專利名稱：光學器件的制作方法
本申請基于日本專利申請No.2002-58864，該專利申請的全部內(nèi)容在此被結合參考。
光學開關900是具有兩個輸入和兩個輸出的2×2光學開關，所述開關包括光纖911、921和透鏡912、922以形成輸入端口910a、920a；還包括使經(jīng)過的光束變?yōu)槠叫械墓饫w瞄準儀910、920；以及光纖931、941和透鏡932、942以形成輸出端口930a、940a；以及使經(jīng)過的光束變?yōu)槠叫械墓饫w瞄準儀930、940。
此外，光學開關900裝有帶直角棱鏡951、952的光路開關元件950，用于支承光路開關元件950的支撐板960，用于沿箭頭950a和950b所示方向移動光路開關元件950的諸如螺線管致動器的驅動致動器970，用于導引被驅動致動器970移動的光路開關元件950的導引機構980，以及用于連接驅動致動器970和導引機構980的耦合器990。
光學開關900沿箭頭950a所示方向，由驅動致動器970移動光路開關元件950，并將其從光纖瞄準儀910、920和光纖瞄準儀930、940之間拉出，從而使光纖瞄準儀910、920輸出的光束直接進入光纖瞄準儀930、940。
另一方面，光學開關900沿箭頭950b所示方向由驅動致動器970移動光路開關元件950，并使其插入光纖瞄準儀910、920和光纖瞄準儀930、940之間，于是如

圖10所示，光纖瞄準儀910、920輸出的光束被光路開關元件950的直角棱鏡951、952反射兩次后分別被光纖瞄準儀940、930接收。
也就是說，根據(jù)將光路開關元件950從光纖瞄準儀910、920和光纖瞄準儀930、940之間插入或抽出，光學開關900可以接通或關閉光路，使得光纖瞄準儀910和光纖瞄準儀920輸出的光束分別被光纖瞄準儀930和光纖瞄準儀940接收，或者使得光纖瞄準儀910、920輸出的光束分別被光纖瞄準儀940和光纖瞄準儀930接收。
順便提及，對于光學開關900，在光路中沒有光路開關元件950的情況下，以及在光路開關元件950被設置以用于接通或關閉光路的情況下，都希望插入損失較小。
為了減少接通或關閉光路時的插入損失，假使光路開關元件950被設置在光路中，則需要減少在接收從形成輸入端口910a、920a的光纖瞄準儀910、920以及形成輸出端口930a、940a的光纖瞄準儀930、940輸出的光束時的光束損失。
在光路開關元件950被從光纖瞄準儀910、920和光纖瞄準儀930、940之間拉出的情況下，假使光纖瞄準儀910、920輸出的光束被光纖瞄準儀930、940接收，通過減少光纖瞄準儀910和光纖瞄準儀930的光軸位錯，以及通過減少光纖瞄準儀920和光纖瞄準儀940的光軸位錯，插入損失可以被減少。
此外，在光路開關元件950插入光纖瞄準儀910、920和光纖瞄準儀930、940之間的情況下，假使從光纖瞄準儀910、920輸出的光束被光纖瞄準儀930、940接收，則通過減少從光纖瞄準儀910輸出并被直角棱鏡951反射兩次的光束900a和光纖瞄準儀940的光軸的位錯，并通過減少從光纖瞄準儀920輸出并被直角棱鏡952反射兩次的光束900b和光纖瞄準儀930的光軸的位錯，可以減少插入損失。
這里，假使光路開關元件950沒有被設置在光路中，光纖瞄準儀910和光纖瞄準儀930的光軸的位錯，或者光纖瞄準儀920和光纖瞄準儀940的光軸的位錯可通過操縱并固定光纖瞄準儀910、920、930和940的位置和角度而被調(diào)整。但是，光束900a和光纖瞄準儀940或光束900b和光纖瞄準儀930的光軸的位錯不能被調(diào)整，除非除了對光纖瞄準儀910、920、930和940進行位置調(diào)整以外，還對光路開關元件950的位置和角度進行調(diào)整。
也就是說，在光路開關元件950被插入光纖瞄準儀910、920和光纖瞄準儀930、940之間的情況下，光纖瞄準儀910、920所輸出的光束通過光路開關元件950被光纖瞄準儀930、940接收。因此，相比較光路開關元件950從光纖瞄準儀910、920和光纖瞄準儀930、940之間拉出的情況，當進入光纖瞄準儀930、940時，其更難于減少光纖瞄準儀910、920輸出的光束的損失。
本發(fā)明將結合附圖11而被更詳細地描述。相應地，直角棱鏡951的角951a為90°，角951b為45°。直角棱鏡951的角951a部分的脊線被設為Z軸，光纖瞄準儀910的光軸被設為X軸，繞X、Y和Z軸的旋轉角分別被設為旋轉角θ，φ和。
假使從光纖瞄準儀910輸出并被直角棱鏡951反射兩次的光束900a沿旋轉角φ的方向從光路開關元件950的設計角位錯Δφ，那么光纖瞄準儀940的光軸940b就產(chǎn)生角位錯。
此外，雖然沒有描述，但假使光束900a從光路開關元件950的設計位置產(chǎn)生位錯，或沿旋轉方向θ或沿旋轉方向從同樣的設計角產(chǎn)生位錯，那么光束900a就不會從光纖瞄準儀940的光軸940b處產(chǎn)生角位錯，而是產(chǎn)生位置位錯。
這里，至于從光纖瞄準儀910、920輸出的光束的損失，當進入光纖瞄準儀930、940時，從光軸940b的光束900a和光軸940的角位錯大于從光軸940b的光束900a和光纖瞄準儀940的位置位錯。
例如，假使光束900a的直徑為0.5mm，且可容許的耦合損耗為0.2dB，則光束900a與光纖瞄準儀940的光軸940b之間的角位錯在實際測量中容許達到0.05mm，而光束900a和光纖瞄準儀940的光軸940b之間的位置位錯僅容許為0.02°。
光束900a和光纖瞄準儀940的光軸940b之間的位置位錯借助引導機構980或其它定位工具可被調(diào)整到0.01mm或更小。但是將光束900a和光纖瞄準儀940的光軸940b之間的角位錯調(diào)整到0.02mm或更小，相比較將光束900a和光纖瞄準儀940的光軸940b之間的位置位錯調(diào)整成0.01mm或更小更困難。
至于傳統(tǒng)的光學開關900，為了使光束900a和光纖瞄準儀940的光軸940b之間的角位錯為0.02mm或更小，被稱作精確引導結構的機構被使用在引導機構980中，該機構被設置在具有多于兩個固定引導面的引導元件和配置在多于兩個固定引導面之間的滑塊之間，并支撐光路開關元件950，以形成避開引導元件的空間。
但是，根據(jù)光學開關900，當接通或關閉光路時，存在著難以將光路開關元件950以高度的角精確性插入光路并減少插入損失的問題。
也就是說，精確的引導結構涉及下述問題，即要求固定引導面和滑塊之間的間隙被設計并處理成0.001mm或更小，用以將光路開關元件的角位錯調(diào)整為0.02°或更小，從而引起成本上升和耐力下降。此外，當滑塊移動時，固定引導面和滑塊表面被磨損，從而減小尺寸。簡言之，兩個固定引導表面和滑塊之間的間隙被加寬，且產(chǎn)生機械游隙。機械游隙加大了光路開關元件的傾斜角，增大了光損失，并削弱了光學開關的性能。因而需要能夠抵抗滑塊的各種運動。
作為不同于滑塊支承結構，如精確引導結構的一種結構，可以考慮使用軸承的滾柱軸承結構，但是由于軸承滾珠或支桿由于滑塊的上萬次運動而被磨損，因而保持光路開關元件的精度和滑塊的角度為0.02°或更小就變得極為困難。
為了解決上述問題，本發(fā)明的光學器件包括用于接收外部光束的光輸入部件；用于將光輸入部件接收的光束輸出到外部的光輸出部件；在光輸入部件和光輸出部件之間，設置在光路中的用于改變光束的光變化元件；用于移動光變化元件的驅動部件；通過元件移動裝置引導光變化元件運動的運動引導元件；用于生成磁場的磁場生成裝置，該磁場生成裝置設置在光變化元件壓靠運動引導元件的位置，所述壓靠是借助所生成磁場的磁力完成的。
通過這種結構，由于本發(fā)明的光學器件通過磁力將光變化元件壓靠在引導元件上，光變化元件與設計的角位置間的位錯相比較傳統(tǒng)的光學器件可被控制得很小，從而插入損失被減少。此外，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，有可能防止光變化元件由于外部振動而相對引導元件產(chǎn)生移動。
此外，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，光變化元件的至少一部分是鐵磁質(zhì)，并且當該元件移動并位置改變時，其在磁場生成部件生成的磁場的磁力改變位置形成一凹槽。
通過這種結構，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，由于光變化元件形成有凹槽，使得當光變化元件移動時，在光變化元件與引導元件之間減少摩擦力，這有可能減少光變化元件和引導元件的磨損，并長時間維持插入損失。此外，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，由于凹槽被形成在光變化元件內(nèi)，用以在光變化元件移動時，減少光變化元件與引導元件之間的摩擦，所以這有可能降低元件移動裝置的光變化元件的驅動力并節(jié)約電力。
此外，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，配置多個磁場生成裝置。
通過這種結構，由于本發(fā)明的光學器件裝有多個磁場生成裝置，其磁性在外部環(huán)境中及隨時間的推移有可能減少，其磁性的減少作為整體相較未分成多個部分的磁場生成裝置而言可以被限制，且插入損失可被保持更長時間。順便提及的是，假使在磁場生成裝置彼此磁連接的位置上裝有多個磁場生成裝置，就有可能進一步限制在外部環(huán)境中及隨時間的推移，每個磁場生成裝置的磁性減少，并保持更長時間的插入損失。
此外，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，磁場生成裝置包括固定到光變化元件上的第一磁場生成裝置和相對運動引導元件而配置在預定位置上的第二磁場生成裝置。
通過這種結構，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，即使光變化元件不能相對運動引導元件被元件移動裝置預先設置，由于第一磁場生成裝置和第二磁場生成裝置之間生成的磁力，也有可能相對運動引導元件而設置光變化元件。
此外，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，第一磁場生成裝置和第二磁場生成裝置被設置在這些位置上，即響應光變化元件運動的改變而改變所生成的磁場的磁力的位置。
通過這種結構，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，由于第一磁場生成裝置和第二磁場生成裝置被設置，從而當光變化元件移動時，減少光變化元件和引導元件之間的摩擦，所以這有可能降低光變化元件和引導元件之間的磨損，并更長時間地維持插入損失。此外，根據(jù)本發(fā)明的光學器件，由于第一磁場生成裝置和第二磁場生成裝置被設置，從而當光變化元件移動時，減少光變化元件和引導元件之間的摩擦，所以這有可能降低元件移動裝置的光變化元件的驅動力并節(jié)約電力。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光學開關的部分橫截面視圖；圖10是傳統(tǒng)光學開關的透視圖；圖11是圖10所示傳統(tǒng)光學開關的部分透視圖。
(第一實施例)首先描述光學器件第一實施例的結構。
如圖1至圖3所示，用作本發(fā)明實施例的光學器件的光學開關100是具有兩個輸入和兩個輸出的2×2光學開關，其具有光纖111、121和透鏡112、122以形成輸入端口110a、120a，并具有光纖瞄準儀110、120以使通過的光束成為平行，以及具有光纖131、141和透鏡132、142以形成輸出端口130a、140a，并具有光纖瞄準儀130、140以使通過的光束成為平行。
這里，光纖瞄準儀110、120構成用于接收光學開關100外部光束的光輸入部件，而光纖瞄準儀130、140構成用于將光纖瞄準儀110，120所接收的光束從內(nèi)部輸出到光學開關100外部的光輸出部件。
所述光學開關100由如下元件構成光路開關元件150，該光路開關元件由直角棱鏡151，152組成用作反射棱鏡，由鐵磁質(zhì)如鐵制成的粘接和固定光路開關元件150的滑塊160，和軸171，并裝有螺線管致動器170用作元件移動裝置，以沿箭頭150a，150b所示方向移動光路開關元件150和滑塊170，用于連接滑塊160的軸171和螺線管致動器170的桿172，以及用作運動引導元件的引導機構180，以借助螺線管致動器170引導光路開關元件150和滑塊160的運動。
在此，光路開關元件150和滑塊160被設置在光纖瞄準儀110、120和光纖瞄準儀130、140之間的光路中，構成用于改變光束的光變化元件。
此外，螺線管致動器170在光纖瞄準儀110，120和光纖瞄準儀130，140之間插入光路開關元件150的位置(下文中稱作第一位置)以及光纖瞄準儀110，120和光纖瞄準儀130，140之間拉出光路開關元件150的位置之間移動光路開關元件150。
順便提及，引導機構180具有引導元件181和引導元件182。引導元件181成形有一固定引導面181a，該引導面是平的，用于接觸滑塊160和凹槽181b。引導元件181具有磁鐵190，用作磁場生成裝置，該裝置由于所生成磁場的磁力而在滑塊160壓靠到引導元件181的位置上被固定。
在此，磁鐵190相對引導元件181的固定引導面181a，設置在與滑塊160相對的凹槽181b內(nèi)，從而即使當引導元件181在固定引導表181a上接觸滑塊160時，磁鐵190也不接觸滑塊160。
當光路開關元件150和滑塊160位于第一位置時，通過調(diào)節(jié)位置和角度，光纖瞄準儀110、120、130和140被粘接并固定到引導機構180的引導元件181和182上。
下面，作為具體的光學器件的操作將被提及。
滑塊160借助嵌在引導機構180的引導元件181內(nèi)的磁鐵190所生成的磁力而被吸附到磁鐵190上，并壓靠引導元件181。
給定一來自控制器的電信號(未顯示)，螺線管致動器170響應該給定電信號沿箭頭150b所示方向移動軸171，從而借助桿172移動連接到軸171上的滑塊160和光路開關元件150，直至箭頭150b所示的第一位置。由于在此滑塊160被磁鐵190壓靠在引導元件181上，所以滑塊160和光路開關元件150沿引導元件181的引導表面181a移動。
當光路開關元件150位于圖2中虛線所示的第一位置時，如果光通過光纖瞄準儀110的輸入端口110a進入光纖111，它在光纖111內(nèi)被傳輸并從其中傳出，隨后所述光束進入透鏡112。進入透鏡112中的光束在其內(nèi)通過，且大體上變得平行，并從透鏡112傳出，其后，該光束被直角棱鏡151反射兩次后進入光纖瞄準儀140的透鏡142中。進入透鏡142中的光束在其中通過，聚集并從中傳出。隨后，光束進入光纖141，其內(nèi)的光束通過光纖141傳遞，并經(jīng)輸出端口140a從光纖141輸出。
此外，當光束經(jīng)光纖瞄準儀120的輸入端口120a進入光纖121時，它在光纖121內(nèi)傳遞并從其中傳出，隨后進入透鏡122。透鏡122內(nèi)的光束在其內(nèi)通過，且大體上變得平行，并從透鏡122傳出，其后，該光束被直角棱鏡152反射兩次后進入光纖瞄準儀130的透鏡132中。進入透鏡132的光束在其中通過，聚集并從中傳出。隨后，光束進入光纖131，其內(nèi)的光束通過光纖131傳遞，并經(jīng)輸出端口130a從光纖131輸出。
給定一來自控制器的電信號(未顯示)，螺線管致動器170響應該給定電信號沿箭頭150a所示方向移動軸171，從而借助桿172移動連接到軸171上的滑塊160和光路開關元件150，直至沿箭頭150a所示方向大于光路開關元件150高度的一距離而到達第二位置。由于在此滑塊160被磁鐵190壓靠引導元件180上，所以滑塊160和光路開關元件150沿引導構件181的固定引導表面181a移動。
當光路開關元件150位于第二位置時，如果光束通過光纖瞄準儀110的輸入端口110a進入光纖111，它在光纖111內(nèi)被傳輸并從其中傳出，隨后所述光束進入透鏡112。進入透鏡112中的光束在其內(nèi)通過，且大體上變得平行，并從透鏡112傳出，其后，該光束直接進入光纖瞄準儀130的透鏡132中。進入透鏡132的光束在其中通過，聚集并從中傳出。隨后，光束進入光纖131，其內(nèi)的光束通過光纖131傳遞，并經(jīng)輸出端口130a從光纖131輸出。
此外，當光束經(jīng)光纖瞄準儀120的輸入端口120a進入光纖121時，它在光纖121內(nèi)傳遞并從其中傳出，隨后該光束進入透鏡122。透鏡122內(nèi)的光束在其內(nèi)通過，且大體上變得平行，并從透鏡122傳出，其后，該光束直接進入光纖瞄準儀140的透鏡142中。進入透鏡142的光束在其中通過，聚集并從中傳出。隨后，該光束進入光纖141，其內(nèi)的光束通過光纖141傳遞，并經(jīng)輸出端口140a從光纖141輸出。
也就是說，在將光路開關元件150在光纖瞄準儀110、120和光纖瞄準儀130、140之間的位置插入或抽出情況下，光學開關100可以接通或關閉光路，使得光纖瞄準儀110和光纖瞄準儀120輸出的光束分別被光纖瞄準儀130和光纖瞄準儀140接收，或使得光纖瞄準儀110和光纖瞄準儀120輸出的光束分別被光纖瞄準儀140和光纖瞄準儀130接收。
如上所述，由于滑塊160被磁鐵190壓靠在引導元件181上，因而相比較傳統(tǒng)的光學開關，光學開關100可以準確地確定滑塊160相對引導構件180的位置，及光路開關元件150在箭頭160a所示方向的位置，還有箭頭160b所示方向的角度，從而減少插入損失。
此外，由于滑塊160被磁鐵190壓靠在引導元件181上，因而光學開關100能防止滑塊160和光路開關元件150因外部振動而產(chǎn)生的移動，并防止光纖瞄準儀110，120輸出的光束擴散到光路開關元件150。
此外，由于即使當引導元件181在固定引導面181a上接觸滑塊160時，磁鐵190也不接觸滑塊160，因此光學開關元件100能夠阻止由于磁鐵190的磨損而產(chǎn)生的磁性粒子，并避免由于磁性粒子的產(chǎn)生而出現(xiàn)特征的變化。順便提及，可以在滑塊160和磁鐵190之間插入耐磨非磁性材料，如易于處理的被加工成光滑的玻璃板。
如果引導元件181由諸如硬質(zhì)不銹鋼板、含氧化鋁的陶瓷、或石英玻璃構成，則具有固定引導面181a的部分可具有耐磨特性。此外，如果引導元件181由諸如碳鋼的鋼材料構成，且具有固定引導面的部分進行耐磨表面處理，類似鉆石或石墨，則具有固定引導面181a的部分具有耐磨特性。如果形成引導元件181的固定引導面181a的部分具有耐磨特性，那么光學開關100能夠防止由于形成引導元件181的固定引導面181a的部分上的磨損而引起的插入損失。
順便提及，磁鐵190可以是燒結磁鐵，如鐵氧體、SmCo或NdFeB、塑性磁鐵、粘接磁鐵或其內(nèi)揉和有上述材料的橡膠磁鐵。
(第二實施例)首先描述第二實施例的光學器件的結構。
如圖4和5所示，用作光學器件的光學開關100(參見圖1)裝有滑塊260，作為光變化元件以代替第一實施例的滑塊160(如圖1)，并裝有磁鐵291、292、293、294、295和296作為磁場生成裝置以代替第一實施例(參見圖1)中的磁鐵190。
滑塊260為鐵磁性物質(zhì)并在面對磁鐵291、292、293、294、295和296的位置上具有一切口(凹槽)260a。
實施例中所述帶有磁力線290的磁鐵291、292、293、294、295和296具有在上述磁鐵彼此磁連接的位置磁化的多個磁極。即使假設每個磁鐵被看作單獨的并且彼此間沒有或僅有極弱的磁連接，由于每個磁鐵的磁力產(chǎn)生的吸力是變化的，因而可以獲得同樣的效果。
下面將描述具體舉例的光學器件的操作。
由于光學開關100裝有具有多個磁化磁極的磁鐵291、292、293、294、295和296，相比較所生成磁力等于磁鐵291、292、293、294、295和296的總磁力的單個磁鐵而言，光學開關100能夠相對外部環(huán)境如高溫或隨時間推移，限制磁鐵291、292、293、294、295和296總磁力的減少，并可以長時間維持插入損失。
此外，由于光學開關100裝有具有在磁鐵彼此磁力相連的位置磁化的多個磁極的磁鐵291、292、293、294、295和296，光學開關100能夠相對外部環(huán)境如高溫或隨時間推移，限制磁鐵291、292、293、294、295和296的總磁力的減少，并可以長時間維持插入損失。
磁鐵291、292、293、294、295和296吸附滑塊260的磁力強度由上述磁鐵所生成的磁場強度和滑塊260的磁性決定。磁鐵291、292、293、294、295和296所生成的磁場強度由上述磁鐵所固有的材料特性及滑塊260和磁極的重疊面積決定。
磁力線從N極進入相近的S極，同時磁力線從S極進入相近的N極，如果由鐵磁物質(zhì)制成的滑塊260位于磁極附近，那么磁力線穿過滑塊260內(nèi)部。但是，在滑塊260形成切口的部分上，滑塊在磁極附近不出現(xiàn)，磁力線不穿過滑塊260內(nèi)部。
因此，滑塊260形成切口260a的部分和磁鐵磁極的重疊面積越大，則用于吸附滑塊260的磁鐵291、292、293、294、295和296的磁力強度就越小，而滑塊260形成切口260a的部分和磁鐵磁極的重疊面積越小，則用于吸附滑塊260的磁鐵291、292、293、294、295和296的磁力強度就越大。
為了簡單描述起見，如果磁鐵291、292、293、294、295和296沿圖4和圖5中的深度軸線方向具有相同的磁極結構，則箭頭150a和150b所示方向的磁極寬度與滑塊260和磁極的重疊面積成比例。
假使切口260a的寬度、N極寬度、S極寬度及N和S極之間的寬度分別為W、W1、W2和W3，且W＝W1+W2+W3，W1＝W2＝W3，那么磁極的寬度或與切口260a重疊的磁極間的寬度通過移動滑塊260而變化，且吸附滑塊260的磁鐵291、292、293、294、295和296的磁力強度也被改變。
相比較這種情況，即切口260a在磁鐵296側上的邊緣260b的位置與磁鐵296在磁鐵295側上的邊緣260a的位置(即滑塊260位于第二位置)相對，當滑塊260沿箭頭150b所示方向移動，并與圖4所示磁鐵295在磁鐵296側的邊緣295a的位置相對時(即滑塊260位于第一和第二位置之間)，吸附滑塊260的磁鐵291、292、293、294、295和296的磁力強度減小。
此外，當滑塊260沿箭頭150b所示方向移動，且切口260a的邊緣260b的位置與圖5所示磁鐵295在磁鐵294側上的邊緣295b的位置相對時(即滑塊在第一位置)，吸附滑塊260的磁鐵291、292、293、294、295和296的磁力強度再次增加，并等于切口260a在磁鐵296側的邊緣位置時的情況。
也就是說，滑塊260在磁鐵291、292、293、294、295和296生成的磁場的磁力變化位置成形有切口260a，以響應螺線管致動器170的運動(參見圖1)。
如上所述，當滑塊260位于第一位置時，由于吸附滑塊260的磁鐵291、292、293、294、295和296的磁力強度相比較滑塊260位于第一和第二位置之間時的磁力強度大，所以光學開關100穩(wěn)定地將光路開關元件150(參見圖1)固定到引導機構180上，且光纖瞄準儀110、120輸出的光束通過光路開關元件150被光纖瞄準儀140、130接收。
此外，當滑塊260位于第二位置時，由于吸附滑塊260的磁鐵291、292、293、294、295和296的磁力強度相比較滑塊260位于第一和第二位置之間時的磁力強度大，所以光學開關100能夠防止滑塊160和光學開關元件150產(chǎn)生由于外部振動而相對引導機構180的移動，并防止光纖瞄準儀110、120輸出的光束擴散到光路開關元件150中。
此外，當滑塊260移動到第一和第二位置之間時，由于吸附滑塊260的磁鐵291、292、293、294、295和296的磁力強度相比較滑塊260位于第一或第二位置時的磁力強度小，并且滑塊260和引導機構180之間的摩擦被減小，所以光學開關100能夠降低滑塊260和引導機構180的磨損，并長時間維持插入損失。
此外，當滑塊260在第一和第二位置之間移動時，由于相比較滑塊260位于第一和第二位置之間的情況，光學開關100降低了滑塊260和引導機構180的磨損，因而能夠降低螺線管致動器170對滑塊160和光學開關元件150的驅動力，并節(jié)省電力。
順便提及，如圖6所示，如果磁鐵391、392、393和394的位置和滑塊360的切口360a、360b和360c的位置被分為多于兩個，由于光學開關100能夠減少滑塊360和引導元件181之間的接觸面積，并減少滑塊360和引導元件181之間的摩擦，那么由于接觸面的磨損而產(chǎn)生的角變化可被限制，且插入損失可被維持更長時間。
(第三實施例)首先描述第三實施例的光學器件的結構。
如圖7所示，作為具體化的光學器件的光學開關100(參見圖1)，裝有滑塊460，以作為光變化元件代替第一實施例中的滑塊160(參見圖1)，所述光學開關裝有磁鐵491和492。
嵌入固定在滑塊460內(nèi)的磁鐵491構成第一磁場生成裝置，固定在引導機構180的引導元件181(圖1)的預定位置上的磁鐵492構成第二磁場生成裝置。
此外，當滑塊460位于第一位置時，磁鐵491和492被設置在磁鐵491的S極和磁鐵492的N極彼此磁力相吸的位置。
下面描述該實施例中的光學器件的操作。
當滑塊460位于第一位置時，由于磁鐵491的S極和磁鐵492的N極彼力磁力相吸，滑塊460被磁鐵491，492壓靠在引導元件181上。
因此，光學開關100能夠保持滑塊460和光路開關元件150相對引導機構180(圖1)的角精度。
圖7示出了磁鐵491的S極與磁鐵492的N極彼此磁力相吸的情況。如圖8所示，磁鐵491的磁極被倒轉，磁鐵491的N極與磁鐵492的N極設置成彼此排斥，當滑塊460位于第一位置時，滑塊460被磁鐵491和492壓靠在引導元件182上，因而光學開關100能夠保持滑塊460和光路開關元件150相對引導機構180的角精度。
如上所述，即使螺線管致動器170不能將滑塊460預設到引導機構180上，光學開關100也能將滑塊460預先設置到引導機構180上。
順便提及，磁鐵491和492可以是電磁鐵，也可以是永磁鐵。如果磁鐵491和492是電磁鐵，流經(jīng)磁鐵491和492的電流的方向和強度可以被調(diào)整以使磁鐵491，492彼此吸引或排斥。
(第四實施例)首先描述第四實施例的光學器件的結構。
如圖9所示，作為具體光學器件的光學開關100(參見圖1)裝有滑塊560，用作光變化元件以代替第一實施例(參見圖1)中的滑塊160，其還裝有磁鐵591，592以代替磁鐵190(圖1)。
磁鐵591嵌入固定在滑塊560中，構成第一磁場生成裝置，磁鐵592固定在引導構件180(圖1)的引導元件181的預定位置，構成第二磁場生成裝置。
此外，磁鐵591具有如圖所示的SN磁極模式，且磁鐵592具有如圖所示的NSN磁極模式，當滑塊560如圖所示相對引導元件181位于第一位置時，磁鐵591的S極與磁鐵592的N極彼此磁力相吸，而磁鐵591的N極與磁鐵592的S極彼此磁力相吸，且當滑塊560相對引導元件181位于第二位置時，磁鐵591的S極與磁鐵592的極彼此電磁排斥，而磁鐵591的N極與磁鐵592的N極彼此電磁排斥。
也就是說，磁鐵591和磁鐵592被設置，使得磁場生成的磁力根據(jù)滑塊560隨螺線管致動器170的運動而變化(圖1)。
下面描述具體化的光學器件的操作。
當滑塊560被螺線管致動器170移動到第一位置時，由于磁鐵591和磁鐵592如上所述彼此磁力相吸，滑塊560被磁鐵591和磁鐵592壓靠在引導元件181上。因而，光學開關100能夠保持滑塊560和光路開關元件150(圖1)相對引導機構180的角精度。
此外，當滑塊560被螺線管致動器170移動到第二位置時，由于磁鐵591和磁鐵592如上所述彼此磁力相斥，滑塊560被磁鐵591和磁鐵592從引導元件181上分離。因此，當滑塊560移動到第一和第二位置之間時，光學開關100可以減小滑塊560和引導機構180之間的摩擦，并因此減少滑塊560和引導機構180的磨損，并因而可以保持插入損失更長時間。此外，當滑塊560在第一和第二位置之間移動時，由于光學開關100能夠減小滑塊560和引導機構180之間的摩擦，并降低螺線管致動器170對滑塊560的驅動力，因此可以節(jié)約電力。
順便提及，在上述各實施例中，直角棱鏡151和152被作為光路開關元件150的例子，但是本發(fā)明不僅可以使用直角棱鏡，而且可以使用平面鏡、其它鏡子或具有在光纖兩端配置的瞄準儀透鏡的纖維鏡，或液晶與多折射材料的合成。
順便提及，在上述實施例中，光學開關100被作為用于接通或關閉光路的光學器件，但是根根據(jù)本發(fā)明，光學器件可以是其它形式，如用于改變輸出光能、波長或脈沖寬度的可變光衰減器。
在上述實施例中，光路開關元件150被作為用于接通或關閉光路的光變化元件，但是根根據(jù)本發(fā)明，其它的光學元件如光閘也是可以用的。
在上述實施例中，光變化元件線性移動，但是根據(jù)本發(fā)明，光變化元件可以完成類似的旋轉運動。例如，對于圓盤或擺臂的旋轉運動，如果圓盤或擺臂被壓靠在運動引導元件上，圓盤或擺臂的角精確度可被保持。此外，假使球元件沿形成在元件(下文稱作“杯元件”)上的杯型球面(下文稱作“杯面”)運動，所述球元件可被磁性壓靠到杯元件上。因此，球元件的角精確度可沿杯面被保持。
在第三和第四實施例中，電磁石可用作與滑塊一體移動的磁場生成裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供光學器件，其相比較傳統(tǒng)光學器件，能夠減少插入損失。
權利要求
1.一種光學器件，包括光輸入裝置，通過該裝置光束從外部被輸入；光輸出裝置，通過該裝置從光輸入裝置輸入的光束被輸出到外部；光變化元件，其配置在位于光輸入裝置和光輸出裝置之間的光路中；驅動裝置，用于移動光變化元件；運動引導元件，用于引導由驅動裝置導致的光變化元件的運動；磁場生成裝置，用于生成磁場；其特征在于所述光變化元件借助磁場生成的磁力壓靠接觸所述運動引導元件。
2.如權利要求1所述的光學器件，其特征在于所述光變化元件的至少一部分裝有鐵磁質(zhì)，且形成有凹槽，從而當所述光變化元件移動時，磁場生成裝置所生成的磁場的磁力發(fā)生變化。
3.如權利要求1所述的光學器件，其特征在于設置多個磁場生成裝置。
4.如權利要求1所述的光學器件，其特征在于所述磁場生成裝置包括固定到光變化元件上的第一磁場生成裝置和相對所述運動引導元件在預定位置上設置的第二磁場生成裝置。
5.如權利要求4所述的光學器件，其特征在于所述第一磁場生成裝置和所述第二磁場生成裝置被設置，使得它們根據(jù)光變化元件的運動而改變所生成磁場的磁力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學器件，其相比較傳統(tǒng)的光學器件能夠減少插入損失。作為這種光學器件的光學開關包括用于輸入光束的光纖瞄準儀，用于將光束輸出到外部的光纖瞄準儀，光路開關元件，光路開關元件連同滑塊一起設置在兩個光纖瞄準儀之間的光路中以改變光路和光學特性，用于移動滑塊的螺線管致動器，當滑塊移動時用于引導滑塊的引導機構，用于生成磁場的磁鐵，所述磁鐵被設置，使得滑塊借助磁鐵生成的磁場的磁力而被壓靠在引導機構上。
文檔編號G02B26/08GK1442711SQ0310708
公開日2003年9月17日 申請日期2003年3月5日 優(yōu)先權日2002年3月5日
發(fā)明者外川雅之, 小林盛男, 武田稔, 蒲原正弘 申請人:帝人制機株式會社