专利名称：可变光衰减器的制作方法
技术领域：
本发明涉及可以调节光的衰减量的可变光衰减器。
背景技术：
可变光衰减器(VOA)使从输入用光传输路(通常为光纤)射入的光衰减而向输出用光传输路(通常为光纤)输出，能够可改变地调整该光衰减量。在这样的可变光衰减器中，作为控制光衰减量的方法，目前提出有各种方式的方案。例如，有在对置的光纤端面间的光路中取出放入光闸，通过其遮蔽程度来调整光的衰减量的机械方式的方案；在光路途中配置法拉第旋光体和热光学元件等光学元件的方案等。
但是，前者的机械方式的可变光衰减器中，由于在光闸的边缘发生衍射，所以产生波长的依存性，还产生偏振波依存损失等问题。进而，现有的机械方式的方案中使用的驱动器尺寸大，难以使可变光衰减器小型化。
在使用后者的光学元件的可变光衰减器中，由于需要法拉第旋光体和热光学元件等昂贵的光学元件，所以可变光衰减器价格也提高，另外，因为无法自身保持光衰减量，所以有必要对用于对光学元件施加影响的电子元件持续通电，消耗功率很大。进而，与光学元件相关，也需要其它的光学元件和用于对光学元件施加影响的电子元件等，因而易使结构复杂化。
另外，作为使用光反射面的可变光衰减器，已知一种美国专利的专利号为6137941中公开的可变光衰减器。图1是表示该现有的可变光衰减器的结构的示意图。如图1所示，在该可变光衰减器中，在平行设置的输入用光波导1以及输出用光波导2的端面上配置透镜3，在从透镜3离开透镜的焦距f的位置上设置反射镜4，反射镜4被支点5可转动地支承。这里，输入用光波导1和输出用光波导2的中间线与透镜3的光轴一致，支点5位于其延长线上。而且，反射镜4和基座6之间插入压电驱动器7，通过由控制器8控制，同时使压电驱动器7伸缩，可以任意调整反射镜4的倾斜度。
但是，在反射镜4和透镜3的光轴垂直的情况下，与透镜3的光轴平行地从输入用光波导1射出的光在透过透镜3时发生折射，到达反射镜4，由反射镜4反射的光再次透过透镜3时发生折射而与透镜3的光轴平行，射入输出用光波导2。此时，若射入输出用光波导2的光的光轴与输出用光波导2的轴心一致，则射入输出用光波导2的光的光量最大(光衰减量最小。)。与此相对，若通过压电驱动器7使反射镜4倾斜，则从输入用光波导1射出并被反射镜4反射后返回到输出用光波导2的光的光轴从输出用光波导2的轴心偏移，射入输出用光波导2的光的光量减少，所以反射镜4的倾斜度越大，射入输出用光波导2的光的衰减量越大。
根据上述结构的可变光衰减器，没有像光闸方式的可变光衰减器那样的波长依存性的问题，可以避免成本由于光学元件而变得昂贵的问题。
但是，在上述结构的可变光衰减器中，透镜3和反射镜4的距离必须为透镜3的焦距，而且为了减小从输入用光波导1射出的光和射入输出用光波导2的光的像差，必须尽可能在透镜3的光轴附近使用，由于无法使用短焦点透镜，所以在这样的结构中可变光衰减器的小型化受到限制。另外，在使透镜3的角度倾斜的方法中，即使反射镜3微小地倾斜，射入输出用光波导2的光的光轴也敏感地位移，所以必须严格控制反射镜3的倾斜度，难以高精度地控制光衰减量。另外，在该可变光衰减器中也使用压电驱动器，所以反射镜3无法自身保持其角度，消耗电力高。
发明内容
本发明鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种可小型化，并可以高精度地控制光衰减量的可变光衰减器。
本发明的可变光衰减器使从输入用光传输路射入的光衰减而向输出用光传输路输出，同时可调整其光衰减量，其中所述可变光衰减器包括所述输入用光传输路；所述输出用光传输路；光反射面，其将从所述输入用光传输路射出的光向所述输出用光传输路反射；驱动器，其使所述光放射面的整体或一部分，相对于所述输入用光传输路或所述输出用光传输路中的至少一个直线移动。
这里，在本发明的可变光衰减器的实施方式中，所述驱动器可以使所述光反射面的至少一部分、所述输入用光传输路或所述输出用光传输路中的任何一个(以下称为光反射面。)直线移动，以使向所述出射用光传输路反射的光的光轴相对于所述入射用光传输路的轴心位移。
根据本发明的可变光衰减器，通过由驱动器使反射从输入用光传输路射出的光的光反射面等直动，可以使射入输出用光传输路的光的光轴与输出用光传输路相对地移动，并可以由此变化光衰减量。这里，光反射面只要可以反射光即可，特别是反射镜、金属镜面、镜面涂层面等较理想。而且，也可以通过折射率不同的透明介质的边界面(例如棱镜和空气的界面)形成光反射面，并在光反射面上全反射光。作为该光反射面，不限于形成平面的光反射面，也可以是形成球面等曲面的光反射面。另外，光反射面的移动方向，在任何的光反射面都是平面的情况下，不是与所有的光反射面的面方向平行的方向，在曲面的情况下，没有这样的限制。而且，输入用或输出用光传输路中可以使用光纤或光波导等。
但是，因为该可变光衰减器是通过驱动器使反射从输入用光传输路射出的光的光反射面等直动的简单结构，所以可以使可变衰减器小型化。另外，由于仅使光反射面等直动，所以与使光反射面倾斜结构相比，光反射面移动时的偏差不敏感地响应光衰减率，因此可以高精度地控制光衰减器。
本发明的可变光衰减器的另一个实施方式包括监视器部，其接收从所述输入用光传输路射出而不射入所述输出用光传输路的光。本实施方式的可变光衰减器包括接收不射入输出用光传输路的光的监视器部，所以可以间接知道射入输出用光传输路的光量。而且，由于不直接检测射入输出用光传输路的光量，所以来自可变光衰减器的光输出没有损失。另外，可以提高监视的精度?；箍梢酝ü诳杀涔馑ゼ跗髦猩柚眉嗍悠鞑?，不必在可变光衰减器的后级等设置个别的监视器部，可以减少包含监视器部的整体的成本。即使设置监视器部，尺寸也几乎不增大。
进而，在该实施方式中，可以将与所述输出用光传输路的光入射面对置配置的入射透镜和与所述监视器部的光入射面对置配置的监视器透镜一体化。在这样的可变光衰减器中，由于入射透镜和监视器透镜一体化，可以减少既不射入入射透镜也不射入监视器透镜而成为损失的光的光量。因此，监视用的光的光量增加，可以提高监视精度。而且，通过成为损失的光，可以防止可变光衰减器的温度的上升。
而且，在本实施方式中，可以具备根据所述监视器部的输出，校正所述光反射面的位置的功能。例如通过由从监视器部输出的监视输出对可变光衰减器进行反馈控制，将射入输出用光传输路的光量保持为一定，或进行控制以使光衰减量成为一定。
本发明的可变光衰减器的另一个实施方式中，所述驱动器由音圈(vicecoil)电机和锁定机构构成。这样的可变光衰减器由于使用音圈，所以可以使驱动器非常小，而且可以高精度地调整光反射面的位置。另外，由于包括锁定机构，所以在不对音圈通电的情况下，可以通过锁定机构固定光反射面。特别通过不用电的锁定机构，可以减少消耗功率。
本发明的可变光衰减器的另一个实施方式中，包括具有成90度角度的两个所述光反射面的反射镜部件和使所述反射镜部件直线移动的所述驱动器。根据这样的可变衰减器，由于与两个光反射面成90度角度地与反射镜部件一体化，所以不必调整光反射面之间的角度，由于只要进行反射镜部件和输入用光传输路以及输出用光传输路的调芯即可，所以可变光衰减器的组装变得容易。
本发明的可变光衰减器的另一个实施方式中，包括将所述输入用光传输路和所述输出用光传输路平行地并列保持的光纤阵列。根据本实施方式，由于输入用光传输路和输出用光传输路与光纤阵列一体化，所以不必调整两光传输路的位置关系，只要进行光反射面和光纤阵列的调芯即可，所以可变光衰减器的组装变得容易。
另外，本发明的上面说明了的结构元件，只要可能，可以任意组合。
图1是表示现有的可变光衰减器的结构的示意图；图2是表示本发明的第一实施方式的可变光衰减器的结构的平面图；图3是构成本发明的第一实施方式的可变光衰减器的驱动器和反射镜部件与光纤阵列分离状态的立体图；图4(1a)、图4(1b)、图4(1c)是说明通过金属冲压制造反射镜部件的方法的示意图，图4(2a)、图4(2b)、图4(2c)是说明通过切削加工制造反射镜部件的方法的示意图；图5是光纤阵列的支架位置的剖面图；图6(a)、图6(b)、图6(c)是说明图2所示的可变光衰减器的动作和其作用的图；
图7是将测定射入入射透镜的光的光轴和透镜的光轴之间的光轴偏移与光衰减量的关系的结果进行表示的图；图8是表示图2所示的可变光衰减器的变形例的分解立体图；图9(a)、图9(b)、图9(c)是说明图8所示的可变光衰减器的变形例的动作和其作用的图；图10是表示本发明的第二实施方式的可变光衰减器的平面图；图11(a)、图11(b)、图11(c)是说明本发明的第二实施方式的可变光衰减器的动作和其作用的图；图12是表示射入入射透镜的光的光轴和透镜的光轴之间的光轴偏移与输出用光纤中的光衰减量以及监视用光纤中的光衰减量的关系的图；图13(a)、图13(b)是说明单模光纤和多模光纤的差异的图；图14是用于说明既不射入输出用光纤也不射入监视用光纤而成为损失的光的图；图15是本发明的第三实施方式的可变光衰减器中使用的光纤阵列的正面图；图16(a)、图16(b)是混合透镜的正面图以及下面图，图16(c)是将混合透镜分离为入射透镜和监视器透镜而表示的图；图17表示混合透镜的更详细的设计例的图；图18(a)、图18(b)、图18(c)、图18(d)是说明将混合透镜的准直光分割推移的情况的图；图19是说明现有的输出监视方法的图；图20是表示本发明的第四实施方式的示意方框图；图21(a)、图21(b)是说明第四实施方式的控制电路内置可变衰减器中的光衰减器的调整方法的图；图22是表示图20所示的控制电路内置可变衰减器的控制动作的流程图；图23是表示本发明的第五实施方式的控制电路内置可变衰减器的示意方框图；图24是表示第五实施方式的控制电路内置可变衰减器的控制动作的流程图；图25是表示本发明的第六实施方式的控制电路内置可变衰减器的示意方框图；
图26是说明第六实施方式的控制电路内置可变衰减器的定衰减量控制原理的图；图27是表示图25所示的控制电路内置可变衰减器的控制动作的流程图；图28是说明现有的定衰减量控制的方法的图；图29(a)、图29(b)是表示本发明的第七实施方式的可变光衰减器的结构的示意平面图；图30(a)、图30(b)是表示第七实施方式的可变光衰减器的不同结构的示意平面图；图31(a)、图31(b)、图31(c)、图31(d)是表示本发明的第八实施方式的可变光衰减器的结构和动作的示意平面图；图32是使用超小型的音圈电机(VCM)的驱动器的立体图；图33(a)、图33(b)是说明锁定机构的动作的侧面图；图34(a)、图34(b)、图34(c)、图34(d)是说明另一个结构的驱动器的示意图；图35是将作为驱动器使用的超声波直线电机的局部放大表示的图；图36是表示又一个结构的驱动器的平面图；图37是表示再一个结构的驱动器的平面图；图38是表示其它结构的锁定机构的分解立体图；图39(a)是其它结构的锁定机构中可动部下降的状态的侧面图，图39(b)是其平面图；图40是图38的锁定机构中可动部上升的状态的侧面图；图41(a)是表示另一个结构的锁定机构的侧面图，图41(b)是其平面图；图42是另一个结构的锁定机构中可动部下降的状态的侧面图；图43(a)、图43(b)是表示另一个结构的锁定机构的侧面图；图44(a)、图44(b)是表示另一个结构的锁定机构的侧面图；图45(a)、图45(b)是表示另一个结构的锁定机构的侧面图；图46是表示可变光衰减器的具体的产品的组装顺序的图；图47是图46的续图；图48是图47的续图；图49是表示可变光衰减器的具体的产品形态的一例的图；
图50是表示可变光衰减器的具体的产品形态的一例的图；图51是表示可变光衰减器的具体的产品形态的一例的图；图52是表示可变光衰减器的具体的产品形态的一例的图；图53(a)、图53(b)是表示本发明的另一个实施方式的可变光衰减器的结构的示意平面图；图54(a)、图54(b)、图54(c)是表示本发明的又一个实施方式的可变光衰减器的结构的示意平面图；图55(a)、图55(b)、图55(c)是说明混合透镜的制造方法的示意图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明用于实施本发明的优选的方式。
(第一实施方式)图2是表示本发明的可变光衰减器11的结构的平面图，图3是将其光反射侧的部件和光输入输出用的部件分离的状态的立体图。该可变光衰减器11由以下部件组成光纤阵列14，其具有输入用光纤12(单模光纤)以及输出用光纤13(单模光纤)；反射镜部件17，其包括形成90度的角度而互相正交的第一反射镜15以及第二反射镜16(任何一个的镜面精度都大于或等于λ/10。)；以及驱动器18，其用于使反射镜部件17在直线上移动。
在反射镜部件17的正面形成有平视时互成90度的角度而正交的垂直的两个反射镜15、16。反射镜部件17由玻璃、硅衬底、黄铜等金属构成，反射镜15、16可以与反射镜部件17一体形成，也可以将与反射镜部件17独立的反射镜15、16粘贴到反射镜部件17上。
例如，图4(1a)、(1b)、(1c)表示通过金属冲压制造反射镜部件17的方法。图4(1a)中的标号28为金属原料板，标号29a为冲压加工用的原盘，在原盘29a的下面设置成90度的角度的突起。如图4(1b)所示，将该原盘29a向金属原料板的上面冲下而进行冲压时，通过原盘29a在金属原料板28的上面形成内面成90度的角度的正交槽30。将原盘29a从金属原料板28分离后，沿图4(1c)所示的点划线切割出金属原料板28时，得到反射镜部件17。另外，也可以在其之后对正交槽30的内表面实施镜面研磨。
另外，图4(2a)、(2b)、(2c)表示通过切削加工制造反射镜部件17的方法。图4(2a)所示的标号29b为切削用的切削器，切削器29b的外周部两侧面成90度的角度。如图4(2b)所示，用该切削器29b切削金属原料板28的上面时，通过切削器29b在金属原料板28的上面形成内面成90度的角度的正交槽30。之后，沿图4(2c)所示的点划线切割出金属原料板28时，得到反射镜部件17。另外，也可以在其之后对正交槽30的内表面实施镜面研磨。
另外，可以在通过玻璃或硅衬底形成具有正交槽的反射镜部件17后，在正交槽内蒸镀金属薄膜而形成反射镜15、16?；蛘?，也可以在塑料制的反射镜部件17的正交槽内连接粘贴另外制作的反射镜15、16。另外，可以粘贴棱柱透镜构成反射镜部件17?；蛘?，也可以在通过玻璃或塑料形成具有正交槽的反射镜部件17后，在正交槽的内面、或者在包含正交槽的反射镜部件17的正面整体上施加反射镜涂层。
后面将叙述驱动器18的具体例，所以这里简单说明。驱动器18为由固定部19和可动部20构成的直动型驱动器，可动部20可以相对固定部19在图2的箭头方向上往复运动。
光纤阵列14由保持输入用光纤12以及输出用光纤13的支架21和与支架21的前面相连接的透镜阵列22构成。如图5所示，支架21由V槽阵列25a和封盖25b构成，在V槽阵列25a的上面形成有两个V槽26。V槽26内放置有输入用光纤12的前端部和输出用光纤13的前端部，在上面重叠连接封盖25b而一体化。因此，在支架21内，输入用光纤12以及输出用光纤13通过V槽26使轴心与规定位置重合。在支架21的前面设置的透镜阵列22的前面形成有微小的出射透镜23(非球面透镜)和入射透镜24(非球面透镜)。该透镜阵列22配置在支架21前面，使从两光纤12、13射出的光经由两透镜23、24射出，从而在将两光纤12、13和两透镜23、24调芯使其光轴一致之后，通过连接树脂连接并固定在支架21的前面。
反射镜部件17的下面通过粘接树脂等固定在驱动器18的可动部20之上，通过驱动驱动器18，反射镜部件17可以向侧方向(图2中箭头所示方法)微小地移动。光纤阵列14与反射镜部件17的正面相对地配置固定，输入用光纤12以及出射透镜23的光轴相对反射镜15成45度的角度，输出用光纤13以及入射透镜24的光轴相对反射镜16成45度的角度。在这样装配的状态下，光纤阵列14的前面和反射镜部件17的前端面之间的端面距离为500μm，从出射透镜23射出而射入入射透镜24之前的空间光路长度为2mm。
图6是用于说明上述可变光衰减器11的动作和其作用的图。图6(a)表示互相对置的反射镜部件17的中心和光纤阵列14的中心一致的状态，从输入用光纤12射出的光被出射透镜23变换为准直光(光束直径100μm)，从出射透镜23射出的光27被反射镜15反射，再被反射镜16反射之后，几乎所有的光束射入入射透镜24，由入射透镜24会聚的光27射入输出用光纤13，向外部传播。因此，在该状态(光轴偏移最小的状态)下，光衰减量最小。
图6(b)表示通过驱动器18使反射镜部件17沿空心箭头所示的方向(侧方向)少许移动的状态。在该状态下，从输入用光纤12射出的光27被反射镜15、16反射后，只有一部分射入输出用光纤13。从而，在该状态下，光衰减量增大。
图6(c)表示使反射镜部件17沿空心箭头的方向移动与入射透镜24的半径相等的距离的状态。在该状态下，从输入用光纤12射出的光27被反射镜15、16反射后，大致整体都被照射到入射透镜24外，几乎不射入输出用光纤13。从而，在该状态下，光衰减量最大。
本发明的可变光衰减器11中，图6(a)和图6(c)之间的移动范围中，由于通过将反射镜部件17向侧方向的一方(图6的下方)移动可以增大光衰减量，相反通过将反射镜部件17向侧方向的另一方(图6的上方)移动可以减少光衰减量，所以通过驱动器18使反射镜部件17移动而精密地控制反射镜部件17的停止位置，可以精密地调整光衰减量。在输入用光纤12和输出用光纤13的光轴问的距离为500μm、光纤阵列14的前面和反射镜部件17的前端面的间隔为500μm、准直光的光束直径为100μm、反射镜15、16的倾斜度相对光轴为45度的可变衰减器中，测定射入入射透镜24的光的光轴与入射透镜24的光轴之间的光轴偏移与光衰减量的关系的结果在图7中表示。另外，在图7中光衰减量用负值表示，但将该光衰减量的绝对值大的设为光衰减量大。从该测定结果可知，可以确认伴随光轴的偏移射入输出用光纤13的光衰减的进行情况。另外，对于光轴的偏移量的光衰减量由光束直径、光路长度、透镜23、24的形状、反射镜15、16的倾斜度等条件决定。
本发明的可变光衰减器因为具有以下结构通过由反射镜15、16反射从输入用光纤12射出的光，在偏转某一角度而射出的光路系统中，通过使反射镜部件17滑动而将射入输出用光纤13的光束的光路偏移，由此衰减射入输出用光纤13的光量，所以具有如以下的特征。
(1)构造简单，特别是由于只要反射镜部件17的前端面和光纤阵列14的前面不互相干涉，多么接近都可以，所以可以容易地使可变光衰减器小型化。
(2)只要通过驱动器18使反射镜部件17直线滑动就可以。与角度控制相比行程控制容易，并可以高精度控制，所以容易得到反射镜部件17的移动距离和射入输出用光纤13的光的光轴偏移的精度，并可以高精度控制光衰减量。
(3)可以连续地并无级变化光衰减量。
(4)如光闸方式的可变光衰减器那样，不发生衍射等，不产生波长依存性等不便。
(5)由于不使用昂贵的光学元件，所以可以以低成本制造。
图8是表示上述实施方式的变形例的分解立体图，与图3同样，表示将反射镜部件17和驱动器18与光纤阵列14分离的状态。在该可变光衰减器11中，通过等腰直角三角形的玻璃或塑料制的三角棱镜构成反射镜部件17，通过成90度的角度正交的边面和空气的界面构成反射镜15以及16。另外，在三角棱镜的斜面(与输入用光纤12、输出用光纤13相对的面)17a上，最好预先施加由电介质多层膜等构成的无反射(AR)涂层。
但是，在该变形例的可变光衰减器11中，通过由驱动器18使三角棱镜构成的反射镜部件17直动，如图9(a)、(b)、(c)所示那样，可以调整光衰减量。即，如图9(a)所示，在反射镜部件17的中心和光纤阵列14的中心一致的状态下，从输入用光纤12射出的光27通过出射透镜23变换为准直光(光束直径100μm)，并且射入反射镜部件17内部的光27被反射镜15全反射，再被反射镜16全反射后射出到反射镜部件17的外部，大致所有光束都射入入射透镜24，由入射透镜24会聚的光27射入输出用光纤13，向外部传播。这是光衰减量最小的状态。
如图9(b)所示，通过驱动器18使反射镜部件17向空心箭头方向(侧方向)少许移动时，从输入用光纤12射出的光27射入反射镜部件17内，在反射镜部件17内被反射镜15、16两次全反射后，只有一部分射入输出用光纤13。这是光衰减量为中间的状态。
如图9(c)所示，使反射镜部件17向空心箭头的方向移动与入射透镜24相等的距离时，从输入用光纤12射出的光27射入反射镜部件17，在反射镜部件17内被反射镜15、16两次全反射后，大致整体照射到入射透镜24外部。这是光衰减量最大的状态。
这样，如果使用棱镜作为反射镜部件17，则由于可以使用市场销售的棱镜，所以可以使部件成本降低。
另外，在本实施方式中，使用驱动器18相对光纤阵列14移动反射镜部件17，但相反地，可以使反射镜部件17静止并利用驱动器18移动光纤阵列14移动。
(第二实施方式)图10是表示本发明的第二实施方式的可变光衰减器31的平面图。该可变光衰减器31具有监视输出功能。光纤阵列14保持由单模光纤(芯直径约10μm)构成的输入用光纤12以及输出用光纤13，同时保持多模光纤(芯直径约50μm)构成的监视用光纤32，监视用光纤32位于接近输出用光纤13的位置。另外，在透镜阵列22的前面设置有监视器透镜33，监视器透镜33配置在与入射透镜24相邻的位置上。对监视器透镜33和监视用光纤32进行调芯使其光轴一致。关于其它的结构，因为与图2所示的第一实施方式相同，所以省略说明。
图11是说明可变光衰减器31的动作及其作用的图。图11(a)表示相互对置的反射镜部件17的中心和输入用光纤12以及输出用光纤13的中间一致的状态，从输入用光纤12射出的光由出射透镜23变换成准直光，从出射透镜23射出的光27被反射镜15反射，进而被反射镜16反射后，大致所有光束射入入射透镜24，由入射透镜24会聚的光27射入输出用光纤13。由此，在该状态(光轴偏移最小的状态)下，输出用光纤13的受光量为最大。另一方面，由于光27没有射入监视器透镜33，所以监视用光纤32的受光量最小。
图11(b)表示通过驱动器18使反射镜部件17沿空心箭头所示的方向(侧方向)少许移动的状态。在该状态下，从输入用光纤12射出的光27被反射镜15、16反射后，只有一部分射入输出用光纤13，而且该光27的一部分射入监视用光纤32。从而，在该状态下，射入输出用光纤13的光量减少，射入监视用光纤32的光量增加。
图11(c)表示使反射镜部件17沿空心箭头的方向移动与入射透镜24的半径相等的距离的状态。在该状态下，从输入用光纤12射出的光27被反射镜15、16反射后，大致整体都照射到监视器透镜33，几乎不射入输出用光纤13。另一方面，监视用光纤32的受光量为最大。
在本发明的可变光衰减器31中，因为在图11(a)的状态和图11(c)的状态之间的移动范围中，通过使反射镜部件17向侧方向的一方(图11的下方)移动可以增大光衰减量，相反地通过使反射镜部件17向侧方向的另一方(图11的上方)移动可以减少光衰减量，所以可以通过驱动器18使反射镜部件17移动并精密地控制反射镜部件17的停止位置来精密地调整光衰减量。而且，因为输出用光纤13的受光量(或光衰减量)和监视用光纤32的受光量之间具有一定的关系，所以通过作为监视信号输出监视用光纤32的受光量，可以监视可变光衰减器31的光衰减量，并可以进行高精度的反馈。从而，通过将该监视信号向驱动器18反馈，可以更高地提高光衰减量的调整精度。
图12表示在与图7相同的条件下测定的、射入入射透镜24的光的光轴和透镜24的光轴之间的光轴偏移与输出用光纤13中的光量衰减量以及监视用光纤32中的光量衰减的关系。另外，图12中的监视用光纤32中的光衰减量是指以输出用光纤13中的最大的受光量为基准，并且是从监视用光纤32的受光量计算出的光衰减量(因此，图12的纵轴可以考虑为上方取正向的对数刻度的受光量。)。从该测定结果可知，射入输出用光纤13的光伴随光轴的偏移而衰减，同时可以确认监视用光纤32的受光量增加的情况，输出用光纤13的光衰减量和监视用光纤32的受光量之间具有一定的关系，如果知道监视用光纤32的受光量，则可以知道可变光衰减器31的光衰减量。
输入用光纤12以及输出用光纤13使用单模光纤，监视用光纤32使用多模光纤，光纤阵列14成为混合光纤阵列，但这是由于监视器的受光灵敏度提高。通常，通信用的光纤使用单模光纤，因此输入用光纤12以及输出用光纤13使用单模光纤。另一方面，监视用光纤32不用于通信，而仅用于内部的光量测定，所以多模光纤也没问题。而且，如图13(a)、(b)所示，由于多模光纤(芯直径约50μm)比单模光纤(芯直径约10μm)的芯34的直径大，所以具有可以集中宽范围的光的优点，在用于监视器的情况下，可以提高监视器的受光灵敏度的多模光纤是有效的。
另外，这里使用多模光纤作为监视用光纤32，但也可以使用单模光纤。
(第三实施方式)在第二实施方式的可变光衰减器31中，如果射入入射透镜24的光的光轴与入射透镜24的光轴一致，则大致所有的光射入输出用光纤13，如果射入监视器透镜33的光的光轴与监视器透镜33的光轴一致，则大致所有的光射入监视用光纤32。但是，如果射入光纤阵列14的前面的光27的光轴与入射透镜24的光轴或监视器透镜33的光轴都不一致时，如图14所示，光27的一部分射入输出用光纤13，另一部分射入监视用光纤32，但剩余的一部分(图14中施加斜线的区域)不射入监视用光纤32，使监视器灵敏度下降。而且，不仅监视灵器敏度下降，而且还存在如下的问题，即，通过该光照射光纤阵列的前面，光纤阵列14的温度上升，可变光衰减器31的温度升高。
图15是本发明的第三实施方式的使用可变光衰减器的光纤阵列14的正面图。本实施例考虑到上述问题，使用将入射透镜和监视器透镜一体接合的混合透镜35。该混合透镜35将图16(c)所示的形状的入射透镜24a和监视器透镜33a结合一体化，具有如图16(a)、(b)所示的正面形状和下面形状。首先说明入射透镜24a的形状。图16(c)所示的入射透镜24a的内侧轮廓的圆37表示半径与准直光的光束截面的半径相等的圆(这与图14所示的入射透镜24的外形相同。)。另外，外侧轮廓的圆36表示适当比圆37大的圆，其成为入射透镜24a的外径。圆36的中心和圆37的中心一致，入射透镜24a的光轴也与该中心一致。入射透镜24a为从以圆36为外形的球面或非球面透镜在180度的范围内除去圆37的外侧的区域的形状。图16(c)中所示的监视器透镜33a的轮廓的圆38也可以是与光束截面的半径相比充分大的圆(严格地说，为比后述的监视器聚光范围大的圆。)，监视器透镜33a为从以圆38为外形的球面或非球面透镜除去入射透镜24a的重合区域的形状。而且，构成混合透镜35，其成为使入射透镜24a的一部分嵌入监视器透镜33a中被除去一部分的部分的形状。另外，如图16(b)所示，输出用光纤13与入射透镜24a的光轴一致，监视用光纤32与监视器透镜33a的光轴一致。
图17表示上述混合透镜35的更详细的设计例。首先，绘制半径等于光束的直径的圆37?；嬷瓢刖队牍馐闹本断嗟鹊脑?9，使其与圆37外接。接着，绘制与圆39外接，并通过经过圆37的中心的垂线(直线40)与圆37的交点的圆41。进而，绘制与圆37同心圆的大圆36，除去圆37外部之中的直线40的一侧而决定入射透镜24a的形状。另外，绘制与圆39同心圆的大圆38，从圆38除去与入射透镜24a重合的区域而决定监视器透镜33a的形状。接着，切除在圆36的中心具有光轴的球面或非球面透镜的一部分而成为如上述的入射透镜24a的形状。另外，将在圆38的中心具有光轴的球面或非球面透镜的一部分切除而成为如上述的监视器透镜33a的形状。从圆41内除去了圆37的区域为监视器聚光区域42，准直光的直径为100μm时，监视器聚光区域42为直径大约175μm的区域。
混合透镜35应用非球面透镜制造技术而以一体结构制作。也可以粘贴个别制作的两个透镜24、33，但由于结合部分产生光的损失，所以最好一体成形。
图18(a)、(b)、(c)、(d)是说明混合透镜35的准直光的分割推移的情况的图。如图18(a)所示，光27射入圆37内时，几乎所有的光27射入入射透镜24a而被入射透镜24a会聚，并射入输出用光纤13。而光27向监视器透镜33a侧稍微移动时，由于光27的照射区域从圆37中溢出，所以圆37内的光27被入射透镜24会聚并射入输出用光纤13，但从圆37溢出并进入监视器聚光区域42的光27全部被监视器透镜33a会聚，并被监视用光纤32接收。进而，光27较大移动，光27的照射区域的大部分从圆37溢出时，圆37内少许的光27被入射透镜24会聚并射入输出用光纤13，而从圆37溢出并进入监视器聚光区域42的大部分的光27被监视器透镜33a会聚，并被监视用光纤32接收。光27的照射区域完全从圆37中溢出时，大致所有的光27被监视器透镜33a会聚，并被监视用光纤32接收。
在这些中的任何一个状态下，可知从入射透镜24a溢出的光(例如图17所示的光27)全部被监视器透镜33a会聚并被监视用光纤32接收，并用于监视。从而，如图14所示，没有既不被入射透镜24接收也不被监视器透镜33接收的光，监视器灵敏度和监视精度上升。而且，可以防止其引起可变光衰减器31温度上升。
根据上述的动作可知，作为入射透镜24a，只要是用圆37表示的球面或非球面透镜就可以，作为监视器透镜33a，只要是从由圆41表示的球面或非球面透镜除去圆37的部分的透镜就可以，但在本实施方式中，入射透镜24a比圆37大，监视器透镜33a也比监视器聚光区域42的区域大。这是由于从圆37的区域和监视器聚光区域42溢出的微弱的光也由混合透镜35会聚，并射入输出用光纤13或监视用光纤32，光纤阵列14等的温度上升稍微减少。
另外，现有的可变光衰减器没有监视功能。因此，如图19所示，可变光衰减器43的后级连接使从可变光衰减器43输出的光分光为99∶1的分离器44，使用99％的光作为输出光，利用1％的光作为监视输出。但是，在这样的结构中，有输出光损失的问题和监视精度差的问题。前者的问题是由于，在这样的方法中将来自可变光衰减器43的输出分割为99∶1，来自分离器44的输出成为来自可变光衰减器43的输出的99％，必然损失1％的输出。而且，后者的问题是监视输出的光量仅为来自可变光衰减器43的输出的1％，不得不使用该1％的光计算剩余的99％的光，所以监视精度低，即使进行反馈控制，输出光量的校正精度也低。
与此相对，本发明的第二以及第三实施方式中，来自可变光衰减器的输出被100％输出到后级，所以光输出的损失少。而且，可变光衰减器的输入和输出的差成为监视输出，所以监视光量(绝对值)增大，可以对光衰减量进行高精度的控制。特别在使用了混合透镜35的第三实施方式中，几乎没有光的损失，所以可以进一步高精度地控制。
(第四实施方式)图20是本发明的第四实施方式的示意方框图，表示控制电路内置可变衰减器45?？刂频缏纺谥每杀渌ゼ跗?5包括驱动器18、反射镜部件17、光纤阵列14，通过这些部件构成如第三实施方式那样的带有监视功能的可变光衰减器?？刂频缏纺谥每杀渌ゼ跗?5还包括驱动电路46，其用于驱动驱动器18；控制电路47，其通过驱动电路46控制驱动器18，并控制返回光纤阵列14的准直光的光轴偏移；光电二极管(PD)等受光元件48，其接收从光纤阵列14的监视用光纤32输出的监视光；以及放大电路49，其对来自受光元件48的输出信号进行放大从而对控制电路47输入反馈信号。而且，控制电路47通过控制电压或控制信号与上一级系统50通信。
接着，说明通过控制电路内置可变衰减器45调整光衰减量的控制动作。图22是表示该控制动作的流程图。在调整或再调整光衰减量时，控制电路47首先对驱动电路46输出控制信号驱动驱动器18，如图21(a)所示，使反射镜部件17停止在返回光纤阵列14的光全部射入监视器透镜33的位置(或者监视由受光元件48接收的监视光，并且在监视光的光量最大的位置)(步骤S1)。将此时的监视用光纤32的受光量视为光输入的入射光量I1存储在存储器中(步骤S2)。接着，根据该入射光量I1的值运算可以将光输出保存为标准值O1的光衰减量。
接着，控制电路47对驱动电路46输出控制信号(控制电压)以便成为运算出的光衰减量(步骤S3)，通过驱动电路46利用驱动器18返回反射镜部件17(步骤S4)。如图21(b)所示，反射镜部件17停止在成为这样运算出的光衰减量的位置时，由受光元件48测定从输出用光纤13错开并射入监视用光纤32的光量(步骤S5)，由放大电路49放大从受光元件48输出的信号从而作为监视信号反馈给控制电路47?？刂频缏?7根据该监视信号计算监视光的光量O2，进而计算来自输出用光纤13的出射光量O3＝I1-O2。
判定该出射光量的运算值O3是否等于标准值O1(步骤S6)，在不相等的情况下，控制电路47比较根据监视光的光量O2计算出的出射光量O3和标准值O1，并为使出射光量接近标准值O1而对反射镜部件17的位置进行反馈控制，并校正出射光量。
另外，在光轴偏移小的区域中，由于监视用光纤32的受光量小，所以难以看出光轴偏移为0的位置，或监视用光纤32的受光量为0的位置。在这样的情况下，只要根据监视用光纤32的受光量接近0之前的监视光量的变化率和预先存储的数据，预测监视光量为0的位置就可以。
(第五实施方式)图23是本发明的第五实施方式示意方框图，表示控制电路内置可变衰减器145。该控制电路内置可变衰减器145包括驱动器18、反射镜部件17、透镜阵列22、光纤阵列14等，由此构成如第三实施方式那样的带有监视功能的可变光衰减器?？刂频缏纺谥每杀渌ゼ跗?45还包括驱动电路46，其用于驱动驱动器18；控制电路47，其通过驱动电路46控制驱动器18，并控制返回光纤阵列14的准直光的光轴偏移?？刂频缏?7通过控制电压或控制信号与上一级系统50通信?？刂频缏纺谥每杀渌ゼ跗?45还包括光电二极管(PD)等受光元件48，其接收从光纤阵列14的监视用光纤32输出的监视光；分光器147，其使从输入用光纤12射入光纤阵列14的光的一部分进行分光并取出；发光二极管(PD)等受光元件148，其接收从分光器147分光的光；放大电路49以及149，其放大来自受光元件48、148的监视信号；以及运算电路146。该分光器147由半透半反镜或分离器等构成。
接着，说明通过该控制电路内置可变衰减器145调整光衰减量的控制动作。图24为表示该控制动作的流程图。分光器147在光纤阵列14侧和受光元件148侧分别以m∶n的比例使入射光分光。此时，射入从输入用光纤12的入射光量设为I4时，从分光器147向受光元件148分光的光的光量I5为
I5＝n·I4/(m+n)，被送到光纤阵列14侧并从输入用光纤12的前端射出的光的光量I1为I1＝m·I4/(m+n)＝(m/n)I5。因此，在控制电路内置可变衰减器145中，通过分光器147使从输入用光纤12射入的入射光的一部分向受光元件148侧分光(S11)，如果用受光元件148计测被分光的光量I5，则通过运算电路146以I1＝(m/n)I5求出射入反射镜部件17的光的入射光量I1，求出的入射光量I1的值被送到控制电路47(S12)。
接着，通过控制电路47根据入射光量I1的值运算可以将光输出保持为标准值O1的光衰减量?？刂频缏?7为使其成为算出的光衰减量而对驱动电路46输出控制信号(控制电压)(步骤S13)，通过驱动电路46由驱动器18使反射镜部件17移动(步骤S14)。反射镜部件17停止在成为这样运算出的光衰减量的位置时，由受光元件48测定射入监视用光纤32的光量O2(步骤S15)，并将从受光元件48输出的监视信号反馈给运算电路146。运算电路根据从受光元件148接收的入射侧监视光的光量I5运算入射光量I1＝(m/n)I5，同时根据从受光元件48接收的出射侧监视光的光量O2运算输出用光纤13的出射光量O3＝I1-O2。
判定该出射光量的运算值O3是否等于标准值O1(步骤S16)，在不相等的情况下，控制电路47比较根据监视光的光量O2计算出的出射光量O3和标准值O1，并为使出射光量接近标准值O1而对反射镜部件17的位置进行反馈控制，并校正出射光量。
根据本实施方式，可以时常监视入射光量I1，所以在入射光量变动时也可以实时求出入射光量I1并正确控制出射光量使其与标准值O1相等。
(第六实施方式)图25是表示本发明的第六实施方式的示意方框图，表示用于实现定衰减量控制的控制电路内置可变衰减器245。该控制电路内置可变衰减器245也包括由驱动器18、反射镜部件17、光纤阵列14构成的如第三实施方式那样的带有监视功能的可变光衰减器?？刂频缏纺谥每杀渌ゼ跗?45还包括驱动电路46，用于驱动驱动器18；控制电路47，其控制驱动器18，并控制返回光纤阵列14的准直光的光轴偏移；受光元件48，其接收从光纤阵列14的监视用光纤32输出的监视光；放大电路49，其对来自受光元件48的输出信号进行放大从而对控制电路47输入反馈信号。
接着，说明通过该控制电路内置可变衰减器245将光衰减量保持为一定的控制动作。图26(a)、(b)是说明通过本实施方式的控制电路内置可变衰减器245进行定衰减控制的原理的图。使用如所述那样的混合透镜35时，从输入用光纤12射入反射镜部件17的入射光量I1和向输出用光纤13射出的出射光量O3以及由监视用光纤32接收的监视光量O2之间有入射光量I1＝[出射光量O3]+[监视光量O2]的关系，所以如果控制控制电路内置可变衰减器245以使监视光量O2为一定值，则[入射光量I1]-[出射光量O3]＝一定值(监视光量O2)。因此，在如图25所示的控制电路内置可变衰减器245中，如果以使由受光元件48接收的监视光量O2为一定而对其进行控制，则出射光量O3＝[入射光量I1]-[一定衰减量]。即，即使入射光量如从图26(a)的状态变化到图26(b)的状态那样变动，也可以不考虑入射光量的变化而经常从输出用光纤13侧输出伴随一定的衰减量的出射光量。
图27是说明在图25的控制电路内置可变衰减器245中进行定衰减量控制的顺序的流程图。根据该流程图说明定衰减量控制时，首先从上一级系统50等对控制电路47输入衰减量的要求值ΔD。衰减量的要求值ΔD被指定时，控制电路47存储该要求值作为监视光量O2的要求值(步骤S21)。接着，通过受光元件48测定当前的监视光量O2(步骤S22)，通过放大电路49放大从受光元件48输出的信号从而作为监视信号反馈给控制电路47?？刂频缏?7掌握当前的监视光量O2时，通过驱动电路46由驱动器18移动反射镜部件17以使该监视光量O2等于要求值ΔD(步骤S23)。
这样，在控制反射镜部件17以使监视光量O2与运算的要求值ΔD相等之后，进一步测定射入监视用光纤32的监视光量O2(S24)。而且，判定测定的监视光量O2是否等于要求值ΔD(步骤S25)，在不相等的情况下，控制电路47比较测定的监视光量O2和其要求值ΔD，并对反射镜部件17的位置进行反馈控制以使监视光量O2接近要求值ΔD，并校正监视光量O2。
图28是表示使用可变光衰减器43进行定衰减控制用的现有的结构的图。在该现有方式中，可变光衰减器43的前后分别连接分离器44a、44b，将射入可变光衰减器43的光的一部分从分离器44a取出而由受光元件246监视，从分离器44b取出来自可变光衰减器43射出的光的一部分而由受光元件247监视。然后，根据由受光元件246计测的监视光量求出射入可变光衰减器43的入射光量，根据由受光元件247计测的监视光量求出从可变光衰减器43射出的出射光量，将从该入射光量减去出射光量的差值与衰减量的要求值ΔD进行比较，在入射光量和出射光量的差分值和衰减量的要求值ΔD不相等的情况下，对出射光量进行反馈控制以使入射光量和出射光量的差值和衰减量的要求值ΔD相等。
因此，在现有的方式中，与图19的现有例说明的同样，有光输出为0的问题和监视精度差的问题。根据这里说明的本发明的实施方式，可以消除这样的问题。
(第七实施方式)图29或图30是表示本发明的第七实施方式的可变光衰减器51的结构的示意平面图。在该可变光衰减器51中，反射镜部件由固定反射镜部件52和可动反射镜部件53构成，固定反射镜部件52上形成相对于从输入用光纤12射出的光的光轴具有45°的倾斜度的反射镜54，在可动反射镜部件53上形成相对于反射镜54倾斜成90度的角度的反射镜55。固定反射镜部件52相对于光纤阵列14静止，但可动反射镜部件53可以通过驱动器相对于光纤阵列14在与光轴并行的方向上，或者正交的方向上直线运动。
图29(a)、(b)表示使可动反射镜部件53向与光纤阵列14的光轴正交的方向滑动的结构。图29(a)表示从输入用光纤12射出的光27被出射透镜23变换为准直光之后，被反射镜54以及反射镜55反射，所有的光束被入射透镜24会聚而射入输出用光纤13的情况。在图29(b)中如空心箭头所示，使可动反射镜部件53向侧方向移动时，从输入用光纤12射出的光27被反射镜54、55反射后，只有一部分被入射透镜24会聚而射入输出用光纤13。因此，在该状态下，射入输出用光纤13的光量减少。
另外，图30(a)、(b)表示使可动反射镜部件53向与光纤阵列14的光轴平行的方向滑动的结构。图30(a)表示从输入用光纤12射出的光27被出射透镜23变换为准直光之后，被反射镜54以及反射镜55反射，所有的光束被入射透镜24会聚而射入输出用光纤13的情况。在图30(b)中如空心箭头所示，使可动反射镜部件53向前后方向移动时，从输入用光纤12射出的光27被反射镜54、55反射后，只有一部分被入射透镜24会聚而射入输出用光纤13。因此，在该状态下，射入输出用光纤13的光量也减少。
另外，从这些实施方式可知，由于固定反射镜部件仅进行将光的方向偏转的工作，所以如果保持光纤阵列以使两根光纤互成90度的角度，则只需要一个反射镜就可以(即，可以省略固定反射镜部。)。
(第八实施方式)图31是表示本发明的第八实施方式的可变光衰减器62的结构的示意平面图。该可变光衰减器62由以下部件构成固定反射镜部件56，其具有互成90度的角度而谷状地对置的两个反射镜57、58；可动反射镜部件59，其具有互成90度的角度而峰状配置的两个反射镜60、61?？啥瓷渚挡考?9从反射镜57、58之间的谷部的深处直线出入。
但是，如图31(a)那样在可动反射镜部件59进入的情况下，从输入用光纤12射出并被出射透镜23准直化的光27被反射镜57、58反射之后，全部被入射透镜24会聚并射入输出用光纤13。如图31(b)所示，通过驱动器使可动反射镜部件59滑动并使其在光27的光路上稍微突出时，被反射镜57反射的光的一部分被反射镜60遮挡，被反射镜60反射的光27被监视用光纤32会聚并射入监视用光纤32。另一方面，射入输出用光纤13的光量减少。进而，使可动反射镜部件59突出时，如图31(c)那样，射入输出用光纤13的光进一步减少，射入监视用光纤32的光量进一步增加。由驱动器使可动反射镜部件59增大突出而完全遮断了被反射镜57反射的光27的光路时，光27不射入输出用光纤13，大致所有的光射入监视用光纤32。
从而，通过这样的结构的可变光衰减器62可以实现具有监视功能的可变光衰减器。
另外，在上述实施方式中，在可动反射镜部件59的两面上形成反射镜60、61，但也可以没有反射镜61。即，形成反射镜61的面也可以不成为反射镜，或者既可以具有也可以不具有形成反射镜61的倾斜面本身。
(驱动器的结构)接着，说明上述驱动器18，特别是具有自身保持功能的驱动器的具体结构。图32是使用超小型的音圈电机(VCM)63的驱动器。在弯曲成音叉状的磁轭64的上下内面分别安装磁铁65、66，在磁铁65、66之间产生磁场。音圈67将线圈卷成环状而固定，音圈67内插入一侧的磁铁65和磁轭64，音圈67以小的力量沿磁铁65滑动。但是音圈67中流过电流时，通过音圈67中产生的结构力，音圈67根据电流的方向而向任何方向移动。因此，如果使用任何的连接部件连接音圈67和反射镜部件17，则可以通过音圈电机63使反射镜部件17直线滑动。
这样的超小型音圈电机用于光拾取器，应用CD或MD等用途所使用的音圈电机技术可以小型并精密地制作。由于小型、响应性高、可以进行细微的进给(μm级)，所以音圈电机作为驱动器是有效的。其中，音圈电机通过复位弹簧被推向原来的方向，由于推力仅在电流流动期间作用而产生位移，所以最好附加锁定机构，以便即使电流切断也可以保持状态。
锁定机构一般可以由磁路构成。例如，可以使用如图33所示的(也可参照图51)锁定机构68。该锁定机构68包括板簧69、线圈70、磁体71，弯曲的板簧69的基端部固定在保持部74上。而且，板簧69的前端部内面安装有线圈70，线圈70与磁体71对置?？啥?2位于板簧69的前端部之下，可动部72通过板簧69的弹簧应力被按压在前端部。另一方面，基座73的上面竖立的保持部74上固定由具有弹性的电线75的一端，电线75的另一端与可动部72连接?？啥?2通过电线75的弹性被推压而从基座73上升离开，按压力通过板簧69而增强。
因此，在没有对线圈70通电时，可动部72通过板簧69的前端靠压在基座73上，不能移动地固定。在想要解除锁定时，使电流流过线圈70而在线圈70和磁体71之间产生电磁引力。线圈70通过电磁引力被吸引到磁体71的上部时，板簧69的前端部抬起而可动部72从基座73浮起，可以移动可动部72。从而，通过事先连接可动部72和音圈电机63的音圈67，可以对音圈67附加锁定机构。
另外，如果在板簧69和可动部72之间，或者可动部72和基座73之间插入硅片，或者预先用硅片形成各接触部分，则可以缓和冲击，同时提高摩擦产生的保持力。
在锁定机构中，除此以外，可以用使用凸轮辊的方法、使用油压的方法、使用形状记忆合金的方法等任何的方法。只要考虑保持力、消耗功率、安装空间等而选择就可以。
(驱动器的另一个结构)另外，如果驱动器小型且可以线性驱动，则必然是该方式。例如，也可以是利用压电元件的急速变形的压电驱动器。如图34所示，该驱动器76介由压电元件78连接移动物体77和负荷部79。如图34(a)至图34(b)所示，在使该驱动器76后退的情况下，压电元件78慢慢收缩。由于压电元件78慢慢收缩，所以移动物体77由于与台面80的摩擦而成为静止状态停止移动，仅负荷部79向后方移动。接着，如图34(c)所示，使压电元件78的收缩快速停止时，由于质量大的负荷部79的惯性，驱动器76整体向后方移动。接着，使压电元件78快速伸张时，质量大的负荷部79由于惯性而无法移动，所以使移动物体77向后方移动。通过多次重复这样的如图34(a)～(d)那样的动作，驱动器76向后方以微小距离一点一点移动。而且，同样也可以使驱动器76向前方移动。但是，在这样的驱动器76中，在不驱动压电元件78时，可以静止在任意的位置，可以进行与锁定机构同样的动作。
(另一个驱动器的结构)也可以使用超声波直线电机81作为驱动器。图35是将超声波直线电机81的局部放大表示的图。超声波直线电机81包括弹性材料构成的定子82和与定子82的表面接触的滑块83。驱动超声波直线电机81时，定子82的表面粒子如图所示那样，进行椭圆运动，由此瑞利波(レ一レイ波)在定子82的表面传播，由于定子82和滑块83之间的摩擦，而使滑块83沿定子82的表面移动。因此，只要将反射镜部件17固定在该滑块83上就可以。另外，在超声波直线电机81没有被驱动的情况下，滑块83不因定子82与滑块83之间的摩擦而运动，所以超声波直线电机81具备与锁定机构同样的作用。
(驱动器的又一结构)作为驱动器，也可以应用小型照相机或小型摄影机所使用的微型步进电机技术。如图36所示的驱动器将在步进电机84的旋转轴上设置的丝杠85插入反射镜部件17上设置的螺母(内螺纹孔；未图示)。如果反射镜部件17不旋转，则通过由步进电机84使丝杠85旋转，可以使反射镜部件17沿步进电机84的轴向移动。
另外，图37所示的部件将步进电机84的旋转轴上安装的蜗轮蜗杆装置86配置为与步进电机84的旋转轴正交，并使其与轴支承的丝杠咬合。根据该驱动器，通过介由蜗轮蜗杆装置86利用步进电机84使丝杠85旋转，可以使反射镜部件17沿与步进电机84的轴向正交的方向移动。
(其它的锁定机构的结构)
接着，说明通过音圈电机等驱动器使反射镜部件17移动之后，即使切断驱动器的电源，也可以将反射镜部件17保持在该位置的锁定机构68的其它的实施方式。
图38是表示其它的锁定机构68的分解立体图，图39(a)、(b)是可动部下降时的侧面图以及平面图，图40是可动部上升时的侧面图。在该锁定机构68中，在基板111的上面中央部设置有驱动部112。驱动部112中，在外壳113内的上部由轴115可自由转动地支承转动板114，转动板114在外壳113的上面露出。在转动板114的一个端部上面设有突起116。该驱动部112通过电信号使转动板114旋转，切换转动板114的倾斜方向。
该驱动部112在电源接通时，转动板114倾斜以使突起116向上方突出，电源切断时，转动板114倾斜以使突起116向下方缩回?；蛘?，该驱动部112也可以是自身保持型，在该情况下，在驱动转动板114时需要电力，但在将转动板114转动规定角度之后，即使切断电力，转动板114也可以自身保持，固定在该状态。这样的自身保持型驱动部112，例如在自身保持型电磁继电器(自锁继电器)等中，可以使用驱动接点弹簧所使用的机构部，内部内置有由于通电而被励磁并驱动转动板电磁铁、用于在非通电时将转动板锁定在该角度的锁定机构等。下面说明驱动部112不是自身保持型的结构。
在驱动部112的后面，在基板111的上面设置弹簧支承部117，在弹簧支承部117的前面两侧部分别固定多根线状弹簧118的基端部。另外，在驱动部112的前方配置可动部119，可动部119与多根线状弹簧118的前端部连接，并由线状弹簧118弹性支承。在不施加外力的情况下，可动部119通过线状弹簧118的弹性以从基板111浮起的状态被保持在规定的高度。在可动部119的正面固定有反射镜部件117。
驱动部112在被线状弹簧118支承而从基板111浮起的状态下，可以使用音圈电动机等驱动器横向移动。制动器120分别从可动部119的两侧部向驱动部112的两侧面突出，通过抵接到驱动部112等上而限制可动部119的横向移动的范围。
弹簧支承部117的上面固定有弹性部件121。弹性部件121通过板簧形成大致T字状，基端部的宽度变宽的部分被固定在弹簧支承部117的上面。另外，弹性部件121的前端部下面设置有突起122，弹性部件121的前端部以及突起122与可动部119的上面对置。转动板114的前端部上设置的突起116与弹性部件121的前部下面对置。该弹性部件121按压可动部119的力比线状弹簧118抬起可动部119的力大，在转动板114没有对弹性部件121施加力的状态下，弹性部件121通过突起122压下可动部119，将可动部119靠压在基板111上并锁住使其不能移动。
但是，如图39(a)所示，在驱动部112切断电源，转动板114在设置突起116侧下降的情况下，可动部119由弹性部件121按压而下降，靠压在基板111上并被锁住。
另一方面，如图40所示，将驱动部112的电源接通而驱动转动板114，使其在设置突起116的一侧向上突出的情况下，弹性部件121被突起116压起而弯曲，弹性部件121的突起122离开可动部119，可动部119通过线状弹簧118的弹力而从基板111浮起。因为在该状态下可以通过驱动器在横向上移动可动部119，所以通过由驱动器驱动安装有反射镜部件17的可动部119，可以自由调整光衰减量。
如果将光衰减量调整为所希望的值，则驱动部112的电源切断时，转动板114再次逆转而突起116下降。其结果，可动部119通过弹性部件121的弹力被按压而靠压在基板111上，被再次锁住。因此，如果使用这样的锁定机构68，则仅在通过驱动器使反射镜部件17移动时对驱动部112通电就可以，没有必要在对反射镜部件17进行位置调整而锁住可动部119之后对驱动部112通电，可以将锁定机构68省电化。
(另一个锁定机构的结构)图41(a)、(b)是另一个锁定机构68的可动部119上升时的侧面图以及平面图，图40是可动部119下降时的侧面图。本实施例的锁定机构68具有与图38所示的实施方式大致相同的结构，但转动板114以及弹性部件121结构与图38不同。在本实施方式中，在基板111的两侧端边缘竖立一对支柱123，通过支柱123自由转动地支承固定在弹性部件121的中央部下面的转动轴124的两端部。从而，弹性部件121以转动轴124为中心转动。在驱动部112的上面露出的转动板114的后端部设有突起116，该突起116与弹性部件121的后部(比转动轴还靠后)下面相对。驱动部112在电源切断时，转动板114以使突起116向上突出的方式倾斜，在电源接通时，转动板114以使突起116向下方缩回的方式倾斜。
但是，驱动部112在电源切断的情况下，如图42所示，转动板114倾斜而设置突起116的后部向上方突出，所以弹性部件121的后部被突起116向上方压起，由于该逆动，弹性部件121的前部设置的突起122将可动部119弹性地按压。其结果，可动部119被靠压在基板111上，并被锁住不能横向运动。
与此相对，将驱动部112接通电源时，如图41(a)所示，转动板114逆转而设置突起116的后部下降并从弹性部件121离开，所以安装有反射镜部件17的可动部119被线状弹簧118抬起，通过驱动器而可以横向移动。
这样，由驱动器驱动可动部119而调整了反射镜部件17的位置之后，再次将驱动部112的电源切断时，突起116上升而压起弹性部件121的后部，可动部119靠压在基板111上。从而，在调整了反射镜部件17的位置的状态下，可动部119被锁住不动。
(另一个锁定机构的结构)图43(a)、(b)是用于说明另一个锁定机构68的结构和动作的侧面图。在本实施方式中，如下所述，通过由板簧等弹性体形成驱动部112的转动板114，而使转动板114具有弹性部件的功能。本实施方式中使用的驱动部112中，将转动板114的前部伸到外壳113的外部，进而，在使转动板114转动时，将转动板114的前部弯曲成阶梯状，使转动板114不与外壳113冲突。而且，在转动板114的前端部下面设置突起116，使突起116与可动部119的上面相对。驱动部112在电源切断的状态下，设置突起116的前部下降，在电源接通时，转动板114转动而设有突起116的前部向上方上升。
但是，在驱动部112电源切断的情况下，如图43(b)所示，转动板114的设有突起116的前部下降，可动部119被突起116按压在基板111上而被锁住。与此相对，驱动部112的电源接通时，如图43(a)所示，转动板114倾斜而设有突起116的前部上升到比可动部119的上面还向上的位置，可动部119被线状弹簧118抬起。在该状态下，通过驱动器横向移动可动部119而可以用反射镜部件17调整光衰减量。在调整后，驱动部112的电源切断时，再次成为图43(b)的状态，将可动部119锁定在被调整过的状态。
(另一个锁定机构的结构)图44(a)、(b)是用于说明另一个锁定机构68的结构和动作的侧面图。在本实施方式的锁定机构68中，使用压电驱动器125代替可动部。即，在本实施方式中，在基板111的两侧端边缘竖立一对支柱123，通过支柱123自由转动地支承固定在弹性部件121的中央部下面的旋转轴124的两端部。在弹性部件121的前端部下面设置的突起122与由线状弹簧118支承的可动部119的上面相对。另外，在基板111的后部上面竖立有上下伸缩的压电驱动器125，弹性部件121的后部下面与压电驱动器125的上面接合。
但是，在未对压电驱动器125施加电压的状态下，如图44(a)所示，弹性部件121的后部被压起，由于杠杆原理，弹性部件121的前部向下方转动，突起122被弹性地靠压在可动部119的上面。其结果，可动部119下降而靠压在基板111上并被锁住。与此相对，如图44(b)所示，对压电驱动器125施加电压使压电驱动器125收缩时，弹性部件121的后部拉下，根据杠杆原理，弹性部件121的前部向上方抬起，突起122从可动部119的上面离开。结果，可动部119被线状弹簧118抬起并上升，可动部119横向移动，可由反射镜部件17调整光衰减量。
(另一个锁定机构的结构)图45(a)、(b)是用于说明另一个锁定机构68的结构和动作的侧面图。在本实施方式的锁定机构68中，使用电磁铁127代替可动部。即，在本实施方式中，在基板111的两侧端边缘竖立一对支柱123，通过支柱123自由转动地支承固定在弹性部件121的中央部下面的旋转轴124的两端部。在弹性部件121的前端部下面设置的突起122与可动部119的上面相对，在弹性部件121的后端部下面固定有铁片等磁吸附片126。另外，在基板111的后部上面竖立有电磁铁(电磁线圈)，在弹性部件121的后部下面设置的磁吸附片126与电磁铁127相对。在弹性部件121的前部下面和基板111的上面之间，压缩弹簧128伸张，弹性部件121的前部利用压缩弹簧128以向下方拉下的方式靠压。
但是，如图45(a)所示，在将电磁铁127退磁的情况下，因为弹性部件121的前部由于压缩弹簧128的弹力向下方拉下，故突起122被靠压在可动部119的上面。其结果，可动部119下降而靠压在基板111上并被锁住。与此相对，如图45(b)所示，将电磁铁127励磁时，弹性部件121的后端面设置的磁吸附片126对抗压缩弹簧128的弹力，而被吸附到电磁铁127上，所以由于杠杆原理，弹性部件121的前部被向上方抬起而突起122从可动部119的上面离开。其结果，可动部119被线状弹簧118抬起而上升。因此，通过由驱动器横向移动可动部119，可以用反射镜部件17调整光衰减量。
(具体的产品)图46～图48表示可变光衰减器的具体的产品的组装顺序。在组装中，基板98上预先安装光纤阵列固定部88、驱动器18，并且根据需要而预先安装锁定机构89。接着，如图46所示，在驱动器18上安装固定反射镜部件17。接着，如图47所示，在光纤阵列固定部88上安装光纤阵列14，一边使光从输入用光纤12射出一边进行调芯，如果光纤阵列14的位置固定，则将光纤阵列14固定在光纤阵列固定部88上。之后，如图48所示，在封装90内放置基板98，该基板98上安装光纤阵列14、反射镜部件17、驱动器18等。
图49表示具体的产品方式的一例。这是不包含控制电路的结构例。驱动器18固定在封装90内，反射镜部件17安装在驱动器18上。在光纤阵列固定部88上与反射镜部件17相对，安装有光纤阵列14。光纤阵列14的光纤91(输入用光纤12、输出用光纤13等)通过连接器92以及封盖93向封装90的外部引出。另外，封装90内放置有驱动器18的控制电路46。
图50是包含控制电路的具体的结构例。在该例子中，除了图49的构成元件之外，在封装90内还放置有监视用受光元件48、放大电路49、控制电路47。
图51表示比图49的结构具体的结构。即，使用音圈驱动器94作为驱动器18。即，音圈96与固定在基座87上的磁体95相对，音圈96固定在可动部72上。另外，反射镜部件17也固定在可动部72上。使用如图33所示的结构的锁定机构68作为锁定机构，但图51中仅表示保持部74和电线75以及可动部72，省略了板簧69、线圈70、磁体71?；瞬勘槐３衷诒３植?4的电线75具有弹性，使安装在其前端部的可动部72向上方浮起。另外，可动部72可沿电线75滑动。
但是，在锁住反射镜部件17使其不能移动时，板簧69将可动部72按压在基座87上。在移动反射镜部件17的情况下，将线圈70励磁而将板簧69的前端抬起时(参照图33)，可动部72通过电线75从基板87浮起，音圈96与磁体95对置。接着，将音圈96励磁时，音圈96与可动部72同时滑动，反射镜部件17被调整位置。
图52也是比图49的结构具体的结构，使用由步进电机84和丝杠85、蜗轮蜗杆装置86等构成的如图37所示的结构的驱动器。其中，通过介由蜗轮蜗杆装置86使丝杠85旋转，使载物台99沿丝杠85移动，将反射镜部件17固定在载物台99上。另外，通过在载物台99中插通导向销97，对载物台99进行导向，载物台99可以平缓移动。
接着，说明可变光衰减器的特殊的使用方法。图53是通过将可变光衰减器100的光衰减量设为0％和100％两个值而可以作为接通/切断用开关使用的结构。该可变光衰减器100与图3等所示的第一实施方式的可变光衰减器11具有相同的结构，但反射镜部件17通过驱动器18连贯地在如图53(a)所示所有光束射入入射透镜24的状态和如图53(b)所示所有光束从入射透镜24错开的状态之间移动，而不停留在中间状态。例如，也可以附加如逆转弹簧那样的机构。这样的可变光衰减器100可以考虑为光衰减量为两个值的特殊的可变光衰减器，可以作为接通/切断用开关使用。
图54是平行设置两根输出用光纤的可变光衰减器101，可以作为可变分离器使用。即，光纤阵列14的输出侧互相平行地保持两根输出用光纤13a、13b，两输出用光纤13a、13b的端面上分别对置设置入射透镜24。但是，反射镜部件17位于图54(a)的位置时，从输入用光纤12射出的光100％射入输出用光纤13a，在反射镜部件17位于图54(b)的位置时，从输入用光纤12射出的光以根据反射镜部件17的位置的比例射入输出用光纤13a和输出用光纤13b，反射镜部件17位于图54(c)的位置时，从输入用光纤12射出的光100％射入输出用光纤13b。因此，该可变光衰减器101可以通过使反射镜部件17滑动而任意改变输出用光纤13a和输出用光纤13b的分割比例，并可以作为可变分离器使用。
图55(a)、(b)、(c)是说明所述混合透镜35的制造方法的示意图。这就是所谓的2P(光聚合作用Photo-Polymerization)法，使用紫外线硬化树脂形成透镜。首先，如图55(a)所示，通过注射器等在玻璃基板102上定量滴下紫外线硬化树脂103。接着，从紫外线硬化树脂103之上向玻璃基板102上重叠压模104。在压模104的下面预先设置具有混合透镜35的逆转形状的凹模105。接着，通过将压模104按压在玻璃基板102上而将紫外线硬化树脂103在压模104的凹模105内压实。之后，如图55(b)所示，紫外线通过玻璃基板102照射到紫外线硬化树脂103上，通过使紫外线硬化树脂103硬化而形成混合透镜35。从玻璃基板102剥离压模104时，在玻璃基板102的上面通过紫外线硬化树脂103混合透镜35整体被一体形成。另外，这里仅混合透镜35的成形进行了叙述，但出射透镜23或入射透镜24也同样与混合透镜35同时成形。由此制造透镜阵列22。
在上述压模104的制作中，在例如通过激光加工而制作与混合透镜35具有相同形状的母模之后，通过电铸法等在母模上堆积镍等而制作逆转模。在从母模剥离的逆转模中，形成与压模104的凹模105相同的凹模图形。接着，由逆转模制作母模的复制，进而从该复制而制作压模104。
另外，上述实施方式的说明中记载的数值为一例，本发明不限定于上述数值。而且，在上述实施方式中，使用光纤作为光传输路，但也可以使用光波导。
根据目前所说明的本发明的可变光衰减器，通过驱动器使反射从输入用光传输路射出的光的光反射面直动，这样可以使射入输出用光传输路的光的光轴与输出用光传输路相对移动，并由此可以变化光衰减量。因此，由于是通过驱动器使反射从输入用光传输路射出的光的光反射面直动的简单的结构，所以可以使可变衰减器小型化。另外，由于仅使光反射面直动，所以光反射面移动时的偏差不敏感地响应光衰减率，可以高精度控制光衰减量。
从而，按照本发明，可以通过简单的结构控制光的光衰减量，从而可以廉价地制造光衰减器。
产业上利用的可能性例如，可以用于将比较短距离的光传输用或家用设备之间的光纤连接，而传输数据和信号的用途等。
权利要求
1.一种可变光衰减器，使从输入用光传输路射入的光衰减而向输出用光传输路输出，同时可调整其光衰减量，其特征在于，包括所述输入用光传输路；所述输出用光传输路；光反射面，其将从所述输入用光传输路射出的光向所述输出用光传输路反射；驱动器，其使所述光反射面的整体或一部分，相对于所述输入用光传输路或所述输出用光传输路中的至少一个直线移动。
2.如权利要求1所述的可变光衰减器，其特征在于，所述驱动器可以使所述光反射面的至少一部分、所述输入用光传输路或所述输出用光传输路中的任何一个直线移动，以使向所述出射用光传输路反射的光的光轴相对于所述入射用光传输路的轴心位移。
3.如权利要求1所述的可变光衰减器，其特征在于，包括监视器部，该监视器部接收从所述输入用传输路射出而不射入所述输出用光传输路的光。
4.如权利要求3所述的可变光衰减器，其特征在于，将与所述输出用光传输路的光入射面对置配置的入射透镜和与所述监视器部的光入射面对置配置的监视器透镜一体化。
5.如权利要求3所述的可变光衰减器，其特征在于，具有根据来自所述监视器部的输出校正所述光反射面的位置的功能。
6.如权利要求1所述的可变光衰减器，其特征在于，所述驱动器由音圈电机和锁定机构构成。
7.如权利要求1所述的可变光衰减器，其特征在于，包括具有成90度角度的两个所述光反射面的反射镜部件和使所述反射镜部件直线移动的所述驱动器。
8.如权利要求1所述的可变光衰减器，其特征在于，具有将所述输入用光传输路和所述输出用光传输路平行地并列保持的光纤阵列。
9.如权利要求1所述的可变光衰减器，其特征在于，所述光反射面由折射率不同的透明介质的边界面形成并使光全反射。
全文摘要
一种可变光衰减器，在反射镜部件(17)的前面形成有成90度角度的两个反射镜(15)、(16)。光纤阵列(14)中隔开规定的间隔保持输入用光纤(12)以及输出用光纤(13)，在光纤阵列(14)的前面分别设有出射透镜(23)和入射透镜(24)，使其与输入用光纤(12)以及输出用光纤(13)的端面对置。根据该可变光衰减器，如果通过驱动器(18)使反射镜部件(17)直线运动，则可以由此改变光衰减量。
文档编号G02B6/32GK1666132SQ0381594
公开日2005年9月7日 申请日期2003年6月27日 优先权日2002年7月12日
发明者今井清, 福田一喜, 仲西阳一, 田中宏和, 大西彻也 申请人:欧姆龙株式会社