JP2757239B2 - 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、光通信等に用いられる
光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光スイッチの概略構成を図１０に
示す。同図に示す光スイッチ１は、一直線上に配置され
た二つの光ファイバー２，３と、このうち光ファイバー
３の光ファイバー２との対向端部を図示上部に付勢する
スプリング５と、この付勢されている光ファイバー３の
対向端部を光ファイバー２と対向して密着するように図
示下向きに付勢する付勢部材４とを備えたものである。

【０００３】以上の構成を備えた光スイッチ１では、付
勢部材４で光ファイバー３の対向端部を付勢しない状態
では、光ファイバー３の対向端部は、（ロ）で示す位置
に変位させられており、付勢部材４を図示下向きに移動
させた場合には（イ）で示す端部どうしが対向した位置
に復帰するようになっている。この光ファイバー３の対
向端部が（イ）で示す位置に変位して、光ファイバー２
と光ファイバー３との対向端部が密着した状態で、光フ
ァイバー２と光ファイバー３との間で光が導通するよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上の構成を備えた光
スイッチであれば、光の接断を行うことができるが、光
ファイバー自体を折曲させてスイッチング動作を行うた
めに、光ファイバーどうしの位置合わせが困難であるた
め、光ファイバーの端面どうしを密着した状態にするこ
とが難かしく、このため光の結合効率が低下するという
問題がある。しかも、このような構成では接断動作以外
の分波や結合を行なわせることは不可能である。

【０００５】他方、導光路を介して伝達する光の進路を
変更できる光スイッチが提案されている。この光スイッ
チの概略の構成を図１１に示す。同図は、このような光
スイッチの一例を示す外観斜視図である。この光スイッ
チ６は、分枝形成された導光路７と、この導光路７の一
部分に電気光学効果を有する素子１０を設け、この素子
１０の両側に電極８，９を配置したものである。このよ
うな構成を備えた光スイッチ６であれば、たとえば矢印
Ａ方向から入射した光があった場合、電極８，９への電
圧の印加の有無により素子１０の屈折率を変化させるこ
とで、光の通過経路を変更させることができる。ところ
が、上記素子１０は高価であるとともに、余分な電極等
を設ける必要から構成が複雑となるという欠点があっ
た。

【０００６】そこで本発明は、安価であって光の接断動
作ばかりでなく、分波や混合動作をも容易に行なえる光
スイッチの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、発光素子から照射された光を受光素
子に導く導光路が相対移動可能に配置された支持部材相
互の対向面に形成されている。

【０００８】

【作用】上記構成では、対向して配置されている支持部
材が相対的に移動すると、この支持部材の移動によっ
て、対向面に形成されている導光路どうしが接触した状
態や離間した状態になる。この接触や離間によって光の
スイッチング動作が行なわれる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、光スイッチの一実施例としての構成を示す
斜視図、図２は図１に示す光スイッチの側面図、図３は
図２に示す支持部材を回動させた状態を示す説明図であ
る。同図に示す光スイッチ１５は、二つの回動自在な合
成樹脂からなる円柱状の支持部材１６，１７を備えてい
る。この支持部材１６，１７は、両者が当接した状態
で、中心Ｏ１，Ｏ２を中心として回動自在となってい
る。この各支持部材１６，１７の側面上には、全面にシ
リコン（Ｓｉ）膜１４が形成され、このシリコン膜１４
の外側にクラッド２３、導光路１８，２０、発光素子１
９、受光素子２１がそれぞれ同一円周面上に形成されて
いる。

【００１０】上記発光素子１９はレーザーダイオードで
あり、この発光素子１９の一側面に窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）からなる導光路１８が形成されており、この
導光路１８により発光素子１９からの光が導かれるよう
になっている。上記受光素子２１はホトダイオードであ
り、この受光素子２１の側面にも、上記導光路１８と同
様の材質からなる導光路２０が形成され、この導光路２
０を介して上記発光素子１９からの光が導かれるように
なっている。上記クラッド２３は、前記各導光路１８，
２０と異なる屈折率の材料例えば酸化シリコン（ＳｉＯ
2）から形成されている。

【００１１】このような送受光素子１９，２１や導光路
１８，２０が、上記各支持部材１６，１７上に適宜形成
されており、支持部材１６に形成されている各導光路１
８と支持部材１７に形成されている導光路２０とは、両
支持部材１６，１７の当接及び回転角度によって、それ
ぞれ当接状態や離間した状態となるように対向した位置
に形成されている。なお、上述したクラッド２３や導光
路１８，２０等は、本実施例では化学気相成長法（ＣＶ
Ｄ法）によって析出形成され、後に表面を研磨して均一
な円周面の表面精度を得るようにしている。

【００１２】以上の構成を備えた光スイッチの作用につ
いて、上記図１及び図２，図３をも参照して説明する。
まず、図２に示すように支持部材１６側の導光路１８と
支持部材１７側の導光路２０とが非接触状態では、発光
素子１９と受光素子２１とは遮断された状態にある。す
なわち、光スイッチがＯＦＦ状態である。この状態か
ら、いずれかの支持部材又は双方の支持部材１６と１７
を回動させると、所定角度回転した時点で、図３に示す
ように支持部材１６，１７の双方の導光路１８，２０ど
うしが接触した状態になる。この状態がＯＮ状態であ
る。このＯＮ状態では、支持部材１６側の発光素子１９
から発せられて導光路１８により導かれた光は、これと
接触する支持部材１７側の導光路２０を介して受光素子
２１に伝達されることになる。

【００１３】従って、上記導光路どうしが接触した状態
あるいは非接触の状態となるように支持部材１６，１７
をいずれかの方向へ回転させるだけで、光のＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御を行なうことができる。また図１に示すように各
支持部材１６と１７の表面にそれぞれ導光路１８，２０
と発光素子１９と受光素子２１を複数ずつ設けることに
より、互いに対をなす複数の導光路１８，２０どうしの
接触と非接触を切換えて、多連の光スイッチとして機能
するようになっている。

【００１４】ところで、上記実施例では、二つの支持部
材１６，１７が当接した状態となっているものを例示し
たが、図４に示すように三つ以上の支持部材を組み合わ
せたものであってもよい。なお、上記実施例において説
明したものと同様のものについては、同一の符号を付し
てその詳細な説明を省略する。図４に示す光スイッチ３
０は、上記図１乃至図３に示す支持部材１６，１７と同
様の支持部材３１乃至３３を直列に当接させたもので、
また各支持部材が回動できるようになっていることは上
記実施例と同様である。このような構成とした光スイッ
チ３０であれば、たとえば、支持部材３１と支持部材３
２との間が光の導通状態のときに、支持部材３３と支持
部材３２との間を非導通状態としたり、各支持部材に形
成された導光路どうしを導通状態とすることもできる。

【００１５】また、上記各支持部材３１乃至３３は直列
に配置されたものを例示したが、同図中点線で示す支持
部材３４のように、他の支持部材と当接する向きを変え
て当接させるようにしてもよい。ところで、上記各実施
例では、導光路が受光素子や発光素子に対して直線的に
形成されたものを示すが、図５に示す導光路３５（円柱
状の支持部材の表面を平面的に展開して図示したもの）
のように途中から分岐させたものであってもよい。この
ような導光路３５を上述した一方の支持部材の対向面に
形成すれば、同時に複数の導光路と接触／離間状態を得
ることができる。

【００１６】図６に示す光スイッチ３６は、上記図１に
示す支持部材１６と同様の構成の支持部材３７に形成さ
れた導光路１８の両端部にそれぞれ発光素子１９と受光
素子２１が形成され、これに対向する支持部材１７の表
面には上記受光素子２１（または発光素子１９）及び導
光路２０が形成されている。上記支持部材３７と１７の
半径Ｒを適宜な値に設定して、支持部材３７と支持部材
１７にそれぞれ形成された導光路１８と導光路２０とを
当接させると、たとえば導光路１８内を進む光Ａが、導
光路１８と２０との接触境界面の角度、ならびに各導光
路１８と２０の屈折率にしたがってＢとＣで示すように
導光路１８と２０に分波されて支持部材３７側の受光素
子２１と支持部材１７側の受光素子２１にそれぞれ受光
されるようになる。

【００１７】また、同図に示す受光素子２１と発光素子
１９との形成位置を入れ換えた場合では、支持部材１７
上に形成されている発光素子１９のからの光が、導光路
１８と２０との接触部分で、導光路１８側に分波して、
支持部材３７側の発光素子１９から発せられて導光路１
８内を進む光と合流し、それぞれの光が支持部材３７側
に形成された受光素子２１に受光されるようになる。こ
のようにして、光の結合を行なうこともできる。

【００１８】なお、上記各実施例ではすべてクラッド２
３が形成され、クラッド２３と導光路１８，２０のそれ
ぞれの表面が同一円周面となっているものを例示した
が、このクラッド２３は必ずしも必要ではなく、省略し
てよい。この場合であっても、上記と同様の効果を得る
ことができる。

【００１９】図７は本発明の他の一実施例としての光ス
イッチを示す分解斜視図である。同図に示す光スイッチ
４０は、一方が板状の支持部材４１で他方が上述したも
のと同様の円柱状の支持部材４２である。上記支持部材
４１上は、上記図１において説明したものと同様の導光
路４３乃至４５と単一の受光素子４６、二つの発光素子
４７，４８が一定間隔をもって平行に形成されている。
他方、この支持部材４１と当接する支持部材４２には、
対向する支持部材４１上に形成されている導光路４３乃
至４５のうち、導光路４３と４４とに同時に接触できる
ように回転軸Ｏ４と平行に直線状の導光路４９と、同様
に導光路４４と導光路４５とに同時に接触できるように
導光路５０が形成されている。

【００２０】このような構成からなる光スイッチ４０で
は、支持部材４２が支持部材４１上で所定角度回転変位
すると、支持部材４２上に形成された一方の導光路４９
又は５０が、択一的に支持部材４１上に形成されている
導光路４３及び導光路４４、又は導光路４４及び導光路
４５に接触した状態となる。この接触状態により、受光
素子４６と発光素子４７あるいは受光素子４６と発光素
子４８とが選択的にＯＮ／ＯＦＦ状態となる。このよう
な構成を備えた光スイッチであっても上記各実施例と同
様の効果を得ることができる。なお、同図には支持部材
として円柱状のものを例示したが、楕円形状のものであ
ってもよく、さらに多角柱形状のものであってもよい。
この場合であっても、上記各実施例と同様の効果を得る
ことができる。

【００２１】図８はさらに他の一実施例を示す分解斜視
図である。同図に示す光スイッチ５１は、矢印Ｄ方向で
摺動自在に配置された板状の支持部材５２，５３を備え
たものである。このうち、支持部材５２には、図示上面
側にそれぞれ長さの異なる導光路５４乃至５７が所定間
隔をもって平行形成されており、この一端部に上記受光
素子４６がそれぞれ形成されている。

【００２２】一方、支持部材５３の図示裏面には、支持
部材５３と支持部材５２とが重さなりあった状態で導光
路５４乃至５７に当接する位置に、同一の長さに形成さ
れた同数の導光路５８が形成され、この一端部にはそれ
ぞれ発光素子４７が形成されている。このような構成か
らなる光スイッチ５１であれば、支持部材５２と５３と
を相対的に直線方向に摺動させれば、導光路５７と対向
する導光路５８から順次接触状態、すなわちＯＮ状態と
したり、導光路５４から順次ＯＦＦ状態にすることがで
きる。このような構成を備えた光スイッチであっても、
上記各実施例と同様の効果を得ることができる。また、
上記図７及び図８に示す例では、クラッドが形成されて
いないものについて説明したが、上記実施例と同様にク
ラッド２３を形成してもよい。

【００２３】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨の範囲内において様々に変形実施が
可能である。上記各実施例では、円柱状の支持部材どう
しや円柱状と板状の支持部材どうしを組み合わせたもの
を説明したが、図９に示す構成からなる光スイッチであ
ってもよい。図９は他の一実施例としての光スイッチの
分解斜視図である。同図に示す光スイッチ６０は、円柱
形状の支持部材６１と、球形状の支持部材６２とを備え
たもので、支持部材６２は軸Ｏ３を中心として回動自在
となっている。この支持部材６２の外周面には、上記と
同様の導光路６３と、この導光路６３の一端部に発光素
子６４が等角度間隔で複数形成されている。他方支持部
材６１の支持部材６２との当接端面は、当接する支持部
材６２の曲率に対応して凹部となっており、ここに一端
部６５ａが配置された導光路６５が形成され、この導光
路６５の他端部には受光素子６６が形成されている。

【００２４】以上の構成を備えた光スイッチであれば、
支持部材６２の回転に伴って、支持部材６１に形成され
ている導光路６５と支持部材６２に形成されている導光
路との接触状態が回転角度によって変化する。従って、
このような構成を備えた光スイッチであっても、上記各
実施例と同様の効果を得ることができる。また、図示は
しないが、上記球形状の支持部材のかわりに円錐形状の
支持部材を用いてもよく、球をつぶしたような変形した
球形状のものであってもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、発光素子
から照射された光を受光素子に導く導光路が相対移動可
能に配置された支持部材相互の対向面に形成されてお
り、かつ、対向する導光路どうしが密着又は離間するよ
うに支持部材を移動させてスイッチング動作を行なわせ
るようにしているので、安価であって光の接断動作ばか
りでなく、分波や混合動作をも容易に行なえる光スイッ
チの提供ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光スイッチの一実施例としての構成を示す斜視
図。

【図２】図１に示す光スイッチの側面図。

【図３】図２に示す支持部材を回動させた状態を示す説
明図。

【図４】光スイッチの他の一実施例を示す説明図。

【図５】導光路の他の実施例を示す説明図。

【図６】光スイッチの他の実施例を示す部分詳細説明
図。

【図７】光スイッチの他の一実施例を示す分解斜視図。

【図８】光スイッチの他の一実施例を示す分解斜視図。

【図９】光スイッチの他の一実施例を示す分解斜視図。

【図１０】従来の光スイッチの概略構成を示す説明図。

【図１１】従来の光スイッチの構成を示す斜視図。

【符号の説明】

１６，１７ 支持部材 １８，２０ 導光路 １９ 発光素子 ２１ 受光素子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子から照射された光を受光素子に
   導く導光路が相対移動可能に配置された支持部材相互の
   対向面に形成されており、かつ、対向する導光路どうし
   が密着又は離間するように支持部材を移動させてスイッ
   チング動作を行なわせることを特徴とする光スイッチ。