(57)【要約】【課題】光スイッチおよびプロテクトスイッチにおいて、光信号の光路を変換する際の光路の変換素子を確実に所定の位置で固定することができず、光信号の入出力ポートの光軸と光路がずれて光信号の損失が生じる問題があった。【解決手段】光路を変換する可動ミラー５を、支持体８に取り付けたスライダ６で第１の位置と第２の位置との間で直線移動させる。第１の位置は第１，第２コリメータ２，３の光軸を遮らない位置とし、第２の位置は可動ミラー５と第１，第２コリメータ２，３の光軸とが４５°をなす位置とする。ストッパー７を、可動ミラー５の光路変更面が第２の位置で正確に固定されるように支持体８に配置する。【選択図】図１
2007156142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コリメートビームの入出力ポートである第１ポートと、
コリメートビームの入出力ポートであって前記第１ポートと光軸が一致し、前記第１ポートと所定間隔を隔てて対向する第２ポートと、
前記第１ポートと第２ポートの光軸と干渉しない第１の位置と、前記第１ポートと前記第２ポートの光軸に沿って入射するコリメートビームを反射する第２の位置との間を移動する光路変更素子と、
コリメートビームの入出力ポートであって前記光路変更素子が前記第２の位置にあるときに前記光路変更素子で光路変更される光路と一致する光軸を有する第３ポートと、
前記光路変更素子が前記第２の位置で圧接して、前記光路変更素子の位置および方向を規定するストッパーと、
前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記光路変更素子を移動し、前記第２の位置で前記光路変更素子の光路変更面が前記ストッパーに圧接することで前記ストッパーとともに前記光路変更素子を保持する光路変更素子移動部と、を備える光スイッチ。
【請求項２】
前記光路変更素子移動部は、前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記光路変更素子を直線移動させるものであり、
前記ストッパーは、前記第２の位置で少なくとも２直線で前記光路変更素子の光路変更面に圧接して前記光路変更素子の位置および方向を規定する柱状部材である請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記光路変更素子移動部は、
前記第２の位置において、前記光路変更素子の光路変更面を前記ストッパーに圧接する弾性部材をさらに備える請求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記光路変更素子移動部は、軸受けに支持された回転軸を備えており、前記回転軸に前記光路変更素子の一部が固定され、前記回転軸を中心として前記光路変更素子が前記第１の位置と前記第２の位置の間で回転移動するものであり、
前記ストッパーは、前記第２の位置で少なくとも１点で前記光路変更素子の光路変更面に圧接して前記光路変更素子の位置および方向を規定する請求項１記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記光路変更素子は、ミラーである請求項１〜４のいずれか１項記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記光路変更素子は、
１組の平行な第１，第２の面と、１辺を共有し互いに直角に接する第３，第４の面とを備えた五角柱のペンタプリズムであり、
前記光路変更素子移動部は、
前記光路変更素子を、前記平行な第１，第２の面が前記第１及び第２ポートの光軸に垂直となる第１の位置と、前記第３，第４の面が前記第１及び第３ポートの光軸に夫々垂直となる第２の位置との間を移動させるものであり、
前記ストッパーは、
前記光路変更素子と前記第１の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する第１ストッパーと、前記光路変更素子と前記第２の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する第２ストッパーと、を有する請求項１記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記第１ポートと前記前記第２ポートの光軸が一致するように固定するブリッジを更に具備する請求項１〜６のいずれか１項記載の光スイッチ。
【請求項８】
コリメートビームの入出力ポートであり、互いに平行に配列された複数の第１ポートからなる第１ポート群と、
コリメートビームの入出力ポートであって前記各第１ポートと夫々光軸が一致し、前記第１ポート群と所定間隔を隔てて１対１に対向する複数の第２ポートからなる第２ポート群と、
前記第１ポート群と前記第２ポート群の光軸と干渉しない第１の位置と、前記第１ポート群と前記第２ポート群の光軸に沿って入射するコリメートビームを反射する第２の位置との間を移動する複数の光路変更素子と、
コリメートビームの入出力ポートであって前記光路変更素子が前記第２の位置にあるときに前記光路変更素子で光路変更される光路と一致し、前記第１，第２ポートの光軸と直交する光軸を有する第３ポートと、
前記光路変更素子の光路変更面が前記第２の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する複数のストッパーと、
前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記光路変更素子を移動させ、前記第２の位置で前記ストッパーに圧接することで前記ストッパーとともに前記光路変更素子を保持する複数の光路変更素子移動部と、を備えるプロテクトスイッチ。
【請求項９】
前記光路変更素子移動部は、前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記光路変更素子を移動させるものであり、
前記ストッパーは、前記第２の位置で少なくとも２直線で前記光路変更素子の光路変更面に圧接して前記光路変更素子の位置および方向を規定する柱状部材である請求項８記載のプロテクトスイッチ。
【請求項１０】
前記光路変更素子移動部は、
前記第２の位置において、前記光路変更素子の光路変更面を前記ストッパーに圧接する弾性部材をさらに備える請求項９記載のプロテクトスイッチ。
【請求項１１】
前記光路変更素子移動部は、軸受けに支持された回転可能な軸を備えており、前記回転可能な軸に前記光路変更素子の一部が固定され、前記回転可能な軸を中心として前記光路変更素子が前記第１の位置と前記第２の位置の間で回転移動するものであり、
前記ストッパーは、前記第２の位置で少なくとも１点で前記光路変更素子の光路変更面に圧接して前記光路変更素子の位置および方向を規定する請求項８記載のプロテクトスイッチ。
【請求項１２】
前記光路変更素子は、ミラーである請求項８〜１１のいずれか１項記載のプロテクトスイッチ。
【請求項１３】
前記光路変更素子は、
１組の平行な第１，第２の面と、１辺を共有し互いに直角に接する第３，第４の面とを備えた五角柱のペンタプリズムであり、
前記光路変更素子移動部は、
前記光路変更素子を、前記平行な第１，第２の面が前記第１及び第２ポートの光軸に垂直となる第１の位置と、前記第３，第４の面が前記第１及び第３ポートの光軸に夫々垂直となる第２の位置との間を移動させるものであり、
前記ストッパーは、
前記光路変更素子と前記第１の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する第１ストッパーと、前記光路変更素子と前記第２の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する第２ストッパーと、を有する請求項８記載のプロテクトスイッチ。
【請求項１４】
前記第１ポートと前記前記第２ポートの光軸が一致するように固定するブリッジを更に具備する請求項８〜１３のいずれか１項記載のプロテクトスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信機器における光スイッチおよびプロテクトスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバケーブルを用いた光通信技術は、高速かつ大容量通信を目的に進歩を続けている。また、安定した高速大容量通信を支える技術として、故障時の回線切換えに関する方法や技術についても多くの工夫がなされている。例えば、一つの回線の入力または出力ポートのうち出力側が故障したときは、直ちに別の出力ポートに切換えて通信が途切れないようにして通信の安全を確保している。
【０００３】
このようなポートの切換えに、光スイッチやプロテクトスイッチといった部品が用いられる。特許文献１は多チャンネルの入出力ポートを切換えるプロテクトスイッチに関するものである。この発明では、故障が発生したポートの位置まで代替用コリメータと光路変更のためのプリズムが移動し、代替用コリメータと故障していないポートのコリメータとの間で、プリズムを介した新たな光路を作って光信号の経路を切換える。
【０００４】
特許文献２は多チャンネルの入出力ポートにおける光スイッチに関するものである。入力ポートの光路と複数の出力ポートの光路とを選択的に結ぶために、光路変更素子を磁力で移動させる方法を採用している。光路変更素子は電磁誘導による磁極の変化を用いて、２つの固定された磁石の間を移動する。光路変更素子は磁力によって２つのうちのいずれかの磁石と接することで固定される。
【０００５】
いずれの特許文献もプリズムやミラーなどの光路変更素子を移動させて、予め固定した入出力ポートに光信号を導くものである。しかし、光路変更素子を正確に所定の位置に移動し、正確に所定の角度で固定する方法については、あまり考慮されていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００５−２３４２２５号公報
【特許文献２】特開２００１−２３５６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、代替用コリメータを最適な位置へ移動させ、プリズムの回転角が、最適にコリメータの光軸を捕らえるように各可動部分を制御しなければならない。また、出力、入力各ポートのコリメータが高い精度で組付けられていても、複数の可動部分が精度高く正確な動きをしなければ最適な光信号の経路は得られない。また、特許文献２では、２つの磁石間での素子の直線の動きを正確に規制できても、光路に対する素子の角度まで正確に規制できるものではない。
【０００７】
光スイッチでは、光路を変更するための素子を正確な角度で所定の位置に移動し、固定しなければ正確な光路変更ができない。光路変更が正確でないと、予定した入出力素子の光軸に対してずれが生じるので、光信号の伝送に損失が生じる。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、光路変更素子を所定の位置で留めておくことを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、コリメートビームの入出力ポートである第１ポートと、コリメートビームの入出力ポートであって前記第１ポートと光軸が一致し、前記第１ポートと所定間隔を隔てて対向する第２ポートと、前記第１ポートと第２ポートの光軸と干渉しない第１の位置と、前記第１ポートと前記第２ポートの光軸に沿って入射するコリメートビームを反射する第２の位置との間を移動する光路変更素子と、コリメートビームの入出力ポートであって前記光路変更素子が前記第２の位置にあるときに前記光路変更素子で光路変更される光路と一致する光軸を有する第３ポートと、前記光路変更素子が前記第２の位置で圧接して、前記光路変更素子の位置および方向を規定するストッパーと、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記光路変更素子を移動し、前記第２の位置で前記ストッパーに圧接することで前記ストッパーとともに前記光路変更素子を保持する光路変更素子移動部と、を備える光スイッチである。
【００１０】
ここで前記光路変更素子移動部は、前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記光路変更素子を直線移動させるものであり、前記ストッパーは、前記第２の位置で少なくとも２直線で前記光路変更素子の光路変更面に圧接して前記光路変更素子の位置および方向を規定する柱状部材であってもよい。
【００１１】
ここで前記光路変更素子移動部は、前記第２の位置において、前記光路変更素子の光路変更面を前記ストッパーに圧接する弾性部材をさらに備えてもよい。
【００１２】
ここで前記光路変更素子移動部は、軸受けに支持された回転軸を備えており、前記回転軸に前記光路変更素子の一部が固定され、前記回転軸を中心として前記光路変更素子が前記第１の位置と前記第２の位置の間で回転移動するものであり、前記ストッパーは、前記第２の位置で少なくとも１点で前記光路変更素子の光路変更面に圧接して前記光路変更素子の位置および方向を規定してもよい。
【００１３】
ここで前記光路変更素子は、ミラーであってもよい。
【００１４】
ここで前記光路変更素子は、１組の平行な第１，第２の面と、１辺を共有し互いに直角に接する第３，第４の面とを備えた五角柱のペンタプリズムであり、前記光路変更素子移動部は、前記光路変更素子を、前記平行な第１，第２の面が前記第１及び第２ポートの光軸に垂直となる第１の位置と、前記第３，第４の面が前記第１及び第３ポートの光軸に夫々垂直となる第２の位置との間を移動させるものであり、前記ストッパーは、前記光路変更素子と前記第１の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する第１ストッパーと、前記光路変更素子と前記第２の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する第２ストッパーと、を有してもよい。
【００１５】
ここで前記第１ポートと前記前記第２ポートの光軸が一致するように固定するブリッジを更に具備してもよい。
【００１６】
また本発明は、コリメートビームの入出力ポートであり、互いに平行に配列された複数の第１ポートからなる第１ポート群と、コリメートビームの入出力ポートであって前記各第１ポートと夫々光軸が一致し、前記第１ポート群と所定間隔を隔てて１対１に対向する複数の第２ポートからなる第２ポート群と、前記第１ポート群と前記第２ポート群の光軸と干渉しない第１の位置と、前記第１ポート群と前記第２ポート群の光軸に沿って入射するコリメートビームを反射する第２の位置との間を移動する複数の光路変更素子と、コリメートビームの入出力ポートであって前記光路変更素子が前記第２の位置にあるときに前記光路変更素子で光路変更される光路と一致し、前記第１，第２ポートの光軸と直交する光軸を有する第３ポートと、前記光路変更素子の光路変更面が前記第２の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する複数のストッパーと、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記光路変更素子を移動させ、前記第２の位置で前記ストッパーに圧接することで前記ストッパーとともに前記光路変更素子を保持する複数の光路変更素子移動部と、を備えるプロテクトスイッチである。
【００１７】
ここで前記光路変更素子移動部は、前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記光路変更素子を移動させるものであり、前記ストッパーは、前記第２の位置で少なくとも２直線で前記光路変更素子の光路変更面に圧接して前記光路変更素子の位置および方向を規定する柱状部材であってもよい。
【００１８】
ここで前記光路変更素子移動部は、前記第２の位置において、前記光路変更素子の光路変更面を前記ストッパーに圧接する弾性部材をさらに備えてもよい。
【００１９】
ここで前記光路変更素子移動部は、軸受けに支持された回転可能な軸を備えており、前記回転可能な軸に前記光路変更素子の一部が固定され、前記回転可能な軸を中心として前記光路変更素子が前記第１の位置と前記第２の位置の間で回転移動するものであり、前記ストッパーは、前記第２の位置で少なくとも１点で前記光路変更素子の光路変更面に圧接して前記光路変更素子の位置および方向を規定してもよい。
【００２０】
ここで前記光路変更素子は、ミラーであってもよい。
【００２１】
ここで前記光路変更素子は、１組の平行な第１，第２の面と、１辺を共有し互いに直角に接する第３，第４の面とを備えた五角柱のペンタプリズムであり、前記光路変更素子移動部は、前記光路変更素子を、前記平行な第１，第２の面が前記第１及び第２ポートの光軸に垂直となる第１の位置と、前記第３，第４の面が前記第１及び第３ポートの光軸に夫々垂直となる第２の位置との間を移動させるものであり、前記ストッパーは、前記光路変更素子と前記第１の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する第１ストッパーと、前記光路変更素子と前記第２の位置で圧接して前記光路変更素子の位置および方向を固定する第２ストッパーと、を有してもよい。
【００２２】
ここで前記第１ポートと前記前記第２ポートの光軸が一致するように固定するブリッジを更に具備してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
このような特徴を有する本発明によれば、光路を変更する素子を簡略な機構を用いて所定の位置で正確に固定するので、入出力ポートの光軸と光路のずれによる信号の損失を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による光スイッチの斜視図であり、図２Ａ、図２Ｂはその構成図である。本実施の形態の光スイッチは光通信回線の切換えを行なうものであり、回線切換えの指示によって第１の状態と第２の状態を切換えるものである。
【００２５】
本実施の形態の光スイッチは、光ファイバ１ａに第１コリメータ２を接続した第１ポートと、光ファイバ１ｂに第２コリメータ３を接続した第２ポートとを備えている。更に光ファイバ１ｃに第３コリメータ４を接続した代替ポートとなる第３ポートと、光路変更素子である可動ミラー５を基本構成として備えている。図１に示すように、第１〜第３コリメータ２，３，４、リニアスライダ６とストッパー７とは支持体８に固定されている。
【００２６】
第１，第２コリメータ２，３はその光軸が一致しており、第３コリメータ４の光軸は第１，第２コリメータ２，３の光軸に直交している。可動ミラー５は第１コリメータ２から出射された平行光であるコリメートビームの光路を変更する光路変更素子であり、リニアスライダ６に取り付けられている。
【００２７】
リニアスライダ６は、第１，第２コリメータ２，３の光軸に干渉しない第１の位置と、当該光軸と４５°で交わる第２の位置との間で、可動ミラー５を直線移動させる光路変更素子移動部である。ここで２つのストッパー７は２本の円柱形部材であり、その側面で可動ミラー５と直線で接して可動ミラー５を第２の位置に保持する位置に配置されている。
【００２８】
次に、本実施の形態の光スイッチの動作について説明する。第１の状態では、図２Ａに示すように可動ミラー５はリニアスライダ６上の第１の位置にある。この場合、光ファイバ１ａを通り第１コリメータ２を発したコリメートビーム９は、第２コリメータ３に入射して光ファイバ１ｂに入る。
【００２９】
第１の状態から第２の状態への切換え時は、回線切換えの指示によって可動ミラー５がリニアスライダ６上を移動して２つのストッパー７に当接し、図２Ｂのように第２の位置に保持される。図２Ｂにおいて、光ファイバ１ａを通り第１コリメータ２を発したコリメートビーム９ａは可動ミラー５に４５°で入射する。反射されたコリメートビーム９ａは９０度進路を変えてコリメートビーム９ｂとして第３コリメータ４の光軸に沿って入射し光ファイバ１ｃに入る。
【００３０】
本実施の形態の可動部分はリニアスライダ６だけであり、可動ミラー５を所定の位置まで容易に移動させることができる。また、第１，第３コリメータ２，４に対する可動ミラー５の位置と角度を正確に規定するストッパー７を備えているので、確実に可動ミラー５の位置を固定することができる。これによって第３コリメータ４とコリメートビーム９ｂの光軸が正確に一致するので、光軸のずれによる信号の損失を抑制することができる。
【００３１】
本実施の形態のストッパー７は円柱形であるとしたが、可動ミラー５の光路変更面を規定するものであれば他の形状でも良い。例えば、角柱や球であっても、２直線以上や３点以上で可動ミラー５に接して光路変更面を規定できればよい。また、本実施の形態では可動ミラー５に対するコリメートビーム９ａの入射角を４５°としたが、入射角は４５°に限らず任意の角度でよい。この場合にはストッパー７やリニアスライダ６の位置も変えて第３コリメータ４の位置を変更する必要がある。
【００３２】
ここで、可動ミラー５の反射面から第３コリメータ４までの光路長を当該反射面から第２コリメータ３までの光路長と等しくすれば、光路変更前後で光路長が変化することはない。
【００３３】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による光スイッチの斜視図であり、図４はその構成図である。また図５は回転型アクチュエータ１１、図６は玉軸受け１２を表す。本実施の形態の光スイッチは光通信回路の切換えを行なうものであり、回線切換えの指示によって第１の状態と第２の状態を切換えるものである。
【００３４】
実施の形態２は、光ファイバ１ａ，１ｂ，１ｃと第１〜第３コリメータ２，３，４については実施の形態１と同じ構成であり、加えて、光路変更素子である可動ミラー１０と光路変更素子移動部である回転型アクチュエータ１１と玉軸受け１２を備えている。図３に示すように、可動ミラー１０の一端が回転型アクチュエータ１１の回転軸に固定されている。この回転軸は玉軸受け１２に支持されており、回転型アクチュエータ１１は第１の位置と第２の位置との間で可動ミラー１０の回転移動を可能にしている。可動ミラー１０は、可動ミラー１０が破線部にあるときを第１の位置とし、回転移動後にストッパー１３と接しているときを第２の位置とする。ストッパー１３は可動ミラー１０を所定の位置で固定するための円柱形の部材であって、ストッパー１３の中心軸と回転型アクチュエータ１１の回転軸が平行に支持体１４に配置されている。第２の位置ではストッパー１３の側面が可動ミラー１０と直線で接しており可動ミラー１０は第１コリメータ２との光軸が４５°となる位置にある。なお、回転型アクチュエータ１１と玉軸受け１２は支持体１４に埋め込むように固定されている。
【００３５】
本実施の形態の光スイッチの動作について、図４を用いて説明する。第１の状態では、可動ミラー１０は破線で示した第１の位置にあり、光ファイバ１ａを通り第１コリメータ２から出射したコリメートビームは第２コリメータ３に入射して光ファイバ１ｂに入る。第１の状態から第２の状態への切換え時は、回線切換えの指示によって回転型アクチュエータ１１が駆動され、回転軸を中心に可動ミラー１０が回転する。そしてストッパー１３の位置まで来ると可動ミラー１０はストッパー１３と接して第２の位置で停止する。この第２の状態では、光ファイバ１ａを通り第１コリメータ２を出射したコリメートビーム１５ａは、可動ミラー１０に４５°で入射し反射される。反射された光は９０°進路を変えてコリメートビーム１５ｂとして第３コリメータ４の光軸に沿って入射し、光ファイバ１ｃに入る。
【００３６】
回転型アクチュエータ１１の回転軸は移動することのない中心軸でありストッパーの役割も果たすので、本実施の形態のストッパー１３は１つでよい、高い組み付け精度を要求されるストッパーの数が少ない構成は、可動ミラー１０の所定位置での固定に大きな効果をもたらす。また可動ミラー１０は、単にストッパー１３と接するだけでなく、回転型アクチュエータ１１の回転駆動力によってストッパー１３に押し付けられるので、可動ミラー１０を確実に第２の位置に固定することができる。これによって第３コリメータ４とコリメートビーム１５ｂの光軸が正確に一致するので、光軸のずれによる信号の損失を抑制することができる。
【００３７】
ここで、可動ミラー１０の反射面から第３コリメータ４までの光路長を当該反射面から第２コリメータ３までの光路長と等しくすれば、光路変更前後で光路長が変化することはない。また、本実施の形態のストッパー１３は円柱形であるとしたが、回転型アクチュエータ１１の回転軸とともに光路変更面を規定するものであれば他の形状でもよい。例えば、角柱や球であっても、１直線以上や１点以上で面に接していれば、回転型アクチュエータ１１の回転軸とともに光路変更面を規定することができる。さらに、本実施の形態では可動ミラー１０に対するコリメートビーム１５ａの入射角を４５°としたが、入射角は４５°に限らず任意の角度でよい。この場合にはストッパー１３や回転型アクチュエータ１１の位置を変えて第３コリメータ４の位置も変更する必要がある。
【００３８】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における光スイッチの斜視図である。光ファイバ１ａ〜１ｃ、第１〜第３コリメータ２，３，４、可動ミラー１０、回転型アクチュエータ１１、玉軸受け１２、ストッパー１３は実施の形態２と同じ構成である。ここでは新たにブリッジ１６が備わる。
【００３９】
このブリッジ１６はコ字状の構造体であって、その両端に第１コリメータ２と第２コリメータ３を取り付ける部位をもっている。ブリッジ１６に第１コリメータ２と第２コリメータ３の光軸が一致するように取り付けて固定する。このブリッジ１６は第１コリメータ２と第２コリメータ３と共に一つの部品として支持体１７に取り付ける。
【００４０】
図８はブリッジ１６に第１コリメータ２と第２コリメータ３を取り付けたときの側面図である。ブリッジ１６には第１，第２コリメータ２，３の形状に合わせた取り付け穴があり、その取り付け穴に第１，第２コリメータ２，３を挿入し固定する。このように第１，第２コリメータ２，３を取り付けたブリッジ１６を支持体１７に取り付ける。第１，第２コリメータ２，３の光軸と第３コリメータ４の光軸が直交し、可動ミラー１０がストッパー１３に接した状態で第１，第２コリメータ２，３の光軸と４５°で交わることは、第２の実施の形態と同じである。
【００４１】
本実施の形態の動作は、実施の形態２と同じであるので説明を省略する。このようなブリッジを用いることで、光スイッチの組み立て時に第１コリメータ２と第２コリメータ３の光軸を一致させる作業を省略することができる。このことは、組み立て工程を削減する効果を生むとともに、各部材の組み付け精度を高める効果も生む。尚、本実施の形態では実施の形態２の構成をもとに光スイッチを構成したが、実施の形態１または後に説明する実施の形態４の構成を用いても本実施の形態と同様の効果を奏する光スイッチを構成することができる。
【００４２】
（実施の形態４）
図９、図１０は、光路変更素子としてペンタプリズム１８を採用した時の構成図を表している。光ファイバ１ａ，１ｂ，１ｃと第１〜第３コリメータ２，３，４と回転型アクチュエータ１１は実施の形態２と同じ構成である。第１，第２コリメータ２，３はその光軸が一致しており、第３コリメータ４の光軸は第１，第２コリメータ２，３の光軸に直交している。ペンタプリズム１８は五角柱状の光路変更素子であって互いに平行な第１，第２の面１９，面２０を持っており、また第３，第４の面２１，面２２は一辺を共有し互いに直角に接している。また、ペンタプリズム１８は回転型アクチュエータ１１の回転軸に固定されており、当該回転軸を中心に回転移動する。回転型アクチュエータ１１は玉軸受け１２とともに支持体２３に埋め込んで固定されている。円柱形の第１，第２ストッパー２４，２５は第１コリメータ２と第２コリメータ３の光軸を挟んで両側に配置され、ペンタプリズム１８の回転運動を制限するものである。ストッパーはペンタプリズム１８が第１ストッパー２４と接したときを第１の位置とし、第２ストッパー２５と接したときを第２の位置として、ペンタプリズム１８を固定するものである。
【００４３】
続いて、本実施の形態の動作を説明する。図９は、ペンタプリズム１８が第１の位置にある、第１の状態を表している。第１，第２コリメータ２，３の光軸はそれぞれ第１，第２の面１９，２０に垂直に交わっている。また、ペンタプリズム１８の第２の面２０は第１ストッパー２４の側面に直線で接して第１の位置に保持されている。第１の状態では、光ファイバ１ａを通ったコリメートビームは第１コリメータ２を発してペンタプリズム１８の第１の面１９に垂直に入射し、反対側の第２の面２０から垂直に出射して第２コリメータ２に入射して光ファイバ１ｂに入る。このときの入射、出射とも第１，第２の面１９，２０に対して垂直であるのでコリメートビームの屈折はおこらない。
【００４４】
次に、回線切換えの指示があると、ペンタプリズム１８はアクチュエータ１１によって第２ストッパー２５と接する第２の位置まで回転移動して、図１０に示す第２の状態となる。ペンタプリズム１８は、第１の面１９と第２ストッパー２５の側面と直線で接して第２の位置に保持されている。このとき、第３の面２１は第１コリメータ２の光軸に対して垂直であり第４の面２２は第３コリメータ４の光軸に対して垂直である。ここで光ファイバ１ａから出射されたコリメートビームは第１コリメータ２を発してペンタプリズム１８の第３の面２１に垂直に入射する。入射したコリメートビームはペンタプリズム１８内の３つの面で全反射し、第４の面２２から出射して第３コリメータ４に入射し光ファイバ１ｃに入る。このときの入射、出射とも第３，第４の面２１，２２に対して垂直であるので、コリメートビームの屈折はおこらない。
【００４５】
いずれの図においても、ペンタプリズム１８は第１ストッパー２４または第２ストッパー２５に当接するまで回転運動をするだけで第１または第２の位置まで移動することができる。またその回転移動は、回転型アクチュエータ１１の回転駆動力のみで行なわれ、その機構も簡略なものである。この簡略な機構によってペンタプリズムは正確な位置に固定されるので第３コリメータ４とコリメートビームの光軸が正確に一致し、光軸のずれによる信号の損失を抑制することができる。
【００４６】
図９、図１０において、回転型アクチュエータ１１の回転駆動力がペンタプリズム１８を第１ストッパー２４、または第２ストッパー２５に押し付けることで、第１または第２の位置を保持している。ストッパーの形状は１直線以上、または１点以上でペンタプリズムと接するものであればどのようなものでもよい。ペンタプリズム１８中の光路長を考慮して第３コリメータの位置を調整すれば、第１コリメータ２からの光路長が光路変更前後で変化することはない。また、本実施の形態では第３コリメータ４の光軸が第１，第２コリメータ２，３の光軸に直交していたが、ペンタプリズムの形状を変化させることで、各コリメータの配置を様々に変化させることができる。
【００４７】
（実施の形態５）
図１１、図１２は複数の入力ポートと出力ポートを持つプロテクションスイッチを表している。図１１は斜視図、図１２は構成図であり、両図とも同じ瞬間を表したものである。各ポートは実施の形態２と同じであり、光ファイバを接続したコリメータである。図１１において光ファイバ１ａ〜１ｄとコリメータ２ａ〜２ｄは第１ポート群である入力ポート群であり、光ファイバ１ｅ〜１ｈとコリメータ３ａ〜３ｄは第２ポート群である出力ポート群である。光ファイバ１ｉとコリメータ４ａは代替用の第３ポートである出力ポートである。入力ポート群と出力ポート群はそれぞれ１つずつのコリメータを組として、お互いの光軸が一致するように配置される。本実施の形態ではコリメータの組が４つあり、４組の光軸が互いに平行になるように各コリメータが配置されている。
【００４８】
コリメータ４ａはその光軸が当該４組のコリメータの光軸と直交するように配置される。可動ミラー１０ａ〜１０ｄは、可動ミラー１０ａ〜１０ｄが入出力ポート群の光軸を遮らない第１の位置と、ストッパー１３ａ〜１３ｄと接している第２の位置との間で独立して回転する光路変更素子である。回転型アクチュエータ１１ａ〜１１ｄはそれぞれ可動ミラー１０ａ〜１０ｄを第１の位置と第２の位置との間で回転移動させる光路変更素子移動部であり、図示しない支持体に埋め込んで設置される。円柱形のストッパー１３ａ〜１３ｄはそれぞれ可動ミラー１０ａ〜１０ｄを第２の位置で留めるためのものであり、第２の位置においてストッパー１３ａ〜１３ｄはその側面において可動ミラー１０ａ〜１０ｄと直線で接している。また、ストッパー１３ａ〜１３ｄはその軸と回転型アクチュエータ１１ａ〜１１ｄの回転軸が平行になるように、かつ第２の位置において可動ミラー１０ａ〜１０ｄとコリメータ２ａ〜２ｄの光軸とが４５°となる位置で図示しない支持体に取り付けられている。
【００４９】
次に、図１２を用いて、本実施の形態のプロテクトスイッチの動作について説明する。可動ミラー１０ａ〜１０ｃが図示の第１の位置にあり、可動ミラー１０ｄも破線部の第１の位置にあるとき、各入力ポートを発したコリメートビームが各々出力ポートへ入射している。ここで、例えばコリメータ３ｄ側に故障が発生したとき、回線切換えの指示によって可動ミラー１０ｄは、回転型アクチュエータ１１ｄの回転軸を中心に回転移動し、ストッパー５ｄに接して第２の位置で固定される。これによってコリメータ１ｄとコリメータ２ｄの光軸が可動ミラー１０ｄによって遮られ、可動ミラー１０ｄの反射面はコリメータ２ｄの光軸に対して４５度となるように固定される。このとき光ファイバ１ｄを通りコリメータ２ｄを発したコリメートビームは、可動ミラー１０ｄで反射し、９０°進路を変えて第３コリメータ４の光軸に沿って入射し光ファイバ１ｉに入る。
【００５０】
回転型アクチュエータ１１ａ〜１１ｄの回転軸は移動することのない回転移動の中心軸でありストッパーの役割も果たすので、本実施の形態のストッパー１３ａ〜１３ｄの数は１つの可動ミラーに対して１つでよい、高い組み付け精度を要求されるストッパーの数が少ないことは、可動ミラーの所定位置での固定に大きな効果をもたらす。また各可動ミラーは、単にストッパー１３ａ〜１３ｄと接するだけでなく、回転型アクチュエータ１１ａ〜１１ｄの駆動力によってストッパー１３ａ〜１３ｄに押し付けられるので、各可動ミラーを確実に所定の位置に固定することができる。これによって第３コリメータ４ａと可動ミラーで反射したコリメートビームの光軸が正確に一致するので、光軸のずれによる信号の損失を抑制することができる。尚、本実施の形態では実施の形態２の構成をもとにプロテクトスイッチを構成したが、実施の形態１〜４及び後述する実施の形態６の構成を用いても本実施の形態と同様の効果を奏するプロテクトスイッチを構成することができる。
【００５１】
（実施の形態６）
図１３は本実施の形態６による光スイッチの構成図である。光ファイバ１ａ〜１ｃ、第１〜第３コリメータ２〜４、可動ミラー５、リニアスライダ６、ストッパー７は実施の形態１と同じである。本実施の形態では、可動ミラー５を保持する弾性部材２６と、弾性部材２６が取り付けられた可動部２７が新たに加わる。可動部２７はリニアスライダ６上で、可動ミラー５を保持する弾性部材２６と共に直線移動する。
【００５２】
図１３は可動ミラー５がストッパー７と接する位置まで移動したときの様子を示している。第１，第２コリメータ２，３の光路外から可動部２７によって可動ミラー５は移動し、ストッパー７に押し付けられて停止する。この後、第１コリメータ２を発したコリメートビーム９ａが可動ミラー５で反射してコリメートビーム９ａとして第３コリメータ４に入射する手順は実施の形態１と同じである。
【００５３】
本実施の形態の可動ミラー５は、弾性部材２６を介してストッパー７に押し付けられているので、ストッパー７の位置に対する可動ミラー５の取付け位置や角度のずれは弾性部材２６の変形によって吸収される。こうすることでストッパー７の取付け位置で可動ミラー５を正確に固定することができ、入出力ポートの光軸のずれによる信号の損失を抑制することができる。
【００５４】
また、全ての実施の形態１〜６の光スイッチは、その使用目的に合わせて第１ポートと、第２，第３ポートとの入出力を逆にしても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１における光スイッチの斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態１における光スイッチの構成図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１における光スイッチの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態２における光スイッチの斜視図である。
【図４】は本発明の実施の形態２における光スイッチの構成図である。
【図５】回転型アクチュエータの模式図である。
【図６】玉軸受けの模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３における光スイッチの斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態３におけるブリッジに第１コリメータと第２コリメータを取り付けたときの構成図である。
【図９】本発明の実施の形態４における光スイッチの構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における光スイッチの構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態５におけるプロテクションスイッチの斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態５におけるプロテクトスイッチの構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態６における光スイッチの構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ａ〜１ｉ  光ファイバ
２  第１コリメータ
２ａ〜２ｄ  コリメータ
３  第２コリメータ
３ａ〜３ｄ  コリメータ
４  第３コリメータ
４ａ  コリメータ
５  可動ミラー
６  リニアスライダ
７  ストッパー
８  支持体
９，９ａ，９ｂ  コリメートビーム
１０，１０ａ〜１０ｄ  可動ミラー
１１，１１ａ〜１１ｄ  回転型アクチュエータ
１２，１２ａ〜１２ｄ  玉軸受け
１３，１３ａ〜１３ｄ  ストッパー
１４  支持体
１５ａ、１５ｂ  コリメートビーム
１６  ブリッジ
１７  支持体
１８  ペンタプリズム
１９  第１の面
２０  第２の面
２１  第３の面
２２  第４の面
２３  支持体
２４  第１ストッパー
２５  第２ストッパー
２６  弾性部材
２７  可動部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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