JP3718542B2 - 光スイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光スイッチに関し、特に、光ファイバ配列部材に並設した複数の第１光ファイバと光ファイバ配列部材に沿って移動する第２光ファイバとを選択的に光結合させるようにした光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から存在する光スイッチの一例として、特開平６- ６７１０１号公報がある。この公報に開示された光スイッチは、第１光ファイバ（ｎ側光ファイバ）の先端部を並設させた光ファイバ配列部材を多段状に積層し、光ファイバ配列部材の前方に搬送機構を配置し、この搬送機構により第２光ファイバ（マスター側光ファイバ）の先端部を、第１光ファイバの配列方向に駆動させる構成を有している。従って、多段状の第１光ファイバに対して第２光ファイバを選択的に光結合させるにあたって、駆動機構を利用して、任意の段の光ファイバ配列部材まで第２光ファイバを移動させながら、所望の第１光ファイバと第２光ファイバとを光結合させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光スイッチは、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。
【０００４】
すなわち、第２光ファイバを、上段の光ファイバ配列部材から下段の光ファイバ配列部材に移行させる場合、光ファイバ配列部材の端まで第２光ファイバを移動させて、光ファイバ配列部材を迂回するように、第２光ファイバを駆動させなければならないので、所望の第１光ファイバに対して第２光ファイバを光接合させるまでに時間がかかっていまうといった問題点があった。
【０００５】
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、任意の第１光ファイバに対する第２光ファイバのアクセス時間を短縮し、極めて効率の良い光結合を可能にした光スイッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による光スイッチは、複数の第１光ファイバの先端部を並設した光ファイバ配列部材と、光ファイバ配列部材に対峙すると共に第２光ファイバの先端部を固定した可動アームと、光接続の切り替えのために可動アームを第１光ファイバの配列方向に駆動させる結合位置選択機構と、可動アームを第１光ファイバの配列方向と直交する方向に駆動させる可動アーム駆動機構とを備え、第１光ファイバに対して第２光ファイバを選択的に光結合させる光スイッチにおいて、複数個の可動アームを積層状態で配設したヘッドベースと、ヘッドベースを挟むようにしてヘッドベースの両側で積層状態で配設されると共に、各段毎において対向して配置された複数個の光ファイバ配列部材とを備え、ヘッドベース上において、各可動アームは、それぞれの光ファイバ配列部材に対峙して配置され、ヘッドベースは結合位置選択機構によって配列方向に駆動されることを特徴とする。
【０００８】
また、好適には、結合位置選択機構は、ヘッドベース及び光ファイバ配列部材を収容するケース内で配列方向に延在するねじシャフトと、ヘッドベースに設けてねじシャフトに螺合する雌ネジ部と、ねじシャフトを駆動させる駆動源とを備えた構成である。
【０００９】
【作用】
本発明による光スイッチにおいては、結合位置選択機構を利用して、ヘッドベースを第１光ファイバの配列方向に移動させる場合、第２光ファイバの移動距離は、最大で各光ファイバ配列部材の全長分だけでよい。また、各光ファイバ配列部材毎に可動アームを有しているので、光ファイバ配列部材上に並設された複数の第１光ファイバのうちの任意の列を特定した後、結合位置選択機構により、ヘッドベースを第１光ファイバの配列方向に所定の位置まで移動させ、ヘッドベース上の全ての可動アームを同時に移動させる。その後、任意の可動アームを特定して、可動アーム駆動機構により所定の可動アームを駆動させて、第２光ファイバと所定の第１光ファイバとを光結合させる。よって、ヘッドベースの採用により、複数の可動アームを第１光ファイバの配列方向に同時移動させることができ、極めて効率の良い光結合が可能になる。
【００１０】
【実施例】
以下、図面と共に本発明による光スイッチの好適な実施例について詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る光スイッチを示す横断面図であり、図２は本発明に係る光スイッチの縦断面図である。同図に示された光スイッチ１は、直方体の筺体２を備えている。この筺体２内には、上下方向に積層状態で配設した複数の光ファイバ配列部材３と、複数の可動アーム４を上下方向に積層状態で配設したブロック状のヘッドベース５とを封入するための密封ケース６が設けられている。各光ファイバ配列部材３は、本実施例では４段設けられていると共に、各段において２個づつ対向して配置させられ、その結果、密封ケース６内には全部で８個の光ファイバ配列部材３が設けられることになる。
【００１２】
そして、図３に示すように、各光ファイバ配列部材３の表面には、光ファイバ結合方向に一直線状に延在する所定数のＶ溝７が形成されている。各Ｖ溝７の一側は、第１光ファイバ８を接着剤によって固定させるための第１光ファイバ固定溝７ａとして利用され、各Ｖ溝７の他側は、可動アーム４に固定された第２光ファイバ９を導き入れるための第２光ファイバ導入溝７ｂとして利用される。よって、Ｖ溝７のピッチを小さくすることにより、光ファイバ配列部材３上に４００心の第１光ファイバ８を配列方向（Ｘ方向）に並設させることができる。
【００１３】
ここで、本実施例では、密封ケース６内において、中央にヘッドベース５を配置させ、このヘッドベース５を挟むようにして、両端に光ファイバ配列部材３を配置させることを考慮している。従って、各段において、第２光ファイバ導入溝７ｂを内方（即ち、可動アーム４側）に向け、第１光ファイバ固定溝７ａを外方（即ち、密封ケース６側）に向ける。
【００１４】
また、第１光ファイバ固定溝７ａに接着固定された４００心の第１光ファイバ８は、密封ケース６に設けた貫通孔６ａを介して密封ケース６外に導き出されると共に、筺体２の両端に設けられた一対の第１光ファイバ引出し部２０を介して外部にそれぞれ導き出される。更に、可動アーム４の先端部に固定された二心の第２光ファイバ９は、密封ケース６に設けた貫通孔６ｂを介して密封ケース６外に導き出されると共に、筺体２の両端に設けられた一対の第２光ファイバ引出し部２１を介して外部に導き出される。
【００１５】
なお、貫通孔６ａ，６ｂは、第１及び第２光ファイバ８，９を挿入させた後、液密状態でシールされるか又は接着剤により密閉される。また、各段の光ファイバ配列部材３は、図示しないが、密封ケース６の底面から立設させたフレームに対して、上下方向に所定の間隔をもって固定されている。
【００１６】
次に、図２に示すように、前述したヘッドベース５には、各段の光ファイバ配列部材３に対峙するように棚部５ａが突設されている。そして、各棚部５ａの先端には、可動アーム４と、可動アーム４を第１光ファイバ８の配列方向（Ｘ方向）と直交する方向に駆動させる可動アーム駆動機構１０とが固定されている。また、各段（本実施例では４段）において、２個の可動アーム４は鏡面対称形をもって配置され、各可動アーム４と各光ファイバ配列部材３とは一対一の関係をなしている。なお、可動アーム４や光ファイバ配列部材３において、段数や各段毎の個数に制限はなく、段数は２段以上あればよく、そして、密封ケース６の片側のみに積層させてもよい。また、４００心をもつ１個の光ファイバ配列部材３に対して２個以上の可動アーム４を配列方向（Ｘ方向）に並設させるように構成してもよい。
【００１７】
更に、筺体２内には、ヘッドベース５を第１光ファイバ８の配列方向（Ｘ方向）に駆動させる結合位置選択機構１１が設けられている。この結合位置選択機構１１は、ヘッドベース５及び光ファイバ配列部材３を収容した密封ケース６内で配列方向（Ｘ方向）に延在するねじシャフト１２と、ヘッドベース５に設けてねじシャフト１２に螺合する雌ネジ部１３と、ねじシャフト１２を駆動させる駆動源としてのエンコーダ１４ａ付きのモータ１４と、ねじシャフト１２を支持するために密封ケース６に固定された軸受１５とを備えている。そして、このモータ１４を密封ケース６外に置くことで、モータ１４は、密封ケース６内に封入された光反射防止剤（例えばシリコンオイル）の影響を受けず、モータ１４にオイルシールを施す必要がなくなる。なお、符号１６は、モータ１４を回転制御する制御部である。
【００１８】
また、密封ケース６内には、ヘッドベース５をＸ方向に案内するためのガイド手段１７が設けられており、このガイド手段１７は、密封ケース６の底面に固定されると共にねじシャフト１２の長手方向（Ｘ方向）に延在する一対のガイドレール１８と、ヘッドベース５の底面に固定されると共にガイドレール１８に沿って摺動するスライダ１９とから構成されている。従って、このガイド手段１７を利用することによって、ヘッドベース５の安定した移動を可能にしている。
【００１９】
次に、前述した可動アーム４及び可動アーム駆動機構１０について説明する。図３〜図５に示すように、可動アーム４は、上方に位置し且つバネ性を有する板状の第１可動アーム２２と、下方に位置し且つバネ性を有する第２可動アーム２３とで構成されている。この第１可動アーム２２の基端は、ヘッドベース５の棚部５ａに固定された取付台２４の上段面２４ａにネジ等で固定され、第２可動アーム２３の基端は、取付台２４の下段面２４ｂにネジ等で固定されている。
【００２０】
また、第２可動アーム２３の中央には、一枚のバネ板からなるバネ部２３ａが設けられ、このバネ部２３ａは、定常状態において第２可動アーム２３を下方に付勢させると共に、第２光ファイバ９がＶ溝７に導入された時の位置ずれを補正するために、側方への変位を可能にしている。更に、第２可動アーム２３の先端部には、ブロック状の可動ヘッド２３ｂが固定され、この可動ヘッド２３ｂの下面には二心の第２光ファイバ９が斜め下方（光ファイバ配列部材３のＶ溝７）に向けて固定されている。なお、第１可動アーム２２も、バネ板から形成されると共に、定常状態において下方に付勢されている。
【００２１】
前述の可動アーム４の側方には、可動アーム駆動機構１０が隣接して設けられている。この可動アーム駆動機構１０は、取付台２４に固定された電磁ソレノイド２５と、ソレノイド２５のプランジャ２５ａの押圧によって揺動するＬ字状のスイング部２６と、プランジャ２５ａの上方に位置すると共に取付台２４に固定され、Ｘ方向に延びてスイング部２６を回転支持する支軸２７と、スイング部２６の遊端を後方（矢印Ａ方向）へ付勢すると共に取付台２４とスイング部２６との間に架け渡された巻ばね２８と、スイング部２６の内側面の上部からＸ方向に延びると共に第１可動アーム２２と第２可動アーム２３との間に配置して第１可動アーム２２を持ち上げる第１作動バー２９と、スイング部２６の内側面の下部からＸ方向に延びると共に第２可動アーム２３の下方に配置して第２可動アーム２３を持ち上げる第２作動バー３０とを備えている。
【００２２】
そこで、図５に示すように、可動アーム４が定常状態（第２光ファイバ９が光ファイバ配列部材３のＶ溝７へ導入された所謂Ｖ接状態）にあるとき、プランジャ２５ａは後退し、スイング部２６は巻ばね２８の付勢力により矢印Ａ方向に回動して、第１可動アーム２２と第１作動バー２９との係合及び第２可動アーム２３と第２作動バー３０との係合が解かれる。その結果、第１可動アーム２２の先端部で第２可動アーム２３の先端部が押圧されるので、第２光ファイバ９は光ファイバ配列部材３にＶ接される。
【００２３】
また、光接続を切替えるために、可動アーム４を第１光ファイバ８の配列方向（Ｘ方向）に移動させる場合、図６に示すように、第２光ファイバ９のＶ接状態を解く必要があるので、プランジャ２５ａを前進させ、このプランジャ２５ａでスイング部２６を押しながら、支軸２７を中心にスイング部２６を矢印Ｂ方向に回動させる。その結果、第１作動バー２９で第１可動アーム２２を押し上げ、第２作動バー３０で第２可動アーム２３を押し上げながら、第２光ファイバ９のＶ接状態を解除させる。
【００２４】
なお、図３に示すように、可動アーム駆動機構１０には、可動アーム４の変位を検出するセンサ部３１が設けられている。このセンサ部３１は、取付台２４の下段面２４ｂに固定された光学式センサ３２と、第１作動バー２９の先端に固定されて光学式センサ３２に対して出入する遮光板３３とからなっている。従って、スイング部２６の揺動により、遮光板３３が光学式センサ３２を遮光した場合、図５に示すように、第２可動アーム２３が下降して、第２光ファイバ９が光ファイバ配列部材３のＶ溝７にＶ接したと判断される。また、光学式センサ３２の遮光が解放された場合、図６に示すように、第２可動アーム２３が上昇して、第２光ファイバ９が光ファイバ配列部材３のＶ溝７にＶ接していないと判断される。
【００２５】
次に、前述した光スイッチ１の作動について説明する。
【００２６】
先ず、制御部１６からの光ファイバ切替え指令に基づき、モータ１４を駆動させて、ねじシャフト１２を所定量だけ回転させて、ヘッドベース５を任意の位置まで移動させる。なお、この時、ソレノイド２５のプランジャ２５ａを前進させて、各段全ての第２光ファイバ９のＶ接状態を解除させておく（図６参照）。そして、各段に設けられた任意のソレノイド２５のプランジャ２５ａを後退させることにより、第１可動アーム２２の先端部で第２可動アーム２３の先端部が押圧されて、第２光ファイバ９をＸ方向と直交する方向に移動させて、第２光ファイバ９を所望のＶ溝７に導き入れて、所望の光結合が完了する。
【００２７】
例えば、４００心の光ファイバ配列部材３を対向状態で４段設けた場合、全３２００心の第１光ファイバ８のうちの所望の二心と、二心の第２光ファイバ９とを選択的に光結合させることが可能になる。
【００２８】
本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、密封ケース６内で複数個（この例では２個）の光ファイバ配列部材３をＸ方向に並設させ、各光ファイバ配列部材３に対峙させるように複数個（この例では２個）の可動アーム４をＸ方向に並設させ、光ファイバ配列部材３と可動アーム４とを一対一の関係にしている。この場合、各可動アーム４は、分割型のヘッドベース５にそれぞれ固定されている。なお、ヘッドベース５は一体型であってもよい。
【００２９】
更に、筺体２内には、各ヘッドベース５を第１光ファイバ８の配列方向（Ｘ方向）に駆動させる結合位置選択機構１１が設けられている。この結合位置選択機構１１は、前述した構成と同様に、密封ケース６内で配列方向（Ｘ方向）に延在するねじシャフト１２と、ねじシャフト１２に螺合する雌ネジ部１３と、ねじシャフト１２を駆動させる駆動源としてのエンコーダ１４ａ付きのモータ１４と、ねじシャフト１２を支持するために密封ケース６に固定された軸受１５とを備えている。また、密封ケース６内には、図示しないが、ヘッドベース５をＸ方向に案内するためのガイド手段が設けられている。
【００３０】
なお、図７に示した実施例においては、２個の光ファイバ配列部材３及び可動アーム４が一対一の関係でそれぞれ並設されているが、その個数は、第１光ファイバの心数に応じて適宜変更されるものである。また、図１に示した実施例と図７に示した実施例とを組み合わせた実施例も可能である。この場合、光ファイバ配列部材３及び可動アーム４は、上下に積層状態で多段に配列されると共に、左右（第１光ファイバ８の配列方向（Ｘ方向））にも並設させることになるので、極めて多い本数の第１光ファイバ８に対して、マスター側の第２光ファイバ９を選択的に光結合させる場合に適切である。
【００３１】
【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ことができる。
【００３２】
すなわち、複数個の可動アームを積層状態で配設したヘッドベースと、ヘッドベースを挟むようにしてヘッドベースの両側で積層状態で配設されると共に、各段毎において対向して配置された複数個の光ファイバ配列部材とを備え、ヘッドベース上において、各可動アームは、それぞれの光ファイバ配列部材に対峙して配置され、ヘッドベースは結合位置選択機構によって配列方向に駆動されることにより、ヘッドベース上の全ての可動アームを同時に配列方向に移動させることができ、結合位置選択機構を利用して、ヘッドベースを第１光ファイバの配列方向に移動させる場合、第２光ファイバの移動距離は、最大で各光ファイバ配列部材の全長分だけで済み、任意の第１光ファイバに対する第２光ファイバのアクセス時間を短縮することができ、極めて効率の良い光結合を可能にすることができる。そして、ヘッドベースに対して結合位置選択機構を共有することができるので、光スイッチ自体の寸法及び設置スペースを小さくすることができ、多数本の第１光ファイバに対するマスター側の第２光ファイバの切替えを行い得る光スイッチを、安価に製造することができる。
【００３３】
また、複数個の光ファイバ配列部材を配列方向に並設させ、各光ファイバ配列部材に対峙させた複数個の前記可動アームを前記配列方向に並設させても、第１光ファイバの配列方向に並設させた各光ファイバ配列部材毎に可動アームを有することになるので、前述と同様の効果を有する。
【００３４】
更に、係合位置選択機構は、ヘッドベース及び光ファイバ配列部材を収容するケース内で配列方向に延在するねじシャフトと、ヘッドベースに設けてねじシャフトに螺合する雌ネジ部と、ねじシャフトを駆動させる駆動源とを備えたことにより、ヘッドベースに対してねじシャフトを共有する簡単な構造が可能であり、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光スイッチに係る第１の実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の光スイッチに適用させる可動アーム及び可動アーム駆動機構を示す斜視図である。
【図４】図３に示した可動アーム及び可動アーム駆動機構の平面図である。
【図５】可動アームに設けた第２光ファイバを下降させて、光ファイバ配列部材に対するＶ接状態を示す側面図である。
【図６】可動アームに設けた第２光ファイバを上昇させて、光ファイバ配列部材に対してＶ接状態が解かれた状態を示す側面図である。
【図７】本発明の光スイッチに係る第２の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…光スイッチ、３…光ファイバ配列部材、４…可動アーム、５…ヘッドベース、６…ケース（密封ケース）、８…第１光ファイバ、９…第２光ファイバ、１０…可動アーム駆動機構、１１…結合位置選択機構、１２…ねじシャフト、１３…雌ネジ部、１４…駆動源（モータ）。

Claims (2)

1. 複数の第１光ファイバの先端部を並設した光ファイバ配列部材と、前記光ファイバ配列部材に対峙すると共に第２光ファイバの先端部を固定した可動アームと、光接続の切り替えのために前記可動アームを前記第１光ファイバの配列方向に駆動させる結合位置選択機構と、前記可動アームを前記第１光ファイバの配列方向と直交する方向に駆動させる可動アーム駆動機構とを備え、前記第１光ファイバに対して前記第２光ファイバを選択的に光結合させる光スイッチにおいて、
   複数個の前記可動アームを積層状態で配設したヘッドベースと、
   前記ヘッドベースを挟むようにして前記ヘッドベースの両側で積層状態で配設されると共に、各段毎において対向して配置された複数個の前記光ファイバ配列部材とを備え、
   前記ヘッドベース上において、前記各可動アームは、それぞれの前記光ファイバ配列部材に対峙して配置され、前記ヘッドベースは前記結合位置選択機構によって前記配列方向に駆動されることを特徴とする光スイッチ。
2. 前記結合位置選択機構は、前記ヘッドベース及び前記光ファイバ配列部材を収容するケース内で前記配列方向に延在するねじシャフトと、前記ヘッドベースに設けて前記ねじシャフトに螺合する雌ネジ部と、前記ねじシャフトを駆動させる駆動源とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。

Images