーナーキューブ、ルーフプリズムなどを備えていても良い。
【００３９】
（第３の実施の形態）
まず、第３の実施の形態に係る光路切換装置の構成について説明する。
【００４０】
図７に示すように、本実施の形態に係る光路切換装置２１０は、光線２１１が入力される入力手段としてのファイバコリメータ２２０と、光線２１１を出力する出力手段としてのファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０と、光線２１１を内部で反射することによって光線２１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム２８０と、平行四辺形プリズム２８０を支持した平行四辺形プリズム支持板２８５と、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２３０までの光線２１１の光路上に平行四辺形プリズム２８０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ２８６と、光線２１１を内部で反射することによって光線２１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム２９０と、平行四辺形プリズム２９０を支持した平行四辺形プリズム支持板２９５と、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２４０までの光線２１１の光路上に平行四辺形プリズム２９０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ２９６と、光線２１１を内部で反射することによって光線２１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム３００と、平行四辺形プリズム３００を支持した平行四辺形プリズム支持板３０５と、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２５０までの光線２１１の光路上に平行四辺形プリズム３００を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ３０６と、光線２１１を内部で反射することによって光線２１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム３１０と、平行四辺形プリズム３１０を支持した平行四辺形プリズム支持板３１５と、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２６０までの光線２１１の光路上に平行四辺形プリズム３１０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ３１６と、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線２１１の光路上に配置されて光線２１１の進行方向を変更する光路偏向ミラー３２１、３２２、３２３、３２４、３２５と、ファイバコリメータ２２０、２３０、２４０、２５０、２６０及び光路偏向ミラー３２１、３２２、３２３、３２４、３２５を支持したプラットフォーム３３０とを備えた１入力、４出力の１×４光路切換装置である。
【００４１】
ここで、ファイバコリメータ２２０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０（図１参照。）のファイバコリメータ２０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。同様に、ファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０のファイバコリメータ４０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。なお、ファイバコリメータ２２０及びファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０は、平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０に対して同一側に配置されている。
【００４２】
また、平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０の平行四辺形プリズム７０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００４３】
また、光路偏向ミラー３２１、３２２、３２３、３２４、３２５は、光線２１１の光路を偏向するためのもので、例えば薄いガラス基板に反射多層膜のコーティングが施されているものである。
【００４４】
なお、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２３０までの光線２１１の光路において、光線２１１は、光路偏向ミラー３２１で反射され、平行四辺形プリズム２８０を透過するとともに平行四辺形プリズム２８０の内部で反射され、光路偏向ミラー３２２で反射されるようになっている。また、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２４０までの光線２１１の光路において、光線２１１は、光路偏向ミラー３２１で反射され、平行四辺形プリズム２９０を透過するとともに平行四辺形プリズム２９０の内部で反射され、光路偏向ミラー３２３で反射されるようになっている。また、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２５０までの光線２１１の光路において、光線２１１は、光路偏向ミラー３２１で反射され、平行四辺形プリズム３００を透過するとともに平行四辺形プリズム３００の内部で反射され、光路偏向ミラー３２４で反射されるようになっている。また、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２６０までの光線２１１の光路において、光線２１１は、光路偏向ミラー３２１で反射され、平行四辺形プリズム３１０を透過するとともに平行四辺形プリズム３１０の内部で反射され、光路偏向ミラー３２５で反射されるようになっている。即ち、光線２１１が部材で反射される回数と、光線２１１が部材を透過する回数とは、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線２１１の４通りの光路間で同一になっている。
【００４５】
次に、光路切換装置２１０の動作について説明する。
【００４６】
図７に示すように、光線２１１の光路上に平行四辺形プリズム２８０のみが駆動アクチュエータ２８６によって移動させられると、ファイバコリメータ２２０から出射して光路偏向ミラー３２１で反射した光線２１１は、平行四辺形プリズム２８０に入射して平行四辺形プリズム２８０によって光路が変位された後、光路偏向ミラー３２２で反射してファイバコリメータ２３０に入射する。即ち、ファイバコリメータ２２０の入力ポート２２１ａはファイバコリメータ２３０の出力ポート２３１ａと接続される。また、図８に示すように、光線２１１の光路上に平行四辺形プリズム３００のみが駆動アクチュエータ３０６によって移動させられると、ファイバコリメータ２２０から出射して光路偏向ミラー３２１で反射した光線２１１は、平行四辺形プリズム３００に入射して平行四辺形プリズム３００によって光路が変位された後、光路偏向ミラー３２４で反射してファイバコリメータ２５０に入射する。即ち、ファイバコリメータ２２０の入力ポート２２１ａはファイバコリメータ２５０の出力ポート２５１ａと接続される。なお、説明を省略するが、光線２１１の光路上に平行四辺形プリズム２９０のみが駆動アクチュエータ２９６によって移動させられる場合と、光線２１１の光路上に平行四辺形プリズム３１０のみが駆動アクチュエータ３１６によって移動させられる場合も同様である。このように、光路切換装置２１０は、光線２１１の光路に対して平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０を挿抜することによって光線２１１の光路を切り換える。
【００４７】
以上に説明したように、光路切換装置２１０は、光線２１１が部材で反射される回数と、光線２１１が部材を透過する回数とが、ファイバコリメータ２２０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線２１１の４通りの光路間で同一であるので、ファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０毎の出力光線の光量のばらつきを低減することができる。即ち、光路切換装置２１０は、光通信用の部品として適している。
【００４８】
また、光路切換装置２１０は、同様な機能を有する部品が同一形態に設計されていれば、量産効果によって各部品の製造コストを低減することができる。例えば、光路切換装置２１０は、光路偏向ミラー３２１、３２２、３２３、３２４、３２５がそれぞれ同一形態に設計されていても良いし、平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０がそれぞれ同一形態に設計されていても良い。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、１×４光路切換装置について説明したが、１×４光路切換装置に限らず所謂１×Ｎ光路切換装置（Ｎ≧２）に適用することができる。
【００５０】
（第４の実施の形態）
まず、第４の実施の形態に係る光路切換装置の構成について説明する。
【００５１】
なお、本実施の形態に係る光路切換装置の構成のうち第３の実施の形態に係る光路切換装置２１０（図７参照。）の構成と同様な構成については、光路切換装置２１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５２】
図９に示すように、本実施の形態に係る光路切換装置４１０の構成は、光線４１１が入力される入力手段としてのファイバコリメータ４２０、４３０と、光線４１１を内部で反射することによって光線４１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム４４０と、平行四辺形プリズム４４０を支持した平行四辺形プリズム支持板４４５と、ファイバコリメータ４２０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線４１１の光路上に平行四辺形プリズム４４０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ４４６と、ファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０、４２０、４３０及び光路偏向ミラー３２１、３２２、３２３、３２４、３２５を支持したプラットフォーム４５０とを、ファイバコリメータ２２０（図７参照。）及びプラットフォーム３３０（図７参照。）に代えて光路切換装置２１０（図７参照。）が備えた構成と同様である。即ち、光路切換装置４１０は、２入力、４出力の２×４光路切換装置である。
【００５３】
ここで、ファイバコリメータ４２０、４３０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０（図１参照。）のファイバコリメータ２０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。なお、ファイバコリメータ４２０、４３０及びファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０は、平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０に対して同一側に配置されている。
【００５４】
また、平行四辺形プリズム４４０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０の平行四辺形プリズム７０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００５５】
次に、光路切換装置４１０の動作について説明する。
【００５６】
図９に示すように、光線４１１の光路上に平行四辺形プリズム４４０が駆動アクチュエータ４４６によって移動させられると、ファイバコリメータ４２０から出射した光線４１１は、平行四辺形プリズム４４０に入射して平行四辺形プリズム４４０によって光路が変位された後、光路偏向ミラー３２１で反射される。そして、光路切換装置４１０は、光路偏向ミラー３２１で反射された後の光線４１１に対して光路切換装置２１０（図７参照。）と同様に動作する。即ち、ファイバコリメータ４２０の入力ポート４２１ａは、ファイバコリメータ２３０の出力ポート２３１ａ、ファイバコリメータ２４０の出力ポート２４１ａ、ファイバコリメータ２５０の出力ポート２５１ａ及びファイバコリメータ２６０の出力ポート２６１ａのうち何れか１つの出力ポートと接続される。
【００５７】
また、図示していないが、光線４１１の光路の下方に平行四辺形プリズム４４０が駆動アクチュエータ４４６によって移動させられると、ファイバコリメータ４３０から出射した光線４１１は、平行四辺形プリズム４４０に入射せずに直進し、光路偏向ミラー３２１で反射される。そして、光路切換装置４１０は、光路偏向ミラー３２１で反射された後の光線４１１に対して光路切換装置２１０（図７参照。）と同様に動作する。即ち、ファイバコリメータ４３０の入力ポート４３１ａは、ファイバコリメータ２３０の出力ポート２３１ａ、ファイバコリメータ２４０の出力ポート２４１ａ、ファイバコリメータ２５０の出力ポート２５１ａ及びファイバコリメータ２６０の出力ポート２６１ａのうち何れか１つの出力ポートと接続される。
【００５８】
このように、光路切換装置４１０は、光線４１１の光路に対して平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０、４４０を挿抜することによって光線４１１の光路を切り換える。
【００５９】
なお、光路切換装置４１０は、同様な機能を有する部品が同一形態に設計されていれば、量産効果によって各部品の製造コストを低減することができる。例えば、光路切換装置４１０は、光路偏向ミラー３２１、３２２、３２３、３２４、３２５がそれぞれ同一形態に設計されていても良いし、平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０、４４０がそれぞれ同一形態に設計されていても良い。
【００６０】
また、本実施の形態においては、２×４光路切換装置について説明したが、２×４光路切換装置に限らず所謂２×Ｎ光路切換装置（Ｎ≧２）に適用することができる。
【００６１】
（第５の実施の形態）
まず、第５の実施の形態に係る光路切換装置の構成について説明する。
【００６２】
なお、本実施の形態に係る光路切換装置の構成のうち第３の実施の形態に係る光路切換装置２１０（図７参照。）の構成と同様な構成については、光路切換装置２１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６３】
図１０に示すように、本実施の形態に係る光路切換装置５１０の構成は、光線５１１が入力される入力手段としてのファイバコリメータ５２０、５３０、５４０と、光線５１１を内部で反射することによって光線５１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム５５０と、平行四辺形プリズム５５０を支持した平行四辺形プリズム支持板５５５と、ファイバコリメータ５２０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線５１１の光路上に平行四辺形プリズム５５０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ５５６と、光線５１１を内部で反射することによって光線５１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム５６０と、平行四辺形プリズム５６０を支持した平行四辺形プリズム支持板５６５と、ファイバコリメータ５３０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線５１１の光路上に平行四辺形プリズム５６０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ５６６と、光線５１１を内部で反射することによって光線５１１の光路を変位する内部反射体としての平行四辺形プリズム５７０と、平行四辺形プリズム５７０を支持した平行四辺形プリズム支持板５７５と、ファイバコリメータ５４０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線５１１の光路上に平行四辺形プリズム５７０を移動させる移動手段としてのソレノイドアクチュエータ等の駆動アクチュエータ５７６と、ファイバコリメータ５２０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線５１１の光路上に配置されて光線５１１の進行方向を変更する光路偏向ミラー５８１と、ファイバコリメータ５３０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線５１１の光路上に配置されて光線５１１の進行方向を変更する光路偏向ミラー５８２と、ファイバコリメータ５４０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線５１１の光路上に配置されて光線５１１の進行方向を変更する光路偏向ミラー５８３と、ファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０、５２０、５３０、５４０及び光路偏向ミラー３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、５８１、５８２、５８３を支持したプラットフォーム５９０とを、ファイバコリメータ２２０（図７参照。）及びプラットフォーム３３０（図７参照。）に代えて光路切換装置２１０（図７参照。）が備えた構成と同様である。即ち、光路切換装置５１０は、３入力、４出力の３×４光路切換装置である。
【００６４】
ここで、ファイバコリメータ５２０、５３０、５４０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０（図１参照。）のファイバコリメータ２０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００６５】
また、平行四辺形プリズム５５０、５６０、５７０の構成は、第１の実施の形態に係る光路切換装置１０の平行四辺形プリズム７０（図１参照。）の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００６６】
なお、光線５１１が部材で反射される回数と、光線５１１が部材を透過する回数とは、第３の実施の形態と同様に、ファイバコリメータ５２０、５３０、５４０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線５１１の１２通りの光路間で同一になっている。
【００６７】
次に、光路切換装置５１０の動作について説明する。
【００６８】
図１０に示すように、平行四辺形プリズム５５０、５６０、５７０のうち平行四辺形プリズム５５０のみが光線５１１の光路上に駆動アクチュエータ５５６によって移動させられると、ファイバコリメータ５２０から出射して光路偏向ミラー５８１で反射した光線５１１は、平行四辺形プリズム５５０に入射して平行四辺形プリズム５５０によって光路が変位された後、光路偏向ミラー３２１で反射される。そして、光路切換装置５１０は、光路偏向ミラー３２１で反射された後の光線５１１に対して光路切換装置２１０（図７参照。）と同様に動作する。即ち、ファイバコリメータ５２０の入力ポート５２１ａは、ファイバコリメータ２３０の出力ポート２３１ａ、ファイバコリメータ２４０の出力ポート２４１ａ、ファイバコリメータ２５０の出力ポート２５１ａ及びファイバコリメータ２６０の出力ポート２６１ａのうち何れか１つの出力ポートと接続される。
【００６９】
また、図示していないが、平行四辺形プリズム５５０、５６０、５７０のうち平行四辺形プリズム５６０のみが光線５１１の光路上に駆動アクチュエータ５６６によって移動させられると、ファイバコリメータ５３０から出射して光路偏向ミラー５８２で反射した光線５１１は、平行四辺形プリズム５６０に入射して平行四辺形プリズム５６０によって光路が変位された後、光路偏向ミラー３２１で反射される。そして、光路切換装置５１０は、光路偏向ミラー３２１で反射された後の光線５１１に対して光路切換装置２１０（図７参照。）と同様に動作する。即ち、ファイバコリメータ５３０の入力ポート５３１ａは、ファイバコリメータ２３０の出力ポート２３１ａ、ファイバコリメータ２４０の出力ポート２４１ａ、ファイバコリメータ２５０の出力ポート２５１ａ及びファイバコリメータ２６０の出力ポート２６１ａのうち何れか１つの出力ポートと接続される。
【００７０】
また、図示していないが、平行四辺形プリズム５５０、５６０、５７０のうち平行四辺形プリズム５７０のみが光線５１１の光路上に駆動アクチュエータ５７６によって移動させられると、ファイバコリメータ５４０から出射して光路偏向ミラー５８３で反射した光線５１１は、平行四辺形プリズム５７０に入射して平行四辺形プリズム５７０によって光路が変位された後、光路偏向ミラー３２１で反射される。そして、光路切換装置５１０は、光路偏向ミラー３２１で反射された後の光線５１１に対して光路切換装置２１０（図７参照。）と同様に動作する。即ち、ファイバコリメータ５４０の入力ポート５４１ａは、ファイバコリメータ２３０の出力ポート２３１ａ、ファイバコリメータ２４０の出力ポート２４１ａ、ファイバコリメータ２５０の出力ポート２５１ａ及びファイバコリメータ２６０の出力ポート２６１ａのうち何れか１つの出力ポートと接続される。
【００７１】
このように、光路切換装置５１０は、光線５１１の光路に対して平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０、５５０、５６０、５７０を挿抜することによって光線５１１の光路を切り換える。
【００７２】
以上に説明したように、光路切換装置５１０は、光線５１１が部材で反射される回数と、光線５１１が部材を透過する回数とが、ファイバコリメータ５２０、５３０、５４０からファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０までの光線５１１の１２通りの光路間で同一であるので、ファイバコリメータ２３０、２４０、２５０、２６０毎の出力光線の光量のばらつきを低減することができる。即ち、光路切換装置５１０は、光通信用の部品として適している。
【００７３】
また、光路切換装置５１０は、同様な機能を有する部品が同一形態に設計されていれば、量産効果によって各部品の製造コストを低減することができる。例えば、光路切換装置５１０は、光路偏向ミラー３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、５８１、５８２、５８３がそれぞれ同一形態に設計されていても良いし、平行四辺形プリズム２８０、２９０、３００、３１０、５５０、５６０、５７０がそれぞれ同一形態に設計されていても良い。
【００７４】
なお、本実施の形態においては、３×４光路切換装置について説明したが、３×４光路切換装置に限らず所謂Ｎ×Ｍ光路切換装置（Ｎ≧２、Ｍ≧２）に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明に係る光路切換装置は、従来より小型化することができるという効果を有し、光情報ネットワーク、光ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の光通信分野に使用される光路切換装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光路切換装置の斜視図である。
【図２】図１に示す光路切換装置の平行四辺形プリズムの上面図である。
【図３】（ａ）図１に示す光路切換装置の上面図である。  （ｂ）図３（ａ）に示す状況での図１に示す光路切換装置の側面図である。
【図４】（ａ）図３（ａ）に示す状況とは異なる状況での図１に示す光路切換装置の上面図である。  （ｂ）図４（ａ）に示す状況での図１に示す光路切換装置の側面図である。
【図５】（ａ）本発明の第２の実施の形態に係る光路切換装置の上面図である。  （ｂ）図５（ａ）に示す状況での図５（ａ）に示す光路切換装置の側面図である。
【図６】（ａ）図５（ａ）に示す状況とは異なる状況での図５（ａ）に示す光路切換装置の上面図である。  （ｂ）図６（ａ）に示す状況での図５（ａ）に示す光路切換装置の側面図である。
【図７】（ａ）本発明の第３の実施の形態に係る光路切換装置の上面図である。  （ｂ）図７（ａ）に示す状況での図７（ａ）に示す光路切換装置の側面断面図である。
【図８】（ａ）図７（ａ）に示す状況とは異なる状況での図７（ａ）に示す光路切換装置の上面図である。  （ｂ）図８（ａ）に示す状況での図７（ａ）に示す光路切換装置の側面断面図である。
【図９】（ａ）本発明の第４の実施の形態に係る光路切換装置の上面図である。  （ｂ）図９（ａ）に示す状況での図９（ａ）に示す光路切換装置の側面断面図である。
【図１０】（ａ）本発明の第５の実施の形態に係る光路切換装置の上面図である。  （ｂ）図１０（ａ）に示す状況での図１０（ａ）に示す光路切換装置の側面断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  光路切換装置
１１  光線
２０  ファイバコリメータ（入力手段）
４０、５０  ファイバコリメータ（出力手段）
７０  平行四辺形プリズム（内部反射体）
７６  駆動アクチュエータ（移動手段）
１１０  光路切換装置
１１１  光線
１２０  ファイバコリメータ（入力手段）
１３０、１４０  ファイバコリメータ（出力手段）
１６０  平行四辺形プリズム（内部反射体）
１６６  駆動アクチュエータ（移動手段）
１７０  直角プリズム（折返し部材）
２１０  光路切換装置
２１１  光線
２２０  ファイバコリメータ（入力手段）
２３０、２４０、２５０、２６０  ファイバコリメータ（出力手段）
２８０、２９０、３００、３１０  平行四辺形プリズム（内部反射体）
２８６、２９６、３０６、３１６  駆動アクチュエータ（移動手段）
４１０  光路切換装置
４１１  光線
４２０、４３０  ファイバコリメータ（入力手段）
４４０  平行四辺形プリズム（内部反射体）
４４６  駆動アクチュエータ（移動手段）
５１０  光路切換装置
５１１  光線
５２０、５３０、５４０  ファイバコリメータ（入力手段）
５５０、５６０、５７０  平行四辺形プリズム（内部反射体）
５５６、５６６、５７６  駆動アクチュエータ（移動手段）
【図１】
2005338265.tif 000003
【図２】
2005338265.tif 000004
【図３】
2005338265.tif 000005
【図４】
2005338265.tif 000006
【図５】
2005338265.tif 000007
【図６】
2005338265.tif 000008
【図７】
2005338265.tif 000009
【図８】
2005338265.tif 000010
【図９】
2005338265.tif 000011
【図１０】
2005338265.tif 000012