JP2006106302A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 光反射面及び光入出射面の面精度よくし、特性ばらつきや歩留まりを改善する。
【解決手段】 直角二等辺三角形の面を有する三角柱状のプリズム３６とプリズム３７を仕切板３８の両面に配置してプリズムブロック３５を構成する。プリズム３６とプリズム３７は、直角二等辺三角形の面に垂直な軸の回りで互いに１８０°回転した向きで配置されている。プリズム３６は、側面に第２の光入出射面５２、第３の光入出射面５３及び第１の光反射面５４を備えている。一方、プリズム３７は、側面に第１の光入出射面５１及び第２の光反射面５５、第３の光反射面５６を備えている。光を反射させる領域をプリズムブロック３５の上部にあるプリズム３７と下部にあるプリズム３６とを切り替えることにより、入力用光ファイバと出力用光ファイバの結合関係を切り替える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、入力用光路（例えば、入力用光ファイバ）と出力用光路（例えば、出力用光ファイバ）との結合関係を切り換える為の光スイッチに関する。

光通信の分野においては、光ファイバ伝送路や光送受信端末装置などを切り換えるために光スイッチが用いられている。２本の入力用光ファイバと２本の出力用光ファイバとの結合関係を切り換えることができる、従来の２×２型光スイッチを説明する。この光スイッチに用いられているミラーブロック１の斜視図を図１に示す。また、図２（ａ）、（ｂ）はその平面図及び正面図である。ミラーブロック１は、金属、ガラス、プラスチック等によってほぼ直方体状に形成されている。ミラーブロック１の前面には９０°の角度を成すようにして、第１の光反射面２と第２の光反射面３が形成されている。さらに、ミラーブロック１の前面上半分では、９０°の角度を成すようにして左右に第３の光反射面４と第４の光反射面５が突出している。ここで、第３の光反射面４と第１の光反射面２も９０°の角度を成しており、第４の光反射面５と第２の光反射面３も９０°の角度を成している。従って、ミラーブロック１の前面上半分では、互いに９０°の角度を成すようにして第１の光反射面２、第３の光反射面４、第４の光反射面５及び第２の光反射面３がＷ溝状に形成されており、ミラーブロック１の前面下半分では、互いに９０°の角度を成すようにして第１の光反射面２と第２の光反射面３がＶ溝状に形成されている。

具体的には、ミラーブロック１の中心を通過する左右の中心面に関しては、ミラーブロック１の上半分で、第１の光反射面２及び第３の光反射面４と、第２の光反射面３及び第４の光反射面５とが面対称となっており、ミラーブロック１の下半分で、第１の光反射面２と第２の光反射面３が面対称となっている。また、ミラーブロック１の光反射面２、３、４及び５の表面は、Ａｕや誘電体多層膜などの反射コートが施されており、入射した光が高い反射率で反射するようになっている。

このミラーブロック１を用いた光スイッチにおいて、２本の入力用光ファイバ６、９と、２本の出力用光ファイバ８、１１との結合関係を切り換える方法を図３（ａ）、（ｂ）の作用説明図を用いて説明する。このような光スイッチにおいては、入力用の光ファイバ６及び９から出射された光７及び１０がミラーブロック１の前面上半分のＷ溝状に形成された光反射面２及び５へ入射する状態（図３（ａ）参照）と、入力用の光ファイバ６及び９から出射された光７及び１０がミラーブロック１の前面下半分のＶ溝状に形成された光反射面２及び３へ入射する状態（図３（ｂ）参照）とを切り替えることによって、２本の入力用光ファイバ６、９と、２本の出力用光ファイバ８、１１との結合関係を切り換えている。

つまり、図３（ａ）に示す状態においては、第１の入力用光ファイバ６から出射された光７は第１の光反射面２及び第３の光反射面４で反射された後、第１の出力用光ファイバ８に入射する。また、第２の入力用光ファイバ９から出射された光１０は第４の光反射面５及び第２の光反射面３で反射された後、第２の出力用光ファイバ１１に入射する。よって、この切り替え状態では、第１の入力用光ファイバ６と第１の出力用光ファイバ８が結合され、第２の入力用光ファイバ９と第２の出力用光ファイバ１１とが結合される。

次に、図３（ｂ）に示す状態においては、第１の入力用光ファイバ６から出射された光７は第１の光反射面２及び第２の光反射面３で反射された後、第２の出力用光ファイバ１１に入射する。また、第２の入力用光ファイバ９から出射された光１０は第２の光反射面３及び第１の光反射面２で反射された後、第１の出力用光ファイバ８に入射する。よって、この切り替え状態では、第１の入力用光ファイバ６と第２の出力用光ファイバ１１が結合され、第２の入力用光ファイバ９と第１の出力用光ファイバ８とが結合される。

しかし、このような構造の光スイッチにおいては、ミラーブロック１の光反射面２、３、４及び５が一体に形成されており、非常に複雑な形状となっている。このため、ミラーブロックを作製する際には、ミラーブロックの前面を高精度に加工する必要があり、また、ミラーブロックの前面のＡｕ膜や反射コートの面精度出しが困難であって、ミラーブロックの製造が難しかった。さらに、ミラーブロックの前面に形成されるＡｕ膜や反射コートの面精度が不足すると、ミラーブロックで反射する光の偏波依存性が生じたり、入力用光ファイバと出力用光ファイバとの間における過剰損失の原因となり、光スイッチの特性ばらつきや歩留まりの悪化の原因になるという問題があった。
特願２００２−１９２３６８

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、三角形状をした複数のプリズムを用いた簡単な構造の光反射構造を有する光スイッチを提供することにある。

本発明にかかる光スイッチは、合計で３本以上の入力用光路及び出力用光路を備え、互いに光を伝送する入力用光路と出力用光路の光結合の組み合わせを変更することによって光路切替えを行う光スイッチにおいて、互いに光を伝送する前記入力用光路及び前記出力用光路を、同一平面上において互いに平行に配置し、三角形状をした複数のプリズムをいずれも、その厚み方向が前記平面に垂直となるようにして、前記入力用光路及び前記出力用光路に対向させて配置し、少なくとも一部の前記プリズムをその厚み方向に移動可能としたことを特徴としている。ここで、入力用光路とは、光を透過伝搬させて空間へ光を出射する光伝送媒体であって、例えば光ファイバや光導波路等によって構成されている。出力用光路とは、空間から入射した光を透過伝搬させる光伝送媒体であって、例えば光ファイバや光導波路等によって構成されている。

本発明にかかる光スイッチによれば、互いに光を伝送する入力用光路及び出力用光路を同一平面上において互いに平行に配置し、三角形状をした複数のプリズムをいずれもその厚み方向が前記平面に垂直となるようにして入力用光路及び出力用光路に対向させて配置しているので、入力用光路から出射された光は、プリズムで元の方向へ反射されることによって出力用光路に結合される。さらに、少なくとも一部のプリズムは、その厚み方向に移動可能となっているので、入力用光路及び出力用光路に対向させるプリズムを切り換えることによって入力用光路と出力用光路との光結合の組み合わせを切り換えることができる。

本発明の光スイッチによれば、光を反射させるための構造としてプリズムを使用しているので、プリズムの全反射を利用して光を反射させることができ、Ａｕ膜や反射フィルタ等による光反射面の使用を必要最低限に抑えることができる。また、光を反射させるための構造として、形状が単純なプリズムを使用することができるので、安価なプリズム（例えば市販品のプリズム）を使用しても光の入出射面や反射面の面精度を容易に得ることができる。その結果、光スイッチにおける偏波依存性や過剰損失を抑え、特性ばらつきを小さくして歩留まりを良好にするができ、安価で性能の良好な光スイッチを製作することができる。

本発明にかかる光スイッチのある実施態様は、厚み方向に移動可能な前記プリズムを移動させるためのアクチュエータを備えたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、アクチュエータを用いてプリズムを移動させることができるので、電気的信号などによって光スイッチを自動的に切り替えることができる。

本発明にかかる光スイッチの別な実施態様は、前記プリズムの一部を直角三角形状をしたプリズムとし、前記プリズムの残部を二等辺三角形状をしたプリズムとし、直角三角形状をした前記プリズムが前記入力用光路及び前記出力用光路に対向するとき、前記入力用光路から出射され直角三角形状をした前記プリズムに入射した光が、直角三角形状をした前記プリズムの互いに直交する側面でそれぞれ反射した後、元の方向へ戻って前記出力用光路に入射するように、直角三角形状をした前記プリズムを配置し、二等辺三角形状をした前記プリズムが前記入力用光路及び前記出力用光路に対向するとき、前記入力用光路から出射された光が、二等辺三角形状をした前記プリズムの対称な側面のうち一方の側面から二等辺三角形状をした前記プリズム内に入射し、前記対称な側面で挟まれた前記プリズムの第三の側面で反射された後、前記対称な側面のうち他方の側面を透過して元の方向へ戻り、前記出力用光路に入射するように、二等辺三角形状をした前記プリズムを配置したことを特徴としている。

このような実施態様によれば、入力用光路及び出力用光路の前方に位置するプリズムを直角三角形状をしたプリズムと二等辺三角形状をしたプリズムとで切り換えることにより、入力用光路と出力用光路の光結合関係を切り換えることができ、例えば２×２型の光スイッチを製作することができる。

上記実施態様においては、二等辺三角形状をしたプリズムの第三の側面に光反射層を形成し、第三の側面においては光反射層によって光が反射されるようにしてもよく、二等辺三角形状をしたプリズムの対称な側面どうしが鋭角をなすようにし、第三の側面において光が全反射されるようにしてもよい。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様は、前記プリズムをいずれも直角三角形状をしたプリズムとし、前記プリズムが前記入力用光路及び前記出力用光路に対向するとき、前記入力用光路から出射され前記プリズムに入射した光が、前記プリズムの互いに直交する側面でそれぞれ反射した後、元の方向へ戻って前記出力用光路に入射するように、それぞれの前記プリズムを配置し、かつ、前記入力用光路及び前記出力用光路を含む平面と平行で前記入出力用光路の光軸方向と直交する方向において、前記プリズムどうしの位置をずらせていることを特徴としている。

上記実施態様においては、入力用光路及び出力用光路の前方に配置される直角三角形状をしたプリズムを入れ替えることによりプリズムの位置を入出力用光路の光軸方向と直交する方向にシフトさせることができ、それによって入力用光路に結合される出力用光路を切り替えることができる。しかも、この実施態様の場合には、各プリズムに予め所定のシフト量を持たせておいてプリズムをその厚み方向に移動させるので、１つのプリズムを入出力用光路の光軸方向と直交する方向にシフトさせる場合と比較して、プリズムを移動させるための機構の精度が低くて済む。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様は、前記プリズムをいずれも直角三角形状をしたプリズムとし、前記プリズムが前記入力用光路及び前記出力用光路に対向するとき、前記入力用光路から出射され前記プリズムに入射した光が、前記プリズムの互いに直交する側面でそれぞれ反射した後、元の方向へ戻って前記出力用光路に入射するように、それぞれの前記プリズムを配置し、かつ、前記入力用光路及び前記出力用光路を含む平面に垂直な軸の回りにおいて、前記プリズムどうしの角度をずらせていることを特徴としている。

上記実施態様においては、入力用光路及び出力用光路の前方に配置される直角三角形状をしたプリズムを入れ替えることにより、入出力用光路を含む平面に垂直な軸の回りでプリズムの角度を変えることができ、それによって入力用光路に結合される出力用光路を切り替えることができる。しかも、この実施態様の場合には、各プリズムどうしを予め所定の角度ずらせておいてプリズムをその厚み方向に移動させるので、１つのプリズムを回転させる場合と比較して、プリズムを回転させるための機構の精度が低くて済む。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様は、前記入力用光路及び前記出力用光路を含む平面と垂直な方向に位置をずらせて複数の前記プリズムを一体化してプリズムブロックを形成し、前記プリズムブロックをアクチュエータにより移動させるようにしたことを特徴としている。かかる実施態様にあっては、プリズムを一体化してプリズムブロックとしたものをアクチュエータに取り付けているので、複数のプリズムをプリズムブロックとして一体化したものをアクチュエータに取り付けることができ、複数のプリズムを個々にアクチュエータに取り付ける場合と比較してアクチュエータに対するプリズムの位置決めなどを容易に行なうことができる。

この実施態様においては、前記プリズムブロックを構成する前記プリズムどうしの間に仕切板を介在させてもよい。この仕切板として厚みの不均一なものを用いれば、仕切板によってプリズムどうしの間に傾きをつけることができる。また、プリズムどうしを接着剤で接着する場合、仕切板の上面でプリズムを接着すれば、接着剤が下のプリズムに伝って流れにくくなり、プリズムどうしを直接接着して一体化する場合のように接着剤で下のプリズムが汚れるのを防ぐことができる。なお、接着剤が仕切板の下方へ流れにくくするためには、仕切板の面積をプリズムの接着面の面積よりも大きくしておくのが望ましい。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様は、複数の前記プリズムのうち一部が固定されていて、残りの前記プリズムがアクチュエータに取り付けられていることを特徴としている。固定されているプリズムは、アクチュエータで動かされるプリズムに比べて位置精度を出すことができるので、かかる実施態様によれば、光スイッチの通常の使用状態では、固定されているプリズムが使用状態となるようにすれば、通常の状態において入力用光路と出力用光路との間の光結合効率を高効率に維持することができる。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様においては、複数の前記プリズムのすべてが、直角二等辺三角形状をしたプリズムとなっている。直角二等辺三角形状をしたプリズムは最もありふれたプリズムであって、安価に入手することができるので、かかる実施態様によれば、光スイッチのコストを抑えることができる。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様においては、前記入力用光路から出射された光が前記プリズムで反射された後、前記出力用光路に入射するまでの光路長が、前記入力用光路及び前記出力用光路に対向しているプリズムによらず同等であることを特徴としている。かかる実施態様によれば、プリズムを切り換えて入力用光路と出力用光路との光結合の組み合わせが変わっても出力用光路に入射する光の位相や出力用光路の端面における光スポット径が変化せず、出力用光路に送られる光の特性や光結合効率が変化しない。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様は、厚み方向に移動可能とした前記プリズムの位置をモニタリングする手段を備えたものである。かかる実施態様によれば、いずれのプリズムが入出力用光路の前方に位置しているかをモニタリングすることができるので、光スイッチの切替状態を検知することができる。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様は、前記入力用光路及び前記出力用光路の、プリズムと対向する部分を一体に構成したものである。かかる実施態様によれば、入出力用光路のプリズムと対向する部分を一体化しているので、入出力光路とプリズムとの位置決め作業を簡略化することができる。

本発明にかかる光スイッチのさらに別な実施態様は、合計で３本以上の入力用光路及び出力用光路を備え、互いに光を伝送する入力用光路と出力用光路の光結合の組み合わせを変更することによって光路切替えを行う光スイッチにおいて、互いに光を伝送する前記入力用光路及び前記出力用光路を、同一平面上において互いに平行に配置し、厚み方向が前記平面に垂直となるようにして三角形状をしたプリズムを前記入力用光路及び前記出力用光路に対向させ、前記入力用光路から出射され前記プリズムを透過した光を反射させ、前記プリズムを再度透過した反射光を前記出力用光路に入射させるための固定ミラーを前記プリズムの背後に配置し、前記プリズムと前記固定ミラーとの間における光路に対して挿抜自在な可動ミラーを設けたことを特徴としている。ここで、入力用光路とは、光を透過伝搬させて空間へ光を出射する光伝送媒体であって、例えば光ファイバや光導波路等によって構成されている。出力用光路とは、空間から入射した光を透過伝搬させる光伝送媒体であって、例えば光ファイバや光導波路等によって構成されている。

本発明にかかる光スイッチによれば、互いに光を伝送する入力用光路及び出力用光路を同一平面上において互いに平行に配置し、厚み方向が前記平面に垂直となるようにして三角形状をしたプリズムを前記入力用光路及び前記出力用光路に対向させ、固定ミラーを前記プリズムの背後に配置しているので、入力用光路から出射された光は、プリズムを透過して固定ミラーで反射され、プリズムを再度透過して出力用光路に結合される。さらに、プリズムと固定ミラーとの間における光路に対して挿抜自在な可動ミラーを設けているので、可動ミラーを前記光路内に挿入したり、前記光路から外したりすることによって入力用光路と出力用光路との光結合の組み合わせを切り換えることができる。

本発明の光スイッチは、三角形状をしたプリズムと平坦なミラー（固定ミラー、可動ミラー）というようにありふれた部材によって構成されているので、光スイッチの構造を簡略化することができ、製造コストを抑えることができる。

なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものでないことは勿論である。

図４は本発明の一実施例による光スイッチの外観斜視図、図５は当該光スイッチの要部の断面図である。また、図６は当該光スイッチの内部構造を示す斜視図である。この実施例は、２本の入力用光ファイバ（入力用光路）と、２本の出力用光ファイバ（出力用光路）との結合関係を切り換えることができる２×２型光スイッチである。この光スイッチ１２は、光スイッチ本体１３とカバー１４とからなり、光スイッチ本体１３は、図６に示すように構成されている。まず、この光スイッチ１２の各部の構成から説明する。

図６に示すように、光スイッチ本体１３は、基板１５上にプリズムユニット１６と光ファイバアレイ１８を実装して構成されている。プリズムユニット１６は、基板１５上の一方に実装されており、光ファイバアレイ１８は、基板１５上の他方に一体成形された光ファイバ設置ユニット１７の上に保持されていて、プリズムユニット１６と対向している。

図５及び図６に示すように、このプリズムユニット１６にあっては、上面が開口したハウジング２１内に電磁石２２が納められており、電磁石２２の上方に被駆動部２３が回動可能に支持されている。被駆動部２３は、鉄片２４の下面中央部に永久磁石２９を固着したものである。

電磁石２２は、図５に示すように、コア３０の外周にコイル３１を巻き回したものである。コア３０は永久磁石によって形成されており、コア３０の両端部は上方へ延びて（コア３０の両端の上方へ延びている部分を、ヨーク部３２ａ、３２ｂという。）鉄片２４の両端部下面に対向し、ヨーク部３２ａ、３２ｂはそれぞれＳ極とＮ極とに磁化されている。また、鉄片２４の下面には、永久磁石２９が接合されているので、鉄片２４は全体が同一極に磁化されている（例えば、永久磁石２９のＳ極面が鉄片２４に接合されていると、鉄片２４はＳ極となる。）。

このような構造のプリズムユニット１６の動作及び原理については、特開平１０−２５５６３１号公報に開示されている。簡単にいうと、電磁石２２のコイル３１に流す電流の向きによって被駆動部２３を異なる方向に回動させることができ、しかも、鉄片２４のいずれか一方の端部がいずれかのヨーク部３２ａ、３２ｂに吸着されると、コイル３１の電流をオフにしても鉄片２４はいずれかのヨーク部３２ａ、３２ｂに吸着された状態を維持する。すなわち、両方向でラッチ動作し、切替状態を保持するために電力を消費しない。

このようにして電磁石２２によって、被駆動部２３が駆動されると、鉄片２４の端がヨーク部３２ａ又は３２ｂに当接することにより、鉄片２４は常に所定角度で２つの位置に停止させられる。また、鉄片２４の両側には、鉄片２４と一体となった一対の金属製バネ片２５が平行に設けられており、鉄片２４が傾くとそれと共にバネ片２５も傾く。バネ片２５の両端部下面には電気接点が設けられており、バネ片２５の電気接点に対向する位置には、バネ片２５が接触したことを検出するための検知部３４ａ、３４ｂ（例えば、電気的な接点）がそれぞれ設けられており、いずれの検知部３４ａ、３４ｂから検知信号が出力されているかによってプリズムブロック３５が上昇しているか、下降しているかをモニターすることができる。

図７は、鉄片２４の端部に固定されているプリズムブロック３５の形状を示す斜視図であり、図８（ａ）はその平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＸ矢視図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。プリズムブロック３５は、直角二等辺三角形の面をもった三角柱状のプリズム３６と３７が、長方体の仕切板３８を間に挟んで積み重ねられている。このプリズムブロック３５の作製方法は、図９（ａ）に示すように、まず仕切板３８の上に紫外線硬化型樹脂等の接着剤ｂを塗布し、その上にプリズム３６を重ねて位置決めし、紫外線を照射して接着剤ｂを硬化させる。こうして図９（ｂ）のように仕切板３８の上にプリズム３６を接着し終えたら、図９（ｃ）のように天地を逆にして、プリズム３６の上に仕切板３８を位置させる。ついで、仕切板３８の上に接着剤ｂを塗布し、その上にプリズム３７を重ねて位置決めし、紫外線を照射して接着剤ｂを硬化させ、仕切板３８の上にプリズム３７を固定する。この結果、図９（ｄ）のように、仕切板３８の上下にプリズム３７とプリズム３６が固定されたプリズムブロック３５が作製される。

また、プリズム３６とプリズム３７は、図８（ａ）の平面図のように、直角二等辺三角形を含む面上で、１８０°回転させた向きで積み重ねられている。つまり、プリズム３６の直角をなす頂点とプリズム３７の直角を成す頂点と対向する辺が重なり、プリズム３７の直角をなす頂点とプリズム３６の直角を成す頂点と対向する辺が重なるように形成されている。プリズム３６、３７には、同一形状のものが使用され、素材にはガラス、透明プラスチック等が使われている。プリズム３６は、側面に第２の光入出射面５２、第３の光入出射面５３及び第１の光反射面５４を備えている。なお、第１の光反射面５４の表面には、光を鏡面反射するように、Ａｕ薄膜や誘電体多層膜などが形成されている。一方、プリズム３７は、側面に第１の光入出射面５１及び第２の光反射面５５、第３の光反射面５６を備えている。ここでは、仕切板３８に長方体の板を用いたが、長方体に限らず、プリズム３６、３７と接着されている面が仕切板３８と接着されているプリズム３６、３７の面よりも大きければよい。

また、プリズムブロック３５は、仕切板３８を用いずに直接プリズム３６と３７を接着することも可能である。しかし、このような構造では、プリズムブロック３５の接着作業時に、プリズム３６と３７の間から流れ出た接着剤によって、下になっている方のプリズムの光入出射面及び光反射面を汚し易くなる。本実施例では、図９に示したように、プリズムを上にして仕切板３８を下にした状態で接着すれば、接着剤はプリズムの光反射面及び光入出射面に垂れることがないので、光反射面及び光入出射面が接着剤で汚れにくくなる。プリズムブロック３５は下面を鉄片２４の端部上面に接着剤により接着して固定されている。

図６に示すように、光ファイバ設置ユニット１７の上面には、左右で２箇所又は４箇所の凹部４１が設けられている。光ファイバアレイ１８は、調整板４０の上に接着剤で固定されている。調整板４０は、両側辺にそれぞれ棒状をした１本又は２本のアーム４２を備えており、光ファイバアレイ１８を載置された調整板４０のアーム４２を光ファイバ設置ユニット１７の凹部４１に納め、光ファイバアレイ１８の位置を調整した後、接着剤によってアーム４２を凹部４１内に固定している。

光ファイバアレイ１８には、４本の光ファイバ４６〜４９の端部が保持されている。光ファイバ４６〜４９の先端部は、光ファイバアレイ１８内で精密に軸心を位置決めされ、所定ピッチで一列に平行に配列され、その状態で固定されている。具体的には、順次、第１の入力用光ファイバ４６、第１の出力用光ファイバ４７、第２の入力用光ファイバ４８、第２の出力用光ファイバ４９が配列されている。また、光ファイバアレイ１８の前面にはレンズアレイ４４が接着剤等で固定されており、レンズアレイ４４には光ファイバ４６〜４９の各端面に対向させて微小な結合用レンズ４５が成形されている。このレンズアレイ４４は、未硬化の接着剤を挟んで光ファイバアレイ１８の前面に配置した後、各光ファイバ４６〜４９から各結合用レンズ４５に光を出射させ、各結合用レンズ４５を通過した光をモニターすることによって光ファイバ４６〜４９と結合用レンズ４５の光軸合せを行い、その状態で接着剤を硬化させて光ファイバアレイ１８の前面に固定される。

この光スイッチ本体１３においては、プリズムユニット１６のプリズムブロック３５と、光ファイバアレイ１８の各光ファイバ４６〜４９の端面とが互いに対向している。プリズムユニット１６の電磁石２２を励磁し、鉄片２４のプリズムブロック３５が設けられているのと反対側の端部を吸着させると、プリズムブロック３５が上昇する。この状態では、プリズムブロック３５の上半分に位置するプリズム３７は光ファイバ４６〜４９の端部の光軸が含まれる平面よりも上に上がり、図１０（ａ）に示すように、プリズムブロック３５の下半分に位置するプリズム３６が光ファイバアレイ１８に対向する。そして、第１の入力用光ファイバ４６及び第２の入力用光ファイバ４８が第２の光入出射面５２に対向し、第１の出力用光ファイバ４７及び第２の出力用光ファイバ４９が第３の光入出射面５３に対向する。また、プリズムユニット１６の電磁石２２を励磁して鉄片２４のプリズムブロック３５が設けられている側の端部を吸着させると、プリズムブロック３５が降下する。この状態では、プリズムブロック３５の下半分に位置するプリズム３６は光ファイバ４６〜４９の端部の光軸が含まれる平面よりも下に下がり、図１０（ｂ）に示すように、プリズムブロック３５の上半分に位置するプリズム３７が光ファイバアレイ１８に対向する。そして、そして、第１の入力用光ファイバ４６及び第２の入力用光ファイバ４８が第１の光入出射面５１を介して第２の光反射面５５に対向し、第１の出力用光ファイバ４７及び第２の出力用光ファイバ４９が第３の光反射面５６に対向する。

しかして、各光ファイバ４６〜４９と各光入出射面５１〜５３との位置関係が正しく調整されているとすれば、図１０（ｂ）のようにプリズムブロック３５が降下している切り替え状態の光スイッチ１２では、第１の入力用光ファイバ４６から出射された光５７は第１の光入出射面５１からプリズム３７内に入射し、第２の光反射面５５及び第３の光反射面５６で反射された後、再び第１の光入出射面５１を通過して、第２の出力用光ファイバ４９に入射する。また、第２の入力用光ファイバ４８から出射された光５８は、第１の光入出射面５１からプリズム３７内に入射し、第２の光反射面５５及び第３の光反射面５６で反射された後、再び第１の光入出射面５１を通過して、第１の出力用光ファイバ４７に入射する。よって、この切り替え状態では、第１の入力用光ファイバ４６と第２の出力用光ファイバ４９が結合され、第２の入力用光ファイバ４８と第１の出力用光ファイバ４７とが結合される。

これに対し、図１０（ａ）のようにプリズムブロック３５が上昇している切り替え状態の光スイッチ１２では、第１の入力用光ファイバ４６から出射された光５７は第２の光入出射面５２からプリズム３６内に屈折しながら入射し、第１の光反射面５４で反射された後、第３の光入出射面５３を屈折しながら透過して、第１の出力用光ファイバ４７に入射する。また、第２の入力用光ファイバ４８から出射された光５８は第２の光入出射面５２からプリズム３６内に屈折しながら入射し、第１の光反射面５４で反射された後、第３の光入出射面５３を屈折しながら透過して、第２の出力用光ファイバ４９に入射する。よって、この切り替え状態では、第１の入力用光ファイバ４６と第１の出力用光ファイバ４７が結合され、第２の入力用光ファイバ４８と第２の出力用光ファイバ４９とが結合されている。

本実施形態の光スイッチ１２では、プリズム３６、３７として市販品などとして量産されている三角プリズムを用い、これを組み合わせることによってプリズムブロックを構成しているので、簡略にプリズムブロックを製作することができ、光スイッチ１２のコストを安価にすることができる。しかも、三角プリズムを用いることにより、プリズムブロックの各面の精度や角度を正確に出すことができるので、光スイッチの精度を容易に得ることができる。また、この実施例では、プリズム３６の一面にのみＡｕ膜等による反射面を形成すればよく、しかも、この面は平坦面であるので、反射面のばらつきを小さくして偏波依存性や過剰損失を抑えることができる。

なお、本発明において、入出力用の光ファイバが配列されている平面と垂直な方向に位置をずらせて複数のプリズムを一体化してプリズムブロックを形成するという場合には、厚みの厚いプリズムと厚みの薄いプリズムとを用い、厚みの厚いプリズムの側面に、上方又は下方へ寄せて厚みの薄いプリズムを接合させる場合も含まれる。

上記のような構造のプリズムユニット１６では、鉄片２４をシーソー状に回動させてプリズムブロック３５を昇降させているので、プリズムブロック３５が上昇しているときのプリズム３６の厚み方向と、プリズムブロック３５が下降しているときのプリズム３７の厚み方向とが平行にならず、少なくとも一方の状態ではプリズムブロック３５の光ファイバと対向している面（光入出射面）が光ファイバの光軸を含む平面に垂直にならない。特に、プリズムブロック３５を小型化すると、プリズムブロック３５が昇降したときの角度の変化が大きくなり、入力用光ファイバ４６、４８から出てプリズムブロック３５で反射された光と出力用光ファイバ４７、４９との結合効率が低下する恐れがある。このような場合には、図１１及び図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような構造のプリズムブロック３５ａを用いればよい。

図１１は本発明のさらに別な実施例による光スイッチに用いられるプリズムブロック３５ａの構造を示す斜視図、図１２（ａ）は当該プリズムブロック３５ａの上面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸ矢視図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。このプリズムブロック３５ａにあっては、くさび状をした仕切板３８ａの上面にプリズム３７を接着し、下面にプリズム３６を接着している。このプリズムブロック３５ａにあっては、プリズムブロック３５ａが下降したときにプリズム３７の第１の光入出射面５１、第２の光反射面５５及び第３の光反射面５６に立てた法線が光ファイバ４６〜４９の先端の光軸を含む平面と平行になるように、傾斜させて仕切板３８ａの上面に配置されている。また、プリズムブロック３５ａが上昇したときに第２の光入出射面５２、第３の光入出射面５３、第１の光反射面５４に立てた各法線が光ファイバ４６〜４９の先端の光軸を含む平面と平行になるようにして、仕切板３８ａの下面にプリズム３６が配置されている。ここで、プリズムブロック３５ａにおける、プリズム３６及び３７の傾きは、仕切板３８ａの厚み勾配により制御している。つまり、図１２（ｃ）に示すように光ファイバ４６〜４９に近い側の仕切板３８ａの厚さを厚くし、光ファイバ４６〜４９から離れるほど仕切板３８ａの厚さを薄くすることで、プリズム３６、３７に傾きがつけられている。

よって、このようなプリズムブロック３５ａを用いれば、プリズムブロック３５ａに入射された光が光ファイバ４６〜４９の光軸を含む平面から外れることがなく、各光入出射面５１〜５３及び各光反射面５４〜５６と、各光ファイバ４６〜４９との軸芯合せを容易に行えると共に、光スイッチ１２の結合効率を向上させることができる。

本実施例３における光スイッチに用いられるプリズムブロック３５ｂの構造を図１３に示す。この光スイッチでは、入力用光ファイバが１本で、出力用光ファイバが２本の、１×２型の光スイッチとなっている。この実施例では、直角二等辺三角形の形状をもった三角柱状のプリズム３６ａと３７ａは長方体の仕切板３８を間に挟んで積み重ねられ、プリズムブロック３５ｂを構成している。また、プリズム３６ａとプリズム３７ａは、平面視では、同じ向きに配置され、かつ、直角三角形の長辺（光入出射面５９、６０となっている辺）と平行な方向へ互いにずれた状態で積み重ねられている。

図１４（ｂ）は、プリズムブロック３５ｂが下降していてプリズム３７ａが用いられている状態を表している。また、図１４（ａ）は、プリズムブロック３５ｂが上昇していてプリズム３６ａが用いられている状態を表わしている。

プリズムブロック３５ｂの上昇時には、プリズム３６ａの第２の光入出射面６０が、入力用光ファイバ６５と第１の出力用光ファイバ６６及び第２の出力用光ファイバ６７に対向するように配置されている。また、プリズムブロック３５ｂの降下時には、プリズム３７ａの第１の光入出射面５９が、入力用光ファイバ６５と第１の出力用光ファイバ６６及び第２の出力用光ファイバ６７に対向するように配置されている。

しかして、この光スイッチにおいては、プリズムブロック３５ｂが下降している切り替え状態では、図１４（ｂ）のように、入力用光ファイバ６５から出射された光６８は第１の光入出射面５９からプリズム３７ａ内に入射して、第１の光反射面６１及び第２の光反射面６２で反射された後、再び第１の光入出射面５９を通過して、第２の出力用光ファイバ６７に入射する。よって、この切り替え状態では、入力用光ファイバ６５と第２の出力用光ファイバ６７とが結合されている。

これに対し、プリズムブロック３５ｂが上昇している切り替え状態では、図１４（ａ）のように、入力用光ファイバ６５から出射された光６８は第２の光入出射面６０からプリズム３６ａ内に入射して、第３の光反射面６３及び第４の光反射面６４で反射された後、再び第２の光入出射面６０を通過して、第１の出力用光ファイバ６６に入射する。よって、この切り替え状態では、入力用光ファイバ６５と第１の出力用光ファイバ６６とが結合される。

ここでプリズムブロック３５ｂにおいては、プリズム３６ａ及び３７ａの光入出射面６０及び５９を光ファイバ６５〜６７に対向させて配置したが、図１４（ａ）（ｂ）の状態から各プリズム３６ａ３７ａを１８０°回転させて配置し、プリズム３６ａ及び３７ａの光反射面６３、６４及び６１、６２を光ファイバ６５〜６７に対向させて配置し、光入出射面５９、６０の表面にＡｕや誘電体多層膜で全反射するようにコートしてもよい。

なお、入力用光ファイバが２本で、出力用光ファイバが１本の、１×２型の光スイッチも可能であることはもちろんである。

実施例１の図７に示すようなプリズムブロック３５を用いた場合には、図１０（ａ）のように、第１の入力用光ファイバ４６から出射された光５７が第２の光入出射面５２からプリズム３６内に入射し、第１の光反射面５４で反射された後、第３の光入出射面５３を通過して、第１の出力用光ファイバ４７に入射する場合と、図１０（ｂ）のように、第１の入力用光ファイバ４６から出射された光５７が第１の光入出射面５１からプリズム３７内に入射し、第２の光反射面５５及び第３の光反射面５６で反射された後、再び第１の光入出射面５１を通過して、第２の出力用光ファイバ４９に入射する場合とでは、第１の入力用光ファイバ４６から出射してから第１の出力用光ファイバ４７又は第２の出力用光ファイバ４９に入射するまでの光路長が異なる。従って、第１の出力用光ファイバ４７に入射する光５７と、第２の出力用光ファイバ４９に入射する光５７とでは、出力用ファイバ端面における、光５７の位相や光スポット系などが異なり、光スイッチを切り換えることによって光信号の特性が変化し、例えば、レンズ位置の調整が必要になったり、結合効率が変化する恐れがある。

図１５（ａ）に示すものは、上記のような問題を解消するための、最適なプリズムブロック３５ｃの構造を示す平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。このプリズムブロック３５ｃにあっては、実施例１と同様に直角二等辺三角形の形状をもった三角柱状のプリズム３６と３７が、長方体の仕切板３８を間に挟んで積み重ねられている。また、プリズムブロック３５ｃが上昇した位置においては、プリズム３６の第２の光入出射面５２、第３の光入出射面５３が、それぞれ光ファイバ４６、４８と光ファイバ４７、４９に対向しており、プリズムブロック３５ｃが降下した位置では、プリズム３７の第１の光入出射面５１が光ファイバ４６〜４９に対向している。さらに、プリズム３６の直角二等辺三角形の直角を成す頂点は、入出力用の光ファイバの光軸方向と平行に、プリズム３７の第１の光入出射面５１から距離δ１だけ遠ざけて固定されている。これによってプリズムブロック３５ｃのプリズム３６を用いても、プリズム３７を用いても空間光路長に変化がないようにしている。

いま、プリズム３６の厚み方向から見て、プリズム３６の第２の光入出射面５２と第３の光入出射面５３の間の頂点を通り第１の光反射面５４と平行な仮想直線を考えると、当該仮想直線を通過して第２の光入出射面５２からプリズム３６内に入射し、第１の光反射面５４で反射されて再びプリズム３６から出射し、仮想直線に達するまでの光の光路長は、次の数式（１）で表わされる。ただし、ｄは光ファイバ４６〜４９の配列ピッチ、ｎ_１はプリズム３６の屈折率である。

また、プリズム３７の厚み方向から見て、プリズム３７の頂角９０°の頂点を挟む２辺の長さをいずれもＬとすれば、プリズム３７の第１の光入出射面５１から入射してプリズム３７内で反射した後、再度第１の光入出射面５１を透過するまでの光路長は、次の数式（２）で表わされる。ただし、ｎ_２はプリズム３７の屈折率である。

よって、数式（１）で表わされる光路長と数式（２）表わされる光路長との間に次の数式（３）で表わされるような関係がある場合には、図１５（ｂ）に示すように、プリズム３６の頂点がプリズム３７の第１の光入出射面５１よりも次の数式（４）で表わされるδ１だけ光ファイバから遠くなるようにすれば、プリズム３６を用いている場合と、プリズム３７を用いている場合との光路長を等しくすることができる。

このようにして光路長を等しくした上で、入力用の光ファイバから出射された光束がこの光路長の１／２の位置で焦点を結ぶようにすれば、いずれのプリズム３６、３７が使用されている場合も、入力用の光ファイバから出射された光を効率良く出力用の光ファイバに結合させることができる。

図１６（ａ）に示すものは、上記のような問題を解消するための、最適なプリズムブロック３５ｄの別な構造を示す平面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＸ矢視図、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。このプリズムブロック３５ｄにあっては、プリズムブロック３５ｄは、実施例１と同様に直角二等辺三角形の形状をもった三角柱状のプリズム３６ｂと３７ｂが長方体の仕切板３８を間に挟んで積み重ねられている。また、プリズムブロック３５ｄが上昇した位置においては、プリズム３６ｂの第２の光入出射面５２と、第３の光入出射面５３とが、それぞれ光ファイバ４６、４８と光ファイバ４７、４９とに対向しており、プリズムブロック３５ｄが降下した位置では、プリズム３７ｂの第１の光入出射面５１が光ファイバ４６〜４９に対向している。

いま、プリズム３６ｂの厚み方向から見て、プリズム３６ｂの第２の光入出射面５２と第３の光入出射面５３の間の頂点を通り第１の光反射面５４と平行な仮想直線を考えると、当該仮想直線を通過して第２の光入出射面５２からプリズム３６ｂ内に入射し、第１の光反射面５４で反射されて再びプリズム３６から出射し、仮想直線に達するまでの光の光路長は、前記数式（１）で表わされる。ただし、このプリズム３６ｂの屈折率をｎ_１とする。

また、プリズム３７ｂの厚み方向から見て、プリズム３７ｂの頂角９０°の頂点を挟む２辺の長さをいずれもＬとすれば、プリズム３７ｂの第１の光入出射面５１から入射してプリズム３７ｂ内で反射した後、再度第１の光入出射面５１を透過するまでの光路長は、前記数式（２）で表わされる。ただし、このプリズム３７ｂの屈折率もｎ_２とする。

よって、数式（１）で表わされる光路長と数式（２）表わされる光路長との間に次の数式（５）で表わされるような関係がある場合には、図１６（ｃ）に示すように、プリズム３６ｂの頂点がプリズム３７ｂの第１の光入出射面５１よりも次の数式（６）で表わされるδ２だけ光ファイバ側は飛び出るようにすれば、プリズム３６ｂを用いている場合と、プリズム３７ｂを用いている場合との光路長を等しくすることができる。

この場合にも、両光路長を等しくした上で、入力用の光ファイバから出射された光束がこの光路長の１／２の位置で焦点を結ぶようにすれば、いずれのプリズム３６、３７が使用されている場合も、入力用の光ファイバから出射された光を効率良く出力用の光ファイバに結合させることができる。

図１６の実施例では、一例を挙げると、プリズム３６ｂの直角二等辺三角形の９０°の頂点を挟む辺の長さは１.５ｍｍとなっており、プリズム３７ｂの直角二等辺三角形の９０°の頂点を挟む辺の長さＬは１.０ｍｍとなっている。さらに、プリズム３６ｂの第２の光入出射面５２と第３の光入出射面５３の間の頂点が、プリズム３７ｂの第１の光入出射面５１よりも光ファイバ側へδ２＝０.４ｍｍだけ突出している。

実施例１の光スイッチ１２では、プリズム３６内で光を反射させるため、第３の光反射面５６にＡｕ薄膜や誘電体多層膜などの反射コートが施されている。そのため、光反射面５６で反射される光は、プリズム３６の光反射面５６の面精度と反射コートの面精度の２つの要素の影響を受けてしまう。ここで、面精度が不足すると、偏波依存性や過剰損失の原因となり、特性ばらつきや歩留まりが悪化する問題がある。また、プリズム３６の加工コストが高くつくことになる。

図１７（ａ）は、上記のような問題を解消するための、最適なプリズムブロック３５ｅの構造を示す平面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＸ矢視図、図１７（ｃ）は図１７（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。このプリズムブロック３５ｅにあっては、実施例１と同様に三角柱状のプリズム３６ｃと３７が長方体の仕切板３８を間に挟んで積み重ねられている。プリズム３６ｃは、二等辺三角形の面を持つ三角柱であり、等しい辺長を有する第２の光入出射面５２と第３の光入出射面５３の間の狭角が鋭角となっている。プリズム３７は、実施例１と同様に直角二等辺三角形の面をもつ三角柱である。

ここで、プリズム３６ｃの二等辺三角形の長さが等しい二辺で作られる頂点の角度（光入出射面５２、５３間の挟角）α及びプリズム３６ｃの屈折率ｎ_１は、プリズムブロック３５ｅが上昇した状態において、第１の入力用光ファイバ４６及び第２の入力用光ファイバ４８から出射された光５７及び光５８が、第３の光反射面５６で反射するときに、全反射するような値に設定されている。

例えば、プリズム３６ｃの屈折率ｎ_１が、表１に示すように、ｎ_１＝１.５、１.６、１,７、…、２.２の場合を考えると、プリズム３６ｃと空気との界面における臨界角θｃは、それぞれ表１に示したような値になるので、プリズム３６ｃの頂角αを表１に表したような値よりも小さくすることによりプリズム３６ｃ内の光５７、５８を第３の光反射面５６で全反射させることができる。

これによってプリズムブロック３５ｅにおけるプリズム３６ｃの光反射面５６に反射コートをしなくても、光を反射させることができる。このようなプリズムブロック３５ｅを用いれば、光反射面５６で反射される光は、プリズム３６ｃの反射面の面精度のみからしか影響を受けなくなるので、偏波依存性や過剰損失を減少でき、特性ばらつきや歩留まりを改善することができる。また、プリズムの光反射面に反射コートをする必要がなくなるので、製造時のプロセス数も減少し、コスト削減も期待できる。

図１８（ａ）、（ｂ）は本発明のさらに別な実施例による光スイッチを説明する図である。また、図１９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１８（ａ）、（ｂ）の状態に対応した断面を示す概略側面図である。プリズム３６は、プリズムユニット１６の鉄片２４の端部に固定されている。プリズム３７ｂは、光ファイバ４６〜４９からの距離がプリズム３６よりも遠方にあり、光スイッチの切替をしても動かず、かつ、光ファイバ４６〜４９の先端の光軸と同一平面に含まれるような位置に固定されている。例えば、プリズム３７ｂは、プリズムユニット１６のハウジング２１等に固定すればよい。このとき、プリズム３６とプリズム３７ｂは、平面視において、プリズム３６の二等辺三角形の長さが等しい二辺で挟まれた頂点の二等分線が、プリズム３７ｂの二等辺三角形の長さが等しい二辺で挟まれた頂点の二等分線と一致するようにして前後に配置されている。

この光スイッチにおいて、図１９（ａ）のように、プリズム３６が上昇している切り替え状態では、図１８（ａ）のように、第１の入力用光ファイバ４６及び第２の入力用光ファイバ４８から出射された光５７、５８は、それぞれ第１の光入出射面６９からプリズム３６内に入射して、第１の光反射面７２で反射された後、第２の光入出射面７０を通過して、第１の出力用光ファイバ４７及び第２の出力用光ファイバ４９に入射する。よって、この切り替え状態では、第１の入力用光ファイバ４６と第１の出力用光ファイバ４７とが結合され、第２の入力用光ファイバ４８と第２の出力用光ファイバ４９とが結合されている。

これに対し、図１９（ｂ）のように、プリズム３６が下降している切り替え状態では、図１８（ｂ）のように、第１の入力用光ファイバ４６及び第２の光ファイバ４８から出射された光５７、５８は、それぞれ第３の光入出射面７１からプリズム３７ｂ内に入射して、第２の光反射面７３及び第３の光反射面７４で反射され、再び第３の光入出射面７１を透過した後、第２の出力用光ファイバ４９及び第１の出力用光ファイバ４７に入射する。よって、この切り替え状態では、第１の入力用光ファイバ４６と第２の出力用光ファイバ４９とが結合され、第２の入力用光ファイバ４８と第１の出力用光ファイバ４７とが結合されている。

図２０（ａ）、（ｂ）は本発明のさらに別な実施例による光スイッチを示す概略平面図である。直角三角形状をしたプリズム３７ｃは、光ファイバ４６〜４９の光軸を含む平面上において、光入出射面７７及び光入出射面７９が光ファイバ４６〜４９側を向くようにして光ファイバ４６〜４９の前方に固定されている。なお、光ファイバ４６〜４９は、光ファイバアレイ内の複数本の光ファイバのうち一部の光ファイバのみを使用している。また、プリズム３７ｃの裏面側には、その裏面側の光入出射面７８と平行に対向させて固定ミラー７６を配置している。さらに、プリズム３７ｃと固定ミラー７６との間における光路に対して挿抜自在に両面ミラー７５を設けている。両面ミラー７５は可動ミラーとなっており、プリズムユニット１６に用いたのと同じようなアクチュエータを用いて昇降させるようにしている。また、両面ミラー７５は光入出射面７８及び固定ミラー７６と平行に配置されている。両面ミラー７５は、アクチュエータによって昇降させられるようになっており、両面ミラー７５が上昇している場合には、光ファイバ４６〜４９の先端の光軸を含む平面を横切る位置に飛び出る。

この光スイッチにおいては、両面ミラー７５が上昇している切り替え状態では、図２０（ａ）に示すように、第１の入力用光ファイバ４６から出射された光５７は、光入出射面７７からプリズム３７ｃ内に入射し、裏面側の光入出射面７８を抜けて固定ミラー７６及び両面ミラー７５で反射された後、再び固定ミラー７６で反射され、裏面側の光入出射面７８を通過してプリズム３７ｃ内に入り、光入出射面７９を通過して、第２の出力用光ファイバ４９に入射する。第２の入力用光ファイバ４８から出射された光５８は、光入出射面７７からプリズム３７ｃ内に入射し、裏面側の光入出射面７８を抜けて両面ミラー７５で反射された後、再び裏面側の光入出射面７８を通過してプリズム３７ｃ内に入り、光入出射面７９を通過して、第１の出力用光ファイバ４７に入射する。よって、この切り替え状態では、第１の入力用光ファイバ４６と第２の出力用光ファイバ４９とが結合され、第２の入力用光ファイバ４８と第１の出力用光ファイバ４７とが結合される。

これに対し、両面ミラー７５が下降している切り替え状態では、図２０（ｂ）に示すように、第１の入力用光ファイバ４６及び第２の光ファイバ４８から出射された光５７、５８は、それぞれ光入出射面７７からプリズム３７ｃ内に入射し、裏面側の光入出射面７８を抜けて固定ミラー７６で反射された後、裏面側の光入出射面７８から再度プリズム３７ｃに入射し、光入出射面７９を通過し、第１の出力用光ファイバ４７及び第２の出力用光ファイバ４９に入射する。よって、この切り替え状態では、第１の入力用光ファイバ４６と第１の出力用光ファイバ４７とが結合され、第２の入力用光ファイバ４８と第２の出力用光ファイバ４９とが結合されている。

図２１（ａ）、（ｂ）に示すものは、実施例７の変形例であり、両面ミラー７５をプリズム３７ｃの裏面側の光入出射面７８及び固定ミラー７６と直交するように配置している。この場合にも、図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、２×２型の光スイッチを構成することができる。

図２２は本発明のさらに別な実施例である、１×２型の光スイッチに用いられるプリズムブロック３５ｆを示す概略平面図である。このプリズムブロック３５ｆでは、仕切板３８の下面に直角三角形状の面を有する三角柱状のプリズム３６ａを接着し、仕切板３８の上面に直角三角形状の面を有する三角柱状のプリズム３７ａを接着している。このプリズムブロック３５ｆを上から見た状態では、プリズム３６ａとプリズム３７ａとは、プリズム３６ａ、３７ａの厚み方向と平行なある軸の回りに互いに少し回転している。

図２３（ａ）はプリズムブロック３５ｆが上昇していてプリズム３６ａが用いられている様子を表わしている。プリズムブロック３５ｆが上昇している切り替え状態では、プリズム３６ａが光ファイバ６５〜６７と対向している。この状態では、図２３（ａ）のように、入力用光ファイバ６５から出射された光６８は第２の光入出射面６０からプリズム３６ａ内に入射して、第３の光反射面６３及び第４の光反射面６４で反射された後、再び第２の光入出射面６０を通過して、第１の出力用光ファイバ６６に入射する。よって、この切り替え状態では、入力用光ファイバ６５と第１の出力用光ファイバ６６とが結合される。

図２３（ｂ）は、プリズムブロック３５ｆが下降していてプリズム３７ａが用いられている様子を表わしている。プリズムブロック３５ｆが下降している切り替え状態では、プリズム３７ａが光ファイバ６５〜６７と対向している。この切り替え状態では、図２３（ｂ）のように、入力用光ファイバ６５から出射された光６８は第１の光入出射面５９からプリズム３７ａ内に入射して、第１の光反射面６１及び第２の光反射面６２で反射された後、再び第１の光入出射面５９を通過して、第２の出力用光ファイバ６７に入射する。よって、この切り替え状態では、入力用光ファイバ６５と第２の出力用光ファイバ６７とが結合されている。

なお、これまで説明した実施例では、プリズム又はプリズムブロックはシーソー状に動かされるようになっていたが、圧電アクチュエータやモータ等によって平行移動させられるようにしてもよい。

また、本発明において三角形状のプリズムとは、文字通り三角形状（三角柱状）のプリズムに限らず、多少変形していても差し支えない。特に、入力用の光ファイバと出力用の光ファイバとの間の光路とならない領域では、プリズムが一部カットされていたり、余分な領域が付加されていたりしても差し支えない。言い換えると、光入出射面と光反射面を結んだ領域が三角形状になっていればよい。

従来の光スイッチに用いられているミラーブロックの形状を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は同上のミラーブロックの平面図及び正面図である。 （ａ）、（ｂ）は従来の光スイッチによる切り替え動作を説明する図である。 本発明の一実施例による光スイッチの外観図である。 同上の光スイッチの概略断面図である（カバーは図示省略）。 図４の光スイッチの内部構造を示す斜視図である。 被駆動部上に固定されているプリズムブロックの形状を示す斜視図である。 （ａ）は同上プリズムブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、プリズムブロックの製作工程を説明する概略図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明にかかる光スイッチの作用説明図である。 本発明のさらに別の実施例における光スイッチに用いられるプリズムユニットの構造を示す斜視図である。 （ａ）は同上のプリズムブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。 本発明のさらに別の実施例における光スイッチに用いられるプリズムユニットの構造を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、同上の実施例における光スイッチの作用説明図である。 （ａ）は本発明のさらに別の実施例におけるプリズムブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ）は本発明のさらに別の実施例におけるプリズムブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。 （ａ）は本発明のさらに別の実施例におけるプリズムブロックの平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施例における光スイッチの作用説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、同上の実施例における光スイッチの簡略化した動作説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施例における光スイッチの作用説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに別の実施例における光スイッチの作用説明図である。 本発明のさらに別の実施例に用いられているプリズムブロックの斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は同上の実施例における光スイッチの作用説明図である。

符号の説明

１３ 光スイッチ本体
１５ 基板
１６ プリズムユニット
１７ 光ファイバ設置ユニット
１８ 光ファイバアレイ
２２ 電磁石
２４ 鉄片
３５ プリズムブロック
３６ プリズム
３７ プリズム
３８ 仕切板
４０ 調整板
４１ 凹部
４２ アーム
４４ レンズアレイ
４５ レンズ
５１ 第１の光入出射面
５２ 第２の光入出射面
５３ 第３の光入出射面
５４ 第１の光反射面
５５ 第２の光反射面
５６ 第３の光反射面

Claims (15)

1. 合計で３本以上の入力用光路及び出力用光路を備え、互いに光を伝送する入力用光路と出力用光路の光結合の組み合わせを変更することによって光路切替えを行う光スイッチにおいて、
   互いに光を伝送する前記入力用光路及び前記出力用光路を、同一平面上において互いに平行に配置し、
   三角形状をした複数のプリズムをいずれも、その厚み方向が前記平面に垂直となるようにして、前記入力用光路及び前記出力用光路に対向させて配置し、
   少なくとも一部の前記プリズムをその厚み方向に移動可能としたことを特徴とする光スイッチ。
2. 厚み方向に移動可能な前記プリズムを移動させるためのアクチュエータを備えたことを特徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。
3. 前記プリズムの一部を直角三角形状をしたプリズムとし、前記プリズムの残部を二等辺三角形状をしたプリズムとし、
   直角三角形状をした前記プリズムが前記入力用光路及び前記出力用光路に対向するとき、前記入力用光路から出射され直角三角形状をした前記プリズムに入射した光が、直角三角形状をした前記プリズムの互いに直交する側面でそれぞれ反射した後、元の方向へ戻って前記出力用光路に入射するように、直角三角形状をした前記プリズムを配置し、
   二等辺三角形状をした前記プリズムが前記入力用光路及び前記出力用光路に対向するとき、前記入力用光路から出射された光が、二等辺三角形状をした前記プリズムの対称な側面のうち一方の側面から二等辺三角形状をした前記プリズム内に入射し、前記対称な側面で挟まれた前記プリズムの第三の側面で反射された後、前記対称な側面のうち他方の側面を透過して元の方向へ戻り、前記出力用光路に入射するように、二等辺三角形状をした前記プリズムを配置したことを特徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。
4. 二等辺三角形状をした前記プリズムの前記第三の側面に光反射層を形成したことを特徴とする、請求項３に記載の光スイッチ。
5. 二等辺三角形状をした前記プリズムの対称な側面どうしが鋭角をなすことを特徴とする、請求項３に記載の光スイッチ。
6. 前記プリズムをいずれも直角三角形状をしたプリズムとし、
   前記プリズムが前記入力用光路及び前記出力用光路に対向するとき、前記入力用光路から出射され前記プリズムに入射した光が、前記プリズムの互いに直交する側面でそれぞれ反射した後、元の方向へ戻って前記出力用光路に入射するように、それぞれの前記プリズムを配置し、かつ、
   前記入力用光路及び前記出力用光路を含む平面と平行で前記入出力用光路の光軸方向と直交する方向において、前記プリズムどうしの位置をずらせていることを特徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。
7. 前記プリズムをいずれも直角三角形状をしたプリズムとし、
   前記プリズムが前記入力用光路及び前記出力用光路に対向するとき、前記入力用光路から出射され前記プリズムに入射した光が、前記プリズムの互いに直交する側面でそれぞれ反射した後、元の方向へ戻って前記出力用光路に入射するように、それぞれの前記プリズムを配置し、かつ、
   前記入力用光路及び前記出力用光路を含む平面に垂直な軸の回りにおいて、前記プリズムどうしの角度をずらせていることを特徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。
8. 前記入力用光路及び前記出力用光路を含む平面と垂直な方向に位置をずらせて複数の前記プリズムを一体化してプリズムブロックを形成し、前記プリズムブロックをアクチュエータにより移動させるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。
9. 前記プリズムブロックにおいて、前記プリズムどうしの間に仕切板を介在させたことを特徴とする、請求項８に記載の光スイッチ。
10. 複数の前記プリズムのうち一部が固定されていて、残りの前記プリズムが前記アクチュエータに取り付けられていることを特徴とする、請求項２に記載の光スイッチ。
11. 複数の前記プリズムのすべてが、直角二等辺三角形状をしたプリズムであることを特徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。
12. 前記入力用光路から出射された光が前記プリズムで反射された後、前記出力用光路に入射するまでの光路長が、前記入力用光路及び前記出力用光路に対向しているプリズムによらず同等であることを特徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。
13. 厚み方向に移動可能とした前記プリズムの位置をモニタリングする手段を備えた、請求項１に記載の光スイッチ。
14. 前記入力用光路及び前記出力用光路の、プリズムと対向する部分を一体に構成したことを特徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。
15. 合計で３本以上の入力用光路及び出力用光路を備え、互いに光を伝送する入力用光路と出力用光路の光結合の組み合わせを変更することによって光路切替えを行う光スイッチにおいて、
    互いに光を伝送する前記入力用光路及び前記出力用光路を、同一平面上において互いに平行に配置し、
    厚み方向が前記平面に垂直となるようにして三角形状をしたプリズムを前記入力用光路及び前記出力用光路に対向させ、
    前記入力用光路から出射され前記プリズムを透過した光を反射させ、前記プリズムを再度透過した反射光を前記出力用光路に入射させるための固定ミラーを前記プリズムの背後に配置し、
    前記プリズムと前記固定ミラーとの間における光路に対して挿抜自在な可動ミラーを設けたことを特徴とする光スイッチ。

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