JP2755441B2 - 光スイッチ - Google Patents

光スイッチ

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JP2755441B2 JP20189389A JP20189389A JP2755441B2 JP 2755441 B2 JP2755441 B2 JP 2755441B2 JP 20189389 A JP20189389 A JP 20189389A JP 20189389 A JP20189389 A JP 20189389A JP 2755441 B2 JP2755441 B2 JP 2755441B2
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一郎 松浦
和人 斉藤
俊昭 柿井
修三 鈴木
真二 長沢
和彦 有本
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シングルモード光ファイバ等を用いる光ス
イッチであって、固定側スイッチ素子に対し移動側スイ
ッチ素子を、光ファイバの並び方向に移動させて、固定
側スイッチ素子に固着した光ファイバと移動側スイッチ
素子に固着した光ファイバとの間で光路の切替えを行う
光スイッチに関するものである。
〔従来の技術〕
従来この種の光スイッチとして、第6図に示すものが
知られている。このものは、一方の光ファイバaを取付
けた固定側スイッチ素子bに対し、他方の光ファイバa
を取付けた移動側スイッチ素子cを図中の矢印方向に電
磁ソレノイド等により移動させ、定常位置と切替位置と
に光路の切替えを行うものである。両スイッチ素子b,c
には、これらを光軸方向に貫通する一対の位置決めピン
d,dが取り付けられており、この各位置決めピンdに対
し、移動側スイッチ素子cはこれに形成した長溝eで係
合している。そして、移動側スイッチ素子cの切替移動
に際し、この長溝eの一方の内端を位置決めピンdに突
当てる定常位置と、他方の内端を位置決めピンdに突当
てる切替位置とに光路の切替えを行うようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、シングルモード光ファイバのコア径は10ミ
クロン程度であり、コアの軸が一致しないと接続損失の
原因となるので、光ファイバの切替えはかなりの高精度
で行う必要がある。
しかるに、従来の光スイッチでは、長溝eが位置決め
用の溝と移動の際の案内溝とを兼用しているため、長溝
eの内端を位置決めピンdに突当てたときの反力による
微妙な戻りや、長溝eの内端の断面形状と位置決めピン
dの断面形状の微妙な相違によって正確な位置決めが難
しかった。
本発明は、光路切替えの精度を損なうことなく、簡単
な構造で安定性のある切替え容易な光スイッチを提供す
ることをその目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記目的を達成すべく、固定側スイッチ素子
に固着した光ファイバアレイの端面と、移動側スイッチ
素子に固着した光ファイバアレイの端面とを同一光軸上
に対面させて光結合させる定常位置と、当該定常位置か
ら移動側スイッチ素子を固定側スイッチ素子に対し光フ
ァイバの並び方向に所定のピッチ移動させて光路を切替
える切替位置とに切替自在に構成した光スイッチにおい
て固定側スイッチ素子に固定された位置決めピンと、当
該位置決めピンに定常位置で係合する第1位置決め溝及
び切替位置で係合する第2位置決め溝を一部に設けた移
動側スイッチ素子のファイバ固定チップと、当該各位置
決め溝に当該位置決めピンを相対的に付勢する付勢手段
とを備え、かつ、当該位置決めピン側の付勢手段の作用
部と当該位置決めピンとの間に介設した、当該位置決め
ピンより低い弾性係数を有するピン押え部材を備えたこ
とを特徴とする。
この場合、前記位置決めピン側の付勢手段の作用部と
前記ピン押え部材との間に、当該ピン押え部材より剛性
の高い第1の押圧部材を介設することが好ましい。
また、前記ファイバ固定チップ側の付勢手段の作用部
と当該ファイバ固定チップとの間に、当該チップより低
い弾性係数を有するチップ押え部材を介設することも好
ましい。
更には、前記ファイバ固定チップ側の付勢手段の作用
部と前記チップ押え部材との間に、当該ファイバ固定チ
ップより剛性の高い第2の押圧部材を介設することが好
ましい。
〔作用〕
付勢手段の作用部と位置決めピンとの間に、位置決め
ピンより低い弾性係数を有するピン押え部材を介設し、
これを付勢手段で相対的に付勢することにより、位置決
めピンがピン押え部材に強く押え付けられ、ピン押え部
材が若干変形して位置決めピンが密着する窪みが形成さ
れる。
また、付勢手段の作用部とピン押え部材との間に、ピ
ン押え部材より剛性の高い第1の押圧部材を介設するこ
とにより、付勢手段により加えられる付勢力を押圧部材
を介してピン押え部材の全域に均一に加えることができ
る。
一方、ファイバ固定チップ側の付勢手段の作用部とフ
ァイバ固定チップとの間に、チップより低い弾性係数を
有するチップ押え部材を介設することにより、付勢手段
の付勢力の変動を吸収し、変動の少ない一定した付勢力
をファイバ固定チップに伝達することができる。
また、付勢手段の作用部とチップ押え部材との間に、
ファイバ固定チップより剛性の高い第2の押圧部材を介
設することにより、付勢手段により加えられる付勢力を
チップ押え部材を介してファイバ固定チップの全域に均
一に加えることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例に係る光スイッチを添付図
面に基づき説明する。なお、説明において同一要素には
同一符号を用い、重複する説明は省略する。
第1図及び第2図は、この実施例に係る光スイッチの
光スイッチ素子1を示す図である。両図に示すように、
この光スイッチ素子1は、固定側スイッチ素子2と、光
路の切替えの際に作動部分となる移動側スイッチ素子3
と、これら両スイッチ素子2,3間に挟み込んだ丸棒状の
一対の位置決めピン4,4とから構成されている。固定側
スイッチ素子2及び移動側スイッチ素子3の突合わせ端
面には、それぞれ光ファイバアレイ5を構成する複数の
光ファイバ5aが固定されており、両位置決めピン4,4を
案内にして、両スイッチ素子2,3を突合わせることによ
り、これら光ファイバ5a同士を同一光軸上に整列させて
光接続がなされる。
固定側光スイッチ素子2は、位置決めピン4を挟んで
上側の上固定素子6と下側の下固定素子7とから構成さ
れており、また、移動側スイッチ素子3は、上側に上固
定素子6が位置するため、この実施例では下側の下移動
素子8のみから構成されている。
一方、下移動素子8と上固定素子6とは、付勢手段で
ある一対のクランパ9,9により両素子の間に位置決めピ
4を挟み込むように互いに付勢しあっている。また、下
固定素子7と上固定素子6とは、位置決めピン4を介し
て接着されるか、或いは図示していないがクランパ9に
より位置決めピン4と共に挟持固定される。
上固定素子6は、両位置決めピン4,4に2箇所で直接
接着されるピン押え部材10と、ピン押え部材10をその上
から押さえる第1押圧部材11とから構成されている。ピ
ン押え部材10は、位置決めピン4よりも低い弾性係数を
有する部材で構成されており、第3図に示すように、ク
ランパ9の付勢力で位置決めピン4の接触部10aが窪ん
で位置決めピン4の安定が図られる。また、第1押圧部
材11は、ピン押え部材10よりも剛性の高い部材で構成さ
れており、作用部である2箇所の脚部9aで当接している
クランパ9の付勢力がピン押え部材合10の全体に均一に
分布するようにしている。
下固定素子7及び下移動素子8とは、それぞれファイ
バ固定チップ12と、これを下側から支持するチップ押え
部材13と、チップ押さえ部材13を支持する第2押圧抜材
14とから構成されている。チップ押え部材13は、ファイ
バ固定チップ12よりも低い弾性係数を有する部材で構成
されており、特に、下移動素子8のチップ押え部材13
は、下移動素子8の移動の際や外部からの振動に対し
て、クランパ9の付勢力が変動した場合にその変動を緩
和する。第2押圧部材14は、チップ押え部材13よりも剛
性の高い部材で構成されており、特に下移動素子8の第
2押圧部材14は、第1押圧部材11と同様にクランパ9の
付勢力がチップ押え部材13に均一に分布するようにして
いる。
ファイバ固定チップ12は、中間で切断した一片のチッ
プから形成される。そして、これには光軸方向中央に横
並びに所定数のファイバ固定溝15が形成され、これに被
覆が除去された光ファイバ5aが係合され、突合わせ端部
において押え片16により接着固定される。また、ファイ
バ固定チップ12には、光軸方向に伸びる光ファイバアレ
イ5を挟んで両側に両位置決めピン4,4と定常位置で係
合する一対の第1位置決め溝17,17と、切替位置で係合
する一対の第2位置決め溝18,18が互いに平行に形成さ
れている。
各クランパ9の中間側部には開口9bが形成され、これ
に下移動素子8を作動させるプッシャー(図示せず)が
臨むようにしている。また、クランパ9は板厚を薄く、
脚部9aの長さを長くとって、各位置決め溝17,18と位置
決めピン4との相互間に、切替えに際して変動の少ない
安定した付勢力を加えられるようにしている。
次に、第2図に基づいてこの光スイッチ素子1の光路
の切替え動作を説明する。
第2図(A)は、移動側スイッチ素子3が定常位置に
ある定常状態を示す。上固定素子6と下移動素子8との
間に位置決めピン4が挟み込まれており、クランパ9に
より各位置決めピン4が各第1位置決め溝17に係合し位
置決めされている。各位置決めピン4は下側の2点で各
第1位置決め溝17に当接し、上皮でピン押さえ部材10の
接触部10aに窪みをつくるようにして位置決めされてい
る。このとき固定側スイッチ素子2の所定の光ファイバ
5aと移動側スイッチ素子3の所定の光ファイバ5aとが微
小間隙を介して対面し、光路が光接続されている。
第2図(B)は、移動側スイッチ素子3が定常位置か
ら切替位置に移行する途中の中立状態を示す。定常位置
にある下移動素子8に図中の矢印方向の力が加わると、
各位置決めピン4により両上下両素子6,8がクランパ9
に抗して押し広げられ、各位置決めピン4が両位置決め
溝17,18間の凸条19をのり越えるようにして第1位置決
め溝17から第2位置決め溝18に落ちてこれに係合され
る。
第2図(C)は、移動側スイッチ素子3が切替位置に
ある切替状態を示す。この場合も、クランパ9により各
位置決めピン4が各第2位置決め溝18に係合し位置決め
されている。このとき固定側スイッチ素子2の所定の光
ファイバ5aと、切替えるべき移動側スイッチ素子3の所
定の光ファイバ5aとが微小間隙を介して対面し、光路の
切替えが完了している。
また、この操作を逆の手順で行えば切替位置から定常
位置へのスイッチの切替えが行える。
なお、位置決めピン4はジルコニア製、ファイバ固定
チップ12はシリコン、ステンレス或いはセラミックス
製、ピン押え部材10とチップ押え部材13とはクリープと
耐蝕性を考慮してトポリアセタール製、第1押圧部材11
と第2押圧部材14とはステンレス製、クランパはステン
レス製とすることが好ましい。
次に、第4図に基づきこの発明に係る光スイッチ素子
1の第2の実施例について説明する。
この実施例では、移動側スイッチ素子3の両側に固定
側スイッチ素子2,2を配設し、両固定側スイッチ素子2,2
を台上に固定し、移動側スイッチ素子3を宙吊り応対に
しておいて切替え操作を行うものである。この場合は、
移動側スイッチ素子3は、前記上固定素子6と同じ構造
の上移動素子20と、下移動素子8とで構成されており、
位置決めピン4とピン押え部10とは接着することなく単
に当接させている。また、両固定側スイッチ素子2,2
は、移動側スイッチ素子3と同様に全体をクランパ9に
より挟持固定されている。
第4図において、紙面手前の固定側スイッチ素子2と
移動側スイッチ素子3とは、離して現しているが、実際
には対面する各光ファイバ5a,5aの端面同士が接触し互
いに傷付くことがなく、かつ接続損失が少ない範囲の微
小な間隙を介して対向している。しかるに本実施例で
は、移動側スイッチ素子3の両側に固定側スイッチ素子
2,2を配設して、光軸方向の位置決めをも容易にしてい
る。
次に、第5図に基づきこの発明に係る光スイッチ素子
1の第3の実施例について説明する。
この実施例では、ファイバ固定チップ12の下面に両位
置決め溝17,18を形成し、ピン押え部材10とチップ押え
部材13、並びに第1押圧部材11と第2押圧部材14とを上
下逆転させて構成されている。これによれば、光ファイ
バ5aの本数が増えても、ファイバ固定チップ12の幅を両
位置決め溝17,18の幅分狭く構成することができ、光ス
イッチ素子1をコンパクトに製作することができる。し
かも、光ファイバ5a取付けの際に接着剤が各位置決め溝
17,18に流れ込むことがない。
以上の各実施例においては、位置決めピン4を2本用
いているが、1本或いは3本以上でも良い。また、ピン
押え部材10及びチップ押え部材13は、1枚の板状に形成
しているが、ピン押さえ部材10の接触部10a等必要な部
分のみ設けるようにしてもよい。
さらに、付勢手段にクランパ9を使用しているが、こ
れに囚われるものではなく、外部から付勢力を加える構
造でもよい。
〔発明の効果〕 以上のように請求項1の発明によれば、ピン押え部材
のピン接触部分が位置決めピンの形状に合わせて変形
し、精度的には断面方向点接触であるにも拘らず、面で
接触させることができ、切替えの際の位置決め固定や外
部からの振動に対して、安定した位置決め状態を維持で
きる。
請求項2の発明によれば、付勢手段の付勢力をピン押
え部材に均一分布させることができ、位置決めピンに安
定した付勢力を加えることができる。
請求項3の発明によれば、変動が少なく安定した付勢
力をファイバ固定チップに加えることができる。
請求項4の発明によれば、付勢手段の付勢力をチップ
押え部材にファイバ固定チップに均一分布させることが
でき、より一層安定した位置決め状態を維持できる効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の光スイッチを示す斜視
図、第2図はその部分裁断正面図、第3図は位置決めピ
ン回りの拡大断面図、第4図は本発明の第2実施例の光
スイッチを示す分解斜視図、第5図は本発明の第3実施
例の光スイッチを示す部分裁断正面図、第6図は従来の
光スイッチの斜視図である。 1……光スイッチ素子、2……固定側スイッチ素子、 3……移動側スイッチ素子、4……位置決めピン、 5……光ファイバアレイ、5a……光ファイバ、 9……クランパ、9a……脚部、10……ピン押え部材、 11……第1押圧部材、12……ファイバ固定チップ、 13……チップ押え部材、14……第2押圧部材、 17……第1位置決め溝、18……第2位置決め溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 一郎 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 斉藤 和人 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 柿井 俊昭 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 鈴木 修三 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 長沢 真二 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 有本 和彦 東京都大田区大森西7丁目6番31号 住 電オプコム株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−146509(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 26/08 G02B 6/36 - 6/40

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定側スイッチ素子に固着した光ファイバ
    アレイの端面と、移動側スイッチ素子に固着した光ファ
    イバアレイの端面とを同一光軸上に対面させて光結合さ
    せる定常位置と、当該定常位置から移動側スイッチ素子
    を固定側スイッチ素子に対し光ファイバの並び方向に所
    定のピッチ移動させて光路を切替える切替位置とに切替
    自在に構成した光スイッチにおいて、 固定側スイッチ素子に固定された位置決めピンと、当該
    位置決めピンに定常位置で係合する第1位置決め溝及び
    切替位置で係合する第2位置決め溝を一部に設けた移動
    側スイッチ素子のファイバ固定チップと、当該各位置決
    め溝に当該位置決めピンを相対的に付勢する付勢手段と
    を備え、 かつ、当該位置決めピン側の付勢手段の作用部と当該位
    置決めピンとの間に介設した、当該位置決めピンより低
    い弾性係数を有するピン押え部材を備えたことを特徴と
    する光スイッチ。
  2. 【請求項2】前記位置決めピン側の付勢手段の作用部と
    前記ピン押え部材との間に介設した、当該ピン押え部材
    より剛性の高い第1の押圧部材を備えたことを特徴とす
    る請求項1に記載の光スイッチ。
  3. 【請求項3】前記ファイバ固定チップ側の付勢手段の作
    用部と当該ファイバ固定チップとの間に介設した、当該
    チップより低い弾性係数を有するチップ押え部材を備え
    たことを特徴とする請求項1又は2に記載の光スイッ
    チ。
  4. 【請求項4】前記ファイバ固定チップ側の付勢手段の作
    用部と前記チップ押え部材との間に介設した、当該ファ
    イバ固定チップより剛性の高い第2の押圧部材を備えた
    ことを特徴とする請求項3に記載の光スイッチ。
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