JP3599456B2 - 光スイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ファイバの中から一心以上の光ファイバを選択して切り換え接続を行う光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光通信回線や、光回路の複数の光ファイバ心線（光線路）の光伝送異常を点検検査するに際し、配線や回路側の各心の光線路に対して検査装置側の光線路（光ファイバ）を切り換え接続して、各心の検査や点検が行われており、光線路の切り換え接続には光スイッチが用いられている。
【０００３】
光スイッチとしては、例えば、レンズ、プリズム等によって光路を切り換えるタイプのものや、複数の光コネクタを配設した光コネクタ群と、移動ステージ上の光コネクタを対向させ、移動ステージ上の光コネクタを移動させて前記光コネクタ群のうちの任意の光コネクタと切り換え接続を行うタイプのもの等、機械式の光スイッチが一般的であるが、最近では、マスター光ファイバ（移動側の光ファイバ）を移動ステージに直接固定し、このマスター光ファイバを、複数の配列固定した固定側の光ファイバに対して移動させる、いわゆる光ファイバ直接移動型の光スイッチが提案されている。
【０００４】
この種の光スイッチは、例えば、図３に示すように、複数のＶ溝５を並設して成る光ファイバ配列部材１に、受け側の光ファイバ３をその接続端面１５側を各Ｖ溝５の長手方向に没入させて配列固定し、この受け側の光ファイバ３の接続端面１５側にマスター光ファイバ４を移動して、マスター光ファイバ４の接続端面１６側を光ファイバ配列部材１のいずれかのＶ溝５に選択的に挿入するものである。
【０００５】
マスター光ファイバ４は、例えば図のＸ方向およびＹ方向に移動自在の移動ステージ１４に固定した状態で移動が行われ、マスター光ファイバ４がＶ溝５ａに挿入されているときには、このマスター光ファイバ４の接続端面１６と受け側の光ファイバ３ａの接続端面１５とが対向されて、マスター光ファイバ４と受け側の光ファイバ３ａとが光接続される。そして、マスター光ファイバ４を移動ステージ１４によって移動して、図の鎖線に示すように、Ｖ溝５ｂに挿入すると、このとき、マスター光ファイバ４の接続端面１６と受け側の光ファイバ３ｂの接続端面１５とが対向して、マスター光ファイバ４と受け側の光ファイバ３ｂとが接続される。
【０００６】
以上のように、この種の光スイッチにおいては、光ファイバ配列部材１にＶ溝５を多数形成し、マスター光ファイバ４をＶ溝５に選択的に挿入することによって、受け側の光ファイバ３とマスター光ファイバ４とを切り換え自在に接続することにより、光コネクタ等を移動させる機械式の光スイッチに比べて、大幅な装置の小型化を達成でき、切り換え可能な光ファイバの実装密度を向上することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記図３に示したような光スイッチを用いて受け側の光ファイバ３とマスター光ファイバ４とを接続する際には、マスター光ファイバ４を移動させて光接続の切り換えを行うが、このとき、マスター光ファイバ４が例えば障害物等に何ら邪魔されることなくスムーズに移動できることが要求される。それというのは、マスター光ファイバ４等の光ファイバは、一般に、ガラス等により形成されていて破損し易いために、仮にマスター光ファイバ４を押えつけるような力が加わった状態でマスター光ファイバ４を移動させたりすると、マスター光ファイバ４が破損してしまい、光スイッチが壊れてしまうと考えられるからである。
【０００８】
また、この種の光スイッチにおいて、受け側の光ファイバ３とマスター光ファイバ４とを精度良く確実に切り換え接続するためには、マスター光ファイバ４を、選択されたＶ溝５に確実に挿入嵌合することが要求される。しかしながら、図３に示した光スイッチにおいては、マスター光ファイバ４をＶ溝に確実に挿入嵌合するための特別の手段や、マスター光ファイバ４がＶ溝に確実に挿入嵌合されたか否かを検出するための手段等は設けられていなかった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の受け側の光ファイバと移動側のマスター光ファイバとを確実に切り換え自在に接続することが可能であり、しかも、マスター光ファイバが移動時に破損したりすることのない信頼性の高い光スイッチを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成により課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明は、複数のＶ溝を並設して成る光ファイバ配列部材に受け側の光ファイバをその接続端面側を前記各Ｖ溝の長手方向に没入させて配列固定し、該受け側の光ファイバの接続端面側にマスター光ファイバを移動して該マスター光ファイバの接続端面側を前記光ファイバ配列部材のいずれかのＶ溝に選択的に挿入することによって、該マスター光ファイバの接続端面と前記受け側の光ファイバの接続端面とを対向させて該受け側の光ファイバとマスター光ファイバとを切り換え自在に接続する光スイッチであって、マスター光ファイバは前記受け側の光ファイバに対して相対移動自在の移動ステージに固定されており、該移動ステージによって移動したマスター光ファイバを前記光ファイバ配列部材のＶ溝に落とし込んで押える押え部材が該Ｖ溝から予め定められた間隔を介した初期設定位置から前記マスター光ファイバのＶ溝側への押え方向へ押え移動自在に設けられており、該押え部材の近傍位置には該押え部材が前記初期設定位置にあるか前記押え方向への移動位置にあるかを区別検出する押え部材位置検出センサが設けられ、前記受け側の光ファイバが配列固定された光ファイバ配列部材と、マスター光ファイバと、押え部材と、移動ステージと、押え部材位置検出センサとはハウジング内に配設され、該ハウジング内は屈折率整合剤が充填されて密閉されていることを特徴として構成されている。
【００１１】
また、前記押え部材位置検出センサによって押え部材が初期設定位置にないことを検出したときには移動ステージによるマスター光ファイバの移動を阻止するマスター移動阻止部が設けられていることも本発明の特徴的な構成とされている。
【００１２】
上記構成の本発明において、受け側のファイバを複数配列固定している光ファイバ配列部材のＶ溝側に、移動ステージによってマスター光ファイバが移動させられる。このＶ溝側には、Ｖ溝から予め定められた間隔を介した初期設定位置とマスター光ファイバのＶ溝側への押え方向へ押え移動自在の押え部材が設けられているために、前記移動させられたマスター光ファイバは、押え部材の前記初期設定位置からＶ溝側への押え方向の押え移動によって、Ｖ溝に落とし込まれて押えられる。そして、この押え部材が前記初期設定位置にあるか押え方向への移動位置にあるかが、押え部材位置検出センサによって区別検出される。
【００１３】
この押え部材位置検出センサの検出信号を利用することによって、例えば、押え部材が前記初期設定位置にあることが検出されたときには、マスター光ファイバは押え部材によって押えられていない状態であり、移動ステージによる移動可能と判断され、その逆に、押え部材位置検出センサによって押え部材が初期設定位置にないことが検出されたときには、押え部材が前記押え方向への移動位置にあり、マスター光ファイバを押えてＶ溝に挿入嵌合している状態であると判断することが可能となる。そのため、この押え部材位置検出センサによって押え部材が初期設定位置にないことが検出されたときには、移動ステージによるマスター光ファイバの移動を阻止することにより、マスター光ファイバの破損を防止することが可能となる。
【００１４】
また、移動ステージによる移動後は、前記押え部材によってマスター光ファイバを押えてＶ溝に確実に挿入嵌合し、この確認を押え部材位置検出センサによって行うことにより、マスター光ファイバと受け側の光ファイバとの切り換え自在の光接続が確実なものとなり、上記課題が解決される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係る光スイッチの一実施形態例の要部構成が示されている。同図に示すように、本実施形態例では、光スイッチの要部構成要素はアクチュエータ８を除いてハウジング１１内に配設されており、ハウジング１１内には屈折率整合剤が充填されて密閉された状態となっている。なお、アクチュエータ８にはアクチュエータ出力軸９が設けられており、このアクチュエータ出力軸９はシーリング構造が施されてハウジング１１内に挿入され、アクチュエータ出力軸支持部材１０によって支持されている。
【００１６】
光ファイバ配列部材１の上部側には、移動ステージ１４に固定された２本のマスター光ファイバ４が配設されており、移動ステージ１４にはステージ駆動部２１が接続されている。移動ステージ１４は、ステージ駆動部２１の駆動により、少なくとも受け側の光ファイバ３の光軸Ｚに直交するＸ方向およびＹ方向に移動自在に形成されており、それにより、移動ステージ１４はマスター光ファイバ４を受け側の光ファイバ３に対して相対移動自在となっている。
【００１７】
マスター光ファイバ４の上部側には、スイングアーム６が設けられている。スイングアーム６は断面がＬ字形状のブロック状に形成されており、前記アクチュエータ８を駆動させてアクチュエータ出力軸９を回転させることによって、アクチュエータ出力軸９と一体的に、図のＡ′およびＢ′方向に傾動自在に設けられている。スイングアーム６は、移動ステージ１４によって移動したマスター光ファイバ４を、光ファイバ配列部材１のＶ溝５に落とし込んで押える押え部材として機能するものであり、図２の（ａ）に示すように、Ｖ溝５から予め定められた間隔Ｈを介した初期設定位置から、同図の（ｂ）に示すような、マスター光ファイバ４のＶ溝５側への押え方向へ押え移動自在に設けられている。
【００１８】
図１および図２に示すように、スイングアーム６の先端側の上部側近傍位置には、スイングアーム６が前記初期設定位置にあるのか、それとも前記押え方向への移動位置にあるのかを常に区別検出する、押え部材位置検出センサとしての位置検出センサ１３が設けられている。本実施形態例では、この位置検出センサ１３は、例えば磁気センサ等によって構成されており、屈折率整合剤が充填されたハウジング１１内においても、スイングアーム６の先端側の位置を精度良く検出できるようになっている。
【００１９】
本実施形態例では位置検出センサ１３には、マスター移動阻止部２０、ステージ駆動部２１が順に接続されており、位置検出センサ１３は、スイングアーム６が前記初期設定位置にあることを検出したときには、アーム検出信号をマスター移動阻止部２０に加え、スイングアーム６が初期設定位置にないことを検出したときにはアーム非検出信号をマスター移動阻止部２０に加える。
【００２０】
マスター移動阻止部２０は、位置検出センサ１３によってスイングアーム６が初期設定位置にないことを検出したときには移動ステージ１４によるマスター光ファイバ４の移動を阻止するものであり、位置検出センサ１３からアーム非検出信号が加えられたときには、ステージ移動停止信号をステージ駆動部２１に加える。また、マスター移動阻止部２０は、位置検出センサ１３から加えられる信号を受けて、アーム検出信号が加えられたときには、前記ステージ移動停止信号の解除信号をステージ駆動部２１に加える。
【００２１】
ステージ駆動部２１は、マスター移動阻止部２０から加えられる信号を受けて、ステージ移動停止信号が加えられたときには、移動ステージ１４の駆動を停止し、マスター移動阻止部２０からステージ移動停止信号の解除信号が加えられるまでは移動ステージ１４の駆動を停止させる。
【００２２】
本実施形態例は以上のように構成されており、本実施形態例においても、従来例と同様に、移動ステージ１４によってマスター光ファイバ４が受け側の光ファイバ３に対して相対移動され、マスター光ファイバ４の接続端面１６側が光ファイバ配列部材１のいずれかのＶ溝５に選択的に挿入されて、受け側の光ファイバ３とマスター光ファイバ４との接続切り換えが行われるが、本実施形態例では、マスター光ファイバ４が、移動ステージ１４によって、選択されたＶ溝５の上部側に移動されたときに、アクチチュータ８がアクチュエータ出力軸９をＡ方向に回転させる。
【００２３】
そうすると、図２の（ａ）に示すように、Ｖ溝５から間隔Ｈを介した初期設定位置に配設されているスイングアーム６が、アクチュエータ出力軸９を支点として、アクチュエータ出力軸９と一体的に、図のＡ′方向に傾動し、同図の（ｂ）に示すように、スイングアーム６によってマスター光ファイバ４がＶ溝５に落とし込まれて押えられる。
【００２４】
このような動作が行われている間、本実施形態例では、位置検出センサ１３によって、スイングアーム６が初期設定位置にあるのか、マスター光ファイバ４の押え方向への移動位置にあるのかが区別検出される。そして、同図の（ａ）に示したように、スイングアーム６が初期設定位置にあるときには、位置検出センサ１３は、アーム検出信号をマスター移動阻止部２０に加え、同図の（ｂ）に示したように、スイングアーム６が初期設定位置からマスター光ファイバ４の押え方向への移動位置に移動したときには、アーム非検出信号をマスター移動阻止部２０に加える。
【００２５】
そうすると、マスター移動阻止部２０によって、ステージ駆動部２１にステージ移動停止信号が加えられ、移動ステージ１４によるマスター光ファイバ４の移動を阻止される。そのため、この状態でマスター光ファイバ４が移動ステージ１４によって移動させられることはない。
【００２６】
また、図２の（ｂ）に示した状態で、アクチュエータ出力軸９を前記Ａ方向とは逆のＢ方向に回転させると、スイングアーム６が図１，２のＢ′方向に傾動して、マスター光ファイバ４を押える力が除かれ、スイングアーム６は再び初期設定位置に戻る。そうすると、位置検出センサ１３によって、スイングアーム６が初期設定位置にあることが検出され、アーム検出信号がマスター移動阻止部２０に加えられる。そして、マスター移動阻止部２０からステージ駆動部２１にステージ移動停止信号の解除信号が加えられ、それにより、移動ステージ１４の移動停止が解除されるために、移動ステージ１４によるマスター光ファイバ４の移動が可能となる。
【００２７】
そして、この状態で、移動ステージ１４によってマスター光ファイバ４を別のＶ溝５の上部側に移動させ、再びアクチュエータ出力軸９を前記Ａ方向に回転させることにより、マスター光ファイバ４と受け側の光ファイバ３との接続が切り換えられる。
【００２８】
本実施形態例によれば、上記動作により、マスター光ファイバ４は、スイングアーム６の傾動移動によって確実にＶ溝５に落とし込まれて押えられ、しかも、スイングアーム６が初期設定位置にあるか押え方向への移動位置にあるかを位置検出センサ１３によって区別検出して、スイングアーム６の傾動動作の確認を行うこともできることから、マスター光ファイバ４と受け側の光ファイバ３との接続を迅速、かつ、確実に行うことができる。
【００２９】
また、本実施形態例によれば、上記動作により、位置検出センサ１３の検出信号を利用して、スイングアーム６が初期設定位置にないことが検出されたときには、マスター移動阻止部２０によって、移動ステージ１４によるマスター光ファイバ４の移動を阻止するために、スイングアーム６によって、マスター光ファイバ４をＶ溝５側に落とし込むときやＶ溝５側に押えている状態で、マスター光ファイバ４の移動が行われることを防止することが可能となり、スイングアーム６がマスター光ファイバ４に接触している状態でマスター光ファイバ４を移動させることによるマスター光ファイバ４の破損等を確実に防止することができる。そのため、本実施形態例の光スイッチは、非常に信頼性の高い光スイッチとすることができる。
【００３０】
さらに、本実施形態例によれば、マスター光ファイバ４と受け側の光ファイバ３との接続に際し、光ファイバ配列部材１の配設領域が屈折率整合剤によって充填されているために、マスター光ファイバ４および受け側の光ファイバ３の各接続端面１６，１５における反射減衰量が抑制され、マスター光ファイバ４と受け側の光ファイバ３との接続損失を小さくすることができる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、移動ステージ１４によって移動したマスター光ファイバ４を光ファイバ配列部材１のＶ溝５に落とし込んで押える押え部材として、断面形状がＬ字形状のブロック状のスイングアーム６を設けたが、押え部材の形状等は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【００３２】
また、上記実施形態例では、スイングアーム６と、アクチュエータ８、アクチュエータ出力軸９、アクチュエータ出力軸支持部材１０を設けてマスター光ファイバ４のスイングアーム６による押え機構を構成したが、マスター光ファイバ４を落とし込んで押える押え機構の構成は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【００３４】
さらに、上記実施形態例では、位置検出センサ１３は、磁気センサにより構成したが、位置検出センサは必ずしも磁気センサとするとは限らず、他のセンサとしてもよい。
【００３５】
さらに、上記実施形態例では、位置検出センサ１３は、スイングアーム６の先端側上部近傍位置に設けたが、位置検出センサ１３はスイングアーム６のような押え部材の近傍位置に適宜に配設されるものであり、例えば、図２の（ｂ）の鎖線１３ａに示すように、スイングアーム６の上端側と同じ高さの位置に設けてもよい。
【００３６】
さらに、上記実施形態例では、位置検出センサ１３は、スイングアーム６が初期設定位置にあるか否かを常に区別検出するようにしたが、位置検出センサ１３は、例えば、移動ステージ１４によるマスター光ファイバ４の移動開始時と、スイングアーム６の移動時にのみスイングアーム６の位置を検出し、スイングアーム６が初期設定位置にないときには移動ステージによるマスター光ファイバ４の移動を阻止するようにしてもよい。
【００３７】
さらに、本発明の光スイッチは位置検出センサ１３の検出信号を利用して、必ずしも上記実施形態例と同様の制御動作を行うとは限らず、様々な制御動作を行えるものである。例えば、位置検出センサ１３によってスイングアーム６のような押え部材が初期設定位置にないことが検出されたにもかかわらず、マスター光ファイバ４の移動が行われたときには、警報等を鳴らしたりしてもよいし、アクチュエータ８等の押え部材の駆動装置を駆動しても、位置検出センサ１３によって押え部材が初期設定位置にあることが検出されたときには、押え部材の駆動動作のやり直し信号を出力し、マスター光ファイバ４のＶ溝５への落とし込み動作および押え動作のやり直しをするようにしてもよい。
【００３８】
さらに、上記実施形態例では、マスター光ファイバ４を２本としたが、このマスター光ファイバ４は１本でもよく、３本以上の複数本であってもよい。マスター光ファイバ４を複数本とすると、マスター光ファイバ４に接続されている複数本の光線路を一括切り換え接続できることとなり、この光スイッチを例えば光線路の点検検査システムに用いたときに、光線路の点検検査を短時間で効率的に行うことが可能となる。
【００３９】
さらに、上記実施形態例では、１対の移動ステージ１４と光ファイバ配列部材１とを設けて光スイッチを構成したが、例えば、光ファイバ配列部材１を複数個設けて多段に配設し、各段の光ファイバ配列部材１のＶ溝５に選択的にマスター光ファイバ４を挿入することもできる。このようにした場合には、多段に配設された非常に多くの心数（本数）の受け側の光ファイバ３とマスター光ファイバ４との光接続を切り換え自在に行うことが可能となり、光スイッチの実装密度をより一層向上させることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、移動ステージによって移動したマスター光ファイバを受け側の光ファイバが配設された光ファイバ配列部材のＶ溝に落とし込んで押える押え部材を、Ｖ溝から予め定められた間隔を介した初期設定位置からマスター光ファイバのＶ溝側への押え方向へ押え移動自在に設けたものであるから、押え部材の押え方向への移動によってマスター光ファイバを光ファイバ配列部材のＶ溝に確実に落とし込んで押えることが可能となる。しかも、本発明は、この押え部材の近傍に設けた押え部材位置検出センサによって、押え部材の前記初期設定位置と前記押え方向への移動位置とを区別検出するようにしたものであるから、この光ファイバ落とし込み押え動作が確実に行われたことを押え部材位置検出センサによって確認できるために、マスター光ファイバと受け側の光ファイバとの接続を確実に行うことができる。
【００４１】
また、前記押え部材位置検出センサによって押え部材が初期設定位置にないことを検出したときには移動ステージによるマスター光ファイバの移動を阻止するマスター移動阻止部が設けられている本発明によれば、押え部材が初期設定位置にないときにはマスター光ファイバの移動が行われないために、押え部材の押え方向への移動動作やマスター光ファイバの押え動作が行われてマスター光ファイバに押え部材が接触している状態であるにもかかわらず、マスター光ファイバの移動を行うことを防ぐことが可能となり、それにより、マスター光ファイバの破損等を防止することができる。
【００４２】
以上のように、本発明によれば、マスター光ファイバを移動時に破損することはなく、スムーズに移動を行うことが可能であり、しかも、押え部材によって、マスター光ファイバの接続端面側を受け側の光ファイバが配列された光ファイバ配列部材のＶ溝に確実に落とし込んで挿入嵌合し、マスター光ファイバと移動側の光ファイバとを切り換え自在に確実に光接続することが可能な、信頼性の高い光スイッチとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光スイッチの一実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例の動作を示す断面説明図である。
【図３】従来の光スイッチの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 光ファイバ配列部材
３，３ａ，３ｂ 受け側の光ファイバ
４ マスター光ファイバ
５ Ｖ溝
６ スイングアーム
１３ 位置検出センサ
１４ 移動ステージ
２０ マスター移動阻止部

Claims (2)

1. 複数のＶ溝を並設して成る光ファイバ配列部材に受け側の光ファイバをその接続端面側を前記各Ｖ溝の長手方向に没入させて配列固定し、該受け側の光ファイバの接続端面側にマスター光ファイバを移動して該マスター光ファイバの接続端面側を前記光ファイバ配列部材のいずれかのＶ溝に選択的に挿入することによって、該マスター光ファイバの接続端面と前記受け側の光ファイバの接続端面とを対向させて該受け側の光ファイバとマスター光ファイバとを切り換え自在に接続する光スイッチであって、マスター光ファイバは前記受け側の光ファイバに対して相対移動自在の移動ステージに固定されており、該移動ステージによって移動したマスター光ファイバを前記光ファイバ配列部材のＶ溝に落とし込んで押える押え部材が該Ｖ溝から予め定められた間隔を介した初期設定位置から前記マスター光ファイバのＶ溝側への押え方向へ押え移動自在に設けられており、該押え部材の近傍位置には該押え部材が前記初期設定位置にあるか前記押え方向への移動位置にあるかを区別検出する押え部材位置検出センサが設けられ、前記受け側の光ファイバが配列固定された光ファイバ配列部材と、マスター光ファイバと、押え部材と、移動ステージと、押え部材位置検出センサとはハウジング内に配設され、該ハウジング内は屈折率整合剤が充填されて密閉されていることを特徴とする光スイッチ。
2. 押え部材位置検出センサによって押え部材が初期設定位置にないことを検出したときには移動ステージによるマスター光ファイバの移動を阻止するマスター移動阻止部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。

Images