JP3557611B2 - 光スイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ整列部材上に並設させた複数本の第１光ファイバ対して第２光ファイバを選択するように移動させ、選択された第１光ファイバの光接続端面と第２光ファイバの光接続端面とを対面させて光接続させるよう構成した機械的な光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開平６−６７１０１号公報がある。この公報に記載された光スイッチは、多数の第１光ファイバを光ファイバ整列部材上に固定させ、光ファイバ整列部材を多段に積層させることによって、第１光ファイバをマトリックス状に配列させている。これに対し、第２光ファイバは、上下左右に移動しながら、選択的に第１光ファイバと光接続される。このとき、第２光ファイバは、上下左右に直交して延びるガイドレールに沿って上下に移動することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような機械的光スイッチでは、多数本の光ファイバの光接続損失を可能な限り少なくすることが必要とされる。例えば、ＯＴＤＲなどの光ファイバ監視装置では、より高い精度が求められ、具体的に、２０００本以上の光ファイバでは、０．２ｄＢ以下の光接続損失で切替ることが望まれている。このように、切替の対象となる光ファイバの本数が増大することで、第１光ファイバと第２光ファイバとの間の端面間隔を、ミクロンオーダで正確に規制させることが必要である。しかしながら、光ファイバの光軸方向に移動の自由度をもたない機械的な光スイッチでは光スイッチの組立て精度が、光スイッチの光接続損失に多大な影響を与えているのが現実であった。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、光接続損失の低減を図るようにした光スイッチを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光スイッチは、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、光ファイバ整列部材の前端面に対峙して配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面とを押圧接触させたことを特徴とする。
【０００６】
この機械的な光スイッチにおいては、各部品の加工精度や組立て精度が光接続損失に影響を与えている。特に、第１光ファイバと第２光ファイバとの間の端面間隔を、ミクロンオーダで正確に規制させることが必要な光スイッチにおいては、第２光ファイバを移動させるためのガイドレールの案内精度が、光接続損失に多大な影響を与えていることを種々の実験によって見い出した。そこで、ガイドレールを、ベース部上において第１光ファイバの配列方向に単に延在させるのではなく、光ファイバ整列部材の前端とガイドレールの前端とを対峙させた状態にし、更に、光ファイバ整列部材の前端を基準にして、ガイドレールの延在方向の位置を合わせる。すなわち、光ファイバ整列部材の前端が、第１光ファイバの延在方向と一致するよう、極めて精度良く直線的に加工されていることに着目し、これを基準にし、ガイドレールをベース部上で延在させることが、光接続損失を低減させる手段としては有効であり、ガイドレールをベース部上で簡単にしかも精度良く組み付けることができる。そして、このような手法は、光ファイバ整列部材に並べられる第１光ファイバの本数増加に伴って、光ファイバ整列部材が長くなればなる程、極めて有効となる。
更に本発明では、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面とを押圧接触させている。従って、光ファイバ整列部材の前端面を基準にして、ガイドレールの前端面を所定の力をもって押圧接触させることにより、長さ方向においてガイドレールに多少の歪みがあった場合でも、その歪みを吸収させるように、ガイドレールを光ファイバ整列部材の前端面に沿って精度良く延在させることができ、第１光ファイバの配列方向に対するガイドレールの長さ方向において、その平行精度をアップさせることができる。
【０００７】
光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、光ファイバ整列部材の前端面に対峙して配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させたことを特徴とする。
【０００８】
この機械的な光スイッチにおいては、各部品の加工精度や組立て精度が光接続損失に影響を与えている。特に、第１光ファイバと第２光ファイバとの間の端面間隔を、ミクロンオーダで正確に規制させることが必要な光スイッチにおいては、第２光ファイバを移動させるためのガイドレールの案内精度が、光接続損失に多大な影響を与えていることを種々の実験によって見い出した。そこで、ガイドレールを、ベース部上において第１光ファイバの配列方向に単に延在させるのではなく、光ファイバ整列部材の前端とガイドレールの前端とを対峙させた状態にし、更に、光ファイバ整列部材の前端を基準にして、ガイドレールの延在方向の位置を合わせる。すなわち、光ファイバ整列部材の前端が、第１光ファイバの延在方向と一致するよう、極めて精度良く直線的に加工されていることに着目し、これを基準にし、ガイドレールをベース部上で延在させることが、光接続損失を低減させる手段としては有効であり、ガイドレールをベース部上で簡単にしかも精度良く組み付けることができる。そして、このような手法は、光ファイバ整列部材に並べられる第１光ファイバの本数増加に伴って、光ファイバ整列部材が長くなればなる程、極めて有効となる。
更に本発明では、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させている。従って、光ファイバ整列部材の前端面を基準にして、その前端面とガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させることにより、ガイドレールを光ファイバ整列部材の前端面に沿って精度良く延在させることができる。このような構成は、突当て部材の外形寸法を変えることによって、前端面同士の間隔を必要に応じて適宜変更することができ、第１光ファイバの配列方向に対するガイドレールの長さ方向において、その平行精度をアップさせることができる。
【０００９】
また、突当て部材は所定の径をもった突当てピンであると好適である。これは、平行精度を上げるうえで最も安価な構成である。
【００１０】
本発明に係る光スイッチは、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、配列方向に延在するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、ベース部の表面側に光ファイバ整列部材を配置させ、ベース部の裏面側にガイドレールを配置させ、光ファイバ整列部材の前端に当接して裏面側に貫通する位置合わせピンにガイドレールの前端を当接させたことを特徴とする。
【００１１】
機械的な光スイッチにおいては、各部品の加工精度や組立て精度が光接続損失に影響を与えている。特に、第１光ファイバと第２光ファイバとの間の端面間隔を、ミクロンオーダで規制させることが必要な光スイッチにおいては、第２光ファイバを移動させるためのガイドレールの案内精度が、光接続損失に多大な影響を与えていることを種々の実験によって見い出した。そこで、ガイドレールを、ベース部上において第１光ファイバの配列方向に単に延在させるのではなく、ベース部を貫通させた位置合わせピンを利用し、ベース部の表面側に配置させた光ファイバ整列部材と、ベース部の裏面側に配置させたガイドレールとを位置合わせピンに当接させ、これにより、ベース部の同一平面上において、光ファイバ整列部材とガイドレールとを配置させる必要がなくなり、しかも、光ファイバ整列部材とガイドレールとを簡単かつ確実に位置決めすることができる。これは、位置合わせピンが精度よく簡単に成形できることに着目し、これを基準にし、ガイドレールをベース部の裏面側で延在させる。このような手段は、光接続損失を低減させる際に有効であり、ガイドレールをベース部の裏面側に簡単にしかも精度良く組み付けることができる。
【００１２】
また、位置合わせピンは、所定の径をもってベース部を貫通すると好適である。これは、位置合わせ精度を出すうえで最も安価な構成である。
【００１３】
【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の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１に示すように、光スイッチ１は図示しない筺体を有し、この筺体内でベース板（ベース部）２が固定され、このベース板２の表面には光ファイバ整列部材３が接着剤又はビス等により固定されている。この光ファイバ整列部材３は、シリコン、セラミックス又はジルコニア等の歪みが小さくて剛性の高い材料で形成され、光ファイバ整列部材３の表面には、断面Ｖ字状の光ファイバ固定溝４が並設され、各光ファイバ固定溝４は切削加工により平行に形成されている。
【００１５】
そして、押え板６によって、全ての第１光ファイバ５を上から押え込むようにし、第１光ファイバ５を光ファイバ固定溝４に位置決めさせた状態で、各光ファイバ固定溝４内に第１光ファイバ５を接着固定している。このような組立て作業後、光ファイバ整列部材３の前端面３ａと、第１光ファイバ５の先端面とを揃えるため、光ファイバ整列部材３と第１光ファイバ５とをカッタ等で直線的に切り落とす。これによって、光ファイバ整列部材３の前端面３ａが第１光ファイバ５の延在方向と一致するように、極めて精度良く直線的に加工されることになる。このようにして形成した光ファイバ整列部材３が、ベース板２の表面に接着剤又はビス等により固定される。
【００１６】
また、図１及び図２に示すように、ベース板２上には、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに延在するステンレス鋼製のガイドレール７が接着剤又はビスなどで固定され、このガイドレール７に沿って可動子８が摺動する。この可動子８には、第２光ファイバ９が取り付けられ、第２光ファイバ９は、配列方向Ｘにステップ移動しながら、選択的に第１光ファイバ５と光接続される。なお、可動子８の送り手段１２は、配列方向Ｘに延在するネジ軸１０と、このネジ軸１０を回動させるステップモータ１１とからなる。
【００１７】
ここで、光ファイバ整列部材３は、ベース板２の予定された位置に固定されるが、ミクロンオーダで正確に位置決めすることは、作業の効率化から行われてない。そして、このような作業に基づいて、ベース板２に光ファイバ整列部材３を固定させた場合、可動子８を配列方向Ｘに正確に移動させるためには、ガイドレール７を、光ファイバ整列部材３に対しどのようにしてベース板２上に配置させるかが問題となる。
【００１８】
そこで、ガイドレール７の前端面７ａを、光ファイバ整列部材３の前端面３ａに対峙させ、具体的には、光ファイバ整列部材３の前端面３ａにガイドレール７の前端面７ａを所定の力をもって押圧接触させる。このときの押圧力は、光ファイバ整列部材３やガイドレール７の材質によっても異なるが、長さ方向において、概して１ｃｍ当たり１．５ｋｇｗ程度の荷重が加えられる。これによって、ガイドレール７が、その長さ方向において多少の歪みをもっていても、その歪みを吸収させるように、ガイドレール７を光ファイバ整列部材７の前端面７ａに沿って精度良く延在させることができる。従って、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに対するガイドレール７の長さ方向において、その平行精度をアップさせることができる。
【００１９】
このように、光ファイバ整列部材３の前端面３ａを基準にし、ガイドレール７をベース板２上で延在させることができる。従って、選択される側の第１光ファイバ５と、直線的に移動する側の第２光ファイバ９との間の光接続損失を低減させることができ、ガイドレール７をベース板２上で簡単にしかも精度良く組み付けることができる。そして、このような手法は、光ファイバ整列部材３上で並べられる第１光ファイバ５の本数増加に伴って、光ファイバ整列部材３が長くなればなるほど有効である。
【００２０】
［第２実施形態］
図３及び図４に示すように、光スイッチ２０は図示しない筺体を有し、この筺体内でベース板（ベース部）２２が固定され、このベース板２２の表面には光ファイバ整列部材２３が接着剤又はビス等により固定されている。この光ファイバ整列部材２３は、セラミックス又はジルコニア等の剛性の高い材料で形成され、光ファイバ整列部材２３の表面には、断面Ｖ字状の光ファイバ固定溝２４が並設されると共に、各光ファイバ固定溝２４と一対一で対応するように光ファイバ導入溝２５が形成されている。そして、各光ファイバ固定溝２４は切削加工により平行に形成され、各光ファイバ導入溝２５も同時に切削加工される。
【００２１】
また、押え板２６によって、全ての第１光ファイバ５を上から押え込むようにし、第１光ファイバ５を光ファイバ固定溝２４に位置決めした状態で、各光ファイバ固定溝２４内に第１光ファイバ５を接着固定している。このような組立て作業後、第１光ファイバ５の先端面を切り揃えるために、第１の回転刃Ａ（図６参照）を利用し、光ファイバ固定溝２４と光ファイバ導入溝２５との間に分離溝３３を形成させる。
【００２２】
このとき、第１の回転刃Ａと平行な第２の回転刃Ｂ（図６参照）で光ファイバ整列部材２３の前端面２３ａを直線的に切り落とす。これによって、光ファイバ整列部材２３の前端面２３ａは、第１光ファイバ５の配列方向Ｘと一致するように、極めて精度良く直線的に加工されることになる。このような光ファイバ整列部材２３は、ベース板２２の表面に接着剤又はビス等により固定される。
【００２３】
また、図３〜図５に示すように、ベース板２２上には、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに延在するステンレス鋼製のガイドレール２７が接着剤又はビスなどで固定され、このガイドレール２７に沿って可動子２８が摺動する。この可動子２８には、第２光ファイバ９が取り付けられ、第２光ファイバ９は、配列方向Ｘにステップ移動しながら、選択的に第１光ファイバ５と光接続される。なお、可動子２８の送り手段３２は、配列方向Ｘに延在するネジ軸３０と、このネジ軸３０を回動させるステップモータ３１とからなる。
【００２４】
また、選択的な光接続を行うにあたって、第２光ファイバ９は、光ファイバ導入溝２５内に上から選択的に導入される。このとき、図示しない押圧素子によって、第２光ファイバ９を上から押さえ付けるようにしている。
【００２５】
ここで、光ファイバ整列部材２３は、ベース板２２の予定された位置に固定されるが、ミクロンオーダで正確に位置決めすることは、作業の効率化から行われない。そして、このような作業に基づいて、ベース板２２に光ファイバ整列部材２３を固定させた場合、可動子２８を配列方向Ｘに正確に移動させるためには、ガイドレール２７を光ファイバ整列部材２３に対しどのようにしてベース板２２上に配置させるかが問題となる。
【００２６】
そこで、光ファイバ整列部材２３の前端面２３ａとガイドレール２７の前端面２７ａとを対峙させた状態で、その間に複数本（例えば、両側２本）の突当てピン（突当て部材）２９を配置させる。この突当てピン２９は、前端面２３ａと前端面２７ａとの間隔を規制するために所定の直径（例えば、２〜１０ｍｍ）をもったステンレス鋼又は鉄製の円柱又は円筒である。具体的には、突当てピン２９に対して、ガイドレール２７の前端面２７ａを所定の力をもって当接させる。このときの接触力は、ガイドレール２７の長さ方向に対し直交する方向において、１箇所あたり概ね１．０ｋｇｗ程度の荷重が加えられる。
【００２７】
このような構成は、突当てピン２９の外形寸法や使用本数を変えたり、前端面２３ａと前端面２７ａとの間隔を必要に応じて適宜変更したりすることができる。従って、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに対するガイドレール２７の長さ方向において、その平行精度をアップさせることができる。
【００２８】
このように、光ファイバ整列部材２３の前端面２３ａを基準にし、ガイドレール２７をベース板２２上で延在させることができる。従って、選択される側の第１光ファイバ５と、直線的に移動する側の第２光ファイバ９との間の光接続損失を低減させることができ、ガイドレール２７をベース板２２上で簡単にしかも精度良く組み付けることができる。そして、このような手法は、光ファイバ整列部材２３上で並べられる第１光ファイバ５の本数増加に伴って、光ファイバ整列部材２３が長くなればなるほど有効となる。
【００２９】
［第３実施形態］
図７に示すように、光スイッチ４０は図示しない筺体を有し、この筺体内でベース板（ベース部）４２が固定され、このベース板４２の表面には光ファイバ整列部材４３が接着剤又はビス等により固定されている。この光ファイバ整列部材４３は、セラミックス又はジルコニア等の剛性の高い材料で形成され、光ファイバ整列部材４３の表面には、断面Ｖ字状の光ファイバ固定溝４４が並設されると共に、各光ファイバ固定溝４４と一対一で対応するように光ファイバ導入溝４５が形成されている。
【００３０】
そして、各光ファイバ固定溝４４は切削加工により平行に形成され、各光ファイバ導入溝４５も同時に切削加工される。また、押え板４６によって、全ての第１光ファイバ５を上から押え込むようにし、第１光ファイバ５を光ファイバ固定溝４４に位置決めした状態で、各光ファイバ固定溝４４内に第１光ファイバ５を接着固定している。
【００３１】
このとき、配列方向Ｘと平行な第２の回転刃Ｂ（図６参照）で光ファイバ整列部材４３の前端面４３ａを直線的に切り落とす。これによって、光ファイバ整列部材４３の前端面４３ａは、第１光ファイバ５の配列方向Ｘと一致するように、極めて精度良く直線的に加工されることになる。このような光ファイバ整列部材４３は、ベース板４２の表面に接着剤又はビス等により固定される。なお、ベース板４２上には、互いに独立した複数枚（例えば２枚）の光ファイバ整列部材４３が並設するように固定されている。
【００３２】
また、図７及び図８に示すように、ベース板４２の裏面側には、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに延在するステンレス鋼製のガイドレール４７が接着剤又はビスなどで固定され、このガイドレール４７に沿って可動子４８が摺動する。この可動子４８には、第２光ファイバ９が取り付けられ、第２光ファイバ９は、配列方向Ｘにステップ移動しながら、選択的に第１光ファイバ５と光接続される。なお、可動子４８の送り手段５２は、配列方向Ｘに延在するネジ軸５０と、このネジ軸５０を回動させるステップモータ５１とからなる。
【００３３】
また、選択的な光接続を行わせるにあたって、第２光ファイバ９は、光ファイバ導入溝４５内に上から選択的に導入される。このとき、図示しない押圧素子によって、第２光ファイバ９を上から押さえ付けるようにしている。
【００３４】
ここで、光ファイバ整列部材４３とガイドレール４７とを位置合わせするため、ベース板４２には、表面から裏面にかけて貫通する位置合わせピン５５が予め固定されている。そして、各位置合わせピン４９に対して、光ファイバ整列部材４３の前端面４３ａ及びガイドレール４７の前端面４７ａの各端を当接させる。この位置合わせピン４９は、前端面４３ａと前端面４７ａとを一直線上に整列させるためのものであり、ステンレス鋼又は鉄製の円柱又は円筒として形成されている。
【００３５】
具体的には、位置合わせピン４９に対して、光ファイバ整列部材４３の前端面４３ａ及びガイドレール４７の前端面４７ａを所定の力をもって当接させ、この状態を維持しながら、光ファイバ整列部材４３及びガイドレール４７は、ビスや接着剤によってベース板４２に固定されることになる。このときの接触力は、ガイドレール４７の長さ方向に対し直交する方向において、１箇所あたり概ね１．０ｋｇｗ程度の荷重が加えられる。
【００３６】
このような位置合わせピン４９を利用することで、光ファイバ整列部材４３とガイドレール４７とを簡単かつ確実に整列させることができる。これは、位置合わせピン４９が精度よく簡単に成形できることに着目し、これを基準にし、ガイドレール４７をベース板４２の裏面側で延在させる。このような手段は、光接続損失を低減させる際に有効であり、ガイドレール４７をベース板４２に簡単にしかも精度良く組み付ける際に有効となる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による光スイッチは、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、光ファイバ整列部材の前端面に対峙して配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面とを押圧接触させたことにより、光接続損失の低減を図ることができる。
また、本発明による光スイッチは、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、光ファイバ整列部材の前端面に対峙して配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させたことにより、光接続損失の低減を図ることができる。
【００３８】
また、本発明による光スイッチは、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、配列方向に延在するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、ベース部の表面側に光ファイバ整列部材を配置させ、ベース部の裏面側にガイドレールを配置させ、光ファイバ整列部材の前端に当接して裏面側に貫通する位置合わせピンにガイドレールの前端を当接させたことにより、光接続損失の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光スイッチの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明に係る光スイッチの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３に示した光スイッチの平面図である。
【図５】図３の要部拡大断面図である。
【図６】光ファイバ整列部材を切削加工する治具を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る光スイッチの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１，２０，４０…光スイッチ、２，２２，４２…ベース板（ベース部）、３，２３，４３…光ファイバ整列部材、３ａ，２３ａ，４３ａ…光ファイバ整列部材の前端面（前端）、５…第１光ファイバ、７，２７，４７…ガイドレール、７ａ，２７ａ，４７ａ…ガイドレールの前端面（前端）、８，２８，４８…可動子、９…第２光ファイバ、２９…突当てピン（突当て部材）、４９…位置合わせピン、Ｘ…配列方向。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ整列部材上に並設させた複数本の第１光ファイバ対して第２光ファイバを選択するように移動させ、選択された第１光ファイバの光接続端面と第２光ファイバの光接続端面とを対面させて光接続させるよう構成した機械的な光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開平６−６７１０１号公報がある。この公報に記載された光スイッチは、多数の第１光ファイバを光ファイバ整列部材上に固定させ、光ファイバ整列部材を多段に積層させることによって、第１光ファイバをマトリックス状に配列させている。これに対し、第２光ファイバは、上下左右に移動しながら、選択的に第１光ファイバと光接続される。このとき、第２光ファイバは、上下左右に直交して延びるガイドレールに沿って上下に移動することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような機械的光スイッチでは、多数本の光ファイバの光接続損失を可能な限り少なくすることが必要とされる。例えば、ＯＴＤＲなどの光ファイバ監視装置では、より高い精度が求められ、具体的に、２０００本以上の光ファイバでは、０．２ｄＢ以下の光接続損失で切替ることが望まれている。このように、切替の対象となる光ファイバの本数が増大することで、第１光ファイバと第２光ファイバとの間の端面間隔を、ミクロンオーダで正確に規制させることが必要である。しかしながら、光ファイバの光軸方向に移動の自由度をもたない機械的な光スイッチでは光スイッチの組立て精度が、光スイッチの光接続損失に多大な影響を与えているのが現実であった。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、光接続損失の低減を図るようにした光スイッチを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光スイッチは、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、光ファイバ整列部材の前端面に対峙して配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面とを押圧接触させたことを特徴とする。
【０００６】
この機械的な光スイッチにおいては、各部品の加工精度や組立て精度が光接続損失に影響を与えている。特に、第１光ファイバと第２光ファイバとの間の端面間隔を、ミクロンオーダで正確に規制させることが必要な光スイッチにおいては、第２光ファイバを移動させるためのガイドレールの案内精度が、光接続損失に多大な影響を与えていることを種々の実験によって見い出した。そこで、ガイドレールを、ベース部上において第１光ファイバの配列方向に単に延在させるのではなく、光ファイバ整列部材の前端とガイドレールの前端とを対峙させた状態にし、更に、光ファイバ整列部材の前端を基準にして、ガイドレールの延在方向の位置を合わせる。すなわち、光ファイバ整列部材の前端が、第１光ファイバの延在方向と一致するよう、極めて精度良く直線的に加工されていることに着目し、これを基準にし、ガイドレールをベース部上で延在させることが、光接続損失を低減させる手段としては有効であり、ガイドレールをベース部上で簡単にしかも精度良く組み付けることができる。そして、このような手法は、光ファイバ整列部材に並べられる第１光ファイバの本数増加に伴って、光ファイバ整列部材が長くなればなる程、極めて有効となる。
更に本発明では、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面とを押圧接触させている。従って、光ファイバ整列部材の前端面を基準にして、ガイドレールの前端面を所定の力をもって押圧接触させることにより、長さ方向においてガイドレールに多少の歪みがあった場合でも、その歪みを吸収させるように、ガイドレールを光ファイバ整列部材の前端面に沿って精度良く延在させることができ、第１光ファイバの配列方向に対するガイドレールの長さ方向において、その平行精度をアップさせることができる。
【０００７】
光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、光ファイバ整列部材の前端面に対峙して配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させたことを特徴とする。
【０００８】
この機械的な光スイッチにおいては、各部品の加工精度や組立て精度が光接続損失に影響を与えている。特に、第１光ファイバと第２光ファイバとの間の端面間隔を、ミクロンオーダで正確に規制させることが必要な光スイッチにおいては、第２光ファイバを移動させるためのガイドレールの案内精度が、光接続損失に多大な影響を与えていることを種々の実験によって見い出した。そこで、ガイドレールを、ベース部上において第１光ファイバの配列方向に単に延在させるのではなく、光ファイバ整列部材の前端とガイドレールの前端とを対峙させた状態にし、更に、光ファイバ整列部材の前端を基準にして、ガイドレールの延在方向の位置を合わせる。すなわち、光ファイバ整列部材の前端が、第１光ファイバの延在方向と一致するよう、極めて精度良く直線的に加工されていることに着目し、これを基準にし、ガイドレールをベース部上で延在させることが、光接続損失を低減させる手段としては有効であり、ガイドレールをベース部上で簡単にしかも精度良く組み付けることができる。そして、このような手法は、光ファイバ整列部材に並べられる第１光ファイバの本数増加に伴って、光ファイバ整列部材が長くなればなる程、極めて有効となる。
更に本発明では、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させている。従って、光ファイバ整列部材の前端面を基準にして、その前端面とガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させることにより、ガイドレールを光ファイバ整列部材の前端面に沿って精度良く延在させることができる。このような構成は、突当て部材の外形寸法を変えることによって、前端面同士の間隔を必要に応じて適宜変更することができ、第１光ファイバの配列方向に対するガイドレールの長さ方向において、その平行精度をアップさせることができる。
【０００９】
また、突当て部材は所定の径をもった突当てピンであると好適である。これは、平行精度を上げるうえで最も安価な構成である。
【００１０】
本発明に係る光スイッチは、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、配列方向に延在するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、ベース部の表面側に光ファイバ整列部材を配置させ、ベース部の裏面側にガイドレールを配置させ、光ファイバ整列部材の前端に当接して裏面側に貫通する位置合わせピンにガイドレールの前端を当接させたことを特徴とする。
【００１１】
機械的な光スイッチにおいては、各部品の加工精度や組立て精度が光接続損失に影響を与えている。特に、第１光ファイバと第２光ファイバとの間の端面間隔を、ミクロンオーダで規制させることが必要な光スイッチにおいては、第２光ファイバを移動させるためのガイドレールの案内精度が、光接続損失に多大な影響を与えていることを種々の実験によって見い出した。そこで、ガイドレールを、ベース部上において第１光ファイバの配列方向に単に延在させるのではなく、ベース部を貫通させた位置合わせピンを利用し、ベース部の表面側に配置させた光ファイバ整列部材と、ベース部の裏面側に配置させたガイドレールとを位置合わせピンに当接させ、これにより、ベース部の同一平面上において、光ファイバ整列部材とガイドレールとを配置させる必要がなくなり、しかも、光ファイバ整列部材とガイドレールとを簡単かつ確実に位置決めすることができる。これは、位置合わせピンが精度よく簡単に成形できることに着目し、これを基準にし、ガイドレールをベース部の裏面側で延在させる。このような手段は、光接続損失を低減させる際に有効であり、ガイドレールをベース部の裏面側に簡単にしかも精度良く組み付けることができる。
【００１２】
また、位置合わせピンは、所定の径をもってベース部を貫通すると好適である。これは、位置合わせ精度を出すうえで最も安価な構成である。
【００１３】
【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の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１に示すように、光スイッチ１は図示しない筺体を有し、この筺体内でベース板（ベース部）２が固定され、このベース板２の表面には光ファイバ整列部材３が接着剤又はビス等により固定されている。この光ファイバ整列部材３は、シリコン、セラミックス又はジルコニア等の歪みが小さくて剛性の高い材料で形成され、光ファイバ整列部材３の表面には、断面Ｖ字状の光ファイバ固定溝４が並設され、各光ファイバ固定溝４は切削加工により平行に形成されている。
【００１５】
そして、押え板６によって、全ての第１光ファイバ５を上から押え込むようにし、第１光ファイバ５を光ファイバ固定溝４に位置決めさせた状態で、各光ファイバ固定溝４内に第１光ファイバ５を接着固定している。このような組立て作業後、光ファイバ整列部材３の前端面３ａと、第１光ファイバ５の先端面とを揃えるため、光ファイバ整列部材３と第１光ファイバ５とをカッタ等で直線的に切り落とす。これによって、光ファイバ整列部材３の前端面３ａが第１光ファイバ５の延在方向と一致するように、極めて精度良く直線的に加工されることになる。このようにして形成した光ファイバ整列部材３が、ベース板２の表面に接着剤又はビス等により固定される。
【００１６】
また、図１及び図２に示すように、ベース板２上には、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに延在するステンレス鋼製のガイドレール７が接着剤又はビスなどで固定され、このガイドレール７に沿って可動子８が摺動する。この可動子８には、第２光ファイバ９が取り付けられ、第２光ファイバ９は、配列方向Ｘにステップ移動しながら、選択的に第１光ファイバ５と光接続される。なお、可動子８の送り手段１２は、配列方向Ｘに延在するネジ軸１０と、このネジ軸１０を回動させるステップモータ１１とからなる。
【００１７】
ここで、光ファイバ整列部材３は、ベース板２の予定された位置に固定されるが、ミクロンオーダで正確に位置決めすることは、作業の効率化から行われてない。そして、このような作業に基づいて、ベース板２に光ファイバ整列部材３を固定させた場合、可動子８を配列方向Ｘに正確に移動させるためには、ガイドレール７を、光ファイバ整列部材３に対しどのようにしてベース板２上に配置させるかが問題となる。
【００１８】
そこで、ガイドレール７の前端面７ａを、光ファイバ整列部材３の前端面３ａに対峙させ、具体的には、光ファイバ整列部材３の前端面３ａにガイドレール７の前端面７ａを所定の力をもって押圧接触させる。このときの押圧力は、光ファイバ整列部材３やガイドレール７の材質によっても異なるが、長さ方向において、概して１ｃｍ当たり１．５ｋｇｗ程度の荷重が加えられる。これによって、ガイドレール７が、その長さ方向において多少の歪みをもっていても、その歪みを吸収させるように、ガイドレール７を光ファイバ整列部材７の前端面７ａに沿って精度良く延在させることができる。従って、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに対するガイドレール７の長さ方向において、その平行精度をアップさせることができる。
【００１９】
このように、光ファイバ整列部材３の前端面３ａを基準にし、ガイドレール７をベース板２上で延在させることができる。従って、選択される側の第１光ファイバ５と、直線的に移動する側の第２光ファイバ９との間の光接続損失を低減させることができ、ガイドレール７をベース板２上で簡単にしかも精度良く組み付けることができる。そして、このような手法は、光ファイバ整列部材３上で並べられる第１光ファイバ５の本数増加に伴って、光ファイバ整列部材３が長くなればなるほど有効である。
【００２０】
［第２実施形態］
図３及び図４に示すように、光スイッチ２０は図示しない筺体を有し、この筺体内でベース板（ベース部）２２が固定され、このベース板２２の表面には光ファイバ整列部材２３が接着剤又はビス等により固定されている。この光ファイバ整列部材２３は、セラミックス又はジルコニア等の剛性の高い材料で形成され、光ファイバ整列部材２３の表面には、断面Ｖ字状の光ファイバ固定溝２４が並設されると共に、各光ファイバ固定溝２４と一対一で対応するように光ファイバ導入溝２５が形成されている。そして、各光ファイバ固定溝２４は切削加工により平行に形成され、各光ファイバ導入溝２５も同時に切削加工される。
【００２１】
また、押え板２６によって、全ての第１光ファイバ５を上から押え込むようにし、第１光ファイバ５を光ファイバ固定溝２４に位置決めした状態で、各光ファイバ固定溝２４内に第１光ファイバ５を接着固定している。このような組立て作業後、第１光ファイバ５の先端面を切り揃えるために、第１の回転刃Ａ（図６参照）を利用し、光ファイバ固定溝２４と光ファイバ導入溝２５との間に分離溝３３を形成させる。
【００２２】
このとき、第１の回転刃Ａと平行な第２の回転刃Ｂ（図６参照）で光ファイバ整列部材２３の前端面２３ａを直線的に切り落とす。これによって、光ファイバ整列部材２３の前端面２３ａは、第１光ファイバ５の配列方向Ｘと一致するように、極めて精度良く直線的に加工されることになる。このような光ファイバ整列部材２３は、ベース板２２の表面に接着剤又はビス等により固定される。
【００２３】
また、図３〜図５に示すように、ベース板２２上には、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに延在するステンレス鋼製のガイドレール２７が接着剤又はビスなどで固定され、このガイドレール２７に沿って可動子２８が摺動する。この可動子２８には、第２光ファイバ９が取り付けられ、第２光ファイバ９は、配列方向Ｘにステップ移動しながら、選択的に第１光ファイバ５と光接続される。なお、可動子２８の送り手段３２は、配列方向Ｘに延在するネジ軸３０と、このネジ軸３０を回動させるステップモータ３１とからなる。
【００２４】
また、選択的な光接続を行うにあたって、第２光ファイバ９は、光ファイバ導入溝２５内に上から選択的に導入される。このとき、図示しない押圧素子によって、第２光ファイバ９を上から押さえ付けるようにしている。
【００２５】
ここで、光ファイバ整列部材２３は、ベース板２２の予定された位置に固定されるが、ミクロンオーダで正確に位置決めすることは、作業の効率化から行われない。そして、このような作業に基づいて、ベース板２２に光ファイバ整列部材２３を固定させた場合、可動子２８を配列方向Ｘに正確に移動させるためには、ガイドレール２７を光ファイバ整列部材２３に対しどのようにしてベース板２２上に配置させるかが問題となる。
【００２６】
そこで、光ファイバ整列部材２３の前端面２３ａとガイドレール２７の前端面２７ａとを対峙させた状態で、その間に複数本（例えば、両側２本）の突当てピン（突当て部材）２９を配置させる。この突当てピン２９は、前端面２３ａと前端面２７ａとの間隔を規制するために所定の直径（例えば、２〜１０ｍｍ）をもったステンレス鋼又は鉄製の円柱又は円筒である。具体的には、突当てピン２９に対して、ガイドレール２７の前端面２７ａを所定の力をもって当接させる。このときの接触力は、ガイドレール２７の長さ方向に対し直交する方向において、１箇所あたり概ね１．０ｋｇｗ程度の荷重が加えられる。
【００２７】
このような構成は、突当てピン２９の外形寸法や使用本数を変えたり、前端面２３ａと前端面２７ａとの間隔を必要に応じて適宜変更したりすることができる。従って、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに対するガイドレール２７の長さ方向において、その平行精度をアップさせることができる。
【００２８】
このように、光ファイバ整列部材２３の前端面２３ａを基準にし、ガイドレール２７をベース板２２上で延在させることができる。従って、選択される側の第１光ファイバ５と、直線的に移動する側の第２光ファイバ９との間の光接続損失を低減させることができ、ガイドレール２７をベース板２２上で簡単にしかも精度良く組み付けることができる。そして、このような手法は、光ファイバ整列部材２３上で並べられる第１光ファイバ５の本数増加に伴って、光ファイバ整列部材２３が長くなればなるほど有効となる。
【００２９】
［第３実施形態］
図７に示すように、光スイッチ４０は図示しない筺体を有し、この筺体内でベース板（ベース部）４２が固定され、このベース板４２の表面には光ファイバ整列部材４３が接着剤又はビス等により固定されている。この光ファイバ整列部材４３は、セラミックス又はジルコニア等の剛性の高い材料で形成され、光ファイバ整列部材４３の表面には、断面Ｖ字状の光ファイバ固定溝４４が並設されると共に、各光ファイバ固定溝４４と一対一で対応するように光ファイバ導入溝４５が形成されている。
【００３０】
そして、各光ファイバ固定溝４４は切削加工により平行に形成され、各光ファイバ導入溝４５も同時に切削加工される。また、押え板４６によって、全ての第１光ファイバ５を上から押え込むようにし、第１光ファイバ５を光ファイバ固定溝４４に位置決めした状態で、各光ファイバ固定溝４４内に第１光ファイバ５を接着固定している。
【００３１】
このとき、配列方向Ｘと平行な第２の回転刃Ｂ（図６参照）で光ファイバ整列部材４３の前端面４３ａを直線的に切り落とす。これによって、光ファイバ整列部材４３の前端面４３ａは、第１光ファイバ５の配列方向Ｘと一致するように、極めて精度良く直線的に加工されることになる。このような光ファイバ整列部材４３は、ベース板４２の表面に接着剤又はビス等により固定される。なお、ベース板４２上には、互いに独立した複数枚（例えば２枚）の光ファイバ整列部材４３が並設するように固定されている。
【００３２】
また、図７及び図８に示すように、ベース板４２の裏面側には、第１光ファイバ５の配列方向Ｘに延在するステンレス鋼製のガイドレール４７が接着剤又はビスなどで固定され、このガイドレール４７に沿って可動子４８が摺動する。この可動子４８には、第２光ファイバ９が取り付けられ、第２光ファイバ９は、配列方向Ｘにステップ移動しながら、選択的に第１光ファイバ５と光接続される。なお、可動子４８の送り手段５２は、配列方向Ｘに延在するネジ軸５０と、このネジ軸５０を回動させるステップモータ５１とからなる。
【００３３】
また、選択的な光接続を行わせるにあたって、第２光ファイバ９は、光ファイバ導入溝４５内に上から選択的に導入される。このとき、図示しない押圧素子によって、第２光ファイバ９を上から押さえ付けるようにしている。
【００３４】
ここで、光ファイバ整列部材４３とガイドレール４７とを位置合わせするため、ベース板４２には、表面から裏面にかけて貫通する位置合わせピン５５が予め固定されている。そして、各位置合わせピン４９に対して、光ファイバ整列部材４３の前端面４３ａ及びガイドレール４７の前端面４７ａの各端を当接させる。この位置合わせピン４９は、前端面４３ａと前端面４７ａとを一直線上に整列させるためのものであり、ステンレス鋼又は鉄製の円柱又は円筒として形成されている。
【００３５】
具体的には、位置合わせピン４９に対して、光ファイバ整列部材４３の前端面４３ａ及びガイドレール４７の前端面４７ａを所定の力をもって当接させ、この状態を維持しながら、光ファイバ整列部材４３及びガイドレール４７は、ビスや接着剤によってベース板４２に固定されることになる。このときの接触力は、ガイドレール４７の長さ方向に対し直交する方向において、１箇所あたり概ね１．０ｋｇｗ程度の荷重が加えられる。
【００３６】
このような位置合わせピン４９を利用することで、光ファイバ整列部材４３とガイドレール４７とを簡単かつ確実に整列させることができる。これは、位置合わせピン４９が精度よく簡単に成形できることに着目し、これを基準にし、ガイドレール４７をベース板４２の裏面側で延在させる。このような手段は、光接続損失を低減させる際に有効であり、ガイドレール４７をベース板４２に簡単にしかも精度良く組み付ける際に有効となる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による光スイッチは、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、光ファイバ整列部材の前端面に対峙して配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面とを押圧接触させたことにより、光接続損失の低減を図ることができる。
また、本発明による光スイッチは、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、光ファイバ整列部材の前端面に対峙して配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、光ファイバ整列部材の前端面とガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させたことにより、光接続損失の低減を図ることができる。
【００３８】
また、本発明による光スイッチは、光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、配列方向に延在するガイドレールと、ガイドレール上で配列方向に摺動すると共に、第２光ファイバを固定する可動子と、ガイドレール及び光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、ベース部の表面側に光ファイバ整列部材を配置させ、ベース部の裏面側にガイドレールを配置させ、光ファイバ整列部材の前端に当接して裏面側に貫通する位置合わせピンにガイドレールの前端を当接させたことにより、光接続損失の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光スイッチの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明に係る光スイッチの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３に示した光スイッチの平面図である。
【図５】図３の要部拡大断面図である。
【図６】光ファイバ整列部材を切削加工する治具を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る光スイッチの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１，２０，４０…光スイッチ、２，２２，４２…ベース板（ベース部）、３，２３，４３…光ファイバ整列部材、３ａ，２３ａ，４３ａ…光ファイバ整列部材の前端面（前端）、５…第１光ファイバ、７，２７，４７…ガイドレール、７ａ，２７ａ，４７ａ…ガイドレールの前端面（前端）、８，２８，４８…可動子、９…第２光ファイバ、２９…突当てピン（突当て部材）、４９…位置合わせピン、Ｘ…配列方向。
Claims (5)
- 光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、前記第１光ファイバの配列方向に移動する第２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部材の前端面に対峙して前記配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、
前記ガイドレール上で前記配列方向に摺動すると共に、前記第２光ファイバを固定する可動子と、
前記ガイドレール及び前記光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、
前記光ファイバ整列部材の前記前端面と前記ガイドレールの前記前端面とを押圧接触させたことを特徴とする光スイッチ。 - 光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、前記第１光ファイバの配列方向に移動する第２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部材の前端面に対峙して前記配列方向に延在する前端面を有するガイドレールと、
前記ガイドレール上で前記配列方向に摺動すると共に、前記第２光ファイバを固定する可動子と、
前記ガイドレール及び前記光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、
前記光ファイバ整列部材の前端面と前記ガイドレールの前端面との間に突当て部材を配置させたことを特徴とする光スイッチ。 - 前記突当て部材は所定の径をもった突当てピンであることを特徴とする請求項２記載の光スイッチ。
- 光ファイバ整列部材に配列した複数の第１光ファイバと、前記第１光ファイバの配列方向に移動する第２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、
前記配列方向に延在するガイドレールと、
前記ガイドレール上で前記配列方向に摺動すると共に、前記第２光ファイバを固定する可動子と、
前記ガイドレール及び前記光ファイバ整列部材を搭載させるベース部とを備え、
前記ベース部の表面側に前記光ファイバ整列部材を配置させ、前記ベース部の裏面側に前記ガイドレールを配置させ、前記光ファイバ整列部材の前記前端に当接して前記裏面側に貫通する位置合わせピンに前記ガイドレールの前端を当接させたことを特徴とする光スイッチ。 - 前記位置合わせピンは、所定の径をもって前記ベース部を貫通することを特徴とする請求項４記載の光スイッチ。
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