JP2883587B2 - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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Description
し、特に、光ファイバ配列部材に並設した複数の第1光
ファイバと光ファイバ配列部材に沿って移動する第2光
ファイバとを屈折率整合剤を介して選択的に光結合させ
るようにした光スイッチに関する。
特開平6−67101号公報のものが知られている。こ
の公報に記載された従来の光スイッチは、多数の第1光
ファイバを水平に配列させる光ファイバ配列部材と、水
平方向に延びる第2光ファイバを機械的に駆動させて任
意の第1光ファイバと第2光ファイバとを光結合させる
光ファイバ駆動機構と、光ファイバ配列部材及び光ファ
イバ駆動機構を収容する密封ケースとを備えている。そ
して、密封ケースの中にはシリコンオイル等の屈折率整
合剤が充填されている。従って、第1光ファイバと第2
光ファイバとの間に屈折率整合剤が介在し、第1光ファ
イバと第2光ファイバとのスイッチング時における光学
特性が安定する。
光スイッチは、上述したように構成されているため、次
のような課題が存在した。
動機構を浸している構造では、光ファイバ駆動機構の機
械的接触・磨耗によって発生する磨耗粉等の異物が屈折
率整合剤中を移動して光ファイバの結合部分に入り込
み、その結果、光スイッチの光学特性を劣化させてしま
った。また、密封ケースにおけるオイルのシール構造が
複雑であった(漏れ対策、組立工程中の対策など)。
が光ファイバの結合部分に入り込むことによる光学特性
の劣化が生じ難く、且つ密封ケースにおけるオイルのシ
ール構造が簡単でよい光スイッチを提供することを目的
とする。
に、本発明の光スイッチは、複数の第1光ファイバの先
端部を並設した光ファイバ配列部材と、光ファイバ配列
部材に対峙すると共に第2光ファイバの先端部を固定し
た可動アームと、可動アームを駆動させて任意の第1光
ファイバに対して第2光ファイバを選択的に光結合させ
る可動アーム駆動手段とを備える光スイッチにおいて、
第1光ファイバと第2光ファイバとが光結合された際
に、これらの光ファイバの間隙に屈折率整合剤を滴下充
填する滴下充填手段を備えることを特徴とする。
動アーム駆動手段を用いて可動アームを駆動させて第1
光ファイバと第2光ファイバとを光結合させた際に、滴
下充填手段によって第1光ファイバと第2光ファイバと
の間隙に屈折率整合剤が滴下充填される。このように屈
折率整合剤が充填されるので、第1光ファイバ及び第2
光ファイバの端面における信号光の反射が抑制され、第
1光ファイバと第2光ファイバとの間での光伝送率の低
下を抑制することができる。また、屈折率整合剤は第1
光ファイバと第2光ファイバとの間隙に滴下充填される
だけで、屈折率整合剤が可動アーム駆動手段を浸すこと
はないので、可動アーム駆動手段で発生した磨耗粉など
の異物が、第1光ファイバと第2光ファイバとの間の屈
折率整合剤に混入することはない。このため、可動アー
ム駆動手段で発生した異物の影響による光スイッチの光
学特性の劣化を防止することができる。
と第2光ファイバとの間隙に屈折率整合剤を滴下する滴
下ノズルと、滴下ノズルに屈折率整合剤を供給する供給
ポンプとを備えることが好ましい。このような構成を採
用した場合、供給ポンプの駆動によって屈折率整合剤が
滴下ノズルに供給されて、滴下ノズルから屈折率整合剤
を一滴ずつ滴下させることができる。滴下された屈折率
整合剤は第1光ファイバの端面と第2光ファイバの端面
とに表面張力で付着して、このため、第1光ファイバと
第2光ファイバとの間隙に屈折率整合剤が充填される。
このように、滴下ノズルによって屈折率整合剤が第1光
ファイバと第2光ファイバとの間隙に一滴ずつ供給され
るので、必要最小限の量の屈折率整合剤で間隙が充填さ
れる。
第2光ファイバとの間隙に充填された屈折率整合剤の減
少に合わせて供給ポンプを駆動させて、滴下ノズルから
屈折率整合剤を適量だけ滴下させる適量滴下手段を更に
備えることが好ましい。このような構成を採用した場
合、第1光ファイバと第2光ファイバとの間隙の屈折率
整合剤が蒸発等によって減少すると、適量滴下手段はこ
の減少に合わせて供給ポンプを駆動させる。ここで、供
給ポンプの駆動は、第1光ファイバと第2光ファイバと
の間での光伝達率をモニタして非定期に行ってもよく、
屈折率整合剤が所定量減少する間隔で定期的に行っても
よい。そして、供給ポンプの駆動によって滴下ノズルか
ら屈折率整合剤が滴下され、第1光ファイバと第2光フ
ァイバとの間隙に屈折率整合剤が補充される。
と第2光ファイバとの間隙に充填された屈折率整合剤に
異物が混入した場合に、供給ポンプを駆動させて滴下ノ
ズルから屈折率整合剤を過剰に滴下させる過剰滴下手段
を更に備えることが好ましい。このような構成を採用し
た場合、第1光ファイバと第2光ファイバとの間隙に充
填された屈折率整合剤に異物が混入した際に、過剰滴下
手段によって滴下ノズルから屈折率整合剤を過剰に滴下
させることによって、第1光ファイバと第2光ファイバ
との間隙の異物が洗い流される。
バ配列面には、第1光ファイバの先端面の下に設けられ
ると共に第1光ファイバの配列方向に延びて、滴下充填
手段から過剰に供給された屈折率整合剤を排出させる整
合剤排出溝が形成されていることが好ましい。このよう
な構成を採用した場合、滴下充填手段から過剰に供給さ
れた屈折率整合剤は整合剤排出溝を通って外部に排出さ
れる。このため、光ファイバ配列部材のファイバ配列面
に屈折率整合剤が溜まることがなく、ファイバ配列面に
付着する異物が第1光ファイバと第2光ファイバとの間
隙に充填された屈折率整合剤に混入することがない。こ
のため、ファイバ配列面に付着する異物の影響による光
スイッチの光学特性の劣化が防止される。
好適な実施形態について添付図面を参照して説明する。
示す断面図である。図1に示すように、光スイッチ1は
直方体の密封ケース10を備え、この密封ケース10内
の一端部には、複数(例えば88心)の第1光ファイバ
20の先端部を並設させるためのブロック状の光ファイ
バ配列部材21が固定されている。また、密封ケース1
0の中央部には、光ファイバ配列部材21に対峙し且つ
複数(2心)の第2光ファイバ30の先端部を固定した
可動アーム31が配置されている。そして、この可動ア
ーム31に近接した位置には、可動アーム31を上下方
向に駆動させる可動アーム駆動機構(可動アーム駆動手
段)40が設けられている。更に、密封ケース10の他
端部には、可動アームを第1光ファイバ20の配列方向
(X方向)に駆動させる結合位置選択機構50が配置さ
れている。
た第1光ファイバ20と第2光ファイバ30との間隙に
向けて屈折率整合剤(例えば、シリコンオイル)を一滴
ずつ滴下する滴下ノズル61が固定されている。滴下さ
れた屈折率整合剤は第1光ファイバ20の端面と第2光
ファイバ30の端面とに表面張力で付着し、このため、
第1光ファイバ20と第2光ファイバ30との間隙に充
填される。このように屈折率整合剤が充填されるので、
第1光ファイバ20及び第2光ファイバ30の端面にお
ける信号光の反射が抑制され、第1光ファイバ20と第
2光ファイバ30との間での光伝送率の低下を抑制する
ことができる。
を有するテフロン系のチューブ62が固定されている。
チューブ62は密封ケース10の外に向けて延在し、延
在したチューブ62は、密封ケース10の外に配置され
た供給ポンプ63の送出口63aに固定されている。ま
た、供給ポンプ63の取込口63bには、整合剤タンク
65から延在するテフロン系のチューブ64が固定され
ている。このため、供給ポンプ63の駆動によって、整
合剤タンク65の屈折率整合剤が、チューブ64,62
の内部を通って滴下ノズル61に送られ、滴下ノズル6
1の先端61bから屈折率整合剤を滴下することができ
る。更に、滴下ノズル61と供給ポンプ63との間のチ
ューブ62には、屈折率整合剤中の不純物を濾過するフ
ィルタ66が取り付けられている。フィルタ66には目
が1μmのものが用いられ、屈折率整合剤中の不純物の
多くを除去することができる。このため、常に清浄され
た屈折率整合剤が滴下ノズル61に供給される。
(適量滴下手段)67と、過剰滴下コントローラ(過剰
滴下手段)68とによって駆動制御される。適量滴下コ
ントローラ67は、第1光ファイバ20の光伝送率をカ
プラ69を介して光検出器70で検出し、光検出器70
から送られる光伝送率の信号に基づいて、供給ポンプ6
3を制御している。即ち、光検出器70から送られる光
伝送率が低下した場合に、第1光ファイバ20と第2光
ファイバ30との間隙の屈折率整合剤が減少したものと
判断して、適量の屈折率整合剤を補充すべく供給ポンプ
63を駆動させる。また、過剰滴下コントローラ68
は、作業者がスイッチ68aを投入することによって、
第1光ファイバ20と第2光ファイバ30との間隙に過
剰な屈折率整合剤を流し込むべく供給ポンプ63を駆動
させる。
層の屈折率とほぼ同一の屈折率のものが用いられてい
る。また、屈折率整合剤は、滴下された後に拡がる必要
があるので粘度の大きすぎるものは好ましくない。従っ
て、100cps以下の粘度のものが適しており、本実
施形態では50cpsの粘度の屈折率整合剤が用いられ
ている。さらに、供給ポンプ63は、ダイヤグラム式で
ソレノイド駆動されるポンプが用いられているが、ロー
ラー式のポンプでもよい。さらにまた、滴下ノズル61
と供給ポンプ63とで、第1光ファイバ20と第2光フ
ァイバ30とが光結合した際に、これらの光ファイバ2
0,30の間隙に屈折率整合剤を充填する滴下充填手段
60が構成される。
1の上面には、光ファイバ結合方向(Y方向)に一直線
状に延在する所定数のV溝22が形成されている。各V
溝22の一側は、88心の第1光ファイバ20を接着剤
によって固定させるための第1光ファイバ固定溝22a
として利用され、各V溝22の他端は、可動アーム31
に固定された第2光ファイバ30を導き入れるための第
2光ファイバ導入溝22bとして利用される。そして、
第1光ファイバ固定溝22aの上には、U字状のカバー
プレート23が取り付けられ、このカバープレート23
が上から押し付けることにより、第1光ファイバ20は
第1光ファイバ固定溝22a内に確実に固定される。
且つ第1光ファイバ20と第2光ファイバ30との接合
部分の下には、整合剤排出溝24が形成されている。整
合剤排出溝24は第1光ファイバ20の配列方向(X方
向)に延びており、滴下ノズル61から滴下された過剰
な屈折率整合剤を、光ファイバ配列部材21の外方に排
出することができる。このため、光ファイバ配列部材2
1の上面に屈折率整合剤が溜まることがなく、光ファイ
バ配列部材21の上面に付着するゴミ(異物)が第1光
ファイバ20と第2光ファイバ30との間隙に充填され
た屈折率整合剤に混入することがない。このため、光フ
ァイバ配列部材21の上面に付着するゴミの影響による
光スイッチ1の光学特性の劣化が防止される。
可動アーム31及び可動アーム駆動機構40について説
明する。図2に示すように、可動アーム31は、外方に
位置し且つバネ性を有する板状の第1可動アーム32
と、内方に位置し且つバネ性を有する第2可動アーム3
3とで構成されている。この第1可動アーム31の基端
は、ブロック状のベース34の下段に位置する上面34
aにネジ等で固定され、第2可動アーム33の基端は、
ベース34の中段に位置する上面34bにネジ等で固定
されている。
ネ板からなるバネ部33aが設けられ、このバネ部33
aは、定常状態において第2可動アーム33を下方に付
勢させると共に、第2光ファイバ30がV溝22に導入
された時の位置ずれを補正するために、側方への変位を
可能にしている。更に、第2可動アーム33の先端部に
は、ブロック状の可動ヘッド33bが固定され、この可
動ヘッド33bには2心の第2光ファイバ30が光ファ
イバ配列部材21のV溝22に向けて固定されている。
なお、第1可動アーム32も、バネ板から形成されると
共に、定常状態において下方に付勢されている。
ーム駆動機構40が設けられている。この可動アーム3
1は、ベース34に固定された電磁ソレノイド41と、
電磁ソレノイド41のプランジャ41aの押圧によって
揺動するL字状のスイング部42と、スイング部42の
内側面からX方向に延びると共に第1可動アーム32と
第2可動アーム33との間に配置して第1可動アーム3
2を上方に押圧する第1作動バー43と、スイング部4
2の内側面からX方向に延びると共に第2可動アーム3
3の内方側に配置して第2可動アーム33を上方に押圧
する第2作動バー44とを備えている。
光ファイバ30が光ファイバ配列部材21のV溝22へ
導入されたV接状態)にあるとき、プランジャ41aは
後退し、スイング部42は、ベース34とスイング部4
2との間に架け渡された巻きバネ(図示せず)の付勢力
により矢印A方向に回転し、第1可動アーム32と第1
作動バー43との係合及び第2可動アーム33と第2作
動バー44との係合が解かれる。その結果、第1可動ア
ーム32の先端部で第2可動アーム33の先端部が押圧
されるので、第2光ファイバ30は光ファイバ配列部材
21にV接される。
ーム31をX方向に移動させる場合、第2光ファイバ3
0のV接状態を解く必要があるので、プランジャ41a
を前進させ、このプランジャ41aでスイング部42を
押しながら、スイング部42を矢印B方向に回転させ
る。その結果、第1作動バー43で第1可動アーム32
を上方に押圧して、第2作動バー44で第2可動アーム
33を上方に押圧しながら、第2光ファイバ30のV接
状態を解除させる。
結合位置選択機構50について説明する。図1に示すよ
うに、この結合位置選択機構50は、密封ケース10内
でX方向に延在するねじシャフト51と、ベース34に
固定されてねじシャフト51に螺合させる雌ネジ部52
と、ねじシャフト51を駆動させるエンコーダ53a付
きのステップモータ53と、ベース34の移動を案内す
るためのガイドレール54とを備えている。そして、ガ
イドレール54は、密封ケース10内に固定されると共
にX方向に延在し、ベース34の底面に形成された摺動
凹部34cがこのガイドレール54に沿って摺動するこ
とによって、ベース34の安定したX方向への移動が可
能となる。
バ30との間隙に屈折率整合剤を滴下する滴下ノズル6
1について説明する。図2に示すように、ベース34の
上段の上面34dに固定された取付具44の先端に滴下
ノズル61の基部61cが固定されている。滴下ノズル
61の基部61cはX方向に延在し、途中で折れ曲がっ
て先端61bが下方に延在している。その結果、滴下ノ
ズル61の先端61bは、第2光ファイバ30の先端部
に極めて接近した位置に配設されることとなる。
有するチューブ62の一端62aが固定され、チューブ
62の他端62bは、密封ケース10に形成されたチュ
ーブ取出孔10aを通して外部に延在している。ここ
で、チューブ取出孔10aと滴下ノズル61との間のチ
ューブ62には、滴下ノズル61がベース34と共にX
方向に摺動可能なように十分な弛みが持たされている。
このため、ベース34がチューブ取出孔10aから離れ
る方向に摺動した場合でも、チューブ62が滴下ノズル
61に引っ張られて、チューブ62が滴下ノズル61か
ら外れることはない。
作について説明する。まず、第2光ファイバ30が光フ
ァイバ配列部材21にV接した状態で供給ポンプ63が
駆動すると、整合剤タンク65から屈折率整合剤が吸い
上げられて、チューブ62に送り込まれる。屈折率整合
剤は、チューブ62の内部を通って滴下ノズル61に送
られて、図3に示すように滴下ノズル61の先端61b
から屈折率整合剤が滴下する。滴下された屈折率整合剤
の一部は、第1光ファイバ20の端面と第2光ファイバ
30の端面とに表面張力で付着して、第1光ファイバ2
0と第2光ファイバ30との間隙に屈折率整合剤が充填
される。また、これらの端面に付着しなかった屈折率整
合剤は整合剤排出溝24に流れ落ちる。
率整合剤が第1光ファイバ20と第2光ファイバ30と
の間隙に一滴ずつ供給されるので、必要最小限の量の屈
折率整合剤で間隙を充填することができる。また、屈折
率整合剤は第1光ファイバ20と第2光ファイバ30と
の間隙に充填されるだけで、屈折率整合剤が可動アーム
駆動機構40を浸すことはないので、可動アーム駆動機
構40で発生した磨耗粉などのゴミが、第1光ファイバ
20と第2光ファイバ30との間隙に充填された屈折率
整合剤に混在することはない。このため、可動アーム駆
動機構40で発生したゴミの影響による光スイッチ1の
光学特性の劣化を防止することができる。更に、使用す
る屈折率整合剤の量が少ないので、密封ケース10にお
けるオイルのシール構造が簡単でよい。
イバ30との間隔は20μm程度と狭いので、滴下する
屈折率整合剤の量は微量でよい。また、屈折率整合剤の
表面張力は強力なので、第1光ファイバ20と第2光フ
ァイバ30との光結合が解除された後にも、第2光ファ
イバ30の端面に付着した屈折率整合剤が流れ落ちるこ
とは殆どない。このため、第2光ファイバ30が別の第
1光ファイバ30と再度光結合した場合には、第2光フ
ァイバ30の端面に付着した屈折率整合剤で、第1光フ
ァイバ20と第2光ファイバ30との間隙は満たされ
る。よって、第1光ファイバ20と第2光ファイバ30
との光結合の切り替えが行われる毎に屈折率整合剤を補
充する必要はない。更に、屈折率整合剤の多くは蒸発に
よって消失するが、蒸発量は非常に微量である。即ち、
光スイッチ1を10年間連続して使用した場合でも、屈
折率整合剤の消費量は僅か50cc程度である。
滴下コントローラ67と過剰滴下コントローラ68とに
よって駆動制御される。即ち、適量滴下コントローラ6
7は光検出器70から送られる光伝送率の信号をモニタ
して、光伝送率が低下した場合に自動的に供給ポンプ6
3を駆動させる。この供給ポンプ63の駆動によって滴
下ノズルから屈折率整合剤が少量滴下され、第1光ファ
イバ20と第2光ファイバ30との間隙に屈折率整合剤
が必要量だけ補充される。なお、適量滴下コントローラ
67は光伝送率の信号をモニタすることなく、定期的に
屈折率整合剤を補充してもよい。例えば、2日に一滴程
度の屈折率整合剤を補充させれば、第1光ファイバ20
と第2光ファイバ30との間隙は、屈折率整合剤で常に
満たされた状態を保持する。
光ファイバ20と第2光ファイバ30との間隙にゴミが
付着した場合に、作業者がスイッチ68aを投入するこ
とによって供給ポンプ63の駆動が開始される。この供
給ポンプ63の駆動によって滴下ノズルから屈折率整合
剤が多量(約10cc)に滴下され、第1光ファイバ2
0と第2光ファイバ30との間隙に屈折率整合剤が多量
に流し込まれる。その結果、第1光ファイバ20と第2
光ファイバ30との間隙に付着するゴミが洗い流され、
整合剤排出溝24を通って、光ファイバ配列部材21の
外に排出される。このように、第1光ファイバ20と第
2光ファイバ30との間隙を簡単に洗浄することがで
き、光スイッチ1の光学特性を常に良好に保つことがで
きる。
ことなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内におい
て、例えば以下のように変更することも可能である。
動させて第2光ファイバ30と光結合する第1光ファイ
バ20を選択していたが、光ファイバ配列部材21を移
動させて第1光ファイバ20を選択してもよい。この場
合、滴下ノズル61は、必ずしも可動アーム駆動機構4
0に固定する必要はなく、密封ケース10に直接固定す
ることもできる。
ローラ67と過剰滴下コントローラ68との2つのコン
トローラで供給ポンプ63を駆動制御していたが、これ
らのコントローラの機能を兼ね備えた単一のコントロー
ラで供給ポンプを駆動制御してもよい。また、過剰滴下
コントローラ68はスイッチ68aの投入によって供給
ポンプ63を駆動させているが、光検出器70から送ら
れる光伝送率の信号に基づいて(即ち、光伝送率が低下
したタイミングで)供給ポンプ63を駆動させてもよ
い。
に構成されているため次のような効果を得ることができ
る。
の間隙に屈折率整合剤が充填されるので、第1光ファイ
バ及び第2光ファイバの端面における信号光の反射が抑
制され、第1光ファイバと第2光ファイバとの間での光
伝送率の低下を抑制することができる。また、屈折率整
合剤は第1光ファイバと第2光ファイバとの間隙に滴下
充填されるだけで、屈折率整合剤が可動アーム駆動手段
を浸すことはないので、可動アーム駆動手段で発生した
磨耗粉などの異物が、第1光ファイバと第2光ファイバ
との間の屈折率整合剤に混入することはない。このた
め、可動アーム駆動手段で発生した異物の影響による光
スイッチの光学特性の劣化を防止することができる。更
に、使用する屈折率整合剤の量が少ないので、密封ケー
スにおけるオイルのシール構造が簡単でよい。このた
め、装置の小型軽量化が図れる。
面図である。
た状態を示す断面図である。
イバ配列部材、24…整合剤排出溝、30…第2光ファ
イバ、31…可動アーム、40…可動アーム駆動機構
(可動アーム駆動手段)、60…滴下充填手段、61…
滴下ノズル、63…供給ポンプ、67…適量滴下コント
ローラ(適量滴下手段)、68…過剰滴下コントローラ
(過剰滴下手段)。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の第1光ファイバの先端部を並設し
た光ファイバ配列部材と、前記光ファイバ配列部材に対
峙すると共に第2光ファイバの先端部を固定した可動ア
ームと、前記可動アームを駆動させて任意の前記第1光
ファイバに対して前記第2光ファイバを選択的に光結合
させる可動アーム駆動手段とを備える光スイッチにおい
て、 前記第1光ファイバと前記第2光ファイバとが光結合さ
れた際に、これらの光ファイバの間隙に屈折率整合剤を
滴下充填する滴下充填手段を備えることを特徴とした光
スイッチ。 - 【請求項2】 前記滴下充填手段は、前記第1光ファイ
バと前記第2光ファイバとの間隙に前記屈折率整合剤を
滴下する滴下ノズルと、前記滴下ノズルに前記屈折率整
合剤を供給する供給ポンプとを備えることを特徴とした
請求項1記載の光スイッチ。 - 【請求項3】 前記滴下充填手段は、前記第1光ファイ
バと前記第2光ファイバとの間隙に充填された屈折率整
合剤の減少に合わせて前記供給ポンプを駆動させて、前
記滴下ノズルから前記屈折率整合剤を適量だけ滴下させ
る適量滴下手段を更に備えることを特徴とした請求項2
記載の光スイッチ。 - 【請求項4】 前記滴下充填手段は、前記第1光ファイ
バと前記第2光ファイバとの間隙に充填された前記屈折
率整合剤に異物が混入した場合に前記供給ポンプを駆動
させて、前記滴下ノズルから前記屈折率整合剤を過剰に
滴下させる過剰滴下手段を更に備えることを特徴とした
請求項2又は請求項3に記載の光スイッチ。 - 【請求項5】 前記光ファイバ配列部材のファイバ配列
面には、前記第1光ファイバの先端面の下に設けられる
と共に前記第1光ファイバの配列方向に延びて、前記滴
下充填手段から過剰に供給された前記屈折率整合剤を排
出させる整合剤排出溝が形成されていることを特徴とし
た請求項1から請求項4のいずれか一項記載の光スイッ
チ。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31086396A JP2883587B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 光スイッチ |
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