JP2002350747A - Optical switch - Google Patents

Optical switch

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JP2002350747A
JP2002350747A JP2001160847A JP2001160847A JP2002350747A JP 2002350747 A JP2002350747 A JP 2002350747A JP 2001160847 A JP2001160847 A JP 2001160847A JP 2001160847 A JP2001160847 A JP 2001160847A JP 2002350747 A JP2002350747 A JP 2002350747A
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JP
Japan
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optical
optical path
optical fiber
path switching
reflecting surface
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JP2001160847A
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Japanese (ja)
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Kazuo Tani
和夫 谷
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical switch of simple structure that can stably maintain optical paths without being supplied with electric power, can be small-sized, and can switch the optical paths at a high speed, whose light quantity hardly varies at input and output ports of an optical fiber and whose energy loss is reducible. SOLUTION: This optical switch comprises an optical element 1 which has selectable optical paths and a rotary type driving mechanism 5. A selected optical path can stably be held without any power supply and the optical paths can easily be switched at high speed. Further, a very small-sized optical switch can be actualized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報通信分野に
おける光路の切換を行う光スイッチに関するもので、詳
しくは光路自己保持型で、小型、光路切換え速度向上を
図った光スイッチである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch for switching an optical path in the field of optical information communication, and more particularly, to an optical switch which is of a self-holding type, is small, and has an improved optical path switching speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】ここ数年、我々の生活環境は情報通信分
野においても、劇的な変化を遂げてマルチメディア時代
が着々と到来してきていることを感じる。そして近年に
おいてはマルチメディア化に即して、動画像や高解像度
のフルカラー画を高速に伝送したいというニーズが高ま
り、大量な情報の伝達が可能な光を用いた通信技術への
要求が高まってきている。このような光情報通信分野に
おいて、光スイッチは、光通信ネットワークシステムの
信頼性向上や高機能化などに不可欠な光デバイスであ
り、光通信技術の発展には極めて重要な位置を占めてい
る。具体的には、故障時における回線切換や、加入者間
の回線切換のために小型・高速・高信頼性を有する光ス
イッチが必要であり、活発な研究開発が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been felt that our living environment has undergone dramatic changes in the field of information and communication, and that the multimedia age has been steadily coming. In recent years, the need for high-speed transmission of moving images and high-resolution full-color images has been increasing in accordance with the development of multimedia, and the demand for communication technology using light capable of transmitting a large amount of information has been increasing. ing. In such an optical information communication field, an optical switch is an optical device that is indispensable for improving the reliability and increasing the functionality of an optical communication network system, and occupies a very important position in the development of optical communication technology. Specifically, an optical switch having a small size, high speed, and high reliability is required for line switching at the time of failure or line switching between subscribers, and active research and development are being conducted.

【0003】従来からの光スイッチの代表例として、電
磁力にて光ファイバを直接駆動するメカニカル式光スイ
ッチがある。しかし、直接光ファイバを駆動することか
ら大きな駆動力が必要になり、更には高速切替え応答や
小型化が困難になっている。
A typical example of a conventional optical switch is a mechanical optical switch that directly drives an optical fiber by electromagnetic force. However, since the optical fiber is directly driven, a large driving force is required, and further, it is difficult to perform high-speed switching response and downsizing.

【0004】その為、半導体微細加工をベースにした微
小電気機械システムMEMS(Micro Electro Mechanical
Systems)の技術を用いた光スイッチが登場している。
図5は、MEMS式の光スイッチの斜視図を示す。MEMS技術
を用いた光スイッチの特徴としては、機械加工技術に依
存しない為、小型化が容易であり、ミラー切替え機構の
集積化を可能とする。図5で示す具体的なミラー切替え
機構は、MEMS型では一般的な静電駆動力を用いたアクチ
ュエータで反射板を光路内外に移動させて光路切替えを
行っている。
[0004] Therefore, a micro electro mechanical system MEMS (Micro Electro Mechanical Mechanical) based on semiconductor fine processing.
Systems) has emerged.
FIG. 5 is a perspective view of a MEMS optical switch. The feature of the optical switch using the MEMS technology is that it does not depend on the machining technology, so that the size can be easily reduced and the mirror switching mechanism can be integrated. The specific mirror switching mechanism shown in FIG. 5 switches the optical path by moving the reflection plate in and out of the optical path with an actuator using a general electrostatic driving force in the MEMS type.

【0005】図5に示す101、102、103、10
4は光ファイバ、105は光路を切り換えるための反射
板で導電体がコーティングされている。106は反射板
を支持する梁、107は光ファイバ101、102、1
03、104と反射板105と梁106を支持する基
板、108は絶縁層、109は一対の電極である。
[0005] 101, 102, 103, 10 shown in FIG.
4 is an optical fiber and 105 is a reflector coated with a conductor for switching the optical path. 106 is a beam for supporting the reflector, 107 is the optical fiber 101, 102, 1
03, 104, a reflector 105, and a substrate supporting the beam 106; 108, an insulating layer; and 109, a pair of electrodes.

【0006】図5に示される従来の上記構成の光路切換
え装置は、光路の切換えを行う反射板105の姿勢制御
は、印加される電界にて行われる。反射板105は、電
極109間の静電力より反射板105を支持する梁10
6を長手方向に沿って弾性変形させ、反射板105を光
路進行方向に対して直立した姿勢を得る。この場合、図
5に示すように光ファイバ101からの入射光に対して
垂直に保持されることとなることから、光ファイバ10
1から出た光は反射板105で反射して、光ファイバ1
04に受光されるとともに、光ファイバ102から出た
光も反射板105で反射して、光ファイバ103に受光
される。一方、反射板105は、静電力を切ることによ
り梁106の弾性変形の復帰力より水平な姿勢に戻る。
この場合には、反射板105は、光ファイバ101、1
02の光路を遮ることなく、光ファイバ101から出た
光は直進し、光ファイバ103に受光されるとともに、
光ファイバ102から出た光も直進することから、光フ
ァイバ104に受光される。
In the conventional optical path switching device shown in FIG. 5, the attitude of the reflector 105 for switching the optical path is controlled by an applied electric field. The reflection plate 105 is a beam 10 supporting the reflection plate 105 by an electrostatic force between the electrodes 109.
6 is elastically deformed along the longitudinal direction to obtain a posture in which the reflecting plate 105 stands upright with respect to the optical path traveling direction. In this case, as shown in FIG. 5, the optical fiber 101 is held perpendicular to the incident light from the optical fiber 101.
1 is reflected by the reflection plate 105, and
While the light is received by the optical fiber 104, the light emitted from the optical fiber 102 is also reflected by the reflection plate 105 and received by the optical fiber 103. On the other hand, the reflection plate 105 returns to a horizontal posture due to the restoring force of the elastic deformation of the beam 106 by cutting off the electrostatic force.
In this case, the reflection plate 105 includes the optical fibers 101, 1
The light emitted from the optical fiber 101 travels straight without being interrupted by the optical path of the optical fiber 02, and is received by the optical fiber 103.
Since the light emitted from the optical fiber 102 also goes straight, it is received by the optical fiber 104.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来光ス
イッチの例では、光路切換えを行う為に光路内外に反射
板を移動させる。その際、反射板が光路内外に移動する
には静電駆動方法を用いている。その為、光路切換えの
際、反射板を所定の光路内に移動及び保持する為には、
常時電力を供給する必要がある。電力供給が安定に得ら
れない際は、反射板を光ファイバからの入射光に対して
垂直状態に保持する事は困難となり光スイッチの基本機
能が損なわれる。更に電力供給が得られない場合、反射
板の姿勢を自己保持することは基本的には不可能とな
る。それ故、光スイッチに求められる基本的機能の一つ
である、選択された光路の維持が困難となる。又、入射
光の光径に対し、反射板が光路内外へ移動するスペース
が必要となることから、電極間の間隔が長くなり、駆動
電圧が大きくなる。同様に、入射を得る光ファイバと出
射光と連結する光ファイバ間隔の距離が長くなり、低損
失化が困難である。
In the above-described example of the conventional optical switch, the reflection plate is moved in and out of the optical path to switch the optical path. At this time, an electrostatic drive method is used to move the reflection plate in and out of the optical path. Therefore, in order to move and hold the reflection plate in a predetermined optical path when switching the optical path,
Power must be supplied at all times. When the power supply cannot be obtained stably, it is difficult to keep the reflector perpendicular to the incident light from the optical fiber, and the basic function of the optical switch is impaired. Further, when power cannot be supplied, it is basically impossible to maintain the attitude of the reflection plate by itself. Therefore, it is difficult to maintain the selected optical path, which is one of the basic functions required for the optical switch. In addition, since a space is required for the reflection plate to move in and out of the optical path with respect to the light diameter of the incident light, the distance between the electrodes is increased and the driving voltage is increased. Similarly, the distance between the optical fiber that obtains the incident light and the optical fiber that is connected to the outgoing light increases, making it difficult to reduce the loss.

【0008】そこで、本発明は、簡素な構造で、電力を
供給しなくても安定に光路の維持が行え、小型化を可能
とし、また高速に光路切換えが行われ、光ファイバの入
出端における光量のバラツキが少なく、低損失化が可能
な光スイッチを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has a simple structure and can stably maintain an optical path without supplying electric power, enables downsizing, performs optical path switching at a high speed, and provides an optical fiber at an input / output end of an optical fiber. It is an object of the present invention to provide an optical switch with less variation in light quantity and capable of reducing loss.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本願発明に関わる光スイッチは、以下の特徴
を有する。 (1)中心軸の周りに回転する回転柱状部材の表面に第
一及び第二の光路切り替え部が形成されており、前記回
転柱状部材を回転することにより前記第一と第二の光路
切り替え部が回転移動し、第一の光ファイバから出射さ
れる光に対向する前記第一と第二の光路切り替え部が選
択的に切り替わり、前記第一の光ファイバから出射され
前記選択された光路切り替え部に入射された光が、前記
選択された光路切り替え部で反射されたあと、前記選択
された光路切り替え部に応じて、第二または第三の光フ
ァイバに入射される。 (2)前記回転柱状部材が、回転駆動機構により駆動さ
れ、該回転駆動機構は、電磁式小型モータ、電磁力を用
いた回転型アクチュエータ、圧電素子を用いた回転型ア
クチュエータ、又は静電力を用いた回転型アクチュエー
タである。 (3)前記光路切り替え部は前記回転柱状部材の外周部
に、中心軸の周りに所定の角度を有して配置されてい
る。 (4)前記回転柱状部材表面に形成される前記光路切り
替え部が、入射光を反射する第一の反射面と該第一の反
射面で反射された光を反射する第二の反射面とを有す
る。 (5)前記第一の光ファイバから第二の光ファイバにい
たる光路と、第一の光ファイバから第二の光ファイバに
いたる光路とが、光路長が同じであることを特徴とす
る。 (6)前記光路切り替え部の、第一の反射面と第二の反
射面とが、回転柱状部材の長手方向に沿って配置されて
いる。 (7)前記反射面表面に、アルミニウム、チタン、金、
銀、タングステン、ニッケル又はクロム中より選択され
た何れかの金属膜又はこれら薄膜の積層体による反射層
が形成されている。 (8)前記回転柱状部材の回転中心軸と光ファイバから
の入出射光路が直角に交差した位置関係から構成される
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical switch according to the present invention has the following features. (1) First and second optical path switching sections are formed on the surface of a rotating columnar member that rotates around a central axis, and the first and second optical path switching sections are formed by rotating the rotating columnar member. Is rotated, and the first and second optical path switching units facing light emitted from the first optical fiber are selectively switched, and the selected optical path switching unit emitted from the first optical fiber is switched. Is reflected by the selected optical path switching unit, and then is incident on the second or third optical fiber according to the selected optical path switching unit. (2) The rotary columnar member is driven by a rotary drive mechanism, which uses a small electromagnetic motor, a rotary actuator using electromagnetic force, a rotary actuator using a piezoelectric element, or an electrostatic force. Rotary actuator. (3) The optical path switching unit is arranged on the outer peripheral portion of the rotating columnar member at a predetermined angle around a central axis. (4) The optical path switching unit formed on the surface of the rotating columnar member includes a first reflecting surface that reflects incident light and a second reflecting surface that reflects light reflected by the first reflecting surface. Have. (5) The optical path from the first optical fiber to the second optical fiber and the optical path from the first optical fiber to the second optical fiber have the same optical path length. (6) The first reflection surface and the second reflection surface of the optical path switching unit are arranged along the longitudinal direction of the rotating columnar member. (7) Aluminum, titanium, gold,
The reflection layer is formed of any metal film selected from silver, tungsten, nickel, or chromium, or a laminate of these thin films. (8) The optical system is characterized in that the center axis of rotation of the rotary columnar member and the optical path of light entering and exiting from the optical fiber intersect at right angles.

【0010】[0010]

【作用】本発明の光スイッチは、同一及び同位置にある
光ファイバからの入射光に対して、回転駆動機構によ
り、第一及び第二の光路切り替え部を有する回転柱状部
材を回転することで、第一の光路切り替え部あるいは第
二の光路切り替え部を選択的に位置決めすることによ
り、第一の光路切り替え部を経て第二の光ファイバに出
射光を導く経路か、第二の光路切り替え部を経て第三の
光ファイバに出射光を導く経路かの何れかの選択を行う
ものである。
The optical switch according to the present invention rotates the rotary columnar member having the first and second optical path switching portions by the rotary drive mechanism with respect to the incident light from the optical fibers at the same and the same position. By selectively positioning the first optical path switching unit or the second optical path switching unit, a path for guiding outgoing light to the second optical fiber via the first optical path switching unit or a second optical path switching unit Then, any one of the paths for guiding the emitted light to the third optical fiber through the third optical fiber is selected.

【0011】本発明の光路切り替え部は前記回転柱状部
材の外周部に、中心軸の周りに所定の角度を有して配置
されている。そこで、同一及び同位置からの入射光に対
して対向する位置に、第一の光路切り替え部又は第二の
光路切り替え部の何れかを回転駆動機構により位置決め
制御することで位置決めを行い、第一の光路切り替え部
又は第二の光路切り替え部の何れかを選択する。その
為、入射光は、選択された第一の光路切り替え部又は第
二の光路切り替え部の第一の反射面によって反射された
後、第一の光路切り替え部又は第二の光路切り替え部の
第二の反射面で反射され、出射光が得られ対応する連結
した光ファイバへ導くこととなる。
The optical path switching section of the present invention is disposed on the outer peripheral portion of the rotating columnar member at a predetermined angle around a central axis. Therefore, at a position opposed to the incident light from the same and the same position, positioning is performed by controlling the position of either the first optical path switching unit or the second optical path switching unit by the rotation drive mechanism, and the first Of the optical path switching unit or the second optical path switching unit. Therefore, the incident light is reflected by the selected first optical path switching unit or the first reflection surface of the second optical path switching unit, and then the first optical path switching unit or the second optical path switching unit. The reflected light is reflected by the two reflecting surfaces, and the emitted light is obtained and guided to the corresponding connected optical fiber.

【0012】このように、本発明による光スイッチは、
最小構成要素による光路切替え機能実現と単純化された
構成要素にて、電力供給の有無を問わず選択された光路
の保持が行え、極めて小型な光スイッチが容易に得られ
る。また、光学素子の位置決め制御の高速化により光路
切替えが高速に行える。
As described above, the optical switch according to the present invention comprises:
With the realization of the optical path switching function by the minimum components and the simplified components, the selected optical path can be maintained regardless of the power supply, and an extremely small optical switch can be easily obtained. Further, the optical path switching can be performed at high speed by increasing the speed of the positioning control of the optical element.

【0013】更に、光学素子において、第1位置より入
射して第3位置から出射する光路長と第2位置より入射
して第4位置から出射する光路長が同じであり、また更
に、第1位置と第2位置と第3位置と第4位置の反射面
表面に、アルミニウム、チタン、金、銀、タングステ
ン、ニッケル又はクロム中より選択された何れかの金属
薄膜又はこれら薄膜の積層体による反射層が形成されて
いることから、本発明の光スイッチでの光路切替えによ
る光学損失及び選択された光路による光量バラツキは極
めて低くなる。
Further, in the optical element, the optical path length which enters from the first position and exits from the third position is the same as the optical path length which enters from the second position and exits from the fourth position. Reflection by a metal thin film selected from aluminum, titanium, gold, silver, tungsten, nickel or chromium or a laminate of these thin films on the surface of the reflecting surface at the position, the second position, the third position and the fourth position. Since the layer is formed, the optical loss due to the switching of the optical path in the optical switch of the present invention and the light amount variation due to the selected optical path are extremely low.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の光スイッチの実施
形態を、添付図面を参照にして説明する。図1は、光ス
イッチの形態を示す斜視図である。光学素子1と前記光
学素子1を支持する支持台4と、上記光学素子1を駆動
する回転駆動機構5とからなる本発明の光スイッチの基
本構成及び入出射光路へ連結する光ファイバ7a、7b、
7cと前記光ファイバ7a、7b、7cを保持固定する光フ
ァイバ固定台6を示す。また、本発明の光スイッチの実
施例とし、光ファイバ7aからの入射光が、光学素子1
の第1位置反射面2と第3位置反射面3を経て、光ファ
イバ7cに至る光路を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the optical switch according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the optical switch. The basic configuration of the optical switch according to the present invention comprising an optical element 1, a support 4 supporting the optical element 1, and a rotary drive mechanism 5 for driving the optical element 1, and optical fibers 7a and 7b connected to the input / output optical paths. ,
7c and an optical fiber fixing base 6 for holding and fixing the optical fibers 7a, 7b, 7c. In the embodiment of the optical switch of the present invention, the incident light from the optical fiber 7a is
The optical path to the optical fiber 7c via the first position reflection surface 2 and the third position reflection surface 3 is shown.

【0015】図2は、光スイッチの実施の形態を示す斜
視図である。図1の説明で記述した光ファイバ7aの入
射光から光ファイバ7cに至る光路について、詳細に示
した図である。光の特性により光ファイバ7aからの入
射光は、光ファイバ7aの先端から直進し光学素子1の
第1位置反射面2に進む。次に光ファイバ7aからの入
射光は、第1位置反射面2により反射され、第1位置反
射面2から第3位置反射面3に進む。更に光ファイバ7
aからの入射光は、第3位置反射面3により反射されて
光学素子1の外周方向へ直進し、光ファイバ7aに隣接
して配置される光ファイバ7cに至ることになる。
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the optical switch. FIG. 2 is a diagram showing in detail an optical path from incident light of the optical fiber 7a to the optical fiber 7c described in the description of FIG. Due to the characteristics of the light, the incident light from the optical fiber 7a goes straight from the tip of the optical fiber 7a and proceeds to the first position reflection surface 2 of the optical element 1. Next, the incident light from the optical fiber 7a is reflected by the first position reflection surface 2 and proceeds from the first position reflection surface 2 to the third position reflection surface 3. Further, an optical fiber 7
The incident light from a is reflected by the third position reflecting surface 3, travels straight in the outer peripheral direction of the optical element 1, and reaches the optical fiber 7c arranged adjacent to the optical fiber 7a.

【0016】図3は、光路切替えメカニズムを示す例で
ある。まず、図3に示す光学素子1は、光学素子1の長
手方向の断面図であり、第1位置反射面2及び第3位置
反射面3と第2位置反射面8及び第4位置反射面9が、
光学素子の外周部に面し(図中では上下で示されてい
る)、第1位置反射面2から第3位置反射面3へ至る光
路と第2位置反射面8から第4位置反射面9へ至る光路
が、光学素子の外周部に回転軸断面方向から見てα度
(図中では180度)を有し、且つ一体に配置構成され
ていることを示すものである。
FIG. 3 is an example showing an optical path switching mechanism. First, the optical element 1 shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical element 1 in the longitudinal direction, and includes a first position reflecting surface 2, a third position reflecting surface 3, a second position reflecting surface 8, and a fourth position reflecting surface 9. But,
An optical path from the first position reflection surface 2 to the third position reflection surface 3 and an optical path from the second position reflection surface 8 to the fourth position reflection surface 9 facing the outer peripheral portion of the optical element (shown as upper and lower in the figure). This indicates that the optical path leading to the optical element has α degrees (180 degrees in the figure) in the outer peripheral portion of the optical element as viewed from the cross section of the rotation axis, and is integrally arranged.

【0017】図3中の光学素子1は、図1及び図2にお
ける光学素子1と同様に長手方向の回転中心軸Xを介し
て回転運動を可能である。光ファイバ7a、7b、7c
は、光学素子1の長手方向(回転中心軸X)に対向し、
光ファイバ7aからの入射光が第1位置反射面2及び第
2位置反射面8を結ぶ中心線(回転中心軸Xと交差)と
一致する位置に、光ファイバ7aを中心に光ファイバ7b
及び7cが隣接して図1に示す光ファイバ支持台6上に
保持固定される。光ファイバ7bは第4位置反射面9の
中心線上、または第4位置反射面9の中心線と第1位置
反射面2及び第2位置反射面8を結ぶ中心線間のピッチ
で、光ファイバ7cは第3位置反射面3の中心線上、又
は第3位置反射面3の中心線と第1位置反射面2及び第
2位置反射面8を結ぶ中心線間のピッチと一致する位置
で各々配置される。(図省略)このように、光学素子1
の長手方向(回転中心軸X)と入射光及び出射光に連結
する光ファイバ7a、7b、7cは、互いに直角に交差す
る位置関係にある。また同時に図1で示す光ファイバ支
持台6上保持及び固定される光ファイバ7a、7b、7c
は、互いに平行度が維持され隣接して配置が行われてい
る。
The optical element 1 in FIG. 3 is capable of rotational movement via a rotational center axis X in the longitudinal direction, similarly to the optical element 1 in FIGS. Optical fibers 7a, 7b, 7c
Are opposed to each other in the longitudinal direction (the rotation center axis X) of the optical element 1,
An optical fiber 7b centered on the optical fiber 7a is located at a position where incident light from the optical fiber 7a coincides with a center line (intersecting the rotation center axis X) connecting the first position reflecting surface 2 and the second position reflecting surface 8.
And 7c are adjacently held and fixed on the optical fiber support 6 shown in FIG. The optical fiber 7c is placed on the center line of the fourth position reflecting surface 9 or at a pitch between the center line of the fourth position reflecting surface 9 and the center line connecting the first position reflecting surface 2 and the second position reflecting surface 8. Are located on the center line of the third position reflecting surface 3 or at positions corresponding to the pitch between the center line of the third position reflecting surface 3 and the center line connecting the first position reflecting surface 2 and the second position reflecting surface 8. You. (The illustration is omitted) Thus, the optical element 1
And the optical fibers 7a, 7b, 7c connected to the incident light and the outgoing light have a positional relationship intersecting at right angles to each other. At the same time, the optical fibers 7a, 7b, 7c held and fixed on the optical fiber support 6 shown in FIG.
Are arranged adjacent to each other while maintaining parallelism.

【0018】次に、光学素子1では、第1位置反射面と
第2位置反射面と第3位置反射面及び第4位置反射面
は、入射光に対して45度の反射を行う形状精度が保た
れており、且つ第1位置より入射して第3位置から出射
する光路及び第2位置より入射して第4位置から出射す
る光路を形成する形状は共通である。
Next, in the optical element 1, the first position reflecting surface, the second position reflecting surface, the third position reflecting surface, and the fourth position reflecting surface have a shape accuracy of reflecting 45 degrees with respect to incident light. The shape which is kept and forms an optical path which enters from the first position and exits from the third position and forms an optical path which enters from the second position and exits from the fourth position is common.

【0019】光学素子を形成する材料は、前記形状を軽
量且つ高精度な加工精度が行える素材であれば良く、更
に、低損失、高強度、高信頼性及び大量生産性の観点か
ら選ぶ。左記条件内でバランスの良い石英材をベースに
したもの、或いは多成分ガラス系、セラミック等の脆性
材、フッ化物又はプラスチック素材を用いても良い。
The material for forming the optical element may be any material as long as it is lightweight and capable of processing with high precision, and is selected from the viewpoints of low loss, high strength, high reliability and mass productivity. A material based on a quartz material having a good balance within the conditions described on the left, or a brittle material such as a multi-component glass or ceramic, a fluoride, or a plastic material may be used.

【0020】更に、第1位置と第2位置と第3位置と第
4位置の反射面表面に、アルミニウム、チタン、金、
銀、タングステン、ニッケル又はクロム中より選択され
た何れかの金属薄膜処理が行われる。或いはアルミニウ
ム、チタン、金、銀、タングステン、ニッケル又はクロ
ム中より選択された何れかの金属薄膜の積層体による反
射層が形成される。
Further, aluminum, titanium, gold, and the like are provided on the surface of the reflecting surface at the first position, the second position, the third position, and the fourth position.
Any metal thin film processing selected from silver, tungsten, nickel or chromium is performed. Alternatively, the reflection layer is formed by a laminate of any metal thin film selected from among aluminum, titanium, gold, silver, tungsten, nickel, and chromium.

【0021】このように、光学素子1内に備えた何れの
光路を選択しても光学素子内での入射光から出射光へ至
る光路の光学特性の再現性は非常に優れている。また光
学素子1における光学特性上のバラツキは極めて少ない
事がシミュレーション上得られており、実験的にも確認
されている。
Thus, no matter which optical path provided in the optical element 1 is selected, the reproducibility of the optical characteristics of the optical path from the incident light to the outgoing light in the optical element is very excellent. Also, it has been obtained through simulation that variation in optical characteristics of the optical element 1 is extremely small, and it has been confirmed experimentally.

【0022】試作においては、多成分ガラス系を用いて
形状加工を行い、第1位置と第2位置と第3位置と第4
位置の反射面表面には金メッキ処理にて反射面を構成
し、低挿入損失0.3〜0.65dB範囲の実験結果を
得、極めて低い光学損失を検証している。
In the trial production, shape processing is performed using a multi-component glass system, and the first position, the second position, the third position, and the fourth position.
A reflective surface is formed by gold plating on the surface of the reflective surface at the position, and an experimental result in a low insertion loss range of 0.3 to 0.65 dB is obtained, and an extremely low optical loss is verified.

【0023】ここで、入射光が光ファイバ7aから得る
(同一及び同位置からの入射光)際に、光学素子1の位
置を光学素子1の回転軸X基準でθ=0及びθ=αに設
定した場合の光路の切替えメカニズムを説明する。ま
ず、光学素子1の位置をθ=0とした際、光ファイバ7
aの入射光は、光ファイバ7aの先端から直進し光学素子
1の第2位置反射面8に進む。次に光ファイバ7aから
の入射光は、第2位置反射面8により反射され、第2位
置反射面8から第4位置反射面9に進む。更に光ファイ
バ7aからの入射光は、第4位置反射面9により反射さ
れて光学素子1の外周方向へ直進し、光ファイバ7aに
隣接して配置される光ファイバ7bに至る。
Here, when the incident light is obtained from the optical fiber 7a (incident light from the same position and the same position), the position of the optical element 1 is set to θ = 0 and θ = α with respect to the rotation axis X of the optical element 1. An optical path switching mechanism in the case of setting will be described. First, when the position of the optical element 1 is set to θ = 0, the optical fiber 7
The incident light a travels straight from the tip of the optical fiber 7a and proceeds to the second position reflection surface 8 of the optical element 1. Next, the incident light from the optical fiber 7a is reflected by the second position reflection surface 8, and proceeds from the second position reflection surface 8 to the fourth position reflection surface 9. Further, the incident light from the optical fiber 7a is reflected by the fourth position reflection surface 9, travels straight in the outer peripheral direction of the optical element 1, and reaches the optical fiber 7b arranged adjacent to the optical fiber 7a.

【0024】次に、光学素子1の基準位置をθ=αとし
た際、図2の説明で記述したように、光ファイバ7aの
入射光は、光ファイバ7aの先端から直進し光学素子1
の第1位置反射面2に進む。次に光ファイバ7aからの
入射光は、第1位置反射面2により反射され、第1位置
反射面2から第3位置反射面3に進む。更に光ファイバ
7aからの入射光は、第3位置反射面3により反射され
て光学素子1の外周方向へ直進し、光ファイバ7aに隣
接して配置される光ファイバ7cに至る。以上のことか
ら、図3に示す光学素子1は、同一及び同位置からの入
射光に対して、光路切替えが容易に可能であることが判
る。
Next, assuming that the reference position of the optical element 1 is θ = α, the incident light of the optical fiber 7a goes straight from the tip of the optical fiber 7a as described in the description of FIG.
To the first position reflection surface 2. Next, the incident light from the optical fiber 7a is reflected by the first position reflection surface 2 and proceeds from the first position reflection surface 2 to the third position reflection surface 3. Further, the incident light from the optical fiber 7a is reflected by the third position reflecting surface 3, travels straight in the outer peripheral direction of the optical element 1, and reaches the optical fiber 7c arranged adjacent to the optical fiber 7a. From the above, it can be seen that the optical element 1 shown in FIG. 3 can easily switch the optical path for incident light from the same position and the same position.

【0025】図4は、光スイッチの構成要素を示す図で
ある。図4(a)は本発明の光スイッチの概略平面図で
あり、図4(b)が概略側面図にあたる。まず、図3の
説明にもあるが、第1位置反射面と第2位置反射面と第
3位置反射面及び第4位置反射面は、入射光に対して4
5度の反射を行う形状精度が保たれており、且つ第1位
置より入射して第3位置から出射する光路及び第2位置
より入射して第4位置から出射する光路を形成する形状
は共通である。図4(a)で示す光学素子1の平面図上
では、第1位置より入射して第3位置から出射する光路
及び第2位置より入射して第4位置から出射する光路を
形成する形状が共通である事、図4(b)で示す光学素
子1の断面図g- g`からは、第1位置より入射して第3
位置から出射する光路及び第2位置より入射して第4位
置から出射する光路を形成する形状が共通であり且つ光
学素子1の回転中心軸Xを介して線対称な形状であるこ
とがわかる。
FIG. 4 is a diagram showing the components of the optical switch. FIG. 4A is a schematic plan view of the optical switch of the present invention, and FIG. 4B is a schematic side view. First, as described in FIG. 3, the first position reflecting surface, the second position reflecting surface, the third position reflecting surface, and the fourth position reflecting surface are 4
The shape precision for performing reflection at 5 degrees is maintained, and the shape for forming an optical path incident from the first position and emitted from the third position and an optical path incident from the second position and emitted from the fourth position are common. It is. In the plan view of the optical element 1 shown in FIG. 4A, the shape that forms an optical path that enters from the first position and exits from the third position and an optical path that enters from the second position and exits from the fourth position is From the cross-sectional view gg ′ of the optical element 1 shown in FIG.
It can be seen that the shape forming the optical path exiting from the position and the optical path entering from the second position and exiting from the fourth position are common and are line-symmetric with respect to the rotation center axis X of the optical element 1.

【0026】試作においては、第1位置より入射して第
3位置から出射する光路及び第2位置より入射して第4
位置から出射する光路を形成する形状を得るための光学
素子1外周面からの深さbは、b=1mm、光学素子径
c=3mmとしたが、レンズを用いて光ファイバ7aか
らの入出射光径自身を小径にコリメートすることによ
り、更に小型化された光学素子1を製作することも可能
である。シミュレーションで確認したところ、b=0.
2〜5mm、c=0.5〜10mmの範囲であれば光学
特性を損なうことは無く、実用上問題はない。
In the prototype, an optical path that enters from the first position and exits from the third position and the optical path that enters from the second position and
The depth b from the outer peripheral surface of the optical element 1 for obtaining a shape forming an optical path emitted from the position was b = 1 mm and the optical element diameter c was 3 mm. By collimating the diameter itself to a small diameter, it is possible to manufacture the optical element 1 which is further reduced in size. When confirmed by simulation, b = 0.
If it is in the range of 2 to 5 mm and c = 0.5 to 10 mm, the optical characteristics are not impaired, and there is no practical problem.

【0027】次に、光学素子1と光ファイバ7a、7b、
7cの位置関係では、光学素子1の長手方向(回転中心
軸X)と入射光及び出射光に連結する光ファイバ7a、
7b、7cは、互いに直角に交差する位置関係にあるが、
入射光及び出射光の平行度を再現性良く、光学特性上の
バラツキを回避するために、図3に示す第1位置反射面
2と第2位置反射面8と第3位置反射面3及び第4位置
反射面9は、入射光に対して厳密に45度の反射を行う
形状精度が要求される。試作評価実験では、45度の形
状精度を優先的に製作するために、図4(a)に示す光
ファイバ7a、7b、7cのピッチaを可変とし、製作上最
も、入射光に対して45度の反射を行う形状精度を得ら
れるように検討した結果、光ファイバ7a、7b、7cの
ピッチa=1.5mmが得られている。また、試作では
全体幅d=6を達成した。基本的には第1位置より入射
して第3位置から出射する光路長と第2位置より入射し
て第4位置から出射する光路長は、光学損失を回避する
為最短距離が望ましく、その為、光ファイバ7a、7b、
7cのピッチ間も同様に狭い事が要求される。シミュレ
ーションではa=0.2〜5mmの範囲が光学特性上の
許容範囲として結果は出ているが、今後製作上の課題も
含めて、1mm以下で設計することが望ましいといえ
る。
Next, the optical element 1 and the optical fibers 7a, 7b,
In the positional relationship 7c, the optical fiber 7a connected to the longitudinal direction (rotation center axis X) of the optical element 1 and the incident light and the output light,
7b and 7c have a positional relationship of crossing each other at right angles,
The first position reflection surface 2, the second position reflection surface 8, the third position reflection surface 3 and the third position reflection surface 3 shown in FIG. The four-position reflecting surface 9 is required to have a shape accuracy of strictly reflecting 45 degrees with respect to incident light. In the prototype evaluation experiment, the pitch a of the optical fibers 7a, 7b, and 7c shown in FIG. 4A was made variable to preferentially produce a shape accuracy of 45 degrees. As a result of examining the shape accuracy to perform the degree of reflection, the pitch a of the optical fibers 7a, 7b, and 7c was 1.5 mm. In the prototype, the overall width d = 6 was achieved. Basically, the optical path length entering from the first position and exiting from the third position and the optical path length entering from the second position and exiting from the fourth position are desirably the shortest distance to avoid optical loss. , Optical fibers 7a, 7b,
Similarly, a narrow pitch between the pitches 7c is required. In the simulation, a range of a = 0.2 to 5 mm is obtained as an allowable range in terms of optical characteristics. However, it can be said that it is desirable that the design is made to be 1 mm or less in consideration of manufacturing problems in the future.

【0028】更に、図4(a)に示す光学素子1の回転
中心軸Xと光ファイバ7a、7b、7c先端との距離eは、
光路切替え時における光学素子1の回転時に光ファイバ
7a、7b、7c先端に接することなく、且つ障害となら
ない最小距離にて配置される。試作では、e=1.7m
mと設定したが、光学素子1の外周部を凹凸形状に加工
すれば、e=1.2〜1.5mmが可能であることが設
計上確認できている。
Further, the distance e between the rotation center axis X of the optical element 1 and the tips of the optical fibers 7a, 7b, 7c shown in FIG.
When the optical element 1 is rotated at the time of switching the optical path, the optical elements 7a, 7b, and 7c are arranged at a minimum distance that does not interfere with the tips of the optical fibers 7a, 7b, 7c. In the prototype, e = 1.7m
Although it is set to m, it has been confirmed by design that e = 1.2 to 1.5 mm is possible by processing the outer peripheral portion of the optical element 1 into an uneven shape.

【0029】尚、又図4(a)(b)上には図省略してい
るが、光学素子1と光ファイバ7a、7b、7c先端間に
は、光ファイバ7a、7b、7cの入出射光に対してコリ
メータレンズを備えて、光特性向上を図る場合もある。
その際は、レンズのサイズ(口径及び厚み)を考慮し光
学素子1の回転中心軸Xと光ファイバ7a、7b、7c先
端との距離を求める。
Although not shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the incoming and outgoing light of the optical fibers 7a, 7b, 7c is located between the optical element 1 and the tips of the optical fibers 7a, 7b, 7c. In some cases, a collimator lens is provided to improve optical characteristics.
At this time, the distance between the rotation center axis X of the optical element 1 and the tips of the optical fibers 7a, 7b, 7c is determined in consideration of the size (diameter and thickness) of the lens.

【0030】また、図4(b)に示す光学素子1の基準
面からの距離f1と光ファイバ7a、7b、7cの基準面
からの距離f2(試作では、光学素子1の基準面と光フ
ァイバ7a、7b、7cの基準面は同じである)は、光学
特性上同じに設定することが望ましい。これは、他の光
学素子1と光ファイバ7a、7b、7cの位置関係精度と
比較して、光学特性上の影響度が大きいことが実験上確
認できた為である。試作においては、f1=f2として
実験装置を構成したが、光学特性上からの許容範囲では
±0.3mm以下が望ましい。
Further, the distance f1 from the reference plane of the optical element 1 and the distance f2 from the reference plane of the optical fibers 7a, 7b and 7c shown in FIG. The reference planes 7a, 7b, and 7c are the same). This is because it has been experimentally confirmed that the degree of influence on the optical characteristics is greater than the positional accuracy of the other optical element 1 and the optical fibers 7a, 7b, 7c. In the trial production, the experimental apparatus was configured with f1 = f2. However, within an allowable range from the viewpoint of optical characteristics, it is desirable that the distance be ± 0.3 mm or less.

【0031】次に、光学素子1の光学素子支持台4は、
光ファイバ7a、7b、7cの光ファイバ支持台6と同様
に光学素子1と光ファイバ間の位置関係を保持する。主
に、光学素子1の長手方向の位置関係を規制するもの
で、光ファイバ7a、7b、7cとの相対位置決め精度が
要求される。(図省略)本最終試作においては、光学素
子1の光学素子支持台4と光ファイバ7a、7b、7cの
光ファイバ支持台6は共通母体として上記調整項目を回
避した。
Next, the optical element support 4 of the optical element 1
Like the optical fiber support 6 of the optical fibers 7a, 7b, 7c, the positional relationship between the optical element 1 and the optical fibers is maintained. It mainly regulates the positional relationship of the optical element 1 in the longitudinal direction, and requires relative positioning accuracy with the optical fibers 7a, 7b, 7c. In the final prototype, the above-mentioned adjustment items were avoided because the optical element support 4 of the optical element 1 and the optical fiber support 6 of the optical fibers 7a, 7b, 7c were a common base.

【0032】また光学素子の支持台4は、光路の切替え
時に光学素子の長手方向先端と回転運動伴う接触を持つ
ことから、光学素子の回転運動に伴う負荷低減、接触部
分間の安定的摺動性及び対環境性及び耐久性向上の為、
摩擦低減用に薄膜層設けたりメッキ処理を行う事があ
る。更に、光路切替え頻度が多い場合、光学素子外周部
にベアリングを備えても良い。
Further, since the support 4 of the optical element has a contact with the longitudinal end of the optical element when the optical path is switched, the load is reduced due to the rotational movement of the optical element, and the stable sliding between the contact portions is achieved. To improve the performance and environmental resistance and durability,
In some cases, a thin film layer is provided or plating is performed to reduce friction. Further, when the optical path switching frequency is high, a bearing may be provided on the outer peripheral portion of the optical element.

【0033】以上説明した本発明の光スイッチは、第1
位置反射面2と第2位置反射面8と、第1位置反射面2
と該第2位置反射面8を経て第3位置反射面3と第4位
置反射面9へ至る経路、及び出射光に導く該第3位置反
射面3と該第4位置反射面9とからなる光路を備えた光
学素子1と、上記光学素子を支持する光学素子支持台4
と、上記光学素子を駆動する回転駆動機構5から構成さ
れる。具体的な光路切替えにおいては、図1に示すよう
に、光ファイバ7aからの入射光に対して、光学素子1
の外周方向に面する第1位置反射面2と第2位置反射面
8の位置の切換えが、光学素子1を駆動する回転駆動機
構5により行われる。このように、光路を形成する光学
素子1及び光ファイバ7a、7b、7cとの位置関係は、
図4で示されているように、幾何学上及び光学特性上安
定した再現性が得られるように構成されている。
The optical switch of the present invention described above has a first
Position reflection surface 2, second position reflection surface 8, first position reflection surface 2
And a path from the second position reflecting surface 8 to the third position reflecting surface 3 and the fourth position reflecting surface 9, and the third position reflecting surface 3 and the fourth position reflecting surface 9 leading to emitted light. An optical element 1 having an optical path and an optical element support 4 for supporting the optical element
And a rotation drive mechanism 5 for driving the optical element. In a specific optical path switching, as shown in FIG. 1, incident light from an optical fiber 7a is
The switching between the positions of the first position reflecting surface 2 and the second position reflecting surface 8 facing in the outer peripheral direction of the optical element 1 is performed by the rotation drive mechanism 5 that drives the optical element 1. As described above, the positional relationship between the optical element 1 forming the optical path and the optical fibers 7a, 7b, 7c is as follows.
As shown in FIG. 4, the configuration is such that stable reproducibility is obtained in geometrical and optical characteristics.

【0034】次に、具体的な光路切替えメカニズムに関
して説明する。図1に示す回転駆動機構5は電磁式小型
モータである。本発明による光スイッチの光学素子1は
極めて小型軽量であることから、(以下図は省略)電磁
力を用いた回転型アクチュエータ、圧電素子を用いた回
転型アクチュエータ、静電力を用いた回転型アクチュエ
ータ、又は光学素子1の第1位置反射面2と第2位置反
射面8への切替え動作が可能であるリニア駆動機構を用
いても良い。基本的に回転駆動機構5は、駆動対象の負
荷に依存し仕様を決定する手順が望ましい。しかし図1
に示す光学素子1自身は0.05〜3gfの範囲である
ことから回転駆動機構5のトルク及び負荷慣性を考慮し
た動力伝達機構や間接駆動方法を選択する必要はない。
従って回転駆動機構5は、光スイッチの要求仕様に基づ
いて、光路切替え速度、位置決め精度及び光路切替え頻
度から選定を行う。
Next, a specific optical path switching mechanism will be described. The rotation drive mechanism 5 shown in FIG. 1 is an electromagnetic small motor. Since the optical element 1 of the optical switch according to the present invention is extremely small and lightweight, a rotary actuator using an electromagnetic force, a rotary actuator using a piezoelectric element, and a rotary actuator using an electrostatic force are used. Alternatively, a linear drive mechanism capable of switching the optical element 1 between the first position reflection surface 2 and the second position reflection surface 8 may be used. Basically, it is desirable that the rotary drive mechanism 5 has a procedure for determining specifications depending on the load of the drive target. But Figure 1
Since the optical element 1 itself is in the range of 0.05 to 3 gf, there is no need to select a power transmission mechanism or an indirect drive method in consideration of the torque and load inertia of the rotary drive mechanism 5.
Therefore, the rotation drive mechanism 5 selects from the optical path switching speed, the positioning accuracy, and the optical path switching frequency based on the required specifications of the optical switch.

【0035】試作では、低電圧低消費電力型のDCモー
タを用い、光学素子1と直接連結して光路切替えを行っ
ている。回転駆動機構5としての選択基準は、電気的と
機械的時定数が小さく、トルクと電流及び回転数と電圧
特性がリニアな特性を有することから光路切替え制御用
モータを求め、(図省略)光学式のエンコーダーにて光
学素子1の位置決め検出を行っている。駆動電圧1.5
〜5Vで、光路切替え速度0.5〜5msecの実験結果
が得られている。その他では、光スイッチの要求仕様に
基づき、実用上ブラシレスモータ、ステッピングモータ
または超音波モータの選定が可能であると供に、位置決
め制御センサーの内蔵型、または光学素子1を直接位置
検出するセンサー搭載を用いることも可能である。更
に、光スイッチの小型化には、応答性が高く制御性に優
れる超小型アクチュエータを用いた回転駆動機構5で光
スイッチを構成することが望まれる。
In the trial production, an optical path is switched by directly connecting to the optical element 1 using a low-voltage and low-power-consumption type DC motor. The selection criterion for the rotation drive mechanism 5 is that an electric and mechanical time constant is small, and a torque, a current, a rotation speed, and a voltage characteristic have linear characteristics. The positioning of the optical element 1 is detected by an encoder of the formula. Drive voltage 1.5
At ~ 5 V, experimental results with an optical path switching speed of 0.5-5 msec have been obtained. In addition, based on the required specifications of the optical switch, a brushless motor, a stepping motor or an ultrasonic motor can be selected for practical use, and a built-in positioning control sensor or a sensor that directly detects the position of the optical element 1 is installed. Can also be used. Furthermore, in order to reduce the size of the optical switch, it is desired to configure the optical switch with the rotary drive mechanism 5 using a micro actuator having high responsiveness and excellent controllability.

【0036】以上説明した光スイッチは、入射光に対す
る第1位置反射面2と第2位置反射面8と該第1位置反
射面2と該第2位置反射面8を経て第3位置反射面3と
第4位置反射面9へ至る経路及び出射光に導く該第3位
置反射面3と該第4位置反射面9とからなる光路を備え
た光学素子1と、光学素子1を支持する光学素子支持台
4と、光学素子1を駆動する回転駆動機構5により、任
意な光路の選択が行われる。以上のことから、本発明に
よる光スイッチでは、電力を供給しなくても選択された
光路の保持が安定に行えると供に、高速で、容易な光路
切換え動作が可能である。又、極めて小型な光スイッチ
の形態実現が可能となる1×2(入力側1ポート、出力
側2ポート)の光スイッチが実現する。
The optical switch described above comprises a first position reflecting surface 2, a second position reflecting surface 8, an incident light, and a third position reflecting surface 3 through the first position reflecting surface 2 and the second position reflecting surface 8. And an optical element having an optical path composed of the third position reflecting surface 3 and the fourth position reflecting surface 9 for guiding outgoing light, and an optical element supporting the optical element 1. An arbitrary optical path is selected by the support 4 and the rotary drive mechanism 5 that drives the optical element 1. As described above, the optical switch according to the present invention can stably hold the selected optical path without supplying power, and can perform high-speed and easy optical path switching operation. Further, an optical switch of 1 × 2 (1 port on the input side, 2 ports on the output side) which can realize an extremely small optical switch configuration is realized.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明の形態により、同一
の入射光に対し、選択的に切換わる光路を有する光学素
子と回転駆動機構からなる最小な基本構成にて、小型
で、極めて安定な光路切換え動作が行うことが可能とな
る。
As described above, according to the embodiment of the present invention, a compact and extremely stable configuration is realized with a minimum basic configuration including an optical element having an optical path selectively switched to the same incident light and a rotary drive mechanism. A simple optical path switching operation can be performed.

【0038】また、本発明の形態では、回転駆動機構よ
り、光学素子の光路選択が行われることから、回転駆動
機構の高速制御にて光路切換え動作を高速に行うことが
可能となる。
In the embodiment of the present invention, since the optical path of the optical element is selected by the rotary drive mechanism, the optical path switching operation can be performed at high speed by high-speed control of the rotary drive mechanism.

【0039】また、本発明の形態では、回転駆動機構に
電力を供給しなくても、光学素子が支持機構に安定に位
置決めされることより、選択された光路の自己保持が可
能となる。
In the embodiment of the present invention, the optical element can be stably positioned on the support mechanism without supplying power to the rotary drive mechanism, so that the selected optical path can be self-held.

【0040】また、本発明の形態では、選択された光路
での光学素子内における入射光路から出射光路に至る光
路長が同じであることから、光路切替えの毎における光
量のバラツキがない。
In the embodiment of the present invention, since the optical path length from the incident optical path to the output optical path in the optical element in the selected optical path is the same, there is no variation in the amount of light every time the optical path is switched.

【0041】また、本発明の形態では、光学素子内にお
ける入射光路から出射光路に至る光路長が極めて短いこ
とから、光ファイバの入出射時における光学損失の低減
が可能となる。
Further, in the embodiment of the present invention, since the optical path length from the incident optical path to the output optical path in the optical element is extremely short, it is possible to reduce the optical loss when the optical fiber enters and exits.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光スイッチの形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a form of an optical switch.

【図2】光スイッチの実施の形態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of an optical switch.

【図3】光路切替えメカニズムを示す例である。FIG. 3 is an example showing an optical path switching mechanism.

【図4】光スイッチの構成要素を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing components of an optical switch.

【図5】従来の光路切換え装置を示す斜視図であるFIG. 5 is a perspective view showing a conventional optical path switching device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光学素子 2 第1位置反射面 3 第3位置反射面 4 光学素子支持台 5 回転機構 6 光ファイバ支持台 7a 光ファイバ 7b 光ファイバ 7c 光ファイバ 8 第2位置反射面 9 第4位置反射面 101 光ファイバ 102 光ファイバ 103 光ファイバ 104 光ファイバ 105 反射板 106 梁 107 基板 108 絶縁層 109 一対の電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 optical element 2 first position reflection surface 3 third position reflection surface 4 optical element support 5 rotating mechanism 6 optical fiber support 7a optical fiber 7b optical fiber 7c optical fiber 8 second position reflection surface 9 fourth position reflection surface 101 Optical fiber 102 Optical fiber 103 Optical fiber 104 Optical fiber 105 Reflector 106 Beam 107 Substrate 108 Insulating layer 109 A pair of electrodes

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心軸の周りに回転する回転柱状部材の
表面に第一及び第二の光路切り替え部が形成されてお
り、前記回転柱状部材を回転することにより前記第一と
第二の光路切り替え部が回転移動し、第一の光ファイバ
から入射される光に対向する前記第一と第二の光路切り
替え部が選択的に切り替わり、前記第一の光ファイバか
ら前記選択された光路切り替え部に入射された光が、前
記選択された光路切り替え部で反射されたあと、前記選
択された光路切り替え部に応じて、第二または第三の光
ファイバに入射される事を特徴とする光スイッチ。
1. A first and second optical path switching portion is formed on a surface of a rotating columnar member that rotates around a central axis, and the first and second optical paths are rotated by rotating the rotating columnar member. The switching unit rotates and the first and second optical path switching units facing the light incident from the first optical fiber are selectively switched, and the selected optical path switching unit from the first optical fiber. The light incident on the optical switch is reflected by the selected optical path switching unit, and then incident on the second or third optical fiber according to the selected optical path switching unit. .
【請求項2】 前記回転柱状部材は、回転駆動機構によ
り駆動され、該回転駆動機構は、電磁式小型モータ、電
磁力を用いた回転型アクチュエータ、圧電素子を用いた
回転型アクチュエータ、又は静電力を用いた回転型アク
チュエータであることを特徴とする請求項1記載の光ス
イッチ。
2. The rotary columnar member is driven by a rotary drive mechanism, the rotary drive mechanism comprising an electromagnetic small motor, a rotary actuator using an electromagnetic force, a rotary actuator using a piezoelectric element, or an electrostatic force. 2. The optical switch according to claim 1, wherein the optical switch is a rotary actuator using a.
【請求項3】 前記光路切り替え部は前記回転柱状部材
の外周部に、中心軸の周りに所定の角度を有して配置さ
れている事を特徴とする請求項1記載の光スイッチ。
3. The optical switch according to claim 1, wherein the optical path switching unit is arranged at a predetermined angle around a central axis on an outer peripheral portion of the rotary columnar member.
【請求項4】 前記回転柱状部材表面に形成される前記
光路切り替え部は、入射光を反射する第一の反射面と該
第一の反射面で反射された光を反射する第二の反射面と
を有することを特徴とする請求項1記載の光スイッチ。
4. The optical path switching section formed on the surface of the rotary columnar member, the optical path switching section includes a first reflecting surface that reflects incident light and a second reflecting surface that reflects light reflected by the first reflecting surface. The optical switch according to claim 1, comprising:
【請求項5】 前記第一の光ファイバから前記第二の光
ファイバにいたる光路と、前記第一の光ファイバから第
三の光ファイバにいたる光路とが、光路長が同じである
ことを特徴とする請求項1記載の光スイッチ。
5. An optical path from the first optical fiber to the second optical fiber and an optical path from the first optical fiber to a third optical fiber have the same optical path length. The optical switch according to claim 1, wherein
【請求項6】 前記光路切り替え部において、第一の反
射面と第二の反射面とが、回転柱状部材の長手方向に沿
って配置されていることを特徴とする請求項4記載の光
スイッチ。
6. The optical switch according to claim 4, wherein, in the optical path switching unit, the first reflection surface and the second reflection surface are arranged along a longitudinal direction of the rotary columnar member. .
【請求項7】 前記反射面表面に、アルミニウム、チタ
ン、金、銀、タングステン、ニッケル又はクロム中より
選択された何れかの金属膜又はこれら薄膜の積層体によ
る反射層が形成されていることを特徴とする請求項4記
載の光スイッチ。
7. A method according to claim 1, wherein a reflecting layer formed by a metal film selected from aluminum, titanium, gold, silver, tungsten, nickel or chromium or a laminate of these thin films is formed on the surface of the reflecting surface. The optical switch according to claim 4, wherein:
【請求項8】 前記回転柱状部材の回転中心軸と光ファ
イバからの入出射光路が直角に交差した位置関係から構
成されることを特徴とする請求項1記載の光スイッチ。
8. The optical switch according to claim 1, wherein the rotation center axis of the rotary columnar member and the optical path from the optical fiber intersect at right angles.
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