JP2989283B2 - 光ファイバスイッチ - Google Patents

光ファイバスイッチ

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JP2989283B2
JP2989283B2 JP3017772A JP1777291A JP2989283B2 JP 2989283 B2 JP2989283 B2 JP 2989283B2 JP 3017772 A JP3017772 A JP 3017772A JP 1777291 A JP1777291 A JP 1777291A JP 2989283 B2 JP2989283 B2 JP 2989283B2
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grooves
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/3508—Lateral or transverse displacement of the whole waveguides, e.g. by varying the distance between opposed waveguide ends, or by mutual lateral displacement of opposed waveguide ends
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/3554—3D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ間の光学的信
号経路を機械的に切換える装置に関し、より詳しくは２
×２形切換えアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】光学的信号の入力経路を出力経路の別の
光ファイバに切換える多くの装置が提供されている。こ
のようなスイッチのあるものは、アメリカ特許第4,337,
995 号（Tanaka等) 、同第4,189,206 号(Terai等) 、同
第4,223,978 号（Kummer等）及び同第4,407,562 号（Yo
ung)に開示するように、光ファイバを物理的に移動して
光ファイバの端部を異なった光ファイバに対して当接状
にするものである。
【０００３】アメリカ特許第4,568,143 号（Yamada等）
のスイッチは、２本の入力光ファイバを取付けた固定ブ
ロックと、複数の入力及び出力光ファイバの端部間を接
触させるように４本の出力光ファイバを取付けた可動ブ
ロックとを備える。アメリカ特許第4,441,785 号（Petr
ozello) のスイッチは短い光ファイバを含んだ回転ドラ
ムを備え、該回転ドラムによって１組の光ファイバの入
力信号を別の出力光ファイバに伝送するものである。或
種のスイッチはアメリカ特許第4,790,621 号 (Calaby)
に開示するような可動プリズム又はアメリカ特許第4,30
3,303 号（Aoyama) に開示するようなプリズムの組合わ
せを使用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したスイッチと本
出願人が承知している従来の其の他の光ファイバスイッ
チとは製造費が高くかつ極めて多数の精確な部品を必要
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、機械的部品の
点数が少なく、また従来の光ファイバスイッチよりも製
造費が安く、しかも減衰の少なく、少なくとも従来と同
程度の信頼性が得られる光ファイバスイッチを提供す
る。
【０００６】要約すると本発明の光ファイバスイッチ
は、直線状の精確な溝が形成された基板と、第１の光フ
ァイバを、その自由端が正規状態では上記溝に対して略
平行並列状に延びかつ上記溝に接触しないように配設す
る配設装置と、上記の支持されていない自由端を上記溝
に押付ける押圧装置と、上記第１の光ファイバの自由端
が上記溝に着座した時に、第２の光ファイバの自由端が
第１の光ファイバの自由端に当接状になり、第１の光フ
ァイバの自由端が正規の位置にある時に、第２の光ファ
イバの自由端が第１の光ファイバの自由端に非整合とな
るように形成した位置決め装置とを備える。
【０００７】上記の位置決め装置は、上記溝の延長部を
形成して、夫々の第１及び第２の光ファイバの非支持端
部を溝の延長部に着座させる上記押圧装置によって構成
することができる。
【０００８】代表的には、第１及び第２の光ファイバの
外被をはぎ取って被覆物を露出させ、さらにこの被覆物
をはぎ取って自由端を露出させている。露出された自由
端の基部を基板に接着して光ファイバの末端を溝に対し
て略平行並列状に突出させる。この末端は押圧装置が作
動した時に溝に着座する。
【０００９】「露出された自由端」は被覆物例えば芯の
被覆をはぎ取られた光ファイバの部分を意味する。被覆
物の下層にはぎ取りができない保護層がある場合には、
該保護層が「露出された自由端」と云うことになる。
【００１０】異なった寸法の光ファイバ間の切換えをす
る場合には新規のコネクタを設置するための溝を段付き
状に形成して、押圧装置を作動した時に第１と第２の光
ファイバが共軸になるようにする。
【００１１】スイッチは２×２形切換えアレイに適用す
ると最も有効である。本発明の２×２形切換えアレイに
おいて、基板には互いに直交した二つの面が形成され、
夫々の面には一対の平行で直線状の精確な溝が形成され
る。第１及び第３の光ファイバは、夫々の自由端を正規
状態では異なった対の溝に対して平行並列状に配設され
ており、また第２及び第４の光ファイバの自由端は、第
１及び第３の光ファイバの自由端に対して、それと反対
方向に平行に延びている。４本の光ファイバの自由端は
溝に直交した平面内で略終結している。第２及び第４の
光ファイバは正規状態では第１及び第３の光ファイバと
非整合状態であるが、同様に異なった対の溝に対して平
行並列状に延びている。
【００１２】本発明の別の２×２形スイッチは、中心に
断面形が略正方形の精確な長手方向の通路が形成された
長い基台ブロックを有し、該溝は通路の四つの隅角を備
える。
【００１３】本発明の２×２形スイッチは少なくとも二
つの押圧装置を備えることができる。二つだけの押圧装
置を備える場合には、一方の押圧装置によって第１の対
の溝に４本の光ファイバを押込み、他方の押圧装置によ
って第２の対の溝に４本の光ファイバを押込むことがで
きる。第１の対の溝に押込んだ時に、第１及び第３の光
ファイバの自由端は夫々第２及び第４の光ファイバの自
由端に当接する。第２の対の溝に押込んだ時に、第１及
び第３の光ファイバの自由端は夫々第４及び第２の光フ
ァイバの自由端に当接する。
【００１４】夫々の押圧装置が４本の光ファイバのうち
の２本を２対の溝のうちの一つに同時に押込むようにし
た四つの押圧装置を備えた２×２形切換えアレイを設置
すると、図７Ｂ〜図７Ｇに示すように六つの切換え組合
わせが得られ、或いはスイッチを図７Ａの開位置に置く
ことができる。
【００１５】押圧装置は電気的または機械的に活性化す
ることができ、また切換時を除いて２対の溝のうちの一
つに４本の光ファイバが常時着座するように制御するこ
とができる。
【００１６】概略的に示した図面を参照した以下の実施
例を読めば、本発明は容易に理解できるであろう。
【００１７】
【実施例】図１の光ファイバスイッチ10は基台ブロック
11と、基台ブロックの中央に設けた突合わせブロック12
と、基台ブロックの両端部に設けた据付ブロック13，14
とを備える。入力信号は、本文で第１の光ファイバ16と
第３の光ファイバ17と呼ばれる１対の光ファイバを介し
て受取られ、本文で第２の光ファイバ18と第４の光ファ
イバ19と呼ばれる１対の光ファイバにスイッチを介して
伝送される。被覆物20を除去されて露出した各光ファイ
バの基部は、第１、第３の光ファイバ16，17の露出部の
末端が、第２、第４の光ファイバ18，19の自由端に対向
して突出するように、据付ブロック13，14の一つに対し
て場所21に接着されている。
【００１８】突合わせブロック12の第１の面22には、平
行で直線状の精確な第１の対のＶ字形溝23，24が設けら
れている。第１の面に直交した第２の面には、平行で直
線状の精確な第２の対のＶ字形溝27，28が設けられてい
る。各Ｖ字形溝を２等分する平面は該Ｖ字形溝が形成さ
れた面に直交している。外力が働らいていない時に、
（ａ）４本の光ファイバの夫々の末端又は自由端は、図
２Ａに示すように夫々の対のＶ字形溝の一つの溝に対し
て平行並列状に突出し、（ｂ）第１、第３の光ファイバ
16，17の末端は第２、第４の光ファイバ18，19の自由端
に整合せずに、（ｃ）４本の光ファイバの全ての自由端
はＶ字形溝の軸線に直交した平面で略終結している。
【００１９】スイッチ10のカバー30には、光ファイバの
自由端を垂直方向に押圧する第１の押圧装置32と、自由
端を水平方向に押圧する第２の押圧装置34とが設けられ
ている。第１の押圧装置32は４本の光ファイバを第１の
対のＶ字形溝23，24に着座させ（図２Ｂ）、第２の押圧
装置34は４本の光ファイバを第２の対のＶ字形溝27，28
に着座させる（図２Ｃ）。図２Ｂの位置では第１と第３
の光ファイバ16と17内の入力信号は夫々第２と第４の光
ファイバ18と19を通して伝送され、図２Ｃの位置では第
１と第３の光ファイバ16と17内の入力信号は夫々第４と
第２の光ファイバ19と18を通して伝送される。
【００２０】第４の光ファイバ19をスイッチ10から除く
ことによって、第２の光ファイバ18と第１の光ファイバ
16又は第３の光ファイバ17のいずれか一方との間に信号
を伝送することができる。尚この際二つのＶ字形溝24と
28とは不必要である。また第３の光ファイバ17を除くこ
とによって、第１の光ファイバ16と第２の光ファイバ18
間の信号の伝送に、或いは該伝送を遮断するように光フ
ァイバスイッチを使用することができる。
【００２１】図３の２×２形光ファイバスイッチ40は、
中心に精確な長手方向通路43が形成された長い基台ブロ
ック41を備える。通路43の断面形は略正方形であるが隅
肉を付けてもよい。露出した夫々の第１，３の光ファイ
バ46，47の端部の基部は、夫々の光ファイバの末端が通
路43の略中頃まで突出するように基台ブロック41の一端
において通路43の壁に接着されている。夫々の第２，４
の光ファイバ48，49の端部の基部は、夫々の光ファイバ
の末端が対向した方向に突出するように同様に通路43内
に接着されている。通路43の壁間は夫々の光ファイバの
自由端の直径の２倍よりも若干広い。
【００２２】外力を受けない場合の４本の光ファイバの
突出した末端即ち自由端は、図４Ａに示され、通路43の
軸線に直交した平面上で終結している。
【００２３】基台ブロック43には第１のばねレバー52と
第２のばねレバー54が枢着されている。夫々のばねレバ
ーの曲げ返した作動端部52Ａ，54Ａの外形は図４Ａ〜図
４Ｃに示すように丸味を有している。第１のばねレバー
52を押圧すると、その作動端部52Ａにより４本の光ファ
イバを下方にかつ斜め外方に図４Ｂに示す位置に向けて
押す。このようにして通路43の互いに直交した壁の下部
の二つの隅角で形成された二つの溝のうちの一つに夫々
の光ファイバが着座する。この位置において光ファイバ
は精確に整合し、第１及び第３の光ファイバ46及び47に
入って来た信号は第２及び第４の光ファイバ48及び49に
夫々伝送される。第２のばねレバー54を押圧すると、４
本の光ファイバは図４Ｃに示すように各隅角に斜めに押
込まれる。このようにして第１及び第３の光ファイバ46
及び47から第４及び第２の光ファイバ49及び48に向った
信号の伝送が切換えられる。
【００２４】第２の光ファイバ48は両ばねレバーの作用
を受ける時に同一の位置にあるので、該光ファイバ48を
押込むべき隅角に永続的に接着することができる。
【００２５】図５の２×２形光ファイバスイッチ60は、
中心に精確な長手方向通路63が形成された長い基台ブロ
ック61を備える。通路63の断面形は略正方形である。第
１，３の光ファイバ66，67の端部の基部は基台ブロック
61の一端において通路63の壁に接着されている。第２，
４の光ファイバ68，69の端部の基部は基台ブロックの対
向した一端に接着されている。通路63の壁間は夫々の光
ファイバの自由端の直径の２倍よりも若干広い。
【００２６】外力を受けない場合の４本の光ファイバの
突出した末端即ち自由端は図７Ａに示され、通路63の軸
線に直交した平面上で終結している。
【００２７】基台ブロック61には四つのばねレバー72，
73，74，75が設けられ、夫々のばねレバーは４本の光フ
ァイバのうちの２本だけに対して働らく。図６に示すよ
うに、ばねレバー72だけを押圧すると第１の光ファイバ
66は第３の光ファイバ67によって一隅角がかくされた下
部隅角に押込まれ、外力を受けていない第２の光ファイ
バ68と略整合する。このようにして光信号は第１の光フ
ァイバと第２の光ファイバ間だけに亘って伝送される
（図７Ｂ）。ばねレバー73，74，75のうちの一つだけを
押圧することによって、図７Ｃ、図７Ｄ、図７Ｅに示す
概略的整合が夫々得られる。
【００２８】ばねレバー72と74とを同時に押圧すると、
４本の光ファイバは図７Ｆの下部両隅角に斜めに押込ま
れ、通路63の一つの隅角において第１と第２の光ファイ
バ66と68とは精確に整合し、他の隅角において第３と第
４の光ファイバ67と69とが精確に整合する。
【００２９】ばねレバー73と75とを同時に押圧すると、
光ファイバは図７Ｇに示す通路の両隅角に押込まれて光
ファイバの精確な整合が得られる。
【００３０】
【例１】図３の光ファイバスイッチ40は、オリフィスを
通して引抜いたガラスで作り、レーザ光を使ってばねレ
バー用開口を切開することができる。 主要寸法 基台ブロック（41） ２mmの正方形 長 さ 20mm 通 路 （43） 255μｍ正方形 光ファイバの直径 125μｍ ばねレバー（52，54） 全 長 11mm 幅 0.25mm 端部(52A) の曲率半径 125〜250 μｍ
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の２×２形光ファイバスイッチの
斜視図である。
【図２】図１のスイッチの作動を示す概略図である。
【図３】本発明の第２の２×２形光ファイバスイッチの
斜視図である。
【図４】図３のスイッチの作動を示す概略図である。
【図５】本発明の第３の２×２形光ファイバスイッチの
斜視図である。
【図６】図５のスイッチの部分断面図である。
【図７】図５のスイッチの作動を示す概略図である。
【符号の説明】
12…突合わせブロック 13，14…据付ブロック 16，46，66…第１の光ファイバ 17，47，67…第３の光ファイバ 18，48，68…第２の光ファイバ 19，49，69…第４の光ファイバ 22，26…面 23，24，25，26…溝 32，34，52，54，72，73，74，75…押圧装置 43，63…長手方向の通路

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直線状の精確な溝が形成された基板と、
    第１の光ファイバを、その自由端が正規状態では上記溝
    に対して略平行並列状に延びかつ上記溝に接触しないよ
    うに配設する配設装置と、上記自由端を上記溝に押付け
    る押圧装置と、上記第１の光ファイバの自由端が上記溝
    に着座した時に、第２の光ファイバの自由端が第１の光
    ファイバの自由端に当接状となり、第１の光ファイバの
    自由端が正規の位置にある時に、第２の光ファイバの自
    由端が第１の光ファイバの自由端に非整合となるように
    形成した位置決め装置とを備えた光ファイバスイッチ。
  2. 【請求項２】 上記位置決め装置は上記溝の延長部と、
    第２の光ファイバをその自由端が、正規状態では上記延
    長部に対して略平行並列状に延びかつ上記延長部に接触
    しないように配設する配設装置とを含み、また上記光フ
    ァイバスイッチは、上記第２の光ファイバを溝に押込ん
    だ時に第１の光ファイバの自由端に当接状となるように
    上記第２の光ファイバの上記自由端を上記延長部に押込
    む押圧装置を備えた請求項１に記載の光ファイバスイッ
    チ。
  3. 【請求項３】 夫々の上記自由端が露出部であり、かつ
    露出部の末端を解放するように夫々の露出部の基部を基
    板に接着した請求項２に記載の光ファイバスイッチ。
  4. 【請求項４】 平行で直線状の精確な溝が形成された基
    板と、第１及び第３の光ファイバの夫々の自由端が、溝
    に直交した平面内で略終結しかつ正規状態では溝に対し
    て略平行並列状にかつ上記溝に非接触状に延びた第１及
    び第３の光ファイバを基板に配設する配設装置と、上記
    自由端のいずれかを溝に押付ける押圧装置と、第２の光
    ファイバの自由端が、第１及び第３の光ファイバが溝に
    着座した時に上記第１及び第３の光ファイバのいずれか
    と当接可能でありまた第１及び第３の光ファイバが正規
    の位置にある時に非整合となるように第２の光ファイバ
    を基板に配設する配設装置とを備えた光ファイバスイッ
    チ。
  5. 【請求項５】 溝の壁が互いに直交した請求項４に記載
    の光ファイバスイッチ。
  6. 【請求項６】 ２対からなる４本の平行で直線状の精確
    な溝が形成された基板と、第１及び第３の光ファイバ
    を、夫々の自由端が正規状態では上記溝に対して略平行
    並列状に延びるように上記基板に配設する配設装置と、
    第２及び第４の光ファイバを、夫々の自由端が正規状態
    では上記第１及び第３の光ファイバの自由端に対して非
    整合状に反対方向に延びると共に、夫々の対の溝の一つ
    に対して略平行並列状に延びるように上記基板に配設す
    る配設装置とを備えて、夫々の４本の光ファイバを４本
    の溝のうちの２本の溝に並列し、上記のすべての光ファ
    イバの自由端は溝に直交した一平面内で略終結し、上記
    夫々の自由端を２本の溝のいずれかに押込んで、該溝に
    よって該自由端を別の光ファイバの自由端に当接状に整
    合させる押圧装置を備えた２×２形の光ファイバスイッ
    チ。
  7. 【請求項７】 上記押圧装置が、４本の光ファイバを１
    対の溝に同時に押込む装置と、４本の光ファイバを他の
    １対の溝に押し込む装置とを含んだ請求項６に記載の光
    ファイバスイッチ。
  8. 【請求項８】 上記押圧装置が、四つの別々の作動装置
    を備え、夫々の作動装置は上記光ファイバのうちの２本
    だけを１対の溝に同時に押込むように形成された請求項
    ６に記載の光ファイバスイッチ。
  9. 【請求項９】 上記基板が、基台ブロックと、該基台ブ
    ロックの両端部に設けた一対の据付ブロックと、基台の
    中央に設けた突合わせブロックとを備え、該突き合わせ
    ブロックには互いに直交した二つの面が形成され、また
    上記対の溝の一つは上記面の一つに形成された請求項６
    に記載の光ファイバスイッチ。
  10. 【請求項10】 上記基板が、中心に略正方形の断面積を
    有する精確な長手方向の通路で形成され、該通路の壁間
    の距離が上記自由端の直径の２倍よりも若干広く、上記
    配設装置が、正規状態では上記通路の隅角に沿って延び
    るように上記自由端を位置決めし、通路の一つの隅角は
    上記四つの溝のうちの二つを画定し、上記一つの隅角に
    隣接した二つの隅角は他の二つの溝を画定した請求項６
    に記載の光ファイバスイッチ。
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