JP2931692B2

JP2931692B2 - 光スイッチ

Info

Publication number: JP2931692B2
Application number: JP12006591A
Authority: JP
Inventors: 和人斉藤; 敏昭片桐; 俊明佐武
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH04346308A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シングルモード光ファ
イバ等に用いられ、光路切替えを行うための光スイッチ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来の光スイッチを示す。同図に
示すように、従来の光スイッチ１０１はそれぞれ箱状を
なす固定側スイッチ素子１０２と移動側スイッチ素子１
０３が対向して設けられている。そして、各スイッチ素
子１０２，１０３には複数の光ファイバ１０４，１０５
がそれぞれ取付けられ、その各端部が対向するようにな
っている。

【０００３】また、スイッチ素子１０２，１０３の対向
する端面において、スイッチ素子１０２には位置決めピ
ン１０６が突設される一方、スイッチ素子１０３にはこ
の位置決めピン１０６が挿入される位置決め長穴１０７
が形成されている。

【０００４】従って、一方の固定されたスイッチ素子１
０２に対して、他方のスイッチ素子１０３を図示しない
電磁ソレノイドによって同図に示す矢印方向に移動する
ことで、このスイッチ素子１０３は位置決めピン１０６
が挿入された長穴１０７の範囲内だけ移動することがで
きるようになっている。これによってスイッチ素子１０
３は位置決めピン１０６が長穴１０７の端面に当接した
位置に移動し、それぞれ対向する光ファイバ１０４．１
０５の位置関係を変えて光路を切替えを行うことができ
る。

【０００５】図７及び図８に従来の別の光スイッチを示
す。同図に示すように、従来の光スイッチ１１１におい
て、互いに対向するＶ字溝１１２，１１３が形成された
ケース１１４には、このＶ字溝１１２，１１３の一方か
ら２本の固定側光ファイバ１１５が挿入されて固定支持
され、Ｖ字溝１１２，１１３の他方からは切替側光ファ
イバ１１６が挿入され上下移動自在に支持されている。

【０００６】而して、切替側光ファイバ１１６を上下移
動させることで、それぞれ対向する光ファイバ１１５．
１１６の位置関係を変えて光路を切替えを行うことがで
きる。これは上述した光スイッチ１０１に比べて小型化
及び省力化を図ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】シングルモード光ファ
イバはそのコア径が１０μｍ程度であることから光スイ
ッチの位置決め精度はサブミクロンオーダーのものが要
求される。従って、上述したような位置決めピン１０６
と位置決め長穴１０７との係合、あるいは切替側光ファ
イバ１１６のＶ字溝１１２，１１３内での移動による位
置決め方法は有効的なものといえる。

【０００８】ところが、このような位置決め方法にあっ
ては、切替側光ファイバ１１６の切替え位置が２か所、
即ち、定常位置と切替位置のみしか設定することができ
ないという問題がある。周辺技術の発達によって様々な
切替形態が要求された場合、このような２か所しか切替
えできない光スイッチでは様々なニーズに対処すること
ができず、大きな障害なってしまう。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、様々な切替形態を可能とした光スイッチを提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の光スイッチは、スリーブに形成された三角
形状のガイド穴の一端から固定側光ファイバが挿入され
て該固定側光ファイバの先端部が前記ガイド穴の各角部
に固定保持される一方、前記ガイド穴の他端から切替側
光ファイバが挿入されて該切替側光ファイバの先端部が
前記固定側光ファイバの先端部に対向して前記ガイド穴
の各角部に保持されると共に該切替側光ファイバの基端
部がループ状に接続され、前記切替側光ファイバあるい
は前記スリーブのいずれか一方を駆動することで前記固
定側光ファイバと前記切替側光ファイバとの相対位置関
係を変更する駆動機構を設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１１】

【作用】スリーブに三角形状のガイド穴を形成しここに
固定側光ファイバを固定保持する一方、切替側光ファイ
バあるいはスリーブを駆動機構によって移動自在に保持
すると共にその基端部がループ状に接続されたことで、
駆動機構を作動すると切替側光ファイバが隣接されたガ
イド穴の角部に移動し、切替側光ファイバはその移動位
置で保持され、これによって固定側光ファイバに対する
切替側光ファイバが切替わる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１３】図１に本発明の一実施例に係る光スイッチ
の概略、図２にその光スイッチの切替操作の作用説明、
図３に光ファイバの切替形態、図４及び図５に切替機構
の断面を示す。

【００１４】図１に示すように、本実施例の多角形スリ
ーブ１１はガイド穴１２が三角形状に形成されている。
そして、このガイド穴１２の一端からは３本の固定側光
ファイバ１３が挿入されており、この固定側光ファイバ
１３の先端部はガイド穴１２の角部に固定保持されてい
る。

【００１５】一方、三角形スリーブ１１のガイド穴１２
の他端からは回転子１４に支持された３本の切替側光フ
ァイバ１５がそれぞれ挿入され、この切替側光ファイバ
１５の先端部は図示しないばね部材などの付与力ｆによ
ってガイド穴１２の角部にそれぞれ付勢保持されてい
る。

【００１６】そして、固定側光ファイバ１３の先端部と
切替側光ファイバ１５の先端面は互いに対向した状態に
あって、その間には所定の空隙が形成されている。

【００１７】なお、回転子１４にはこの回転子１４を所
定角度回転させるための図示しない回転機構が内蔵され
ている。本実施例の場合、それぞれ３本の光ファイバ１
３，１５を使用しているため、この回転機構によって回
転子１４を１２０度づつ回転させることができるように
なっている。

【００１８】而して、固定側光ファイバ１３と切替側光
ファイバ１５との接続関係を切替えるには、図２(Ａ)に
示す状態から回転機構によって回転子１４を１２０度回
転させると、３本の切替側光ファイバ１５ａ，１５ｂ，
１５ｃも同時に移動し、図２(Ｂ)に示すように、各切替
側光ファイバ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは付勢力に抗して
ガイド穴１２の内方に変形し、その内周面に沿って移動
する。そして、各替側光ファイバ１５ａ，１５ｂ，１５
ｃは、図２(Ｃ)に示すように、現在の保持位置から隣接
するガイド穴１２の角部に移動し、その位置で再び角部
に付勢支持される。

【００１９】このようにして、固定側光ファイバ１３と
切替側光ファイバ１５との接続関係が切替えられる。本
実施例の光スイッチの場合、回転機構による回転位置決
め精度をそれほど必要としない。即ち、切替側光ファイ
バ１５は付与力ｆによって三角形スリーブ１１の各角部
に付勢保持されており、この切替側光ファイバ１５を１
２０度回転させることで固定側光ファイバ１３との位置
関係を変えることができる。この切替側光ファイバ１５
の切替時、付与力ｆが三角形スリーブ１１の内壁に直行
する位置（図２(Ｂ)の状態）を越えた時点でこの切替側
光ファイバ１５への付与力Ｆの方向は隣接する角部側に
移行する。従って、回転機構の回転角度位置や三角形ス
リーブ１１の形状精度が正確でなくても確実に切替側光
ファイバ１５を移行することができ、回転機構も簡略化
することができる。なお、切替側光ファイバ１５を多角
形スリーブ１１の角部に付勢保持する付与力を常時作用
させる必要はなく、固定側光ファイバ１３との接続時に
作用させてもよいものである。

【００２０】次に本発明の光スイッチの具体的な配線及
び切替形態について説明する。図３に示すように、固定
側光ファイバは３本のファイバ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ
からなり、それぞれ三角スリーブ１１の角部に固定さ
れ、各ポートＰ２，Ｐ３，Ｐ４を有している。一方、切
替側光ファイバ１５は３本のファイバ１５ａ，１５ｂ，
１５ｃからなり、ファイバ１５ａはポートＰ１を有する
と共にファイバ１５ｂ，１５ｃはループ状に接続されて
いる。

【００２１】図３(Ａ)に示す状態では、Ｐ１−Ｐ２を主
回線として使用し、ポートＰ３，Ｐ４を予備回線とす
る。従って、通常は信号がポートＰ１からポートＰ２に
出力される。ここで、例えば、事故などによってファイ
バ１３ａが断線したとすると、光スイッチを切替えるこ
とで接続回線を切替える。即ち、図３(Ａ)に示す状態か
ら同図矢印方向に切替側光ファイバ１５を回転させ、図
３(Ｂ)に示すように、ファイバ１５ａとファイバ１３ｂ
を接続してＰ１−Ｐ３を主回線として使用する。また、
ファイバ１３ｂも断線したとすると、図３(Ｂ)に示す状
態から同図矢印方向に切替側光ファイバ１５を回転さ
せ、図３(Ｃ)に示すように、ファイバ１５ａとファイバ
１３ｃを接続してＰ１−Ｐ４を主回線として使用する。
一方、図３(Ａ)において、ファイバ１５ａが断線したと
きには、ポートＰ２からファイバ１５ｂ及び１５ｃによ
ってポートＰ３またはＰ４に接続して使用することで、
主回線と予備回線との接続状態を変更してポートの切替
えを自在に行うことができる。

【００２２】次に、固定側光ファイバ１３と切替側光フ
ァイバ１５との具体的な切替機構について説明する。図
４及び図５に示すように、本実施例のスリーブ２１はセ
ラミック基板でガイド穴２２が正三角形状に形成され、
このガイド穴２２の一端からは３本の固定側光ファイバ
１３が挿入されてその先端部はガイド穴２２の角部に接
着剤によって固定保持されている。そして、その固定側
光ファイバ１３の先端面には光学反射による伝送光の反
射損失を抑えるために光学薄膜層が形成されている。

【００２３】一方、三角形スリーブ２１のガイド穴２２
の他端からは円筒形状の回転子２３の先端部が挿入され
ており、この回転子２３の外周部には周方向等間隔に３
つのスリット２４が形成されている。そして、この３つ
の各スリット２４には切替側光ファイバ１５がそれぞれ
挿入され、この切替側光ファイバ１５の先端部はガイド
穴２２に挿入されている。この切替側光ファイバ１５の
先端面にも光学反射による伝送光の反射損失を抑えるた
めに光学薄膜層が形成されている。そして、固定側光フ
ァイバ１３の先端面と切替側光ファイバ１５の先端面は
互いに接触しないように所定の間隔を開けて互いに対向
した状態にある。

【００２４】回転子２３にはこの回転子２３自体を所定
角度回転させるための環状超音波モータが接続されてい
る。本実施例の場合、それぞれ３本の光ファイバ１３，
１５を使用しているため、回転子２３を１２０度づつに
回転させることができるようになっている。即ち、回転
子２３にはボルト２５によってロータ２６が固定されて
いる。一方、三角スリーブ２１を被覆するように設けら
れた箱状のケース２７にはボルト２８によってステータ
２９が固定され、このステータ２９とロータ２６は互い
に対向した位置に配置されている。

【００２５】従って、電圧によって発生する音波により
ステータ２９に対してロータ２６を回転させると、ロー
タ２６と一体の回転子２３が回転して切替側光ファイバ
１５を移動させる。このとき、回転子２３を１２０度回
転させるのは４０m・sec 以内で行われると共に、超音波
モータはその特性上自己保持力を有するために切替操作
後に電源がオフ状態であっても回転子２３の位置は保持
されるものである。また、この回転子２３の停止位置精
度は図示しないエンコーダによる位置検出によってサー
ボ制御されものであるが、単にモータの駆動時間によっ
て制御してもよいものである。

【００２６】また、切替側光ファイバ１５における回転
子２３のスリット２４内に挿入された部分にはその表面
にＦｅＮｉ合金の薄膜３０が真空蒸着によって付着され
ている。一方、回転子２３の外周辺には各スリット２４
に対応して永久磁石３１が配置されている。これによっ
て切替側光ファイバ１５の先端部には三角スリーブ２１
の角部側に付勢される付与力ｆが作用することとなる。

【００２７】而して、固定側光ファイバ１３と切替側光
ファイバ１５との接続関係を切替えるには、環状超音波
モータによって回転子２３を１２０度回転させると、こ
の回転子２３の各スリット２４に挿入されている３本の
切替側光ファイバ１５も同時に移動する。即ち、切替側
光ファイバ１５は現在の保持位置から隣接するガイド穴
２２の角部に移動し、再び、その移動した角部に永久磁
石の磁力によって支持される。このようにして、固定側
光ファイバ１３と切替側光ファイバ１５との接続関係が
切替えられる。

【００２８】なお、上述の実施例では、固定側光ファイ
バが固定保持されたスリーブに対して切替側光ファイバ
を駆動することで互いの対向する相対位置関係を変えた
が、固定側光ファイバが保持されたスリーブを駆動する
ことで行ってもよいものである。

【００２９】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに、本発明の光スイッチによれば、スリーブに三角形
状のガイド穴を形成しここに固定側光ファイバを固定保
持する一方、切替側光ファイバあるいはスリーブを駆動
機構によって移動自在に保持すると共にその基端部をル
ープ状に接続したので、駆動機構を作動して切替側光フ
ァイバを隣接されたガイド穴の角部に移動することで切
替側光ファイバはその移動位置で保持されて固定側光フ
ァイバに対する切替側光ファイバを簡単に切替えること
ができ、これによって複数の切替位置を設定することが
でき、光ファイバにおける複数の切替形態を可能とする
ことができると共に光スイッチの小型化に寄与すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光スイッチの概略斜視
図である。

【図２】光スイッチの切替操作を説明する縦断面図であ
る。

【図３】光スイッチの切替形態を説明する概略図であ
る。

【図４】光スイッチの切替機構の断面図である。

【図５】光スイッチの切替機構を表す図４のＡ−Ａ断面
図である。

【図６】従来の光スイッチの概略斜視図である。

【図７】従来の光スイッチの正面図である。

【図８】従来の光スイッチを表す図７のＢ−Ｂ断面図で
ある。

【符号の説明】

１１，２１スリーブ１２，２２ガイド穴１３固定側光ファイバ１４，２４回転子１５切替側光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐武俊明東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/08 G02B 6/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スリーブに形成された三角形状のガイド
穴の一端から固定側光ファイバが挿入されて該固定側光
ファイバの先端部が前記ガイド穴の各角部に固定保持さ
れる一方、前記ガイド穴の他端から切替側光ファイバが
挿入されて該切替側光ファイバの先端部が前記固定側光
ファイバの先端部に対向して前記ガイド穴の各角部に保
持されると共に該切替側光ファイバの基端部がループ状
に接続され、前記切替側光ファイバあるいは前記スリー
ブのいずれか一方を駆動することで前記固定側光ファイ
バと前記切替側光ファイバとの相対位置関係を変更する
駆動機構を設けたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】請求項１記載の光スイッチにおいて、切
替側光ファイバがそれ自体の弾性力によってガイド穴の
角部に付勢保持されたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項３】請求項１記載の光スイッチにおいて、切
替側光ファイバが弾性体の弾性力によってガイド穴の角
部に付勢保持されたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項４】請求項１記載の光スイッチにおいて、切
替側光ファイバに作用する磁力によってガイド穴の角部
に付勢保持されたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項５】請求項１記載の光スイッチにおいて、切
替側光ファイバに作用する静電力によってガイド穴の角
部に付勢保持されたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項６】請求項１記載の光スイッチにおいて、駆
動機構が三角形のガイド穴の中心を回転中心として切替
側光ファイバ回転移行させる回転駆動機構であることを
特徴とする光スイッチ。