JP2000249936A - Optical switch - Google Patents

Optical switch

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JP2000249936A
JP2000249936A JP4711599A JP4711599A JP2000249936A JP 2000249936 A JP2000249936 A JP 2000249936A JP 4711599 A JP4711599 A JP 4711599A JP 4711599 A JP4711599 A JP 4711599A JP 2000249936 A JP2000249936 A JP 2000249936A
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JP
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optical
fixed
optical fiber
side optical
moving
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Furukawa
洋 古川
Yoshikazu Nomura
義和 野村
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a moving mechanism of a moving side optical fiber of a mechanical optical switch, more particularly to miniaturize the optical switch 20 when the number of cores of the stationary side optical fiber is small. SOLUTION: The optical switch 20 is used to switch and connect, for example, one piece of the moving side optical fiber 4 to the desired stationary side optical fiber 3 by moving the moving side optical fiber in the arraying direction (arrow (a) direction) of a plurality of the stationary side optical fibers 3. The stationary side optical fibers 3 are housed and fixed into the plural positioning grooves 22 on a positioning groove base 21. As the moving mechanism 23 for moving the moving side optical fiber 4, the free ends of two pieces of cantilevered flexible links 25 parallel with each other using lamination type piezoelectric elements are connected to each other by a connecting member 26 and the front end side part of the moving side optical fiber 4 is fixed to the connecting member 26. A drive circuit 27 for applying deflection and deformation to the lamination type piezoelectric elements (flexible links 25) is disposed. When the lamination type piezoelectric elements (flexible links 25) are deflected and deformed, the connecting member 26 moves in parallel and the moving side optical fiber 4 moves in the arraying direction in the state of maintaining the parallel state, by which the moving side optical fiber 4 may be located at the position of the desired stationary side optical fiber 3.

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】この発明は、平行に並べて固
定した複数の固定側光ファイバに対して、これに対向す
る移動側光ファイバを固定側光ファイバの並び方向に移
動させて、選択した位置決め溝内の固定側光ファイバに
切り替え接続するメカニカル方式の光スイッチに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for positioning a plurality of fixed optical fibers fixed in a line in parallel by moving a movable optical fiber facing the fixed optical fibers in a direction in which the fixed optical fibers are arranged. The present invention relates to a mechanical type optical switch that switches and connects to a fixed-side optical fiber in a groove.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムにおいて、光線路が正常
に機能しているか否かの監視や保守・管理等を行う光線
路試験システムが使用されているが、例えばこの光線路
試験システムに上記のメカニカルな光スイッチを用いる
ことができる。この種のメカニカルな光スイッチとし
て、固定側光ファイバおよび移動側光ファイバの先端に
それぞれフェルール型の光コネクタを取り付け、移動側
光ファイバと固定側光ファイバとの切り替え接続を光コ
ネクタの切り替え接続で行う方式がある。しかし、この
方式は構造が複雑になることから、光ファイバどうしを
選択した位置決め溝内で直接突き合わせ接続する方式が
開発されている。この種の従来の光スイッチを図7に示
す。この光スイッチ5は、位置決め溝台1に設けた複数
のV溝等の位置決め溝2にそれぞれ固定側光ファイバ3
を収容し接着剤等で固定し、これらの固定側光ファイバ
3に対して選択的に接続しようとする移動側光ファイバ
4を固定側光ファイバ3の並び方向(位置決め溝台1の
溝並び方向:図7の矢印(イ)方向)に移動可能に設け
た構成である。
2. Description of the Related Art In an optical communication system, an optical line test system for monitoring whether the optical line is functioning properly, and performing maintenance and management is used. A mechanical optical switch can be used. As a mechanical optical switch of this type, ferrule-type optical connectors are attached to the ends of the fixed-side optical fiber and the moving-side optical fiber, respectively, and the switching connection between the moving-side optical fiber and the fixed-side optical fiber is performed by switching the optical connector. There is a method to do it. However, since this method has a complicated structure, a method has been developed in which optical fibers are directly butt-connected to each other in a selected positioning groove. FIG. 7 shows a conventional optical switch of this kind. The optical switch 5 includes a plurality of fixed optical fibers 3 in positioning grooves 2 such as a plurality of V grooves provided in positioning groove base 1.
Is fixed with an adhesive or the like, and the movable optical fiber 4 to be selectively connected to these fixed optical fibers 3 is aligned with the fixed optical fibers 3 in the arrangement direction (the groove arrangement direction of the positioning groove base 1). : Arrow (a) direction in FIG. 7).

【0003】従来は、移動側光ファイバ4を固定側光フ
ァイバ3の並び方向に移動させる移動機構として例え
ば、図示のように、移動側光ファイバ4を接着剤等で固
定した移動ヘッド6を直線的に案内するガイドシャフト
等のリニアモーションガイド7を設け、パルスモータ8
で回転駆動されるボールネジ9を移動ヘッド6のナット
部6aに螺合させた移動機構等を採用している。この光
スイッチ5において、移動側光ファイバ4を所望の固定
側光ファイバ3に接続する時は、パルスモータ8により
ボールネジ9を回転駆動して移動ヘッド6をリニアモー
ションガイド7に沿って移動させ、移動側光ファイバ4
を所望の位置決め溝2の上に位置させる。この状態を図
8に示す。次いで移動側光ファイバ4の先端部を例えば
クランプ11で押し下げる等して位置決め溝2内に落と
し込み嵌合させ、位置決め溝2内で固定側光ファイバ3
に突き合わせ接続する。
Conventionally, as a moving mechanism for moving the moving side optical fiber 4 in the direction in which the fixed side optical fibers 3 are arranged, for example, as shown in the drawing, a moving head 6 to which the moving side optical fiber 4 is fixed with an adhesive or the like is used as a straight line. A linear motion guide 7 such as a guide shaft for guiding
A moving mechanism or the like in which a ball screw 9 that is rotated and driven by a nut is screwed into a nut portion 6a of the moving head 6 is adopted. In this optical switch 5, when connecting the movable optical fiber 4 to the desired fixed optical fiber 3, the ball screw 9 is driven to rotate by the pulse motor 8 to move the movable head 6 along the linear motion guide 7, Moving side optical fiber 4
Is positioned on the desired positioning groove 2. This state is shown in FIG. Next, the distal end of the movable optical fiber 4 is dropped into the positioning groove 2 by, for example, pressing down with a clamp 11 and fitted thereinto.
To connect.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光スイッチ
5では、移動側光ファイバ4を固定側光ファイバ3の並
び方向に移動させる移動機構として、移動ヘッド6をリ
ニアモーションガイド7とボールネジ9等との組み合わ
せで送り駆動するものであるから、この移動機構部が大
きなスペースを占め、装置として大型になってしまう。
固定側光ファイバ側が例えば800心等の多心数の場合
には、移動機構部の大きさは相対的に特に問題とならな
いが、例えば8心、16心等の少心数の場合には、必要
な移動量1mm〜2mmに対して、移動機構部の大きさ
が大き過ぎ、光スイッチ全体の小型化の障害となってい
た。
In the above conventional optical switch 5, a moving head 6 includes a linear motion guide 7 and a ball screw 9 as a moving mechanism for moving the moving side optical fiber 4 in the direction in which the fixed side optical fibers 3 are arranged. In this case, the moving mechanism occupies a large space, and the apparatus becomes large.
When the fixed optical fiber side has a large number of cores such as 800 cores, the size of the moving mechanism portion does not particularly matter relatively, but in the case of a small number of cores such as 8 cores and 16 cores, The size of the moving mechanism is too large for the necessary moving amount of 1 mm to 2 mm, which is an obstacle to downsizing the entire optical switch.

【0005】また、上記光スイッチ5を含めて現在のメ
カニカル光スイッチは、多数の入力と多数の出力とを任
意にかつ迅速に切り替え接続することが可能な構成では
なく、例えば光通信網の交換機等の用途には使用できな
いが、メカニカルな光スイッチで交換機等を構成するこ
とができれば好ましい。
Further, the present mechanical optical switches including the optical switch 5 do not have a configuration in which a large number of inputs and a large number of outputs can be arbitrarily and quickly switched and connected. Although it cannot be used for such purposes, it is preferable if a switchboard or the like can be constituted by a mechanical optical switch.

【0006】本発明は、上記従来の欠点を解消するため
になされたもので、移動側光ファイバを移動させる移動
機構を小型化して、固定側光ファイバ側が少心数の場合
に光スイッチの小型化を図ることを可能にすることを目
的とし、さらに、この小型化された光スイッチを組み合
わせて、多数の入力と多数の出力とを任意にかつ迅速に
切り替え接続できるメカニカルな多心間接続用の光スイ
ッチを実現可能にすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional drawbacks. The present invention has been made to reduce the size of the moving mechanism for moving the moving-side optical fiber, and to reduce the size of the optical switch when the fixed-side optical fiber has a small number of fibers. In addition, for a mechanical multi-fiber connection that can be switched arbitrarily and quickly between many inputs and many outputs by combining this miniaturized optical switch. It is an object of the present invention to realize an optical switch.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、互いに平行な複数の位置決め溝に収容固定した複
数の固定側光ファイバに対して、これに対向する移動側
光ファイバを固定側光ファイバの並び方向に移動させ
て、選択した位置決め溝内の固定側光ファイバに切り替
え接続するメカニカル方式の光スイッチにおいて、前記
移動側光ファイバを固定側光ファイバの並び方向に移動
させる移動機構として、少なくとも一方に電圧印加時に
前記並び方向に撓み変形が生じる積層型圧電素子を用い
た互いに平行な2本の片持ち支持の可撓性リンクの自由
端間を連結部材で連結するとともに、前記連結部材に移
動側光ファイバの先端側部分を固定し、かつ、前記積層
型圧電素子に撓み変形を与える駆動回路を設けたことを
特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plurality of fixed optical fibers housed and fixed in a plurality of mutually parallel positioning grooves, and a movable optical fiber opposed to the fixed optical fibers. In a mechanical type optical switch that is moved in the direction in which the optical fibers are arranged and is switched and connected to the fixed-side optical fiber in the selected positioning groove, as a moving mechanism that moves the moving-side optical fiber in the direction in which the fixed-side optical fibers are arranged. Connecting the free ends of two cantilevered flexible links parallel to each other using a laminated piezoelectric element in which bending deformation occurs in the arrangement direction when a voltage is applied to at least one of the flexible links by a connecting member; It is characterized in that a driving circuit for fixing the distal end side portion of the moving side optical fiber to the member and for giving a bending deformation to the laminated piezoelectric element is provided.

【0008】請求項2は、請求項1の光スイッチにおい
て、少なくとも一方の可撓性リンクに歪ゲージを貼り付
け、この歪ゲージで検出した歪量に基づいて検出した可
撓性リンクの撓み量を前記駆動回路にフイードバックし
て、移動側光ファイバの位置制御を行うようにしたこと
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the optical switch according to the first aspect, a strain gauge is attached to at least one of the flexible links, and the amount of flexure of the flexible link detected based on the amount of strain detected by the strain gauge. Is fed back to the drive circuit to control the position of the moving-side optical fiber.

【0009】請求項3は請求項1記載の光スイッチを複
数組み合わせて構成した光スイッチであって、いずれも
請求項1記載の光スイッチの構成を持つ、1本の移動側
光ファイバとn本の固定側光ファイバとからなるm個の
第1光スイッチと、1本の移動側光ファイバとm本の固
定側光ファイバとからなるn個の第2光スイッチとを対
向配置し、前記m個の各第1光スイッチのそれぞれn本
の固定側光ファイバを前記n個の第2光スイッチの固定
側光ファイバにそれぞれ分配接続し、かつ、前記n個の
各第2光スイッチのそれぞれm本の固定側光ファイバを
前記m個の第1光スイッチの固定側光ファイバにそれぞ
れ分配接続したことを特徴とする。
A third aspect of the present invention is an optical switch constructed by combining a plurality of the optical switches according to the first aspect, wherein each of the optical switches has the configuration of the optical switch according to the first aspect. M first optical switches comprising fixed optical fibers, and n second optical switches comprising one moving optical fiber and m fixed optical fibers are arranged opposite to each other, and The n fixed-side optical fibers of each of the first optical switches are distributed and connected to the fixed-side optical fibers of the n second optical switches, respectively, and m of each of the n second optical switches is m. The fixed optical fibers are distributed and connected to the fixed optical fibers of the m first optical switches.

【0010】ここで積層型圧電素子とは、例えば、金属
弾性板を中心電極として2枚の圧電素子の薄板を貼り合
わせた構造で、圧電素子の電極に電圧を印加した時に撓
み変形が生じるものであり、一般に圧電バイモルフと称
されるものである。ただし、必ずしも2枚の圧電素子か
らなる2層構造に限らず、3層以上のものも含む。
[0010] Here, the laminated piezoelectric element is, for example, a structure in which a metal elastic plate is used as a central electrode and two thin plates of the piezoelectric element are bonded together, and a bending deformation occurs when a voltage is applied to the electrodes of the piezoelectric element. Which is generally called a piezoelectric bimorph. However, the present invention is not necessarily limited to a two-layer structure including two piezoelectric elements, and includes a three-layer or more piezoelectric element.

【0011】[0011]

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1〜図6
を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態の光ス
イッチ20の平面図、図2は図1の要部のA−A拡大断
面図である。この実施形態の光スイッチ20は、1本の
移動側光ファイバ4を複数本の固定側光ファイバ3に対
して切り替え接続するもので、固定側光ファイバ3は位
置決め溝台21に設けた互いに平行な複数の位置決め溝
22に、その先端が溝の中央に位置するように収容され
接着剤等で固定されている。なお、実施形態の位置決め
溝22は図2(ロ)に示すようにV溝である。また、両
光ファイバ3、4はいずれも直径が125μmの裸ファ
イバ(乃至それに薄いコーティングを施したものも考え
られる)であり、前記位置決め溝22の溝ピッチは例え
ば127μmである。本発明では、移動側光ファイバ4
を固定側光ファイバ3の並び方向(図1の矢印(イ)方
向)に移動させる移動機構23として、電圧印加時に前
記並び方向に撓み変形が生じる積層型圧電素子を用いた
互いに平行な2本の片持ち支持の可撓性リンク25の自
由端間を連結部材26で連結するとともに、前記連結部
材26に移動側光ファイバ4の先端側部分を例えば接着
剤等で固定し、かつ、前記可撓性リンク(すなわち積層
型圧電素子)25に撓み変形を与える駆動回路27を設
けている。また、一方の可撓性リンク25の固定端近傍
の片面に、可撓性リンク25の撓み量を検出するための
歪ゲージ32を貼り付けている。なお、移動側光ファイ
バ4を所望の位置決め溝22位置に移動させた後に、当
該移動側光ファイバ4の先端部を位置決め溝22に落と
し込み嵌合させるための落とし込み嵌合手段は図示を省
略したが、例えば従来例のようなクランパ11を設ける
方式、あるいは、可撓性リンク25の全体を固定端側を
中心として上下に首振り回動させて、移動側光ファイバ
4の先端側を下降させる方式等任意である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a plan view of an optical switch 20 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an AA enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. The optical switch 20 of this embodiment is for switching and connecting one moving optical fiber 4 to a plurality of fixed optical fibers 3, and the fixed optical fibers 3 are parallel to each other provided on a positioning groove base 21. The plurality of positioning grooves 22 are housed and fixed with an adhesive or the like such that the tips are located at the centers of the grooves. The positioning groove 22 of the embodiment is a V-shaped groove as shown in FIG. Each of the optical fibers 3 and 4 is a bare fiber having a diameter of 125 μm (or a thin coating thereof may be applied), and the groove pitch of the positioning groove 22 is, for example, 127 μm. In the present invention, the moving side optical fiber 4
Are arranged in the direction in which the fixed-side optical fibers 3 are arranged (the direction of the arrow (a) in FIG. 1). The free end of the cantilevered flexible link 25 is connected by a connecting member 26, and the distal end portion of the movable optical fiber 4 is fixed to the connecting member 26 by, for example, an adhesive or the like. A drive circuit 27 is provided to apply a flexible deformation to the flexible link (that is, the laminated piezoelectric element) 25. Further, a strain gauge 32 for detecting the amount of bending of the flexible link 25 is attached to one surface near the fixed end of one flexible link 25. Although the moving optical fiber 4 is moved to the desired position of the positioning groove 22, the drop fitting means for dropping and fitting the tip of the moving optical fiber 4 into the positioning groove 22 is not shown. For example, a method in which the clamper 11 is provided as in the conventional example, or a method in which the entirety of the flexible link 25 is swung up and down about the fixed end side to lower the distal end side of the movable optical fiber 4. Etc. are optional.

【0012】前記積層型圧電素子(可撓性リンク25)
は、図2に詳細断面を示すように、金属弾性板28を中
心電極として2枚の板状の圧電素子29を貼り合わせた
構造である。圧電素子29は圧電セラミック29aの両
面に電極(29b、28(金属弾性板28は共通電極と
して用いている))を貼り付けた構成である。そして、
各圧電素子29の電極28、29bに、図1のように逆
極性で電圧が印加されるように接続した駆動回路27に
て電圧を印加すると、一方の圧電素子29は伸び他方の
圧電素子29は縮むので、積層型圧電素子24の全体と
して撓み変形する。撓み変形を生じさせるためには、一
方が伸び他方が縮む必要があるので、基本的には2枚の
圧電素子で構成した2層構造となり、これは一般に圧電
バイモルフと称されるが、撓み変形を発生するものであ
れば、必ずしも2層構造に限定されない。なお、実施形
態の積層型圧電素子24の長さは、例えば10cm程度
である。
The laminated piezoelectric element (flexible link 25)
Has a structure in which a metal elastic plate 28 is used as a central electrode and two plate-like piezoelectric elements 29 are bonded together, as shown in a detailed cross section in FIG. The piezoelectric element 29 has a configuration in which electrodes (29b, 28 (the metal elastic plate 28 is used as a common electrode)) are attached to both surfaces of a piezoelectric ceramic 29a. And
When a voltage is applied to the electrodes 28 and 29b of each piezoelectric element 29 by a drive circuit 27 connected so that a voltage is applied in reverse polarity as shown in FIG. 1, one piezoelectric element 29 expands and the other piezoelectric element 29 expands. Is shrunk, so that the entire laminated piezoelectric element 24 bends and deforms. In order to cause bending deformation, one must expand and the other needs to contract, so that it basically has a two-layer structure composed of two piezoelectric elements, which is generally called a piezoelectric bimorph. Is not necessarily limited to the two-layer structure as long as it generates the following. In addition, the length of the multilayer piezoelectric element 24 of the embodiment is, for example, about 10 cm.

【0013】前記歪ゲージ32は、図3に示すように、
箔や線等の金属抵抗材料32aを樹脂等の膜状ベース3
2bに貼り付けた構成であり、これを測定対象物の表面
に貼り付け、そのリード線32cを図示略の歪測定装置
に接続して使用し、測定対象物の表面歪を歪ゲージ32
aの抵抗値変化として検出するものである。なお、可撓
性リンク25の撓み量は、可撓性リンク25の長手方向
の表面歪量に基づく演算により検出することができる。
そして、この歪ゲージ32に基づいて検出した可撓性リ
ンク25の撓み量を前記駆動回路27にフィードバック
して、可撓性リンク25の先端部の移動量の制御、すな
わち移動側光ファイバ4の位置制御を行うようにしてい
る。なお、図示例では、可撓性リンク25の片面に歪ゲ
ージ32を貼り付けているが、可撓性リンク25の両面
に貼り付けると、両者の差を取って測定精度を上げるこ
とができる。
[0013] As shown in FIG.
A metal resistive material 32a such as a foil or a wire is coated with a film-like base 3 such as a resin.
2b, which is attached to the surface of the object to be measured, and its lead wire 32c is connected to a strain measuring device (not shown) for use.
This is detected as a change in the resistance value a. Note that the amount of bending of the flexible link 25 can be detected by an operation based on the amount of surface distortion of the flexible link 25 in the longitudinal direction.
Then, the bending amount of the flexible link 25 detected based on the strain gauge 32 is fed back to the drive circuit 27 to control the moving amount of the distal end of the flexible link 25, that is, to control the moving-side optical fiber 4. Position control is performed. In the illustrated example, the strain gauge 32 is attached to one surface of the flexible link 25. However, if the strain gauge 32 is attached to both surfaces of the flexible link 25, the difference between the two can be taken to improve the measurement accuracy.

【0014】なお、図1では光スイッチ20の要部を示
したが、実際には、図4に示すように、オイル状の屈折
率整合剤34を充填し密閉したケース35内に設けると
よい。これにより、位置決め溝22内での固定側光ファ
イバ3と移動側光ファイバ4との接続損失を少なくでき
る。
Although FIG. 1 shows the main part of the optical switch 20, in actuality, as shown in FIG. 4, the optical switch 20 is preferably provided in a sealed case 35 filled with an oil-like refractive index matching agent 34. . Thereby, the connection loss between the fixed side optical fiber 3 and the movable side optical fiber 4 in the positioning groove 22 can be reduced.

【0015】上記の光スイッチ20において、駆動回路
27より積層型圧電素子(可撓性リンク25)に電圧を
印加すれば、等長の2本の可撓性リンク25が同じく撓
み変形して、先端の連結部材26が固定側光ファイバ3
の並び方向に平行移動し、したがって、移動側光ファイ
バ4の先端側部分が、位置決め溝22長手方向と平行状
態を維持したまま固定側光ファイバ3の並び方向に移動
する。この場合の移動側光ファイバ4の移動の位置制御
は、歪ゲージ32による歪検出信号を駆動回路27にフ
ィードバックすることで行われ、これにより可撓性リン
ク25の撓み量を制御して、移動側光ファイバ4の位置
を正確に制御することができ、移動側光ファイバ4を所
望の位置決め溝22の位置に、すなわち接続しようとす
る固定側光ファイバ3の位置に位置させることができ
る。
In the optical switch 20, when a voltage is applied to the laminated piezoelectric element (flexible link 25) from the drive circuit 27, the two flexible links 25 having the same length are similarly bent and deformed. The connecting member 26 at the tip is the fixed side optical fiber 3
Therefore, the distal end portion of the moving side optical fiber 4 moves in the direction in which the fixed side optical fibers 3 are arranged while maintaining the state parallel to the longitudinal direction of the positioning groove 22. In this case, the position control of the movement of the movement-side optical fiber 4 is performed by feeding back a strain detection signal from the strain gauge 32 to the drive circuit 27, thereby controlling the amount of bending of the flexible link 25 and moving the movement. The position of the side optical fiber 4 can be accurately controlled, and the movable side optical fiber 4 can be positioned at a desired position of the positioning groove 22, that is, at the position of the fixed side optical fiber 3 to be connected.

【0016】なお、上記の実施形態では、2本の可撓性
リンク25を共に積層型圧電素子で構成したが、可撓性
リンクの一方は単なる板ばねとすることもできる。ま
た、上記の実施形態では移動側光ファイバ4を1本とし
たが、2本あるいはそれ以上設けることもできる。すな
わち、移動機構23の可撓性リンク25間を連結する連
結部材26に互いに平行な2本またはそれ以上の移動側
光ファイバを固定して、複数本の移動側光ファイバを一
括して、これと同数の固定側光ファイバに対して同時接
続する切り替え接続を行う。
In the above-described embodiment, both of the two flexible links 25 are constituted by laminated piezoelectric elements, but one of the flexible links may be a simple leaf spring. In the above-described embodiment, the number of the movable optical fibers 4 is one, but two or more optical fibers may be provided. That is, two or more moving optical fibers parallel to each other are fixed to a connecting member 26 connecting the flexible links 25 of the moving mechanism 23, and a plurality of moving optical fibers are collectively collected. Switching connection for simultaneous connection to the same number of fixed-side optical fibers as is performed.

【0017】上記の光スイッチ20を例えば(m+n)
個用いて、m本の入力とn本の出力とを任意の組み合わ
せで切り替え接続できるm×n切り替えの光スイッチ4
0を構成することができる。図5にこの光スイッチ40
の概略平面図を示し、図6にそれを模式的に示す。この
光スイッチ40は、1本の移動側光ファイバ4とn本の
固定側光ファイバ3とからなる1×n切り替えの第1光
スイッチ41をm個用いて、これを第1光スイッチ群4
1Gとし、1本の移動側光ファイバ4とm本の固定側光
ファイバ3とからなる1×m切り替えの第2光スイッチ
42をn個用いて、これを第2光スイッチ群42Gと
し、両光スイッチ群41G、42Gを図示のように対向
させ、両光スイッチ群41G、42Gにおける固定側光
ファイバ3どうしを以下の通り接続する。すなわち、第
1光スイッチ群41Gの各第1光スイッチ41のそれぞ
れn本の固定側光ファイバ3を、第2光スイッチ群42
Gのn個の第2光スイッチ42の固定側光ファイバ3に
それぞれ分配接続する。一方、第2光スイッチ群42G
のn個の第2光スイッチ42のそれぞれm本の固定側光
ファイバ3を第1光スイッチ群41Gのm個の第1光ス
イッチ41の固定側光ファイバ3にそれぞれ分配接続す
る。なお、固定側光ファイバ3どうしの接続は融着接続
で行うとよい。
The above optical switch 20 is, for example, (m + n)
M × n switching optical switch 4 that can switch and connect m inputs and n outputs in any combination using
0 can be configured. FIG.
Is shown in a schematic plan view, and FIG. 6 schematically shows the same. This optical switch 40 uses m number of 1 × n switchable first optical switches 41 each including one moving-side optical fiber 4 and n fixed-side optical fibers 3.
1G, n second optical switches 42 of 1 × m switching composed of one moving-side optical fiber 4 and m fixed-side optical fibers 3 are used as a second optical switch group 42G. The optical switch groups 41G and 42G face each other as shown, and the fixed-side optical fibers 3 in both optical switch groups 41G and 42G are connected as follows. That is, the n fixed-side optical fibers 3 of each first optical switch 41 of the first optical switch group 41G are connected to the second optical switch group 42G.
Each of the G optical switches 3 is distributed and connected to the fixed optical fibers 3 of the n second optical switches 42. On the other hand, the second optical switch group 42G
The m fixed optical fibers 3 of the n second optical switches 42 are respectively distributed and connected to the fixed optical fibers 3 of the m first optical switches 41 of the first optical switch group 41G. The fixed optical fibers 3 may be connected to each other by fusion splicing.

【0018】上記の光スイッチ40では、m個の第1光
スイッチ41とn個の第2光スイッチ42とはすべての
組み合わせの接続が可能であり、したがって、第1光ス
イッチ群41G側のm本の移動側光ファイバ4を入力
(図6でI〜I)とし、第2光スイッチ群42G側
のn本の移動側光ファイバ4を出力(図6でO
)とすれば、m個の入力とn個の出力とを任意の組
み合わせで接続することが可能となる。また、光スイッ
チ40における切り替え動作は、個々の光スイッチ20
における切り替え動作であり、その切り替え動作は、例
えば、127μmから1〜2mm程度の極めて微小距離で
の移動によるものであり、かつ、積層型圧電素子に電圧
印加した時の変位速度は極めて速いので、極めて迅速な
切り替え動作を実現できる。また、個々の光スイッチ2
0は十分小型なので、高密度化が容易で、多数の光スイ
ッチ20を実装することが可能であり、極めて多数の光
ファイバどうしの任意の切り替え接続を行うことが可能
となる。したがって、光通信網の交換機として使用でき
る可能性も十分高い。
In the above-mentioned optical switch 40, the m first optical switches 41 and the n second optical switches 42 can be connected in all combinations, and therefore, the m optical switches 41G on the first optical switch group 41G side can be connected. The moving optical fibers 4 are input (I 1 to Im in FIG. 6), and the n moving optical fibers 4 on the second optical switch group 42G side are output (O 1 to O m in FIG. 6).
O n ), m inputs and n outputs can be connected in any combination. The switching operation of the optical switch 40 is performed by the individual optical switch 20.
The switching operation is performed by a very small distance of, for example, from about 127 μm to about 1 to 2 mm, and the displacement speed when a voltage is applied to the multilayer piezoelectric element is extremely fast. An extremely quick switching operation can be realized. In addition, each optical switch 2
Since 0 is sufficiently small, the density can be easily increased, a large number of optical switches 20 can be mounted, and an arbitrary number of optical fibers can be arbitrarily switched and connected. Therefore, there is a high possibility that it can be used as an exchange in an optical communication network.

【0019】なお、上記のm×n切り替えの光スイッチ
40は、第1光スイッチ群41Gと第2光スイッチ群4
2Gとを別個の装置として製作し、両者41G、42G
の固定側光ファイバ3どうしを別の光ファイバで接続す
る構成としてもよいし、また、第1光スイッチ群41G
と第2光スイッチ群42Gとを1つの装置として同一ケ
ース内に配置し、かつ両者41G、42G間を接続する
固定側光ファイバ3を、1本で直接両者を接続する共通
固定側光ファイバ3とすることもできる。
The above-mentioned m × n switching optical switch 40 includes a first optical switch group 41G and a second optical switch group 4G.
2G and 2G are manufactured as separate devices.
The fixed optical fibers 3 may be connected to each other by another optical fiber, or the first optical switch group 41G
And the second optical switch group 42G are arranged as one device in the same case, and the fixed optical fiber 3 connecting the two 41G and 42G is replaced by a common fixed optical fiber 3 connecting the two directly. It can also be.

【0020】また、上記の実施形態では、m×n切り替
えとしたが、nをmと同数として(n=mとする)、2
m個の光スイッチ20を用いたm×m切り替えの光スイ
ッチとすることもできる。この場合は、1種類の光スイ
ッチのみで済むのでコスト低減に有利である上、実際の
使用においても適切な場合が多いと考えられる。
In the above embodiment, the switching is performed by m × n. However, n is set to the same number as m (n = m).
An optical switch of m × m switching using m optical switches 20 may be used. In this case, only one type of optical switch is required, which is advantageous for cost reduction and is often considered appropriate in actual use.

【0021】[0021]

【発明の効果】請求項1の光スイッチによれば、積層型
圧電素子を利用した片持ちの可撓性リンクで移動側光フ
ァイバを支持し移動させる構成であるから、移動側光フ
ァイバを移動させる移動機構を著しく小型化することが
でき、特に、固定側光ファイバ側が少心数の場合に、光
スイッチの小型化を容易に実現でき、また構造が簡単で
あるから、光スイッチを安価に製作できる。
According to the optical switch of the first aspect, since the movable optical fiber is supported and moved by the cantilevered flexible link using the laminated piezoelectric element, the movable optical fiber is moved. The size of the moving mechanism can be significantly reduced.Especially, when the fixed optical fiber side has a small number of optical fibers, the optical switch can be easily reduced in size and the structure is simple, so that the optical switch can be manufactured at low cost. Can be manufactured.

【0022】請求項2によれば、可撓性リンクに貼り付
けた歪ゲージで可撓性リンクの撓み量を検出し、可撓性
リンク(積層型圧電素子)を撓み駆動する駆動回路にフ
ィードバックして、移動側光ファイバの位置を制御する
ので、移動側光ファイバの正確な位置制御が可能とな
る。
According to the second aspect, the amount of flexure of the flexible link is detected by the strain gauge attached to the flexible link, and feedback is provided to a drive circuit that flexibly drives the flexible link (laminated piezoelectric element). Then, since the position of the moving-side optical fiber is controlled, accurate position control of the moving-side optical fiber can be performed.

【0023】請求項3によれば、上記の小型化された光
スイッチを組み合わせることで、多数の入力と多数の出
力とを任意にかつ迅速に切り替え接続する多心数間接続
用のメカニカルな光スイッチの実現が可能となる。
According to the third aspect, by combining the miniaturized optical switches described above, a mechanical light for multi-core connection can be arbitrarily and quickly switched and connected between a large number of inputs and a large number of outputs. A switch can be realized.

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

【図1】本発明の一実施形態の光スイッチの要部の平面
図である。
FIG. 1 is a plan view of a main part of an optical switch according to an embodiment of the present invention.

【図2】(イ)は図1におけるA−A拡大断面図、
(ロ)は同C−C断面図である。
FIG. 2A is an enlarged sectional view taken along the line AA in FIG. 1;
(B) is a sectional view taken along the line CC.

【図3】図1における歪ゲージを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a strain gauge in FIG. 1;

【図4】図1の光スイッチの全体構成を模式的に説明す
る平面図である。
FIG. 4 is a plan view schematically illustrating the entire configuration of the optical switch of FIG. 1;

【図5】請求項3の光スイッチの概略の平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of an optical switch according to a third embodiment.

【図6】図5の光スイッチの構成を模式的に説明する平
面図である。
FIG. 6 is a plan view schematically illustrating the configuration of the optical switch of FIG. 5;

【図7】従来の光スイッチの平面図である。FIG. 7 is a plan view of a conventional optical switch.

【図8】図7の光スイッチの拡大したB−B断面図であ
る。
FIG. 8 is an enlarged BB cross-sectional view of the optical switch of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 固定側光ファイバ 4 移動側光ファイバ 20 光スイッチ 21 位置決め溝台 22 位置決め溝 23 移動機構 25 可撓性リンク(積層型圧電素子) 26 連結部材 27 駆動回路 28 金属弾性板 29 圧電素子 29a 圧電セラミック 29b 電極 32 歪ゲージ 32a 金属抵抗材料 32b 膜状ベース 32c リード線 34 屈折率整合剤 35 ケース 40 光スイッチ 41 第1光スイッチ 42 第2光スイッチ 41G 第1光スイッチ群 42G 第2光スイッチ群 Reference Signs List 3 fixed optical fiber 4 movable optical fiber 20 optical switch 21 positioning groove base 22 positioning groove 23 moving mechanism 25 flexible link (laminated piezoelectric element) 26 connecting member 27 drive circuit 28 metal elastic plate 29 piezoelectric element 29a piezoelectric ceramic 29b Electrode 32 Strain gauge 32a Metallic resistance material 32b Film base 32c Lead 34 Refractive index matching agent 35 Case 40 Optical switch 41 First optical switch 42 Second optical switch 41G First optical switch group 42G Second optical switch group

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに平行な複数の位置決め溝に収容固
定した複数の固定側光ファイバに対して、これに対向す
る移動側光ファイバを固定側光ファイバの並び方向に移
動させて、選択した位置決め溝内の固定側光ファイバに
切り替え接続するメカニカル方式の光スイッチにおい
て、 前記移動側光ファイバを固定側光ファイバの並び方向に
移動させる移動機構として、少なくとも一方に電圧印加
時に前記並び方向に撓み変形が生じる積層型圧電素子を
用いた互いに平行な2本の片持ち支持の可撓性リンクの
自由端間を連結部材で連結するとともに、前記連結部材
に移動側光ファイバの先端側部分を固定し、かつ、前記
積層型圧電素子に撓み変形を与える駆動回路を設けたこ
とを特徴とする光スイッチ。
1. A plurality of fixed optical fibers housed and fixed in a plurality of positioning grooves parallel to each other, and a moving optical fiber opposed to the plurality of fixed optical fibers is moved in a direction in which the fixed optical fibers are arranged. In a mechanical type optical switch that switches and connects to a fixed-side optical fiber in a groove, as a moving mechanism that moves the moving-side optical fiber in a direction in which the fixed-side optical fibers are arranged, at least one of the optical fibers bends in the direction in which the voltage is applied when the voltage is applied. The free ends of two cantilevered flexible links parallel to each other using a laminated piezoelectric element are generated by a connecting member, and the distal end portion of the movable optical fiber is fixed to the connecting member. And an optical switch provided with a drive circuit for applying a bending deformation to the laminated piezoelectric element.
【請求項2】 少なくとも一方の可撓性リンクに歪ゲー
ジを貼り付け、この歪ゲージで検出した歪量に基づいて
検出した可撓性リンクの撓み量を前記駆動回路にフイー
ドバックして、移動側光ファイバの位置制御を行うよう
にしたことを特徴とする請求項1記載の光スイッチ。
2. A strain gauge is attached to at least one of the flexible links, and the amount of flexure of the flexible link detected based on the amount of strain detected by the strain gauge is fed back to the drive circuit, and 2. The optical switch according to claim 1, wherein the position of the optical fiber is controlled.
【請求項3】 いずれも請求項1記載の光スイッチの構
成を持つ、1本の移動側光ファイバとn本の固定側光フ
ァイバとからなるm個の第1光スイッチと、1本の移動
側光ファイバとm本の固定側光ファイバとからなるn個
の第2光スイッチとを対向配置し、 前記m個の各第1光スイッチのそれぞれn本の固定側光
ファイバを前記n個の第2光スイッチの固定側光ファイ
バにそれぞれ分配接続し、かつ、前記n個の各第2光ス
イッチのそれぞれm本の固定側光ファイバを前記m個の
第1光スイッチの固定側光ファイバにそれぞれ分配接続
したことを特徴とする光スイッチ。
3. The optical switch according to claim 1, wherein m first optical switches each comprising one moving-side optical fiber and n fixed-side optical fibers, and one moving switch. N second optical switches each including a side optical fiber and m fixed side optical fibers are arranged to face each other, and the n fixed side optical fibers of each of the m first optical switches are each replaced with the n fixed side optical fibers. The fixed side optical fibers of the second optical switch are respectively distributed and connected, and m fixed side optical fibers of each of the n second optical switches are respectively connected to the fixed side optical fibers of the m first optical switches. An optical switch characterized by being distributed and connected.
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