(57)【要約】  本発明によれば、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率を従来に比べて向上することができる。光路切換装置２０は、筐体２１内に収納されて各種光学部品を搭載するプラットフォーム２２と、光入力手段としての光ファイバコリメータ２３、２４と、光出力手段としての光ファイバコリメータ２５と、それら光ファイバコリメータ２３、２４、２５の間の光の経路を自身の状態の変化によって切り換える平行プリズム２６と、光ファイバコリメータ２３、２４から入力した光をモニタリングするためにこの光の一部を検出する受光素子３１、３２とを備え、この光のモニタリング結果に応じて平行プリズム２６の位置を制御する。そして、受光素子３１、３２は、光のうち径方向外側の一部のみを検出するように構成している。
2008015745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を入力するための光ファイバおよびレンズを含む少なくとも一つ以上の光入力手段と、光信号を出力するための光ファイバおよびレンズを含む少なくとも一つ以上の光出力手段と、それら光入力手段および光出力手段の間の光の径路を自身の状態の変化によって切り換える光路切換部品と、前記光入力手段から入力した前記光をモニタリングするためにこの光の一部を検出する光検出部品とを備え、前記光のモニタリング結果に応じて前記光路切換部品が制御される光路切換装置において、前記光検出部品は、前記光のうち径方向外側の一部のみを検出するように構成されたことを特徴とする光路切換装置。
【請求項２】
前記光入力手段から入力した前記光のうち径方向外側の一部のみを分岐する光分岐手段を備え、前記光検出部品は、この光分岐手段で分岐された光を検出する、請求項１に記載の光路切換装置。
【請求項３】
前記光検出部品は、前記光入力手段から入力した前記光のうち径方向外側の一部のみが直接に入射される位置に配置した、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、例えば光通信システムにおける光デバイスとして用いられ、光の経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、光の径路上に光スイッチ用プリズムを機械的に出入させる（光路中の位置と非光路中の位置とに移動させる）ことによってその光路を切り換える光路切換装置として、光の一部を光分岐器によって所定の比率で分岐し、その分岐した光を受光素子によって検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。受光素子で検出された分岐光の光量レベルは、受光回路を介してモニタリングされている。このモニタリング結果は、光スイッチ用プリズムの機械的な動き（光路への出入移動）のために使用できる。例えば、受光素子で検出された受光レベルが所定量に満たなかったとき、別に設けた制御装置は、光スイッチ用プリズムの移動手段を駆動させる。光スイッチ用プリズムを非光路中の位置から光路中の位置へ移動させることで、光路を切り換えることができる。【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１７５６号公報（第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光路切換装置は、モニタリング用の光を得るための光分岐器としてハーフミラーを使用している。このハーフミラーは、侵入してきた光を透過光と反射光とに分離し、一方の反射光を受光素子へ導き、他方の透過光を出力用の光ファイバコリメータへと導く。この出力用の光ファイバコリメータに侵入する光は、コリメータレンズの集光機能を用いて光束の軸心付近（光を断面で見たとき、光が集中していて光量が多い部分）を中心にして光ファイバへ閉じ込められるが、そのコリメータレンズの集光性能にも限界があることが知られている。従来の光路切換装置における光分岐器としてのハーフミラーは、光束の全領域に作用して光を分岐させるものであり、光束の軸心付近の光（つまり、光ファイバへ閉じ込めるのに有効な光）に対してもその一部を分岐させるものであるため、光の損失を招くものとなっていた。こうしたことから、従来の光路切換装置は、出力用の光ファイバへの光の閉じ込め効率が良いとは言い難いものであった。【０００５】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率を従来に比べて向上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】
【０００６】
本発明の光路切換装置は、光信号を入力するための光ファイバおよびレンズを含む少なくとも一つ以上の光入力手段と、光信号を出力するための光ファイバおよびレンズを含む少なくとも一つ以上の光出力手段と、それら光入力手段および光出力手段の間の光の径路を自身の状態の変化によって切り換える光路切換部品と、前記光入力手段から入力した前記光をモニタリングするためにこの光の一部を検出する光検出部品とを備え、前記光のモニタリング結果に応じて前記光路切換部品が制御される光路切換装置において、前記光検出部品は、前記光のうち径方向外側の一部のみを検出するように構成する。【０００７】
この構成によれば、光検出部品は、光信号として入力された光のうち径方向外側の一部（つまり、光ファイバへ閉じ込めるのに有効な軸心付近を除いた部分の光）のみを検出する構成である。したがって、本発明の光路切換装置は、従来に比べてモニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率を従来に比べて向上することができる。【０００８】
また、本発明の光路切換装置は、前記光入力手段から入力した光のうち径方向外側の一部のみを分岐する光分岐手段を備え、前記光検出部品がこの光分岐手段で分岐された光を検出するように構成する。【０００９】
この構成により、本発明の光路切換装置は、光分岐手段の位置や方向を適宜設定することによって光検出部品の取付け位置に対する制限を小さくすることができ、設計の自由度を増すことができる。【００１０】
また、本発明の光路切換装置は、前記光検出部品を前記光入力手段から入力した光のうち径方向外側の一部のみが直接的に入射される位置に配置した構成である。【００１１】
この構成により、本発明の光路切換装置は、前記光分岐手段をなくすことができ、部品点数の削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、出力用の光ファイバに対する光信号の閉じ込め効率を従来に比べて向上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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光通信システムのブロック図
【図２】図１に示す光通信システムの光路切換装置の側面断面図
【図３】（ａ）図２に示す光路切換装置の上面断面図  （ｂ）図３（ａ）に示す状態とは異なる状態での図２に示す光路切換装置の上面断面図
【図４】図２に示す光路切換装置の反射ミラーの上面図
【図５】図２に示す構成とは異なる構成での本発明の第１の実施の形態に係る光通信システムの光路切換装置の一部分の側面断面図
【図６】（ａ）本発明の第２の実施の形態に係る光通信システムの光路切換装置の上面断面図  （ｂ）図６（ａ）に示す状態とは異なる状態での図６（ａ）に示す光路切換装置の上面断面図
【図７】図６に示す光路切換装置のガラスブロックの上面図
【図８】図７に示す構成とは異なる構成での本発明の第２の実施の形態に係る光通信システムの光路切換装置のガラスブロックの上面図
【図９】（ａ）本発明の第３の実施の形態に係る光通信システムの光路切換装置の上面断面図  （ｂ）図９（ａ）に示す状態とは異なる状態での図９（ａ）に示す光路切換装置の上面断面図
【図１０】図９に示す光路切換装置の反射ミラーの上面図
【図１１】（ａ）本発明の第４の実施の形態に係る光通信システムの光路切換装置の上面断面図  （ｂ）図１１（ａ）に示す状態とは異なる状態での図１１（ａ）に示す光路切換装置の上面断面図
【図１２】図１１に示す光路切換装置の反射ミラーの上面図
【図１３】図１２に示す反射ミラーに代わる反射膜を形成したレンズの上面図
【図１４】（ａ）本発明の第５の実施の形態に係る光通信システムの光路切換装置の上面断面図  （ｂ）図１４（ａ）に示す状態とは異なる状態での図１４（ａ）に示す光路切換装置の上面断面図
【図１５】（ａ）本発明の第６の実施の形態に係る光通信システムの光路切換装置の上面断面図  （ｂ）図１５（ａ）に示す状態とは異なる状態での図１５（ａ）に示す光路切換装置の上面断面図
【図１６】図１５に示す光路切換装置のプリズムの上面図
【図１７】（ａ）本発明の第７の実施の形態に係る光通信システムの光路切換装置の上面断面図  （ｂ）図１７（ａ）に示す状態とは異なる状態での図１７（ａ）に示す光路切換装置の上面断面図
【図１８】図１７に示す光路切換装置の受光素子の上面図
【符号の説明】
【００１４】
２０  光路切換装置
２６  平行プリズム（光路切換部品）
３１、３２  受光素子（光検出部品）
４０  光路切換装置
６０  光路切換装置
８０  光路切換装置
１８０  光路切換装置
２００  光路切換装置
２２０  光路切換装置
２４０  光路切換装置
２８０  光路切換装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係る光通信システムの構成について説明する。【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る光通信システム１０は、光信号を送信する光送信装置１１と、光信号を受信する光受信装置１２と、光送信装置１１によって送信された光信号を２つの回線に分岐させる光分岐装置１３と、光分岐装置１３によって分岐された２つの回線それぞれから光信号を入力するとともに光受信装置１２に受信される光信号を出力する機械式の光路切換装置２０と、光分岐装置１３によって分岐された２つの回線それぞれから入力された光信号のうち何れか一方を光受信装置１２に受信させるように光路切換装置２０の動作を制御する制御装置１４とを備えている。【００１８】
光路切換装置２０は、図２に示すように、制御装置１４（図１参照。）も設置されているプリント基板１５に設置されている。光路切換装置２０及び制御装置１４は、プリント基板１５を介して電気的に接続されている。【００１９】
図２及び図３に示すように、光路切換装置２０は、筐体２１と、筐体２１内に収納されて各種光学部品を搭載するプラットフォーム２２を備える。このプラットフォーム２２は、光分岐装置１３（図１参照。）によって分岐された２つの回線の一方からの光信号が入力される光入力手段としての入力用の光ファイバコリメータ２３と、光分岐装置１３によって分岐された２つの回線の他方からの光信号が入力されるもう一つの光入力手段としての入力用の光ファイバコリメータ２４と、光受信装置１２（図１参照。）に受信される光信号が出力される光出力手段としての出力用の光ファイバコリメータ２５とを搭載している。光路切換装置２０は、さらに、プラットフォーム２２と直交する矢印２２ａで示す方向（プラットフォーム２２からプリント基板１５へ向かう方向：以下、下方向という。）及び矢印２２ａで示す方向とは逆向きの矢印２２ｂで示す方向（プラットフォーム２２から筐体２１の上面側へ向かう方向：以下、上方向という。）における自身の位置の変化、即ち、自身の状態の変化によって光の経路を切り換える光路切換部品としての平行プリズム２６と、平行プリズム２６に対して矢印２２ａで示す下方向の位置に配置されて平行プリズム２６を矢印２２ａ及び矢印２２ｂで示す上下方向に移動させるアクチュエータ２７と、光の進行方向を変更する直角プリズム２８と、入射光の全部を反射する反射ミラー２９、３０と、光を検出する光検出部品としての受光素子３１、３２と、光を吸収する光吸収体３３、３４とを備えている。【００２０】
プラットフォーム２２には、光ファイバコリメータ２３〜２５と、直角プリズム２８と、反射ミラー２９、３０と、受光素子３１、３２と、光吸収体３４とが固定されている。また、光吸収体３３は、平行プリズム２６に固定されている。【００２１】
光ファイバコリメータ２３は、光ファイバ２３ａと、レンズ２３ｂとから構成されている。同様に、光ファイバコリメータ２４は、光ファイバ２４ａ及びレンズ２４ｂから構成されていて、光ファイバコリメータ２５は、光ファイバ２５ａ及びレンズ２５ｂから構成されている。【００２２】
平行プリズム２６は、入射光の全部を反射する反射ミラー２６ａ、２６ｂが膜によって形成されている。なお、反射面が全反射条件で使用する場合は、特に反射のための膜が無くともよい。さらに、入射面に反射防止膜を設けると、透過効率を向上させることができる。【００２３】
直角プリズム２８は、入射光の全部を反射する反射ミラー２８ａ、２８ｂが膜によって形成されている。なお、反射面が全反射条件で使用する場合は、特に反射のための膜が無くともよい。さらに、入射面に反射防止膜を設けると、透過効率を向上させることができる。【００２４】
受光素子３１、３２は、平行プリズム２６の位置より光の経路における上流の光を検出する位置に配置されている。【００２５】
受光素子３１、３２は、検出した光信号を電気信号に変換して制御装置１４（図１参照。）に出力するようになっている。また、アクチュエータ２７は、制御装置１４からの制御信号に応じて平行プリズム２６を移動させるようになっている。【００２６】
反射ミラー２９は、図４に示すように、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａのうち径方向外側の一部（以下、例として５％として説明する。）のみが入射される位置に配置されることによって、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａの５％を反射して分岐するようになっている。同様に、反射ミラー３０は、光ファイバコリメータ２４から出力された光のうち径方向外側の一部（５％）のみが入射される位置に配置されることによって、光ファイバコリメータ２４から出力された光の５％を反射して分岐するようになっている。なお、この光の分岐比率は、光に対する反射ミラーの径方向の位置により任意に設定可能である。その設定可能な分岐比率は適宜に設定できるが、実用上０．１〜２０％が一般的である。【００２７】
次に、光通信システム１０の動作について説明する。【００２８】
光送信装置１１によって送信された光信号は、光分岐装置１３によって２つの回線に分岐されてそれぞれ光路切換装置２０に入力される。【００２９】
光路切換装置２０では、検出した光の量をそれぞれ電気信号に変換して制御装置１４に出力する。そして、制御装置１４は、光分岐装置１３によって分岐された２つの回線に障害が生じているか否かを光路切換装置２０から入力された電気信号に基づいて判断し、障害が生じていない回線から入力された光信号を光受信装置１２に受信させるように光路切換装置２０の動作を制御する。【００３０】
なお、ここでいう「障害」とは、光の光量レベルや波長が所定値からはずれる場合を指す。所定の光量レベルより大きすぎる場合や小さすぎる場合、所定の波長より短い波長の場合や長い波長の場合などが障害の例にあたる。このような障害の有無を判断するため、光路切換装置２０は、反射ミラー２９、３０によって光の一部を分岐させ、その分岐した光を受光素子３１、３２により検出して光信号のモニタリングを行っている。【００３１】
したがって、光受信装置１２には、光分岐装置１３と光路切換装置２０との間の回線のうち障害が生じていない回線を通った光信号が受信される。【００３２】
以下、光路切換装置２０の動作について詳細に説明する。制御装置１４は、光ファイバコリメータ２３から出射された光の量を受光素子３１からの電気信号に基づいて算出する。ここで、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａを反射ミラー２９が反射する率（上述した例では５％）、受光素子３１の受光量、光ファイバコリメータ２３から出射された光の量をそれぞれＲ、ｐ１、Ｐとすると、Ｐは、「数１」によって算出可能である。
【数１】
2008015745.tif 000003
【００３３】
そして、制御装置１４は、光ファイバコリメータ２３から出射された光の量が所定の範囲内の量であるとき、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じていないと判断し、平行プリズム２６が移動範囲のうち矢印２２ａで示す下方向の端（平行プリズム２６が光の径路から回避した位置：非光路中の位置）に待機するようにアクチュエータ２７に制御信号を送信する。したがって、アクチュエータ２７は、制御装置１４からの制御信号に応じて平行プリズム２６を非光路中の位置に待機させる。【００３４】
平行プリズム２６が非光路中の位置にあるとき、光路切換装置２０内の光は図３（ａ）に点線の矢線で示すように進行する。即ち、光ファイバコリメータ２３から出力された光は、５％が反射ミラー２９によって反射されて受光素子３１によって検出されるとともに、残り９５％が平行プリズム２６に対して矢印２２ｂで示す上方向側を通過して直角プリズム２８の反射ミラー２８ａ、２８ｂによって進行方向が変更されて光ファイバコリメータ２５に入力される。光ファイバコリメータ２４から出力された光は、５％が反射ミラー３０によって反射されて受光素子３２によって検出されるとともに、残り９５％が平行プリズム２６に対して矢印２２ｂで示す上方向側を通過して光吸収体３４に吸収される。【００３５】
したがって、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じていないと制御装置１４が判断したとき、光ファイバコリメータ２３に接続された回線を通った光信号が光受信装置１２に受信される。【００３６】
なお、ミラー２９で反射する光の波長は入射する光の波長の全帯域であっても良く、また一部であっても良い。【００３７】
一方、制御装置１４は、光ファイバコリメータ２３から出射された光の量が所定の範囲内の量ではないとき、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じていると判断し、平行プリズム２６が移動範囲のうち矢印２２ｂで示す上方向の端（平行プリズム２６が光の径路を遮る位置：光路中の位置）に移動するようにアクチュエータ２７に制御信号を送信する。したがって、アクチュエータ２７は、制御装置１４からの制御信号に応じて平行プリズム２６を光路中の位置に移動させる。【００３８】
平行プリズム２６が光路中の位置にあるとき、光路切換装置２０内の光は図３（ｂ）に点線の矢線で示すように進行する。即ち、光ファイバコリメータ２３から出力された光は、５％が反射ミラー２９によって反射されて受光素子３１によって検出されるとともに、残り９５％が平行プリズム２６に固定された光吸収体３３に吸収される。光ファイバコリメータ２４から出力された光は、５％が反射ミラー３０によって反射されて受光素子３２によって検出されるとともに、残り９５％が平行プリズム２６の反射ミラー２６ａ、２６ｂ及び直角プリズム２８の反射ミラー２８ａ、２８ｂによって進行方向が変更されて光ファイバコリメータ２５に入力される。【００３９】
したがって、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じていると制御装置１４が判断したとき、光ファイバコリメータ２４に接続された回線を通った光信号が光受信装置１２に受信される。【００４０】
なお、制御装置１４は、光ファイバコリメータ２４に接続された回線に障害が生じているか否かについても受光素子３２からの電気信号に基づいて常時監視している。【００４１】
前記光信号に対する監視（モニタリング）は、受光素子に入射される光の量のみならず、光信号に含まれる光の波長、周波数、位相あるいは符号化された信号に対してでも良い。すなわち、制御装置１４は所定の光の波長あるいは波形そのもの（周波数、位相、符号化された光信号など）を検出した際に、アクチュエータ２７に制御信号を送信し、光路を切り換えるものであっても良い。例えば、ある光伝送システムでは、光送信装置１１から光受信装置１２への光信号の伝送速度が１０Ｇｂｐｓを越えると、その光信号における光の波長、周波数、位相が変化し、回線障害となるシステムがある。こうした伝送システムにおいて、正常に機能しなくなる全ての現象を回線障害と判断し、光路を切り換えることができる。【００４２】
以上に説明したように、光路切換装置２０は、反射ミラー２９、３０によって光ファイバ２３、２４から出力された光のうち径方向外側の一部のみを分岐し、この分岐された光を受光素子３１、３２で検出するように構成されているので、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率の向上が図られているものである。また、光路切換装置２０は、光路切換部品である平行プリズム２６の位置より光の経路における上流の光を検出する位置に受光素子３１、３２が配置されているので、光信号の検出の信頼性を向上することができる。【００４３】
また、光路切換装置２０は、反射ミラー２９、３０が入射光の全部を反射するので、偏波依存性損失（ＰＤＬ）を少なくすることができるとともに、反射ミラー２９、３０として汎用なミラーを使用可能である。【００４４】
また、光路切換装置２０は、図５に示すように、受光素子３１、３２をそれぞれ反射ミラー２９、３０に対して矢印２２ａで示す方向に配置し、光ファイバコリメータ２３、２４から出力された光の一部をそれぞれ受光素子３１、３２に向けて矢印２２ａで示す方向に反射するように反射ミラー２９、３０をプラットフォーム２２に対して傾けて固定しても良い。光路切換装置２０は、図５に示す構成である場合、図３に示す構成と比較して小型化することができる。また、光路切換装置２０は、図５に示す構成である場合、受光素子３１、３２からプリント基板１５までの配線長が図３に示す構成と比較して短いので、受光素子３１、３２が出力する電気信号が微小であっても外乱ノイズの影響を図３に示す構成と比較して受け難い。【００４５】
また、光路切換装置２０は、光ファイバコリメータ２３〜２５や平行プリズム２６等の各光学部品の基準面となる部材、即ち、光学定盤として機能するプラットフォーム２２を備えているので、各光学部品の位置決め精度をサブミクロンレベルで実現することが可能であるとともに、周囲の温度や湿度が変化したときであっても各光学部品の位置関係を維持することができる。【００４６】
（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態に係る光通信システムの構成について説明する。【００４７】
なお、本実施の形態に係る光通信システムの構成のうち、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、光通信システム１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。【００４８】
本実施の形態に係る光通信システムの構成は、図６に示す機械式の光路切換装置８０を光路切換装置２０（図３参照。）に代えて光通信システム１０が備えた構成と同様である。【００４９】
光路切換装置８０の構成は、入射光の全部を反射する反射ミラー８１ａ、８２ａがそれぞれ膜によって形成されたガラスブロック８１、８２を反射ミラー２９、３０（図３参照。）に代えて光路切換装置２０が備え、プラットフォーム２２に対する受光素子３１、３２の固定位置が変更された構成と同様である。【００５０】
ガラスブロック８１、８２は、プラットフォーム２２に固定されている。【００５１】
ガラスブロック８１は、図７に示すように、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａのうち径方向外周の一部のみが入射される位置に配置されることによって、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａの一部を反射するようになっている。また、ガラスブロック８１は、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａの入射面８１Ａと、反射面８１Ｂとのなす角度８１Ｃを例えば４５度とし、入射面８１Ａが光２３Ａの進行方向に対して略垂直になるように配置されている。ガラスブロック８１について説明したが、ガラスブロック８２についても同様である。【００５２】
次に、本実施の形態に係る光通信システムの動作について説明する。【００５３】
本実施の形態に係る光通信システムの動作は、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の動作とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。【００５４】
光路切換装置８０内の光は、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じていないと制御装置１４が判断しているときに図６（ａ）に点線の矢線で示すように進行し、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じたと制御装置１４が判断したときに図６（ｂ）に点線の矢線で示すように進行する。【００５５】
以上に説明したように、光路切換装置８０は、ガラスブロック８１、８２によって光ファイバ２３、２４から出力された光のうち径方向外側の一部のみを分岐し、この分岐された光を受光素子３１、３２で検出するように構成されているので、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率の向上が図られているものである。【００５６】
また、光路切換装置８０は、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａの進行方向に対してガラスブロック８１の入射面８１Ａが略垂直になるようにガラスブロック８１が配置されているので、ガラスブロック８１の入射面８１Ａに安価な反射防止膜を施すことができる。また、光路切換装置８０は、ガラスブロック８１の反射ミラー８１ａが入射光の全部を反射するので、一般的な安価な反射膜によって反射ミラー８１ａが形成されることが可能である。また、ガラスブロック８１の屈折率を１．５、光の光軸と反射面８１ａとの成す角から決まる光の入射角が４１．９度を超える場合は、全反射条件が成り立ち、反射膜を付けなくとも１００％の反射率となる。また、光路切換装置８０は、第１の実施の形態に係る光路切換装置２０（図３参照。）のように薄い反射ミラー２９（図３参照。）ではなく、プラットフォーム２２への設置面積が大きいガラスブロック８１を備えているので、プラットフォーム２２に対する反射ミラー８１ａの固定作業を容易化することができるとともに、プラットフォーム２２に対する反射ミラー８１ａの傾きの微調整作業が軽減される。また、光路切換装置８０は、光路切換装置２０のように薄い反射ミラー２９ではなく、プラットフォーム２２への設置面積が大きいガラスブロック８１を備えているので固定に用いる接着剤などの不良や特性劣化により、時間の経過とともにプラットフォーム２２に対して反射ミラー８１ａが傾いてくることを防止することができ、光信号の検出の信頼性を長期間維持することができる。ガラスブロック８１について説明したが、ガラスブロック８２についても同様である。【００５７】
なお、ガラスブロック８１は、図１０に示すように、角度８１Ｃが４５度未満であっても良い。光路切換装置８０は、ガラスブロック８１の角度８１Ｃが４５度未満である場合、受光素子３１によって受光される光の幅が狭まって光の強度が増加するので、受光素子３１による受光効率を向上することができる。また、光路切換装置８０は、ガラスブロック８１の角度８１Ｃが４５度未満である場合、受光素子３１によって受光される光の光束が狭まるので、受光素子３１の受光面積を小さくすることができ、結果として、安価な受光素子３１を使用することや、光信号に対する受光素子３１の応答性を向上することや、受光素子３１の出力信号に発生するノイズを低減すること等ができる。ガラスブロック８１について説明したが、ガラスブロック８２についても同様である。【００５８】
（第３の実施の形態）
まず、第３の実施の形態に係る光通信システムの構成について説明する。【００５９】
なお、本実施の形態に係る光通信システムの構成のうち、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、光通信システム１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。【００６０】
本実施の形態に係る光通信システムの構成は、図９に示す機械式の光路切換装置１８０を光路切換装置２０（図３参照。）に代えて光通信システム１０が備えた構成と同様である。【００６１】
光路切換装置１８０の構成は、入射光の全部を反射する反射ミラー１８１、１８２を反射ミラー２９、３０（図３参照。）に代えて光路切換装置２０が備え、受光素子３１、３２の固定位置が変更された構成と同様である。【００６２】
反射ミラー１８１は、光ファイバ２３ａと、レンズ２３ｂとの間に挿入されてプラットフォーム２２に固定されている。反射ミラー１８２は、光ファイバ２４ａと、レンズ２４ｂとの間に挿入されてプラットフォーム２２に固定されている。受光素子３１は、受光素子３２に対して矢印２２ｂ（図２参照。）で示す方向側の位置で筐体２１に固定されている。受光素子３２は、プラットフォーム２２に固定されている。なお、反射ミラー１８１は、反射光が光ファイバコリメータ２４に妨げられずに受光素子３１に到達するように、傾いてプラットフォーム２２に固定されている。【００６３】
反射ミラー１８２は、図１０に示すように、光ファイバ２４ａから出力された光２４Ａのうち径方向外側の一部（以下、例として５％として説明する。）のみが入射される位置に配置されることによって、光ファイバ２４ａから出力された光２４Ａの５％を反射するようになっている。反射ミラー１８２について説明したが、反射ミラー１８１についても同様である。【００６４】
次に、本実施の形態に係る光通信システムの動作について説明する。【００６５】
本実施の形態に係る光通信システムの動作は、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の動作とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。【００６６】
光路切換装置１８０内の光は、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じていないと制御装置１４が判断しているときに図９（ａ）に点線の矢線で示すように進行し、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じたと制御装置１４が判断したときに図９（ｂ）に点線の矢線で示すように進行する。【００６７】
以上に説明したように、光路切換装置１８０は、反射ミラー１８１、１８２によって光ファイバ２３ａ、２４ａから出力された光のうち径方向外側の一部のみを分岐し、この分岐された光を受光素子３１、３２で検出するように構成されているので、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率の向上が図られているものである。【００６８】
また、光路切換装置１８０は、反射ミラー１８１が光ファイバ２３ａとレンズ２３ｂとの間に挿入され、反射ミラー１８２が光ファイバ２４ａとレンズ２４ｂとの間に挿入されているので、小型化することができる。【００６９】
（第４の実施の形態）
まず、第４の実施の形態に係る光通信システムの構成について説明する。【００７０】
なお、本実施の形態に係る光通信システムの構成のうち、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、光通信システム１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。【００７１】
本実施の形態に係る光通信システムの構成は、図１１に示す機械式の光路切換装置２００を光路切換装置２０（図３参照。）に代えて光通信システム１０が備えた構成と同様である。【００７２】
光路切換装置２００の構成は、入射光の全部を反射する反射ミラー２０１、２０２を反射ミラー２９、３０（図３参照。）に代えて光路切換装置２０が備え、受光素子３１、３２の固定位置が変更された構成と同様である。【００７３】
反射ミラー２０１、２０２は、それぞれレンズ２３ｂ、２４ｂ中に固定されている。受光素子３１は、受光素子３２に対して矢印２２ｂ（図２参照。）で示す方向側の位置で筐体２１に固定されている。受光素子３２は、プラットフォーム２２に固定されている。なお、反射ミラー２０１は、反射光が光ファイバコリメータ２４に妨げられずに受光素子３１に到達するように、傾いてレンズ２３ｂに固定されている。【００７４】
反射ミラー２０２は、図１２に示すように、光ファイバ２４ａから出力された光２４Ａのうち径方向外側の一部（以下、例として５％として説明する。）のみが入射される位置に配置されることによって、光ファイバ２４ａから出力された光２４Ａの５％を反射するようになっている。反射ミラー２０２について説明したが、反射ミラー２０１についても同様である。また、この反射ミラー２０２の代わりとして、図１３に示すように、レンズ２４ｂ´に斜めの切り込みを入れ、そこに形成された斜面２０２´に反射膜を成膜することもできる。【００７５】
次に、本実施の形態に係る光通信システムの動作について説明する。【００７６】
本実施の形態に係る光通信システムの動作は、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の動作とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。【００７７】
光路切換装置２００内の光は、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じていないと制御装置１４が判断しているときに図１１（ａ）に点線の矢線で示すように進行し、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じたと制御装置１４が判断したときに図１１（ｂ）に点線の矢線で示すように進行する。【００７８】
以上に説明したように、光路切換装置２００は、反射ミラー２０１、２０２によって光ファイバ２３、２４から出力された光のうち径方向外側の一部のみを分岐し、この分岐された光を受光素子３１、３２で検出するように構成されているので、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率の向上が図られているものである。【００７９】
また、光路切換装置２００は、反射ミラー２０１、２０２がそれぞれレンズ２３ｂ、２４ｂ中に固定されているので、小型化することができるとともに、容易に製造されることができる。【００８０】
（第５の実施の形態）
まず、第５の実施の形態に係る光通信システムの構成について説明する。【００８１】
なお、本実施の形態に係る光通信システムの構成のうち、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、光通信システム１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。【００８２】
本実施の形態に係る光通信システムの構成は、図１４に示す機械式の光路切換装置２２０を光路切換装置２０（図３参照。）に代えて光通信システム１０が備えた構成と同様である。【００８３】
光路切換装置２２０の構成は、光分岐装置１３（図１参照。）によって分岐された２つの回線の一方からの光信号及び他方からの光信号が入力される１つの光ファイバコリメータ２２１を光ファイバコリメータ２３、２４（図３参照。）に代えて光路切換装置２０が備え、プラットフォーム２２に対する反射ミラー３０及び受光素子３２の固定位置が変更された構成と同様である。【００８４】
光ファイバコリメータ２２１は、プラットフォーム２２に固定されている。【００８５】
光ファイバコリメータ２２１は、光分岐装置１３によって分岐された２つの回線の一方からの光信号が入力される光ファイバ２２１ａと、光分岐装置１３によって分岐された２つの回線の他方からの光信号が入力される光ファイバ２２１ｂと、レンズ２２１ｃとから構成されている。【００８６】
反射ミラー２９、３０は、第１の実施の形態と同様に、光ファイバコリメータ２２１から出力された光のうち幅方向の一部（以下、例として５％として説明する。）のみが入射される位置に配置されることによって、光ファイバコリメータ２２１から出力された光の５％を反射するようになっている。【００８７】
次に、本実施の形態に係る光通信システムの動作について説明する。【００８８】
本実施の形態に係る光通信システムの動作は、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の動作とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。【００８９】
光路切換装置２２０内の光は、光ファイバ２２１ａに接続された回線に障害が生じていないと制御装置１４が判断しているときに図１４（ａ）に点線の矢線で示すように進行し、光ファイバ２２１ｂに接続された回線に障害が生じたと制御装置１４が判断したときに図１４（ｂ）に点線の矢線で示すように進行する。【００９０】
以上に説明したように、光路切換装置２２０は、反射ミラー２９、３０によって光ファイバ２３、２４から出力された光のうち径方向外側の一部のみを分岐し、この分岐された光を受光素子３１、３２で検出するように構成されているので、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率の向上が図られているものである。【００９１】
また、光路切換装置２２０は、第１の実施の形態に係る光路切換装置２０（図３参照。）のように２つの光ファイバコリメータ２３、２４（図３参照。）ではなく、１つの光ファイバコリメータ２２１を備えているので、プラットフォーム２２への光学部品の固定作業の工程数を少なくすることができる。【００９２】
なお、光路切換装置２２０は、第１の実施の形態に係る光路切換装置２０（図５参照。）と同様に、受光素子３１、３２をそれぞれ反射ミラー２９、３０に対して矢印２２ａ（図５参照。）で示す下方向に配置し、光ファイバコリメータ２２１から出力された光の一部をそれぞれ矢印２２ａで示す下方向に反射するように反射ミラー２９、３０をプラットフォーム２２に対して傾けて固定しても良い。【００９３】
（第６の実施の形態）
まず、第６の実施の形態に係る光通信システムの構成について説明する。【００９４】
なお、本実施の形態に係る光通信システムの構成のうち、第５の実施の形態に係る光通信システムの構成と同様な構成については、第５の実施の形態に係る光通信システムの構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。【００９５】
本実施の形態に係る光通信システムの構成は、図１５に示す機械式の光路切換装置２４０を光路切換装置２２０（図１４参照。）に代えて第５の実施の形態に係る光通信システムが備えた構成と同様である。【００９６】
光路切換装置２４０の構成は、入射光の全部を反射する反射ミラー２４１ａ、２４１ｂが膜によって形成されたプリズム２４１を反射ミラー２９、３０（図１４参照。）に代えて光路切換装置２２０が備えた構成と同様である。【００９７】
プリズム２４１は、プラットフォーム２２に固定されている。プリズム２４１は、図１６に示すように、光ファイバ２２１ａ（図１５参照。）を介して光ファイバコリメータ２２１（図１５参照。）から出力された光２２１Ａのうち径方向外側の一部（以下、例として５％として説明する。）のみが反射ミラー２４１ａに入射されるとともに、光ファイバ２２１ｂ（図１５参照。）を介して光ファイバコリメータ２２１（図１５参照。）から出力された光２２１Ｂのうち幅方向の一部（以下、例として５％として説明する。）のみが反射ミラー２４１ｂに入射される位置に配置されることによって、光ファイバコリメータ２２１から出力された光２２１Ａ、２２１Ｂそれぞれの５％を反射するようになっている。【００９８】
次に、本実施の形態に係る光通信システムの動作について説明する。【００９９】
本実施の形態に係る光通信システムの動作は、第１１の実施の形態に係る光通信システムの動作とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。【０１００】
光路切換装置２４０内の光は、光ファイバ２２１ａに接続された回線に障害が生じていないと制御装置１４が判断しているときに図１５（ａ）に点線の矢線で示すように進行し、光ファイバ２２１ｂに接続された回線に障害が生じたと制御装置１４が判断したときに図１５（ｂ）に点線の矢線で示すように進行する。【０１０１】
以上に説明したように、光路切換装置２４０は、反射ミラー２４１ａ、２４１ｂによって光ファイバ２２１ａ、２２１ｂから出力された光のうち径方向外側の一部のみを分岐し、この分岐された光を受光素子３１、３２で検出するように構成されているので、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率の向上が図られているものである。【０１０２】
また、光路切換装置２４０は、光ファイバ２２１ａ、２２１ｂがともにレンズ２２１ｃに連結されており、光ファイバ２２１ａと光ファイバ２２１ｂとの間隔が一定であるので、光ファイバコリメータ２２１及びプリズム２４１を図２１に示す位置関係を満たすように容易にプラットフォーム２２に固定することができる。【０１０３】
なお、プリズム２４１は、反射ミラー２４１ａ、２４１ｂが入射光の一部（例えば５％）を反射して残りを透過させるハーフミラーであれば、光ファイバコリメータ２２１から出力された光の全部が反射ミラー２４１ａ、２４１ｂに入射される大きさであっても良い。【０１０４】
（第７の実施の形態）
まず、第７の実施の形態に係る光通信システムの構成について説明する。【０１０５】
なお、本実施の形態に係る光通信システムの構成のうち、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の構成と同様な構成については、光通信システム１０の構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。【０１０６】
本実施の形態に係る光通信システムの構成は、図１７に示す機械式の光路切換装置２８０を光路切換装置２０（図３参照。）に代えて光通信システム１０が備えた構成と同様である。【０１０７】
光路切換装置２８０の構成は、反射ミラー２９、３０（図３参照。）を光路切換装置２０から取り除き、プラットフォーム２２に対する受光素子３１、３２の位置を変更した構成と同様である。【０１０８】
受光素子３１は、図１８に示すように、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａのうち径方向外側の一部（以下、例として５％として説明する。）のみが入射される位置に配置されることによって、光ファイバコリメータ２３から出力された光２３Ａの５％を受光するようになっている。同様に、受光素子３２は、光ファイバコリメータ２４から出力された光のうち幅方向の一部（以下、例として５％として説明する。）のみが入射される位置に配置されることによって、光ファイバコリメータ２４から出力された光の５％を受光するようになっている。【０１０９】
次に、本実施の形態に係る光通信システムの動作について説明する。【０１１０】
本実施の形態に係る光通信システムの動作は、第１の実施の形態に係る光通信システム１０（図１参照。）の動作とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。【０１１１】
光路切換装置２８０内の光は、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じていないと制御装置１４が判断しているときに図１７（ａ）に点線の矢線で示すように進行し、光ファイバコリメータ２３に接続された回線に障害が生じたと制御装置１４が判断したときに図１７（ｂ）に点線の矢線で示すように進行する。【０１１２】
以上に説明したように、光路切換装置２８０は、受光素子３１、３２が光ファイバ２３２３ａ、２４ａから出力された光のうち径方向外側の一部のみを直接的に検出するように構成されているので、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率の向上が図られているものである。【０１１３】
また、光路切換装置２８０は、第１の実施の形態に係る光路切換装置２０（図３参照。）のように反射ミラー２９、３０（図３参照。）を設ける必要がないので、光路切換装置２０と比較して部品点数が少なく、小型化することができる。【０１１４】
また、光路切換装置２８０は、光ファイバコリメータ２３、２４から出力された光信号をそれぞれ受光素子３１、３２によって直接受光するので、偏波依存性損失を少なくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
以上のように、本発明に係る光路切換装置は、モニタリングのための光の損失を抑え、出力用の光ファイバに対する光の閉じ込め効率の向上を図ることができるという効果を有し、光通信用の光路切換装置等として有用である。
【図１】
2008015745.tif 000004
【図２】
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【図３】
2008015745.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008015745.tif 000008
【図６】
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【図７】
2008015745.tif 000010
【図８】
2008015745.tif 000011
【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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【図１６】
2008015745.tif 000019
【図１７】
2008015745.tif 000020
【図１８】
2008015745.tif 000021
【国際調査報告】
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2008015745.tif 000023