JP3474737B2 - 光スイッチ及び光ファイバ整列ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバアレイの
表面に並設させた複数のファイバ整列溝内に、複数の光
ファイバを導入して固定させた光ファイバ整列ユニット
と、この光ファイバ整列ユニットを備えた光スイッチに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
特開平８−２８６１３１号公報のものが知られている。
この公報に記載された光ファイバ配列部材の基板（ファ
イバアレイ）の上面には、断面Ｖ字形状のファイバ整列
溝が複数本並設されている。各ファイバ整列溝は、その
延在方向の中央付近で分離溝によって分断され、一側が
第１光ファイバ（ｎ側光ファイバ）を整列させる第１フ
ァイバ整列溝とされ、他側が第２光ファイバ（マスター
側光ファイバ）を整列させる第２ファイバ整列溝とされ
ている。各第１ファイバ整列溝には、テープ心線から剥
き出した複数の光ファイバ（ｎ側光ファイバ）を整列さ
せ、光ファイバが各第１ファイバ整列溝から浮き上がら
ないように、１枚のカバープレート（固定プレート）を
光ファイバの周面と当接させて上方から押さえ付け、光
ファイバを各第１ファイバ整列溝に押さえ込む。そし
て、接着剤を流し込んで、各光ファイバ及びカバープレ
ートを基板表面に固着させて一組の光ファイバ整列ユニ
ットとしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ファイバ整列ユニットは上述したように構成されてい
るために次のような課題が存在していた。即ち、光ファ
イバがファイバ整列溝（第１ファイバ整列溝）から浮き
上がらないようにするために、各ファイバ整列溝に導入
した光ファイバを、カバープレートによってファイバ整
列溝に押さえ付けるが、各ファイバ整列溝の深さと、各
光ファイバの直径には、それぞれの精度のバラつきがあ
るため、ファイバ整列溝の底部から、光ファイバの周面
の最頂部までの距離が、各光ファイバに対して一定には
なっていない。このため、１枚のカバープレートによっ
て、各光ファイバを各ファイバ整列溝に押さえ込もうと
しても、特にファイバアレイの延在方向中央部付近で、
カバープレートと基板表面との間に隙間を生じ、この隙
間を通って光ファイバがファイバ整列溝の並設方向に移
動してしまい、光ファイバが、本来固定されるべきファ
イバ整列溝とは異なるファイバ整列溝に固着されてしま
うことがあった。特に、全長を長く設定し、多数本の光
ファイバを整列させるファイバアレイでは、このような
光ファイバの配列ピッチのズレが起こりやすい。また、
光ファイバの配列ピッチがズレてしまった光ファイバ整
列ユニットを搭載した光スイッチでは、光接続誤差が増
大してしまう。

【０００４】本発明は上述した課題を解決するためにな
されたものであり、光ファイバを正確な配列ピッチで整
列させた光ファイバ整列ユニット及び光スイッチを提供
することを目的とする。

【０００５】

【０００６】

【０００７】請求項１記載の本発明に係る光ファイバ整
列ユニットは、ファイバアレイの表面に並設させた複数
のファイバ整列溝内に複数の光ファイバを導入して固定
させた光ファイバ整列ユニットにおいて、ファイバアレ
イに固定され、光ファイバの導入側でファイバ整列溝の
並設方向に延在し、裏面とファイバ整列溝の壁面とによ
ってファイバ導入空間部をつくり出すガイドプレート
と、ファイバアレイに固定され、光ファイバの端面側で
ファイバ整列溝の並設方向に延在し、ファイバ導入空間
を介してファイバ整列溝に導入させた光ファイバの周面
と当接する固定プレートとを備え、固定プレートは、並
設方向で複数の固定プレート部に分割されてファイバア
レイに固定され、各固定プレート部の裏面には、光ファ
イバの周面と当接するファイバ規制溝が形成されている
ことを特徴とするものである。この光ファイバ整列ユニ
ットでは、複数の光ファイバを各ファイバ整列溝に導入
し、固定プレートを利用して各光ファイバを各ファイバ
整列溝に位置決めする。ここで、固定プレートは、複数
の固定プレート部に分割され、各固定プレート部を、各
光ファイバの周面と当接させ、ファイバ整列溝の並設方
向に並べた状態でファイバアレイに固定する。これによ
り、１枚の固定プレートによって複数の光ファイバを各
ファイバ整列溝に押さえ付ける場合と比較すると、固定
プレートを複数の固定プレート部に分割しているので、
各固定プレート部が押さえ付けるべき光ファイバの数が
少なくなる。従って、ファイバ整列溝の底部から、光フ
ァイバの周面の最頂部までの距離が、各光ファイバに対
して一定にはなっていない場合でも、光ファイバをファ
イバ整列溝に確実に押さえ込むことができ、光ファイバ
の配列ピッチのズレを低減できる。特に、全長を長く設
定し、多数本の光ファイバを整列させるファイバアレイ
で発生しやすい光ファイバの配列ピッチのズレを防止す
るために有効である。また、各固定プレート部の裏面
に、光ファイバの周面と当接するファイバ規制溝を形成
することにより、光ファイバは、固定プレートの裏面に
設けられたファイバ規制溝と、ファイバ整列溝とによっ
て保持され、光ファイバのファイバ整列溝の並設方向へ
の移動がファイバ規制溝の壁面によって規制される。従
って、光ファイバを所望のファイバ整列溝に確実に保持
することができ、この状態で、光ファイバと固定プレー
トをファイバアレイに固着すれば、光ファイバを正確な
配列ピッチで整列させた光ファイバ整列ユニットを形成
することができる。

【０００８】また、ファイバ規制溝の配列ピッチは、フ
ァイバ整列溝の配列ピッチと同一であると好ましい。こ
のような構成を採用すれば、一本の光ファイバが、一対
のファイバ整列溝とファイバ規制溝によって確実に保持
されるので、光ファイバをファイバ整列溝に対して確実
に押さえ付けることができ、光ファイバを正確な配列ピ
ッチで整列させることができる。

【０００９】請求項３に記載の本発明に係る光スイッチ
は、ファイバアレイの表面に並設させた複数のファイバ
整列溝内に複数の第１光ファイバを導入して固定させた
光ファイバ整列ユニットを含み、ファイバ整列溝に導入
させた第２光ファイバと、第１光ファイバとを選択的に
光接続させる光スイッチにおいて、光ファイバ整列ユニ
ットは、ファイバアレイに固定され、光ファイバの導入
側でファイバ整列溝の並設方向に延在し、裏面とファイ
バ整列溝の壁面とによってファイバ導入空間部をつくり
出すガイドプレートと、ファイバアレイに固定され、光
ファイバの端面側でファイバ整列溝の並設方向に延在
し、ファイバ導入空間を介してファイバ整列溝に導入さ
せた光ファイバの周面と当接する固定プレートとを備
え、固定プレートは、並設方向で複数の固定プレート部
に分割されてファイバアレイに固定され、各固定プレー
ト部の裏面には、光ファイバの周面と当接するファイバ
規制溝が形成されていることを特徴とする。この光スイ
ッチでは、光ファイバを正確な配列ピッチで整列させた
光ファイバ整列ユニットが備えられているので、光接続
誤差を減少させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による光
スイッチ及び光ファイバ整列ユニットの好適な実施形態
について詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明による光スイッチの一例を示
す断面図である。同図に示す光スイッチ１は、直方体の
筺体３を有し、この筺体３から複数本（例えば１００
本）のテープファイバ８が露出している。各テープファ
イバ８は、４本の光ファイバ９（第１光ファイバ）を束
ねることで４心のテープファイバ８として形成され、筺
体３からは光ファイバ８が束ねられた状態で複数本（例
えば４００本）排出されることになる。テープファイバ
８の先端から剥き出された光ファイバ９は第１光ファイ
バとしてファイバアレイ１１に固定されており、この光
スイッチ１には、複数（例えば２００本）の光ファイバ
９をファイバアレイ１１に固定させて１組とした光ファ
イバ整列ユニット１０が２組備えられている。光ファイ
バ整列ユニット１０は、筺体３の中に出入可能に収容さ
れているステージ２上に仮止めされた基台（図示せず）
の表面に接着して固定されている。

【００１２】また、ステージ２上には、光ファイバ整列
ユニット１０の延在方向に沿って移動するヘッドベース
４が配置され、ヘッドベース１２には可動アーム４ａが
固定されている。この可動アーム４ａには、２本の光フ
ァイバ２０（第２光ファイバ）が固定されており、ヘッ
ドベース４に含まれるアーム駆動機構（図示せず）を介
して可動アーム４ａを作動させることで、光ファイバ２
０の先端を光ファイバ整列ユニット１０に当接させるこ
とができる。更に、筺体３内に収容されているステージ
１上には、ヘッドベース４を移動させるためのねじシャ
フト５と、ねじシャフト５を駆動するステッピングモー
タ６と、ステッピングモータ６とを制御するための制御
部７とを配置させているが、これらの詳細な説明は省略
する。

【００１３】図２は、光スイッチ１が備える光ファイバ
整列ユニット１０の要部を示す斜視図である。この光フ
ァイバ整列ユニット１０に含まれるファイバアレイ１１
は、シリコン、セラミクス等の材料によって形成されて
おり、その表面には光ファイバ結合方向において一直線
上に延在するＶ溝状のファイバ整列溝１５が複数並設さ
れている。各ファイバ整列溝１５は、ファイバアレイ１
１の表面に形成された分離溝１７によって２つに分断さ
れており、一方の側を第１ファイバ整列溝１５ａとし、
第１光ファイバとしての光ファイバ９を複数本（例えば
２００本）固定させている。また、他方の側は第２ファ
イバ整列溝１５ｂとされ、可動アーム４ａによって第２
光ファイバとしての光ファイバ２０を導入させる。

【００１４】ファイバアレイ１１の表面上には、分離溝
１７から光ファイバ９の導入側へ所定距離隔てた位置に
ガイドプレート１２が固定されている。このガイドプレ
ート１２はシリコン、セラミクス等の材料によって１枚
の長尺状の板材として形成されたものであり、ファイバ
アレイ１１の一方の側端から他方の側端にかけて、ファ
イバ整列溝１５の並設方向に延在している。

【００１５】更に、ファイバアレイ１１には、ガイドプ
レート１２と分離溝１７との間に、固定プレート１３
が、ファイバ整列溝１５の並設方向において複数の固定
プレート部１４に分割された状態で固定されている。各
固定プレート部１４は、シリコン、セラミクス等の材料
によって板材として形成されており、この光ファイバ整
列ユニット１０では、１個の固定プレート部１４は、４
本のテープファイバ８、即ち、１６本の光ファイバ９に
対応する長さに形成されている。

【００１６】次に、図３〜８を参照しながら、第１ファ
イバ整列溝１５ａに光ファイバ９を固定させて光ファイ
バ整列ユニット１０を形成する手順について説明する。

【００１７】まず、図３に示すように、ファイバアレイ
１１の表面上、即ち、第１ファイバ整列溝１５ａ上に、
ガイドプレート１２を、ファイバアレイ１１の一方の側
端から他方の側端までファイバ整列溝１５の並設方向に
延在させた状態で配置する。ガイドプレート１２は、分
離溝１７の光ファイバ導入側の壁面と、ガイドプレート
１２の分離溝１７側の縁部側面との間の距離が、各固定
プレート１４の幅と概略同一となる位置に固定される。
このように、各第１ファイバ整列溝１５ａの開口部の一
部を、ガイドプレート１２によって塞ぐことにより、図
４に示すように、ガイドプレート１２の裏面１２ａと各
ファイバ整列溝１５ａの壁面１５ｃとによってファイバ
導入空間部１６がつくり出される。

【００１８】なお、ガイドプレート１２は、ガイドプレ
ート１２の表面と当接し、ガイドプレート１２をファイ
バアレイ１１に対して押さえ付ける図示しないガイドプ
レート固定用治具を用いて、ファイバアレイに固定され
る。また、全長が短いガイドプレート１２を用いる場合
は、ガイドプレート１２の両側端部とファイバアレイ１
１とを挟み付ける治具を用いてもよい。

【００１９】次に、図５に示すように、各ファイバ導入
空間部１６を利用して、各第１ファイバ整列溝１５ａに
テープファイバ８の先端から剥き出した光ファイバ９を
導入する。このとき、光ファイバ９は、ガイドプレート
１２によって各ファイバ整列溝１５ａに案内されるの
で、光ファイバ９を所望の第１ファイバ整列溝１５ａに
正確に導入することができる。ファイバ導入空間部１６
を通過した光ファイバ９の端面は、分離溝１７の上方ま
で達する。なお、この光ファイバ整列ユニット１０で
は、テープファイバ８の外被の厚さを考慮して、隣り合
うテープファイバ８同士の緩衝を逃がすために、１本の
第１ファイバ整列溝１５ａを、光ファイバ９を導入させ
ない空き溝としている。

【００２０】各第１ファイバ整列溝１５ａへの各光ファ
イバ９の導入が完了した後に、図６に示すように、固定
プレート１３を、ファイバ整列溝１５の並設方向で複数
の固定プレート部１４に分割してファイバアレイ１１に
固定し、各光ファイバ９を各第１ファイバ整列溝１５ａ
に押さえ込みことにより、光ファイバ９の位置決めを行
う。各固定プレート部１４は、ガイドプレート１２と分
離溝１７との間に、ガイドプレート１２と隣り合わせに
してファイバアレイ１１に固定される。このとき、各固
定プレート部１４の裏面１４ａは、光ファイバ９の周面
のみと当接し、第１ファイバ整列溝１５ａの頂部やファ
イバアレイ１１の表面とは当接しない。

【００２１】このように、固定プレート１３を複数の固
定プレート部１４に分割することにより、１枚の固定プ
レートによって複数の光ファイバを各ファイバ整列溝に
押さえ付ける場合と比較して、各固定プレート部１４が
押さえ付けるべき光ファイバ９の数が少なくなる。従っ
て、図７に示すように、第１ファイバ整列溝１５ａの底
部から、光ファイバ９の周面の最頂部までの距離が、各
光ファイバ９に対して一定にはなっていない場合でも、
各固定プレート部１４の裏面１４ａが、各光ファイバ９
に当接するので、光ファイバ９を第１ファイバ整列溝１
５ａに確実に押さえ込むことができ、光ファイバ９の配
列ピッチのズレを低減できる。特に、全長を長く設定
し、多数本の光ファイバを整列させるファイバアレイで
発生しやすい光ファイバの配列ピッチのズレを防止する
ために有効である。なお、各固定プレート部１４は、各
固定プレート部１４の表面と当接し、固定プレート部１
４をファイバアレイ１１に対して押さえ付ける図示しな
い固定プレート固定用治具を用いて、ファイバアレイ１
１に固定させる。

【００２２】そして、光ファイバ９を所望の第１ファイ
バ整列溝１５ａに保持した状態で、各第１ファイバ整列
溝１５ａに、光ファイバ９の導入側から接着剤を流し込
み、接着剤を硬化させて、各光ファイバ９と、ガイドプ
レート１２と、各固定プレート１４とをファイバアレイ
１１に対して固着させる。この際、余剰の接着剤は、分
離溝１７に流れ落ちるため、第２光ファイバ整列溝１５
ｂに接着剤が流れ込むことはない。この場合、ガイドプ
レート１２及び固定プレート１４をガラス等の透明な材
料によって形成すれば、固着に用いる接着剤として、光
硬化型樹脂を用いることも可能である。

【００２３】接着剤の硬化が完了した後に、図８に示す
ように、光ファイバ９の端面と、分離溝１７の光ファイ
バ９側の壁面と、固定プレート１４の分離溝１７側の端
面とを、カッタ１９により面一に切り揃え、光ファイバ
整列ユニット１０が完成する。これにより、光ファイバ
９を正確な配列ピッチで整列させた光ファイバ整列ユニ
ット１０を形成することができる。また、光ファイバ９
を正確な配列ピッチで整列させた光ファイバ整列ユニッ
ト１０を備える光スイッチ１では、光接続誤差を減少さ
せることができる。

【００２４】図９〜１０に、光ファイバ整列ユニット１
０に適用可能な固定プレート１３Ａ〜Ｂをファイバアレ
イ１１に配置させた状態を示す。

【００２５】図９に示すように、固定プレート１３Ａか
ら分割された固定プレート部１４Ａの裏面１４ａには、
光ファイバ結合方向に延在する複数のファイバ規制溝１
４ｂが形成されている。各ファイバ規制溝１４ｂは断面
Ｖ字形状を有し、その配列ピッチは、ファイバ整列溝１
５の配列ピッチと同一となっている。この場合、光ファ
イバ９は、ファイバ規制溝１４ｂの壁面１４ｃと、第１
ファイバ整列溝１５ａの壁面１４ｃとによって保持さ
れ、光ファイバ９のファイバ整列溝１５の並設方向への
移動がファイバ規制溝１４ｂの壁面１４ｃによって規制
される。従って、光ファイバ９を第１ファイバ整列溝１
５ａに対して確実に押さえ付けることができ、光ファイ
バ９を正確な配列ピッチで整列させることができる。な
お、ファイバ規制溝１４ｂの断面形状は、Ｖ字形に限ら
れるものではなく、矩形又は半円形としてもよい。

【００２６】また、図１０に示す固定プレート１３Ｂの
ように、各固定プレート部１４Ｂの裏面１４ａに、ファ
イバ整列溝１５の配列ピッチの２倍以上の配列ピッチを
もったファイバ規制溝１４ｂを形成してもよい。同図に
示すように、ファイバ規制溝１４ｂの配列ピッチを、４
本のファイバ整列溝１５に対応させた長さとすれば、４
本の光ファイバ９が、４本のファイバ整列溝１５ａと１
本のファイバ規制溝１４ｂによって確実に保持され、光
ファイバ９のファイバ整列溝の並設方向への移動が、フ
ァイバ規制溝１４ｂの壁面１４ｃによって規制されるの
で、光ファイバ９を正確な配列ピッチで整列させること
ができる。

【００２７】更に、上述した光ファイバ整列ユニット１
０では、第１ファイバ整列溝１５ａに光ファイバ９を確
実に導入するためにガイドプレート１２を備えている
が、ガイドプレートを備えていない光スイッチ整列ユニ
ットに、ファイバ規制溝を備えた固定プレートを適用す
ることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明による光スイッチ及び光ファイバ
整列ユニットは、以上説明したように構成されているた
め、次のような効果を得る。即ち、固定プレートを、複
数の固定プレート部に分割してファイバアレイに固定さ
せることにより、光ファイバを所望のファイバ整列溝に
確実に固定させることができ、光ファイバを正確な配列
ピッチで整列させた光ファイバ整列ユニットの実現が可
能となる。また、この光ファイバ整列ユニットを備えた
光スイッチでは、光ファイバを正確な配列ピッチで整列
させているので、光接続誤差を減少させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光スイッチを示す断面図である。

【図２】本発明による光ファイバ整列ユニットを示す斜
視図である。

【図３】ファイバ整列溝に光ファイバを固定する手順を
示す斜視図である。

【図４】ファイバアレイにガイドプレートを固定した状
態を示す断面図である。

【図５】ファイバ整列溝に光ファイバを固定する手順を
示す斜視図である。

【図６】ファイバ整列溝に光ファイバを固定する手順を
示す斜視図である。

【図７】ファイバアレイに固定プレートを固定した状態
を示す断面図である。

【図８】ファイバ整列溝に光ファイバを固定する手順を
示す斜視図である。

【図９】ファイバアレイに固定プレートを固定した状態
を示す断面図である。

【図１０】ファイバアレイに固定プレートを固定した状
態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…光スイッチ、８…テープ心線、９…光ファイバ（第
１光ファイバ）、１０…光ファイバ整列ユニット、１１
…ファイバアレイ、１２…ガイドプレート、１３、１３
Ａ、１３Ｂ…固定プレート、１４、１４Ａ、１４Ｂ…固
定プレート部、１４ｂ…ファイバ規制溝、１５…ファイ
バ整列溝、１５ａ…第１ファイバ整列溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 充章 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 横町 之裕 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 富田 研一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 吉岡 謙二 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 中尾 直樹 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−133884（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−90152（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−80248（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−286131（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−222246（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−241042（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−12207（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/24 G02B 26/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファイバアレイの表面に並設させた複数
   のファイバ整列溝内に複数の光ファイバを導入して固定
   させた光ファイバ整列ユニットにおいて、 前記ファイバアレイに固定され、前記光ファイバの導入
   側で前記ファイバ整列溝の並設方向に延在し、裏面と前
   記ファイバ整列溝の壁面とによってファイバ導入空間部
   をつくり出すガイドプレートと、 前記ファイバアレイに固定され、前記光ファイバの端面
   側で前記ファイバ整列溝の並設方向に延在し、前記ファ
   イバ導入空間を介して前記ファイバ整列溝に導入させた
   前記光ファイバの周面と当接する固定プレートとを備
   え、 前記固定プレートは、前記並設方向で複数の固定プレー
   ト部に分割されて前記ファイバアレイに固定され、 前記各固定プレート部の裏面には、前記光ファイバの周
   面と当接するファイバ規制溝が形成されていることを特
   徴とする光ファイバ整列ユニット。
2. 【請求項２】 前記ファイバ規制溝の配列ピッチは、前
   記ファイバ整列溝の配列ピッチと同一であることを特徴
   とする請求項１記載の光ファイバ整列ユニット。
3. 【請求項３】 ファイバアレイの表面に並設させた複数
   のファイバ整列溝内に複数の第１光ファイバを導入して
   固定させた光ファイバ整列ユニットを含み、前記ファイ
   バ整列溝に導入させた第２光ファイバと、前記第１光フ
   ァイバとを選択的に光接続させる光スイッチにおいて、 前記光ファイバ整列ユニットは、前記ファイバアレイに
   固定され、前記光ファイバの導入側で前記ファイバ整列
   溝の並設方向に延在し、裏面と前記ファイバ整列溝の壁
   面とによってファイバ導入空間部をつくり出すガイドプ
   レートと、前記ファイバアレイに固定され、前記光ファ
   イバの端面側で前記ファイバ整列溝の並設方向に延在
   し、前記ファイバ導入空間を介して前記ファイバ整列溝
   に導入させた前記光ファイバの周面と当接する固定プレ
   ートとを備え、前記固定プレートは、前記並設方向で複
   数の固定プレート部に分割されて前記ファイバアレイに
   固定され、前記各固定プレート部の裏面には、前記光フ
   ァイバの周面と当接するファイバ規制溝が形成されてい
   ることを特徴とする光スイッチ。