JP2747891B2 - 光スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光スイッチ、特に第１
光ファイバ・アレイの光ファイバを対向する光ファイバ
・アレイの第２光ファイバに回転可能に結合する機械的
光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】光スイッチには、電子的光スイッチ及び
機械的光スイッチの２種類がある。電子的光スイッチ
は、動く構成要素がないことが特徴であり、例えば、ス
イッチを通過する光を音響的又は電気的に分路すること
によりスイッチ機能を果たしている。

【０００３】一方、機械的光スイッチは、物理的に光フ
ァイバ要素を動かしてスイッチ機能を果たす。機械的光
スイッチ内での光ファイバの物理的運動は、横運動又は
回転運動である。ある種類の機械的光スイッチは、レン
ズ等の焦点合わせ要素を使用して、あるファイバからの
光を他のファイバに対して焦点合わせする。この様な要
素を使用すると、スイッチの変換誤差は増加するが、大
幅に角度許容誤差及び製造原価は減少する。他の種類の
機械的光スイッチは、ある光ファイバからの光を他の光
ファイバに直接に結合する。光ファイバは、その端面が
互いに境を接した状態で対向した関係で配置される。こ
の設計は、焦点合わせ要素及び角度許容範囲を除去する
が、スイッチの変換許容範囲は大幅に減少する。

【０００４】米国特許第４４０１３６５号明細書には、
１対の対向する光伝送路取付部材が同一の回転軸上に配
置された回転式光スイッチが記載されている。一方の取
付部材は外皮に固定的に取り付けられ、他方の部材は中
心軸上で回転する。他の方法では、シャフトは、シャフ
トの周りを回転する取付部材の一方に固定してもよい。
シャフト又は取付部材はモータに直接に接続されるの
で、一方の取付部材は、シャフト又は取付部材がモータ
により回転するので、他方に対して回転可能である。各
取付部材内の光ファイバの端面が取付部材の回転軸に関
して同心であり、同一半径の夫々見かけの円上に存在す
るように、各取付部材内に固定される。

【０００５】米国特許第５０３７１７６号明細書には、
軸上整列に保持され、回転軸の周りに相対的に回転可能
であって、対向するアレイ内のファイバの光結合又は非
結合を行う光ファイバの第１及び第２の同一アレイを含
む回転式光スイッチが記載されている。この光スイッチ
は、光ファイバの第１及び第２の同一アレイを受け入れ
る円筒状スイッチ本体を有する。スイッチ本体は、スプ
リット・スリーブ結合器により同軸配置に保持される。
管はファイバ・アレイを含むスリーブを囲み、Ｏリング
はスリーブ及び管の間に配置され、後方反射を防止する
ために屈折率整合液がスイッチ内に保持できるようにす
る。この米国特許に記載された光スイッチは、米国特許
第５０３１９９４号明細書に記載された光スイッチ組立
体に使用されている。

【０００６】機械的ファイバ光スイッチ（ＭＦＯＳ）の
重要な要素は、スイッチ内の対向する光ファイバを正確
に整列させることである。現行では、このために、スイ
ッチ部品を正確な製造処理で極めて正確な公差で製造す
る必要がある。後述する様に、現行のＭＦＯＳでは、サ
イクルからサイクルへの反復性、長期間反復性及び対向
する光ファイバの絶対配列の点で難がある。

【０００７】機械的ファイバ光スイッチは、他種のアプ
リケーションでは、見られない独特のベアリング条件を
有する。これらの特別の条件は、なぜ現行のＭＦＯＳが
スイッチ・ファイバ間で適切な整列が得られないのかを
理解するために調べられる必要がある。シングル・モー
ド光ファイバ間の光結合のための配列許容誤差は周知で
あり、本明細書では詳述しない。長さ又は傾きの調整誤
差が無く、入力及び出力ファイバが同一であると仮定す
ると、横方向の調整誤差を有する光ファイバ伝送は、数
１で表される。

【数１】 ここで、ｘは横オフセット、ｗは光ファイバの基本モー
ドの放射度パターンの１／ｅ*2半径である。（Ｎ*nはＮ
のｎ乗を意味する。）数１の導関数は、結合効率の特定
の変化に対する損失の変化を得るために求める。

【数２】

【０００８】数２は、横オフセット、基本ファイバ・モ
ードの半径及び損失の変化の関数としてのｘに関して解
くために再び整えられる。結果は数３の様になる。

【数３】 上記の数式を使用し、スイッチの伝送効率が０.５０ｄ
Ｂ以下の通常の伝送損失を有するサイクル間で０.０１
ｄＢで反復可能でなければならないとすると、最大整列
誤差はサイクル間の反復性、長期間反復性及び絶対整列
に関して計算される。標準単一モード・ファイバ内の基
本モードの基本１／ｅ*2半径はおおざっぱに５.５μｍ
であるので、０.５０ｄＢの公称損失は約１.７μｍの横
方向調整誤差に相当する（数１に従う）。数３によれば
伝送変化がサイクル間で０.０１dＢ以下であると、１.
７μｍの調整誤差は、０.０１７μｍ即ち１７ｎｍの範
囲で繰り返される。数値の許容範囲は、５.５μｍのモ
ード・フィールド直径を有する光ファイバについて計算
される。他の光ファイバは、例えば、５.１又は５.６μ
ｍの様なモード・フィールド直径を有する。異なるモー
ド・フィールド直径は、数値許容範囲を大幅ではなく、
僅かに変化させる。

【０００９】０.０１７μｍの条件は、サイクル間反復
性に対してのみである。伝送効率が１０００００サイク
ルにわたり０.１０ｄＢを超えて変化してはいけない長
期反復条件がある。数１及び数３を使用して同一の解析
を行うと、スイッチ内の対向するファイバの位置精度は
長期で０.１６４μｍの範囲即ち可視光の波長の約１／
４で繰り返す必要がある。

【００１０】図１１は、スプリット・スリーブ１２内の
円筒シャフト１０の端面を示す。理想的には、シャフト
１０は完全に丸く、スプリット・スリーブ１２の等しく
完全に丸い内径と正確に同一の外径を有し、シャフト１
０はその周囲全体に沿ってスプリット・スリーブ１２に
接触する。光ファイバを保持するためにシャフト１０内
に形成された孔１４は、好適には丸く、シャフト１０及
びスプリット・スリーブ１２と同心円である。図１１Ｂ
及び図１１Ｃは、誇張した縮尺でシャフト１０の型、ス
プリット・スリーブ１２及び孔１４を実際の不完全な状
態で示す。要素１０、１２又は１４は、いずれも完全に
丸くない。その代わり、シャフト１０及びスプリット・
スリーブ１２は円筒表面に近く、局部領域では半径は僅
かに大きく、又は小さい。これは、図中で楕円で示す。
図から分かる様に、スプリット・スリーブ１２及びシャ
フト１０の接触点は、一方又は他方が回転するにつれ変
化し、又は、点線の楕円１６で示す様に僅かな横方向の
トルクがシャフト１０に供給されると、シャフト内のフ
ァイバ（図示せず）は同心円を描かない。更に、接触点
では、スプリット・スリーブ１２の表面は、シャフト１
０の表面に平行である。シャフト１０がスプリット・ス
リーブ１２内に滑り込まないようにするための唯一の力
は、２つの表面間の摩擦力である。摩擦力は、必要なあ
る程度のサイクル間又は長期間反復性を与えることがで
きない。更に、円滑化の矛盾がある。軸受け面の寿命を
伸ばすために、それらを円滑化することが望ましいが、
円滑化により２つの面間の摩擦を減少させ、その結果も
っとぐらぐらになる。

【００１１】図１１Ｂ及び図１１Ｃは、更なる問題を示
している。ファイバは、シャフト１０の軸に沿ってあけ
られた穴１４を介してシャフト１０に対して配列され、
この穴１４はそれ自体の一組の許容誤差を有する。特
に、穴１４はシャフト１０の外面に対して僅かに同心で
なく、シャフト１０の外面と同様に、僅かに丸ではなく
なる。

【００１２】スイッチの入力及び出力ファイバが正確に
同心円である同一円上を回転すれば、厳密に規定する必
要がある複数の寸法上の許容誤差がある。確実に調整さ
れる設計パラメータは、次の様である。 入力シャフトの外径の真円度 出力シャフトの外径の真円度 入力シャフトの内径の真円度 出力シャフトの内径の真円度 入力シャフトの内径及び外径の同心度 出力シャフトの内径及び外径の同心度 入力シャフトの外径 入力シャフトの内径 出力シャフトの外径 出力シャフトの外径 スプリット・スリーブの内径 スプリット・スリーブの内径の真円度 入力及び出力ファイバの直径 入力及び出力ファイバの同心度

【００１３】挿入損失を０.５０ｄＢに維持するため
に、これら全ての許容誤差により加わる調整誤差を１.
８７μｍより小さくなければならない。これは、かなり
困難な作業であり、これを達成するためには、個々の要
素（入力ファイバ、出力ファイバ、入力シャフト、出力
シャフト及びスプリット・スリーブ）はμｍ以下の幾つ
かの寸法許容誤差を有することが必要である。これは、
もちろん個々の部品の原価を低下させることには成ら
ず、製造性の点からも手間がかかる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】機械的ファイバ光スイ
ッチ設計の他の問題はスイッチの反復性である。図１２
は、図１１Ｂ及び図１１Ｃのシャフト１０及びスリーブ
１２の側面図であり、スリーブ１２は断面で示されてい
る。スプリット・スリーブ１２は、広げられないスリー
ブ１２の内径よりもわずかに大きいシャフト１０と共に
働く。スリーブ１２は裂け目があるので、スリーブ１２
はシャフト１０（光ファイバを含むフェルール）が直径
のあそび無く内側に嵌合するように僅かに広がることが
できる。直径のあそびは軸受け内に傾斜を生じさせるの
で望ましくなく、サイクル間の反復性仕様を満足するた
めには対向するファイバ間の配列誤差の非反復性を０.
０１７μｍより小さくする必要がある。

【００１５】図１１Ｂ及び図１１Ｃを参照して説明した
ように、シャフト１０の部分及びスリーブ１２の真円度
が十分でないと、円ではない曲線を描いてファイバが動
く。しかし、軸受けの磨耗は別として、十分でない真円
度は悪影響を与えず、即ち、反復性が不足しない。十分
でない真円度は、全体的結合効率に悪影響を与えるが、
反復性には悪影響を与えない。図１２は、スリーブ１２
との締まりばめを有するシャフト１０を示す。しかし、
第２シャフト１８は、製造中の避けられない許容誤差に
よりわずかに直径が異なり易い。第２シャフト１８は第
１シャフトより大きな直径を有すると、スプリット・ス
リーブ１２が少し広がり、第１シャフト１０ではなく、
第２シャフト１８に対する締まりばめとなる。これで、
第１シャフト１０は、スプリット・スリーブ１２内に滑
り込むことができる。第２シャフト１８は、第１シャフ
トより直径が小さく、ぐらぐらする。いずれの場合に
も、２本のシャフト１０又は１８の一方はスプリット・
スリーブ１２内でぐらぐらする。サイクル間反復性条件
を満足するために、ぐらつきは０.０１７μｍより小さ
い必要があり、そのために２本のシャフト１０及び１８
の直径は約０.００８μｍである必要がある。この仕様
は、極めて高価な部品を必要とする。しかし、すべても
実際的な目的のために、この仕様を満足することが実現
不可能である。

【００１６】そこで、サイクル間反復性、長期間反復性
及び絶対的配列誤差の仕様を満足する高価でない機械的
ファイバ光スイッチが必要とされている。

【００１７】この様なスイッチは、許容誤差が大まかな
いつでも購入できる部品を使用し、スイッチ部品及びフ
ァイバを正確な配列を必要せずに容易に組み立てられな
ければならない。更に、スイッチは、軸受けの磨耗が最
小で、部品の寸法の違いに敏感でないファイバ取付装置
を有する必要がある。更に、スイッチは温度変化に対し
ても良好な安定性を有する必要がある。

【００１８】したがって、本発明の目的は、サイクル間
反復性、長期間反復性及び絶対的配列誤差の仕様を満足
する安価な光ファイバ用の光スイッチの提供にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の光スイ
ッチは、第１閉曲線上を移動するように配置された少な
くとも１つの光伝送路及び第２閉曲線上を移動するよう
に配置された少なくとも１つの第２光伝送路を有する。
第１及び第２光伝送路は対向する関係であり、光伝送路
の閉曲線は、横方向に互いにずらされ、閉曲線上に２つ
の交差点が形成される。第１及び第２光伝送路を閉曲線
上の交差点の一方で軸方向に配列する手段が設けられ
る。

【００２０】本発明では、光スイッチは、第１及び第２
光伝送路が夫々の閉曲線上で回転する独立し且つずれた
回転軸を有する。第１及び第２光伝送路は、独立し且つ
ずれた回転軸の周りを回転する複数の第１光伝送路と、
他の回転軸の周りを回転する複数の第２光伝送路から成
る複数の光伝送路を含む。好適な実施例では、光伝送路
は、光ファイバである。

【００２１】本発明では、光スイッチは、第１及び第２
光伝送路を夫々保持する保持部材を含み、各保持部材は
独立し且つずれた回転軸の一方と軸方向に配列された回
転軸を有し、伝送路は保持部材の回転軸からはずらして
配置される。保持部材は、個々の運動学的に設計された
オフセット・ホルダ構体内に配置される。好適な実施例
では、動的な取り付けは、各々の保持部材を受け入れる
Ｖ字状空洞を形成する頂点及び角度が広がる側壁を有す
るＶ溝構造体で行う。ばね留め具は、保持部材を３点空
洞に固定するためにＶ字状空洞の上に配置される。Ｖ溝
構造体は、保持部材と同じ又はそれより上の硬度を有す
る材料で形成され、保持部材と同じ又はそれより上の硬
度を有するＶ溝構造体の側壁に固定される挿入物を有す
る。保持部材及びＶ溝構造体は、好適にはほうけい酸塩
即ちセラミック材料である。

【００２２】好適な実施例では、保持部材は第１及び第
２フェルールであり、各フェルールはフェルールがその
周りを回転する中心に位置する長軸、外径、及び第１及
び第２光ファイバを収容する中心穴を有する。光ファイ
バは、閉曲線上を動くフェルールの略回転軸上にいずれ
か１本の光ファイバを存在させて、フェルール内に装填
される。

【００２３】軸方向配列手段は、第１及び第２光伝送路
をそれらの夫々の独立し且つずれた回転軸に対して選択
に互いに相対的に回転させる。第１及び第２光伝送路の
夫々第１及び第２閉曲線の交差点の角度座標を蓄積する
手段が設けられる。回転手段は、回転運動を夫々の第１
及び第２光伝送路に結合するために、第１及び第２閉曲
線の交差点の一方の角度座標に応答する高分解能の第１
及び第２ステッパ・モータ又はＤＣモータを含む。各々
のステッパ・モータ又はＤＣモータに取付られる平歯車
は、回転運動を回転シャフトに取り付けられた第２平歯
車を介して回転シャフトに伝達する。回転シャフトは、
夫々の光伝送路の保持部材に結合される。回転シャフト
は、夫々第１及び第２光伝送路を収容する中心穴を有す
る第１シャフト要素、第１駆動シャフト要素を各々の光
伝送路の保持部材に接続するための柔軟駆動シャフトを
含む。回転駆動シャフトの第１シャフト要素を受け入れ
るための中心穴を有する第１及び第２軸受けが含まれ
る。これに代わって、回転手段は、回転運動を各々の第
１及び第２光伝送路に伝達するために結合される手動回
転減速ギア組立体であってもよい。

【００２４】

【実施例】図１は、本発明による機械的な光スイッチ２
０の拡大斜視図を示す。スイッチ２０は、例えば、遠隔
ファイバ試験装置で使用される。この装置では、スイッ
チ２０はオプティカル・タイム・ドメイン・リフレクト
メータ、光パワー・メータ等の遠隔試験装置を、それら
を評価するために種々の光ファイバに接続する。他の使
用例は、発信ラインが故障しているとき、電話信号を異
なる光ファイバに再び方向付けるための中央オフィス電
話スイッチに関連する。

【００２５】スイッチ２０は、一部分の空洞を形成する
基部２４、端部壁２６、２８及び側部壁３０から成るハ
ウジング２２を有する。空洞３２内では、中央台部３４
及び軸受け支持部３６は、基部２４から立ち上がってい
る。軸受け支持部３６は、中央台部３４及び端部壁２
６、２８間に配置される。着脱可能側部壁３８及び頂部
板４０は、ハウジング空洞を囲むために設けられる。ス
イッチ２０用の電子回路を含む回路板４２はハウジング
２２の頂部に取り付けられる。ステッパ・モータ取付具
４４は、端部壁２６及び２８に隣接してハウジング２２
に固定される。ステッパ・モータ４６は、各取付具４４
に固定される。平歯車４８が固定されたシャフトは、各
ステッパ・モータ４６から延びている。光検出器取付具
５０は、各端部壁２６及び２８の外側に取り付けられ
る。発光素子及び受光素子を有する光検出器５２は、各
取付具に取り付けられる。

【００２６】穴５４は、各端部壁２６及び２８に形成さ
れる。軸受け５６は、端部壁２６及び２８の空洞３２側
から各穴５４に圧入される。軸受け５８は、軸受け支持
体３６に圧入される。フランジ・シャフト・シール（図
示せず）は、空洞３２の外側から各穴５４内に取り付け
られ、各壁２６及び２８の外側に取り付けられたシール
板６０により所定位置に保持される。入力及び出力光フ
ァイバ６６及び６７を収容する中心穴６４を有する回転
可能駆動シャフト６２は、シール板６０、フランジ・シ
ャフト・シール及び軸受け５６及び５８を介して延び
る。スリット７０を有する穴あき回転体６８は、各駆動
シャフト６２に取り付けられる。各穴あき回転体６８の
一部は、光検出器５２の発光素子及び受光素子間の間隙
に配置される。ステッパ・モータ４６の夫々の平歯車に
係合する駆動シャフト平歯車７２は、回転可能駆動シャ
フトに取り付けられる。柔軟性駆動シャフト結合器７４
は、駆動シャフト６２の各々の一端に固定される。スイ
ッチ２０の光ファイバ６６及び６７を保持する取付部材
（図示せず）は、柔軟性結合器７４の他端内にある。ば
ね留め具７６は、中央台部３４に形成されたオフセット
Ｖ溝内に取付部材を保持するために台部３４に取り付け
られる。ばね留め具７６及びオフセットＶ溝は、後述す
る取付部材に対する保持構体を形成する。囲まれた空洞
３２は、入力ファイバ及び出力ファイバ間を通過する入
力光の後方反射を減少させるために屈折率整合液が充填
される。屈折率整合液は、Ｖ溝及び軸受け５８用の潤滑
剤としての役割もする。

【００２７】ハウジング２２、着脱可能側部壁３８及び
頂部板４０は、加工アルミニウム、ステンレス鋼、又は
成形プラスチックの様な材料で作られる。現行の設計で
は、これらの加工アルミニウムである。ステッパ・モー
タ４６である回転手段は、０.１４度の回転精度で、高
価でなく、比較的に小電力であり、小型であることが必
要とされる。この様なステッパ・モータ４６の一例が、
ＨＳＩ社により部品番号ＨＳＡ３３７００として製造販
売されている。この特定のステッパ・モータは、０.０
９度の角度制御仕様を有する。このステッパ・モータ
は、バックラッシュが大きいので、ホーム位置指示器が
光検出器５２及び穴あき回転体６８と共に設けられる。
光検出器５２は、光が発光素子から受光素子に伝達する
形式で、シャープ（株）で製造販売されているシャープ
ＧＰ１Ｌ０１Ｆの様な普通に市販されたものでよい。穴
あき回転体６８は、適切な剛性を有し、それに狭い穴を
形成できる適当な材料で作ればよい。好適な実施例で
は、回転体６８は薄膜で形成され、その薄膜がアルミニ
ウム補剛板上に積層される。ステッパ・モータ４６の代
わりに、高分解能エンコーダを有する直流モータを使用
してもよい。フェルール駆動シャフト６２は、十分に硬
く、耐磨耗性の適当な材料で形成してよい。好適な実施
例では、回転駆動シャフト６２は外径６.３５ｍｍのス
テンレス鋼の棒である。中心穴６４の直径は、２.５４
ｍｍである。

【００２８】図２は、機械的光スイッチ２０の取付部材
駆動装置の斜視図である。この駆動装置は、取付部材内
の光ファイバの位置決め以外は同一である入力部８０及
び出力部８２を有し、これらについてはフェルール８６
と関係して詳述する。出力部８２の構成要素は、入力部
８０と実質的に同じである。出力部８２は穴あき回転体
６８及び駆動シャフト平歯車７２に取り付けられた回転
駆動シャフト６２を有する。駆動シャフト６２は、シー
ル板６０、フランジ・シャフト・シール９４及び軸受け
５６、５８を通る。柔軟性駆動シャフト結合器７４は、
駆動シャフト６２の一端に取り付けられる。柔軟性結合
器７４は回転運動の間にフェルール８６に与えられる横
方向のトルクを減少させるために設けられる。このトル
クは、スイッチ２０内の光ファイバの配列誤差を生じさ
せる。適切な柔軟性結合器は、サーボメータ社により部
品番号ＦＣ−９で販売されている。フェルール構体８８
内に含まれるフェルール８６は、柔軟性結合器７４の反
対側の端部に固定される。互いに密着して対向する関係
であるスイッチ２０の光ファイバ６６及び６７は、各フ
ェルール８６内に固定される。この関係を維持するため
に、留め襟部９６は内部軸受け部５８のいずれかの側で
フェルール駆動シャフト６２に取り付けられる。

【００２９】図３は、取付部材駆動構体の分解拡大図で
ある。この図で構成要素には、図１及び図２と同一の参
照番号が付されている。フェルール構体８８は、フェル
ール結合器９０及びフェルール８６から成る。好適な実
施例では、フェルール結合器９０はステンレス鋼で形成
されるが、他の適切な材料であってもよい。他の方法で
は、フェルールの歪み解放部９２はフェルール結合器９
０内に固定される。代表的なフェルール解放部９２は、
シンプトン社により部品番号Ａ３２１５で販売されてい
る。フェルール８６はフェルール結合器９０に固定され
る。フェルール８６はほうけい酸塩工業用光学ガラスで
形成される。代表的なフェルールは、ニッポン・エレク
トリック・グラス社により製造販売されている。特定の
フェルールは、外径許容誤差±５μｍ、真円仕様からの
ずれ（真円度）±１μｍ及び内径許容誤差±２μｍであ
る。上述した様に、従来の光スイッチでこれらの許容誤
差を有するフェルールを使用すると、使用可能な機械的
光スイッチに要求されるサイクル間反復性、長期間反復
性、絶対的配列を得ることができない。しかし、本発明
の機械的光スイッチ２０は、従来の様に単一軸に対しフ
ェルールを同軸に配列し回転させる代わりに、別々の軸
に対して回転するようにフェルール８６をずらすことに
より、現行の機械的光スイッチの機械的許容誤差の問題
を解決する。

【００３０】図４は、独立した軸１０４及び１０６につ
いて回転する対向する２つのフェルール１００及び１０
２を示し、各フェルール１００及び１０２は光伝送路と
して働く光ファイバ１０８及び１１０を含む。好適な実
施例では、光ファイバは、コアの直径が約１０μｍ、外
径１２５μｍの単一モード・ファイバである。本発明の
要旨を逸脱することなく、マルチモード光ファイバの様
な他の光伝送路を使用してもよい。対向する光ファイバ
１０８及び１１０は、フェルール１００及び１０２が回
転するにつれ、閉曲線に沿って移動するように配置され
る。閉曲線１１２及び１１４は、夫々の曲線上の点１１
６及び１１８で交差する。曲線１１２及び１１４は、フ
ェルール１００及び１０２の３６０度の回転角度を通し
て閉じているとすると、交差点１１６及び１１８は安定
し、２つの対向するファイバ１０８及び１１０に対し
て、正確に最適の配列位置を表す。

【００３１】図５Ａ及び図５Ｂは、機械的光スイッチ２
０の台部３４に形成され、又は取り付けられた２つのオ
フセット・ホルダ構体１２０の一方を示す。各ホルダ構
体１２０は、Ｖ溝空洞１３０を形成する頂点１２４及び
角度が広がる側壁１２６、１２８を有するＶ溝構造体１
２２を有する。側壁１２６及び１２８には、ガラス、セ
ラミック等の耐磨耗性材料の薄片１３２及び１３４が接
着してある。この方法で、ホルダ構体１２０を構成する
ことにより、Ｖ溝構造体１２２は安価な材料で形成する
ことができ、同時に、極めて耐久性のある軸受けが得ら
れる。

【００３２】図示の目的のために示されたかなり真円か
ら外れたフェルール８６は、台部３４上に形成されたＶ
溝空洞１３０の各々内に夫々受入られる。ばね留め具７
６は、Ｖ溝構造体１２２内にフェルール８６を固定する
ために空洞１３０上に配置される。各Ｖ溝構造体１２２
の側壁１２６及び１２８は、フェルール８６に対し２つ
の接点を有し、ばね留め具７６に対して３番目の接点を
有する。この３点設置は、運動学的に正しい。保持面、
即ち側面１２６、１２８及びばね留め具７６は、フェル
ール８６の面に対する接線であり、フェルール８６が完
全に円でなくとも極めて安定した最小エネルギー構造で
ある。これは、接点の数が分からず、回転の間でさえス
イッチ間で変化する従来のスイッチに匹敵する。各ホル
ダ構体内１２０内のばね留め具７６は、容易に小さく動
くことができ、フェルール８６の熱膨脹又はフェルール
自体のスロップ（不規則な動き）が無い円からの外れに
適応することができる。フェルール８６がかなり真円か
ら外れている場合であっても、フェルール内のファイバ
は、依然として閉曲線をたどる。これにより、従来の機
械的な光スイッチに見られた、フェルール間の寸法の違
いにより生じるいずれのぐらつきも除去される。本発明
の実施は、Ｖ溝構造体及び留め具構成に厳密に限定され
るものではなく、他の運動学的に正確なホルダ構体も、
本発明の要旨を逸脱することなく使用できる。

【００３３】軸受けの磨耗は、いずれの機械的光スイッ
チ２０でも重要な問題である。Ｖ溝構造体１２２の軸受
け磨耗は、各側壁１２６及び１２８の面上の微小に細い
線に沿ってのみ生じる。しかし、フェルール８６の磨耗
は、その面全体に沿って生じる。磨耗により除去される
材料の厚さは、軸受けの面積に逆比例し、Ｖ溝構造体１
２２のの磨耗速度は、フェルール８６のそれより数百又
は数千倍大きい。耐磨耗薄片１３２及び１３４を側壁１
２６及び１２８に接着すると、Ｖ溝構造体１２２の磨耗
が減少する。更に、スイッチの制御は、平均的に両方の
フェルール８６が何れの１００,０００サイクルの間に
も同じ角度回転するように設計されている。これは、理
論上では、両方のＶ溝軸受けに関し等しい磨耗速度にな
り、フェルール８６は同じ量だけ夫々のＶ溝構造体１２
２に据え置かれ、それらの相対的配列を維持する。

【００３４】図６は、機械的光スイッチ２０の台部３４
上に形成されたオフセットＶ溝ホルダ構体１２０を示す
斜視図である。入力及び出力光ファイバ・アレイ１４８
及び１５０を含む入力及び出力フェルール１４４及び１
４６は、Ｖ溝１４０及び１４２内に取り付けられる。各
ファイバ・アレイ１４８及び１５０は、単一の光ファイ
バ１５２又は複数の光ファイバで形成される。フェルー
ル１４４及び１４６の外壁と、ばね留め具７６は図を見
易くするために図示されていない。耐磨耗性薄片１３２
及び１３４は、別個の耐磨耗性薄片がＶ溝１４０の側壁
１２６及び１２８の対向する端部に接着された現行の好
適な構成で示されている。図１に示す様なばね留め具７
６は、フェルール１４４及び１４６をＶ溝空洞１３０内
に固定するための耐磨耗性細片の各組上に配置される第
１及び第２ばね留め具部材を形成するために穴が開けら
れる。その代わりに、耐磨耗性薄片１３２及び１３４
は、Ｖ溝１４０の全部の側壁を一列にするように構成さ
れ、ばね留め具７６には穴が開けられない。図示する様
に、入力フェルール１４４は、出力フェルール１４６か
らわずかにずらされる。各フェルール１４４及び１４６
は、運動学的に正確なホルダ構体１２０内に抑制される
ので、入力ファイバ・アレイ１４８の各ファイバ１５２
は、入力フェルール１４４が回転するときに閉曲線を追
跡する。これらの曲線は略円であるが、曲線の実際の形
状は重要ではない。曲線は、楕円又は他の閉曲線であっ
てもよい。同じことが、出力ファイバ・アレイ１５０の
光ファイバ１５２についてもいえる。図４を参照して説
明した様に、入力及び出力ファイバ・アレイ１４８及び
１５０内の光ファイバ１５２の閉曲線は、同心円ではな
い。即ち、入力ファイバ１４８内の閉曲線上を動くよう
に配置されたいずれの光ファイバ１５２も、出力ファイ
バ・アレイ１５０内の閉曲線上を動くために配置された
いずれの光ファイバ１５２とも対称的ではない。Ｖ溝１
４０及び１４２は、入力光ファイバの閉曲線及び出力光
ファイバの閉曲線を同心状でなくするために意図的にず
らされる。

【００３５】入力及び出力光ファイバ・アレイ１４８及
び１５０の閉曲線は同心状ではないので、これらは２点
で交差する。このことにより、入力光ファイバ・アレイ
１４８の光ファイバ１５２及び出力光ファイバ・アレイ
１５０の出力ファイバ１５２間で完全な配列が行われ
る。フェルール軸受けである運動学的に正確なホルダ構
体１２０にはぐらつき又はスロップがないので、曲線が
実際に閉じられ、更に、それらが閉じているので、交差
点の角度座標は安定している。これは、入力及び出力フ
ェルール１４４及び１４６の幾つかの角度座標に関し
て、入力ファイバ・アレイ１４８の光ファイバ１５２
は、交差点で出力ファイバ・アレイ１５０の光ファイバ
１５２と完全に直線上に並ぶ。曲線は閉じているので、
角度座標は安定している。これらは、極端な精度で何度
も繰り返す。動的に、位相空間座標系の軌跡が閉じてい
ると、その軌跡は安定し、周期的で、予想可能である。
しかし、軌跡が閉じていなければ、フラクタル・アトラ
クタの寸法に応じて座標系は無秩序になる。

【００３６】重要な利点は、独立した別個の回転軸の周
りを回転するように、入力及び出力フェルールをオフセ
ットすることにより得られる。各フェルール１４４及び
１４６は、いずれの数のファイバ１５２が装填されても
よい。ファイバ１５２の幾つかは、フェルール１４４及
び１４６の内径の端部の周りに配置され、幾つかは中心
に向かって配置される。フェルール１４４及び１４６を
ずらすことにより、フェルール１４４の端部に沿って入
力ファイバにより描かれた閉曲線は、それらが更に中心
に向かって配置されるても、フェルール１４６の出力フ
ァイバの全てと交差するようにできる。これを行うため
には、２つのフェルール１４４及び１４６間のずれは公
称では、入力ファイバが追跡する閉曲線は、１／２ファ
イバ直径の許容範囲内で出力フェルールの中心と交差す
るようにされる。従来の設計では、中心付近に配置され
た出力ファイバは、端部にある入力ファイバに接続する
ことができない。これは、Ｎ×Ｎスイッチが、従来の機
械的光スイッチで可能なよりも、中心に向かって集中さ
れたそのファイバの数を増やして構成できることを意味
する。ファイバがフェルールの中心から更に動くにつれ
て、特定の配列を行うために必要な角度許容誤差が減少
するので、これは本発明の重要な利点及び目的である。
したがって、ファイバがフェルールの中心から離れてい
るときに、フェルールを回転させる装置の更に正確な角
度分解能が必要とされる。これは、例えば、従来の設計
での高価なステッパ・モータ４６の使用を必要とし、一
方、本発明では、高精度でない、即ち安価なステッパ・
モータ４６を使用可能である。

【００３７】本発明の他の利点及び目的は、入力及び出
力ファイバ・アレイ１４８及び１５０内の光ファイバ１
５２は、入力及び出力フェルール１４４及び１４６内で
不規則に構成してもよい。即ち、アレイ１４８及び１５
０内のファイバ１５２を整然とした小さなパターンで配
列する必要がない。各ファイバは、それ自体の閉曲線に
追従できる。入力ファイバ・アレイ１４８の全ての入力
ファイバ１５２の閉曲線が、出力ファイバ・アレイ１５
０の全ての出力ファイバ１５２の閉曲線に交差する限
り、スイッチの操作に異なるところはない。この設計
は、フェルールの内径の表面に対してファイバを保持す
る又は同心円上にファイバを位置決めするために何かが
必要である従来のものに匹敵する。更に、その何かは極
めて正確に寸法付けされる必要があり、ファイバはしっ
かりと保持されず、これは同心度、直径及び円の真円度
に悪影響を与え、これらのファイバは移動する。

【００３８】本発明の目的は、製造が簡単な機械的光ス
イッチ２０を提供することである。上述した様に、スイ
ッチ２０の入力及び出力フェルール１４４及び１４６内
で入力及び出力ファイバ・アレイ１４８及び１５０の個
々のファイバ１５２を正確に位置決めする必要がない。
本発明のスイッチ２０は、単一の入力ポート及び複数の
出力ポートを有する１個の１×Ｎスイッチで構成しても
よく、又は、スイッ２０は複数の入力ポート及び複数の
出力ポートを有する１個のＮ×Ｎ又はＮ×Ｍスイッチで
構成してもよい。何れの構成であっても、光ファイバ１
５２の位置決めは同様である。１×Ｎスイッチでは、入
力フェルール１４４は光ファイバ１５２が装填される。
ファイバ１５２間の隙間を埋めるために、紫外線で硬化
されたエポキシがフェルール１４４に追加される。紫外
線は、フェルール１４４内のエポキシを硬化させるため
に使用される。次に、光ファイバ１５２の１本を除く全
部が、単一の光ファイバ１５２を光ポートとするフェル
ール１４４の端部で切断される。切断されるファイバ１
５２の数が少なかったり、全く無かったりする例外はあ
るが、同一の処理が、Ｎ×Ｎ及びＮ×Ｍ光スイッチに使
用される。同様に、同一の処理がスイッチ２０の出力ポ
ートを形成するために使用される。ここで重要なこと
は、フェルール１４４内のファイバ１５２の正確な位置
決めは必要ないということである。これは、実質的にス
イッチ２０の製造コストを低減する。

【００３９】他の方法としては、スイッチ２０の光ポー
トを形成する際に、プラグ・デバイスを使用してもよ
い。プラグはフェルール１４４及び１４６内に位置決め
され、ファイバ１５２はプラグ及びフェルールの側壁間
に位置決めされる。紫外線で硬化されたエポキシは、硬
化のために紫外線に露光されたエポキシをフェルール１
４４及び１４６に充填するために使用される。何れの処
理でも、ファイバ１５２を含むフェルール１４４及び１
４６の端部は、擦られ、且つ磨かれる。

【００４０】入力及び出力フェルールは、スイッチ２０
のホルダ構体１２０内に取り付けられ、フェルール駆動
シャフト６２の中央穴６４を通る入力及び出力ファイバ
６６及び６７と共に、フェルール駆動装置の柔軟性結合
器７４に接続される。スイッチの機械的構成要素の構体
が、入力及び出力フェルール１４４及び１４６内の光フ
ァイバ１５２の位置と独立していることは重要ではな
い。例として、穴の開いた回転体６８は、フェルール１
４４及び１４６内のファイバ１５２の位置に関係なく、
フェルール駆動シャフト６２上に取り付けられる。回転
体６８の穴７０を光検出器５２に対して位置決めするこ
とにより、夫々のフェルール１４４及び１４６内のファ
イバ１５２に対する開始基準点が決まる。側壁３８はハ
ウジング２２に固定され、空洞３２はノーランド ＮＯ
Ａ６１の様な適当な屈折率整合液が充填される。頂部板
４０はハウジングに固定され、スイッチ２０は配列処理
用に用意されている。

【００４１】図７は、出力光ファイバの閉曲線と入力光
ファイバの閉曲線との交差点を求めるための代表的な配
列装置である。フェルール１４４又は１４６の何れかの
回転軸上に実質的に存在する何れのファイバ１５２も、
閉曲線上を移動せず、点として作用することに留意され
たい。この理由で、フェルール１４４及び１４６の何れ
かの回転の軸上の何れかのファイバ１５２は、光ポート
としては使用されない。配列装置はコンピュータの様な
制御器１６０、レーザ源１６２、１３１０ｎｍ又は１５
５０ｎｍの何れかの単一モード結合器１６４、２つの光
パワー・メータ１６６、１６８、電子スイッチ１７０及
び一群の光ダイオード１７２を有する。コンピュータ１
６０は、光スイッチ２０及び電子スイッチ１７０の両方
を制御し、パワー・メータ１６６及び１６８からのアナ
ログ信号を記録する。コンピュータは、図８及び図９に
示すフローチャートにより例示される手順に従うことに
より、光スイッチ２０上の各ポートの角度配列座標を決
める。手順は使用されるレーザ光源、光ダイオードの種
類、パワー・メータの種類に基づいて装置毎に異なるこ
とがあるので、手順内のスレッショルド値は特定されな
い。

【００４２】基本的は配置手順は、２つの配列誤差のあ
るガウシャン・ビーム間を結合するための数学的モデル
を使用する。このモデルは、配列誤差のある単一モード
・ファイバ間の光伝送に対して良好に近似されている。
それは、これらのファイバの基本モードがガウシャンに
近いからである。このモデルでは、２本の光ファイバが
正確に同一であり、それらの間に長さ誤差又は角度誤差
が無いものと仮定する。これらの仮定は、フェルール１
４４及び１４６がスイッチ２０内に組み込まれる前に、
擦られ且つ磨かれ、止め襟部９６はフェルール１４４及
び１４６を対向して接触する状態に維持するために使用
されるので、有効である。数学的モデルは、上述におい
てＴが光伝達率、ｘは２本ファイバ間の横オフセットで
あり、ｗが基本モードの放射度プロフィールの１／ｅ*2
である数１に示されている。図１０は、対数スケールに
対してプロットされた関数を示す。この関数は、２本の
光ファイバが正確に同軸状であるときに得られる単一の
最大値を有する。この手順では、第１ファイバを移動す
ることによりこの最大値を求め、次に第２には、スイッ
チの光伝送を最大にするようにする。

【００４３】図１０に示す滑らかな曲線では、図８及び
図９の対話的な手順は着実に最大に近づき、２本のファ
イバは正確に配列される。しかし、実際上は、曲線は特
定のレベル以下で荒くなり、低光レベルでは、曲線は手
順を変更する局部最大値を有する。これらの局部最大値
は、全体的な最大値より２０〜３０ｄＢだけ大幅に低
く、この手順はそれらに合わせる必要がなく、又はスイ
ッチの挿入損失は高くなる。これは、伝達率がある所定
の局部最大スレッショルド即ちＬＭＴと呼ばれるスレッ
ショルド以下であるときに、手順が大きなステップを有
するからである。これらの小さな局部最大値は、通常数
度広いだけであり、５又は１０度ステップで検索するこ
とにより、手順はそれらを回避し、通常は全体的最大値
の５度の範囲で、ＬＭＴの上の方法を見付ける。

【００４４】大きなステップでの予備的な検索は不注意
にスイッチを局部最大値に配列する危険性を減少させる
が、手順は極めて簡単という訳にはいかない。追加的警
告として、手順はポートが適切に配列されているかどう
かを決める以前に、絶対的な伝送されるパワーを調べ
る。絶対パワーが低すぎるが、２つのモータを（最小の
増し分で）調整することにより改善できないと、何れか
のスイッチは欠陥要素を有し、又は局部最大値に配列さ
れている。このことが起こると、手順は図８及び図９の
流れ図でラベル１が付けられたサブルーチンを解く特別
のプログラムを使用する。

【００４５】問題解決サブルーチンは、ステッパ・モー
タの最小ステップよりも大きく、１０度よりも小さい増
し分を使用して他の検索を行うために、伝送効率がどれ
だけ悪いかについての情報を使用する。手順が他のポー
トに並ぶことを簡単に試みた場合のように、問題が極め
て希であり、経験のある操作者にとっても困難であると
きは、ＬＭＴは調整可能であると考えられている。

【００４６】スイッチを多数のポートと位置合わせする
とき、ポートを順番に位置合わせすせしようとすること
は実際的でない。その代わりに、フォトダイオードの各
々で光パワーを測定することで何れが入力ポートに最も
近いかを調べことにより、各出力ポートの各々を調べる
ことは簡単であり、それを最初に配列する。第１ポート
を配列した後、この手順では次に近いポートを配列す
る。通常、この手順では、出力ポートは順番には配列し
ないが、しかし、その方が速く、手順は常に配列手順を
完了した後にポートの再び番号付けする。

【００４７】この手順は、制御器１６０が入力及び出力
フェルール駆動シャフト６２をこれらの原点位置に回転
させることから始まる。これらの原点位置は、穴空き回
転体６８のスロット７０が光検出器５２の発光素子及び
受光素子間を通過するときにの光検出器５２からの電気
信号に対応する。この手順は、電子スイッチ１７０をポ
ート１にセットし（ボックス１８０）、入力フェルール
１４４を回転させて、ポート１でのフォトダイオード１
７２で光信号を最大にする（ボックス１８２）。出力フ
ェルール１４６は、光信号を最大にするために回転され
る（ボックス１８２）。光信号がスレッショルドより大
きければ（ボックス１８４）、光信号は最小ステップの
増し分でフェルール１４４及び１４６に関してステッパ
・モータ４６を回転させることにより連続的に回転させ
ることで、再び最大にされる（ボックス１８６及び１８
８）。（なお、モータ１及び２は、夫々入力及び出力フ
ェルールの回転用モータである。）これらのステップ
は、光信号が増加しなくなるまで繰り返される（ボック
ス１９０）。挿入損失は、仕様の範囲内であるなら（１
９２）、ポートは配列される。各ステッパ・モータ４６
が夫々の原点位置から調整され角度の値は、スイッチ２
０に取り付けられた回路板４２上に配置されたメモリに
蓄積される。電子スイッチ１７０は次のポートに設定さ
れ、フェルール１４４及び１４６は原点位置に設定され
（ボックス１９４）、この処理は次のポートに対しても
繰り返される（ボックス１８０）。

【００４８】最初のモータ回転の後に、光信号がスレッ
ショルド以下であれば（ボックス１８４）、この手順は
モータ１を１０度時計回りに回転させ、モータ２を回転
させることにより光信号を最大にする（ボックス１９
６）。光信号が改善しなければ、モータ１は反時計回り
に２０度回転され、モータ２は光信号を最大にするよう
に回転される（ボックス２００）。モータ１が時計回り
に１０度又は反時計回りに２０度回転し、モータ２を回
転させることにより光信号を最大にした後、光信号が改
善すれば（ボックス１９８及び２０２）、このルーチン
はモータ２で光信号を最大にし、適切な方向で続く（ボ
ックス２０８及び２０６）。この処理の後、光信号がス
レッショルドより大きければ（ボックス２１０）、ルー
チンはモータ１及び２が最小増し分を使用して調整され
た手順の部分にジャンプする（ボックス１８６（１）及
び１８８）。光信号が挿入損失より大きければ（ボック
ス１９２）、ポートが整列され（ボックス１９４）、そ
うでなければ、ルーチンは特別な問題を解決するルーチ
ンにジャンプする（ボックス２０４（２））。モータの
時計回り及び反時計回りの回転の後、光信号がスレッシ
ョルドよりも小さければ（ボックス２１０）、ルーチン
は特殊な問題を解決するルーチンにジャンプする（ボッ
クス２０４）。

【００４９】図８及び図９の手順は、光ポートを形成す
る入力及び出力光ファイバの閉曲線上の２つの交差点の
一方を見付けるために設計されている。この手順は、２
つの交差点を見付けるために容易に変更可能である。こ
れは、光スイッチ２０のポート間を更に速く切り替える
ために都合がよく、指定されたポートの最も近い交差点
が更に速くアクセスされる。更に、直前に述べた手順
は、フェルール１４４及び１４６内のファイバ１５２の
位置について何も分からないブラインド・サーチを仮定
する。これは、必ずしもそのケースではない。経験上、
隣り合うファイバ間のおよその回転距離がフェルールの
サイズ、フェルール内のファイバの数及びファイバのサ
イズに基づいて決められる。この得た知識に基づいて、
この手順は、１つのポートが次のポートに対する配列手
順を開始するために配列された後、特定の角度だけ自動
的に回転するように変更される。機械的光スイッチ２０
の他の実施例では、入力及び出力ファイバ・アレイ１４
８及び１５０間のインタフェースの近くで、スイッチ２
０内にフォトダイオードを追加している。フォトダイオ
ードは、アレイ１４８及び１５０間の光インタフェース
の近くに拡散される光量を監視し、スイッチ２０の異な
るポートの配置誤差に関係して電気出力を発生する。フ
ォトダイオードからの最小電気信号は、選択された入力
及び出力ポート間の最大配列を示す。機械的光スイッチ
２０にフォトダイオードを含むことは、それが使用され
た後にポートの能動的な配列を可能にする。これは、ス
イッチ２０の有効寿命を延ばす。

【００５０】スイッチ２０のポートを配列すると、スイ
ッチ２０は遠隔ファイバ試験装置内で使用可能になる。
この様な装置は、電気通信会社の中央オフィス・システ
ムの一部であると想像される。スイッチ２０の入力ポー
トは、光の異なる問い合わせ波長を有する光タイム・ド
メイン・リフレクトメータ、光パワー・メータ等の様な
光試験装置の異なる部分に接続される。スイッチの出力
ポートは、電気通信信号を伝える種々の光ファイバ・ラ
インに接続される。中央オフィス・コンピュータは、バ
スを介してスイッチ２０にコマンドを送り、特定の入力
ポートを特定の出力ポートに接続する。スイッチ２０の
電子回路はコマンドを解釈し、選択されたポートの蓄積
された座標位置にアクセスし、ポートの閉曲線の挿入点
へ各ポートを回転させる。

【００５１】本発明の機械的光スイッチ２０は、スイッ
チ内の入力及び出力光ポートを表す入力及び出力光ファ
イバ・アレイ１４８及び１５０内の光ファイバ１５２を
位置合わせするために、入力及び出力フェルール１４４
及び１４６を回転させる電気的ステッパ・モータ４６を
使用すると説明した。しかし、入力及び出力ポートを配
列する手動手段を使用して、本発明を実施することも可
能である。この様なスイッチで、ステッパ・モータ４６
及び平歯車４８は、減速歯車組立体で置換してもよい。
減速歯車組立体は、フェルール駆動シャフト６２上のフ
ェルール駆動シャフト平歯車７２に係合する。ノブは手
動で歯車組立体を回転させ、ひいてはスイッチ２０内の
フェルール１４４及び１４６を回転させるために設けら
れる。戻り止めは、入力及び出力ポートの配列位置を示
すために歯車組立体と共に設けられる。その代わりに、
最大光信号用の適切な出力ポートを監視することによ
り、配列を行ってもよい。

【００５２】機械的光スイッチは、サイクル間反復性、
長期間反復性及び絶対配置誤差仕様を満足する。このス
イッチは、製造コストが低く、製造が簡単である。この
スイッチは、Ｖブロックの様な別々の３点の運動学的に
正確な台内に独立して保持されているフェルールと共
に、独立した軸に対して回転する互いにずれたフェルー
ルを有する。Ｖブロックは、ガラス又はセラミックの様
な耐磨耗性材料と一線に並べられ、屈折率整合液で滑ら
かにされる。フェルールを互いにずらし、次に運動学的
に正確な台に取り付けることにより、フェルール内に保
持されたファイバが、出力フェルール内のファイバの閉
曲線と交差する入力フェルール内のファイバの閉曲線を
有する閉曲線を追跡する。入力フェルール及び出力フェ
ルールには、いっぱいにファイバが装填され、フェルー
ルの軸に中心が合わせられたファイバを除いて、全ての
ファイバはポートとしてアクセス可能である。

【００５３】

【発明の効果】本発明の光スイッチによれば、サイクル
間反復性、長期間反復性及び絶対的配列誤差の仕様を満
足する製造が安価且つ簡単な光ファイバ用の光スイッチ
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光スイッチを示す斜視図。

【図２】図１の光スイッチのフェルール駆動構体の斜視
図。

【図３】図２のフェルール駆動構体の分解斜視図。

【図４】図１の光スイッチのフェルールのずれを示す
図。

【図５】図１の光スイッチの運動学的に正確なホルダ構
体を示す平面図。

【図６】図１の光スイッチの互いにずれた入力及び出力
フェルールを示す斜視図。

【図７】図１の光スイッチで入力ポートの光ファイバを
出力ポートの光ファイバに対して配列するための代表的
配列フィクスチャを示す図。

【図８】図７の配列フィクスチャで配列を行うための手
順を示す流れ図。

【図９】図７の配列フィクスチャで配列を行うための手
順を示す流れ図。

【図１０】図８及び図９の配列手順で使用する配列誤差
を有する２本の光ファイバ間を結合するための数学的モ
デルを表すグラフ図。

【図１１】機械的ファイバ光スイッチの従来の同軸配列
を表す図。

【図１２】従来の機械的ファイバ光スイッチの側面図。

【符号の説明】

４６ 回転駆動手段 ８６ 筒状保持部材 １５２ 光伝送路 １６０ 制御手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 独立し且つオフセットされた第１回転軸
   の周囲で回転し、第１閉曲線上で位置決めされる少なく
   とも１個の第１光伝送路と、 独立し且つオフセットされた第２回転軸の周囲で回転
   し、上記第１閉曲線と一方向にオフセットされて複数の
   交差点で上記第１閉曲線と交わる第２閉曲線上で位置決
   めされ、上記第１光伝送路と対向して光結合を行える少
   なくとも１個の第２光伝送路と、 上記第１及び第２光伝送路を夫々保持し、回転軸が上記
   第１及び第２回転軸と夫々一致する第１及び第２取付部
   材と、 上記第１及び第２光伝送路の各々の上記第１及び第２閉
   曲線の上記交差点を表す角度座標値を蓄積する蓄積手段
   と、 上記第１及び第２取付部材に結合され、上記蓄積手段に
   蓄積された上記角度座標値に応じて上記第１及び第２回
   転軸の各々の周囲で上記第１及び第２光伝送路を選択的
   に回転させて、上記第１及び第２閉曲線の上記交差点の
   １つで上記第１及び第２光伝送路を軸的に一致させる手
   段とを具え、 上記第１及び第２光伝送路は、上記第１及び第２取付部
   材の回転軸から外れている 光スイッチ。
2. 【請求項２】独立した第１回転軸の周囲で回転する第１
   フェルール内に配置され、第１閉曲線上で移動可能に位
   置決めされる第１光ファイバと、 第２回転軸の周囲で回転する第２フェルール内に夫々配
   置され、複数の第２閉曲線上で夫々移動可能に位置決め
   され、上記第１光ファイバと対向して光結合を夫々行え
   る複数の光ファイバと、 頂点及び順次広がる側壁によりＶ溝空洞となり上記第１
   フェルール及び上記第２フェルールを夫々受ける運動学
   的なＶ溝構造体と、上記Ｖ溝空洞を覆う位置で上記フェ
   ルールを上記Ｖ溝空洞内に確保するばね留め具とを夫々
   有する第１及び第２保持構体と、 上記第１光ファイバの上記閉曲線と上記複数の第２光フ
   ァイバの閉曲線との上記交差点を表す角度座標値を蓄積
   する蓄積手段と、 上記第１光ファイバ及び上記複数の第２光ファイバを上
   記独立しオフセットされた第１及び第２回転軸の周りで
   相対的且つ選択的に夫々回転させ、上記閉曲線の上記交
   差点の１つで、上記第１光ファイバを上記複数の第２光
   ファイバの各々と軸的に一致させる手段とを具え、 上記第１回転軸及び上記第２回転軸が互いにオフセット
   して、上記第１光ファイバの上記閉曲線を上記複数の第
   ２光ファイバの上記閉曲線からオフセットして、上記第
   １光ファイバの上記閉曲線が上記複数の第２光ファイバ
   の上記閉曲線の各々と複数の交差点で交わり、 上記Ｖ溝構造体及び上記フェルールの硬度はほぼ同じで
   ある光スイッチ。