JPH01319013A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、結合状態にある一対の光ファイバの一方を
当該光軸と直交する方向に移動させ、この光ファイバと
並置された第３の光ファイバに一対の光ファイバの他方
を再結合する光スイッチに関するものである。

〔従来技術〕

従来の光スイッチは、例えば光ファイバが一列に配列さ
れている場合、当該配列面に対して平行方向に移動させ
て切替える平行移動型と、配列面に対して直交する方向
に移動させて切替える垂直移動型と、光軸と直交する方
向に回転させて切替える回転移動型がある。

第７図は、従来の光スイッチを示す斜視図である。同図
（ａ）は平行移動型光スイッチ、同図（ｂ）は垂直移動
型光スイッチ、同図（ｃ）は回転移動型光スイッチを示
すものである。平行移動型光スイッチは、結合状態にあ
る一対の光ファイバ１．２と、それぞれの光ファイバ１
．２が接続された光ファイバ接続部材３．４、さらに、
光ファイバ接続部材４を当該光軸と直交する方向へ移動
させる為のガイド板５及び移動する光ファイバ接続部材
４を停止させるブロック体６を備えて構成されている。

光ファイバ接続部材３には、新しい第３の光ファイバ７
が光ファイバ１と平行に固定されている。この場合の移
動ストロークは、光ファイバ１と光ファイバ７との間隔
であり、光ファイバ接続部材４はガイド板５上を当該距
離だけ高速で精度良く移動しなければならない。その為
、移動方向の前方にはブロック体６が所定の位置に置か
れており、光ファイバ接続部材４はブロック体６と衝突
することにより所定の位置で停止する。

この停止位置で、光ファイバ２は光ファイバ７と再結合
する。

垂直移動型光スイッチは、結合状態にある一対の光ファ
イバ１．２と、それぞれの光ファイバ１．２が接続され
た光ファイバ接続部材３．４、さらに、光ファイバ接続
部材４を当該光軸と直交する方向（光ファイバの配列方
向と直交する方向）へ移動させる為のガイド板５及び移
動する光ファイバ接続部材を停止させるブロック体６を
備えて構成されている。光ファイバ接続部材３には、新
しい第３の光ファイバ７が当該配列面と平行する配列面
上に配列されている。この場合の移動ストロークは、光
ファイバ１と光ファイバ７との配列面間隔であり、光フ
ァイバ接続部材４はガイド板５上を当該距離だけ高速で
精度良く移動しなければならない。その為、移動方向の
前方にはブロック体６が所定の位置に置かれており、光
ファイバ接続部材４はブロック体６と衝突することによ
り所定の位置で停止する。この停止位置で、光ファイバ
２は光ファイバ７と再結合する。

回転移動型光スイッチは；結合状態にある一対の光ファ
イバ１．２と、それぞれの光ファイバ１．２が接続され
た光ファイバ接続部材３．４、さらに、光ファイバ接続
部材３を当該光軸を中心として回転させる駆動手段（図
示せず）を備えて構成されている。光ファイバ接続部材
３には、第３の光ファイバ７が上記光ファイバ１と平行
に固定されている。

第８図は、上記光スイッチ（平行移動型及び垂直移動型
）を使用した切り替え方法を示すものである。この切り
替え方法は、結合状態にある一対の光ファイバ１．２を
（同図（ａ）参照）光軸方向へ移動させる（切り離す）
第１の工程（同図（ｂ））と、移動した光ファイバ２を
当該光軸と直交する方向へ移動させる第２の工程と（同
図（ｃ））　、この光ファイバ２を再び光軸方向へ移動
させる（近付ける）第３の工程（同図（ｄ））で構成さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで従来の光スイッチは、結合端面の接触すること
により端面が傷付かないように、一定間隔を開けた状態
で光ファイバを移動させているので、光スイッチの切り
替え時間が長く高速性が悪いという欠点があった。

また、光軸方向に長くなるので装置が大型化するという
欠点があった。

さらに、この間隔は高精度に設定されておらず、動作時
に移動するおそれがあったので、光スイッチの信頼性が
悪いという欠点があった。

そこで、この発明は結合する光ファイバを一定間隔に維
持することにより、光スイッチの高速性及び信頼性の向
上を図り、装置の小型化を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成する為、この発明は結合状態にある一対
の光ファイバの一方を当該光軸と直交する方向に移動さ
せ、この光ファイバと並置された第３の光ファイバに一
対の光ファイバの他方を再結合させる光スイッチにおい
て、一方の光ファイバ及び第３の光ファイバを並置して
固定する第１光ファイバ固定部材と他方の光ファイバを
固定する第２光ファイバ固定部材と第１光ファイバ固定
部材及び第２光ファイバ固定部材を一対の光ファイバが
当該光軸方向に突き合わされた状態で固定する弾性結合
手段を備えた光スイッチ素子と、光スイッチ素子に固定
された従動部材を含んで構成され当該従動部材を光軸と
直交する方向へ光スイッチ素子の移動距離に等しい変位
量だけ往復移動させるカム機構と、光スイッチ素子に従
動部材とほぼ反対の位置で取り付けられ当該光スイッチ
素子を従動部材の方向に附勢する附勢手段とを備えて構
成されていることを特徴とする。

〔作用〕

この発明は、以上のように構成されているので、光スイ
ッチの動作時において、結合状態にある光ファイバを光
軸方向へ移動させなくてもよい。

また、結合すべき光ファイバ同志の間隔を小さく、かつ
一定にすることができる。

〔実施例〕

以下、この発明に係る光スイッチの一実施例を添附図面
に基づき説明する。なお、説明において同一要素には同
一符号を使用し、重複する説明は省略する。

第１図は、この発明に係る光スイッチの一実施例を示す
ものであり、第２図乃至第４図は、この発明に使用でき
る光スイッチ素子を示すものである。この光スイッチは
、第１図で示すように、基本的には光スイッチ素子、カ
ム機構及び附勢手段を備えて構成されている。

まず、第２図乃至第４図に基づき、この発明に係る光ス
イッチに使用できる光スイッチ素子を説明する。この光
スイッチ素子は、基本的に第１光ファイバ接続部材８と
第２光ファイバ接続部材９を対面するように積層して構
成されている。第１光ファイバ接続部材８には、テープ
状光ファイバ心線１０が接続されており、第２光ファイ
バ接続部材９にはテープ状光ファイバ心線１１が接続さ
れている。第１光ファイバ接続部材ｇと第２光ファイバ
接続部材９の間にはクリアランスＡＳＡが形成されてお
り、ガイドビン１２．１３が挿入されている。第２光フ
ァイバ接続部材９の光軸方向における前後部には、１対
のブロック体１４．１５が配置されている。ブロック体
１４は第２光ファイバ接続部材９と一定間隔をもって板
状弾性体（弾性結合手段）１９で底面部が固定されてお
り、その上面には２つのＶ形溝１４ａ、１４ｂが平行に
形成されている。これらの２本のＶ形溝１４ａ、１４ｂ
の間にはテープ状光ファイバ心線１６が固定されている
。このテープ状光ファイバ心線１６は、前述したテープ
状光ファイバ心線１１と光軸方向で対面している。ブロ
ック体１５には、２本のＶ形溝１５ａ、１５ｂが平行に
形成されており、２本のＶ形溝１５ａ、１５ｂの間には
テープ状光ファイバ心線１０．１１が積層状態で載置さ
れている。前述したガイドピン１２．１３は、Ｖ形溝１
４ａ、　１５Ｂ及び１４ｂ１１５ｂによって固定されて
いる。

第３図は、この発明に係る光スイッチ素子の構造を示す
光軸方向からみた断面図である。第１光ファイバ接続部
材８は、テープ状光ファイバ心線１０を固定する為の複
数の第１ｖ形溝（光ファイバ固定部）８ａが底面中央部
に設けられており、テープ状光ファイバ心線１０が固定
されている。

この第１ｖ形溝８８の両側には、一対の第２Ｖ形溝（光
ファイバ位置決め溝）８ｂ、８ｂが形成されている。さ
らに、その外側には第３ｖ溝（光ファイバガイド溝）８
ｃ％８Ｃが形成されている。

この第２光ファイバ接続部材９は、第１光ファイバ接続
部材８とほぼ同一形状をしており、第１ｖ溝９ａ、第２
ｖ溝９ｂ、９ｂ、第３ｖ溝９ｃ。

９ｃが対応する位置に形成されている。この第２光ファ
イバ接続部材９にはテープ状光ファイバ心線１１が接続
されており、前述した第１光ファイバ接続部材８と対面
するように、位置決め用ビン１７．１８で位置決めされ
て固着されている。なお、これらの溝はすべて相似形に
なっており、同一平面上で光軸方向に形成されている。

この光スイッチの移動ストロークは、第３溝８Ｃ％９Ｃ
間のクリアランスＡにより形成される。このクリアラン
スＡＳＡには、ガイドビン１２．１３が挿入されている
。このガイドビン１２．１３の中心が移、動するストロ
ーク長しが、この光スイッチの移動ストロークになる。

第４図は、光スイッチ素子の固定方法を示す工程図であ
る。まず、ブロック体１４にガイドビン１２（図示せず
）、１３を挿入した状態で、当該ブロック体１４を板状
弾性体１９の一端に固定する（同図（ａ））。次に、所
定の間隔で形成された板状部材Ｂをブロック体１４の結
合端面に当て、第１光ファイバ接続部材８及び第２光フ
ァイバ接続部材９の対面するように固定した後ガイドビ
ン１２．１３に挿入し固定する（同図（ｂ））。この板
状部材Ｂの間隔は、光軸方向における長さが６ｍｍ程度
の光スイッチであれば２０μｍ程度に設定する。所定の
間隔で固定した後に板状部材Ｂを取り除き（同図（ｃ）
）　、光スイッチ素子は固定される。

次に、第１図に基づき上記光スイッチ素子を使用する光
スイッチの一実施例を説明する。ガイドビン１２（図示
せず）、１３は側壁で固定されており、第２光ファイバ
接続部材９及びブロック体１４は上記側壁に固定された
板状弾性体１９により一定間隔をもって固定されている
。この板状弾性体１９は、板ばね（附勢手段）２０で上
方向に附勢されている。従って、光スイッチ素子はガイ
ドビン１２．１３、板状弾性体１９及び板ばね２０によ
り位置決めされた状態になっている。この場合、ガイド
ビン１２．１３は光ファイバ接続部材９の光ファイバガ
イド溝９Ｃ％９Ｃと接触しており、下方に位置するテー
プ状光ファイバ心線１１（図示せず）がブロック体１４
に固定されている他方のテープ状光ファイバ心線（図示
せず）と結合して、いる。

光スイッチが移動ストロークＬ（第３図参照）だけ下方
へ移動するとガイドビン１２．１３は第１光ファイバ接
続部材８の光ファイバガイド溝８　Ｃｓ　８　ｃと接触
し、上方に位置するテープ状光ファイバ心線１２（図示
せず）がブロック体１４に固定されている他のテープ状
光ファイバ心線（図示せず）と結合する。

第１光ファイバ接続部材８の上部には、上記移動ストロ
ークに等しい変位量を有する直進カム（カム機構）２１
が取り付けられている。この直進カム２１は、光軸方向
（ガイドビン１３の長手方向）に移動するカム２１ａと
、このカム２１ａと高次対偶で接触し光軸と直交する方
向へ移動する従動ｉ材２１ｂを含んで構成されている。

このカム２１ａは、光軸方向で対面するように配置され
た一対のソレノイド２２．２３に固定された移動子２４
に圧縮コイルスプリング２４ａを介して取り付けられて
いる。この圧縮コイルスプリング２４ａは、前述した板
ばね２０よりばね定数が高く構成されており、カム２１
ａを従動部材２１ｂの方向に附勢している。

一方、従動部材２１ｂは光スイッチの移動ストロークＬ
と等しい大きさの段差を有して形成されており、第１光
ファイバ接続部材８上に固定されている。従って、カム
２１ａが光軸方向（左方向）に移動すると、光スイッチ
素子（第１光ファイバ接続部材８、第２光ファイバ接続
部材９等）は移動ストローク分だけ光軸と直交する方向
（下方向）に移動する。

また、上記移動子２４の上方には、カム２１ａを当該光
軸方向で保持する為に、位置決め部材（位置決め手段）
２５が土壁に固定されている。

当該移動子２４の上端部には、この位置決め部材２５と
接触する移動部材２６が圧縮コイルスプリング２４ｂを
介して取り付けられている。この位置決め部材２５は、
移動子２４の移動方向における始点と終点で、上記移動
部材２６と係合する溝２５ａ、２５ｂが形成されている
。

第５図は、上記光スイッチの作用を示す工程図である。

同図（ａ）は、移動子２４が移動方向における始点に位
置する状態を示すものである。移動部材２６は、位置決
め部材２５の溝２５ａに係合しており、カム２１ａは従
動部材２１ｂと接触していない。従って、光スイッチ素
子はガイドビン１２．１３、板状弾性体１９及び板ばね
２０（図示せず）により位置決めされた状態になってい
る。

同図（ｂ）は、移動子２４が左へ移動し、移動方向にお
ける始点と終点の中間に位置する状態を示すものである
。移動部材り６は溝２５ａから離脱しており、カム２１
ａは従動部材２１ｂと段差上部で接触している。その為
、従動部材２１ｂは光軸方向と直交する方向に、段差分
（光スイッチ素子の移動ストロークＬ）だけ移動した状
態になっており、板状弾性体１９は第２光ファイバ接続
部材９との間で屈曲した状態になっている。この場合、
光スイッチ素子の間隔は弱冠小さくなっているが、上下
方向から固定された状態なので光スイッチ素子が傾斜す
ることはない。

同図（ｃ）は、移動子２４が移動方向における終点に位
置する状態を示すものである。移動部材２６は、位置決
め部材２５の溝２５ｂに係合しており、カム２１ａは従
動部材２１ｂと段差上部で接触している。その為、従動
部材２１ｂは光軸方向と直交する方向に、段差分（光ス
イッチ素子の移動ストローク）だけ移動した状態で、光
軸方向に安定している。

なお、この先路切り替え動作の後で光路を元に戻す動作
は、全く逆の工程を経ることにより実現できる。すなわ
ち、先に駆動させたソレノイドとは別のソレノイドを駆
動させ、移動子２４を逆方向へ移動させる。このとき、
板ばね２０の力により、移動子２４は再び元の位置（移
動部材２６が溝２５ａに係合する位置）に戻り、光路は
最初の状態に回復する。

また、上記実施例に使用できる光スイッチ素子は、第３
図に示す構造のものに限定されるものではなく、単に光
軸と直交する方向へ移動することにより、再結合できる
光スイッチ素子であればよい。

さらに、カム機構は直進カムに限定されるものではなく
、移動方向を変えられるものであればよい。従って、例
えば端面カム等の確動カムをパルスモータ等で駆動する
ものでもよい。

また、附勢手段としては板ばねに限定されるものではな
く、圧縮コイルスプリングでもよい。

第６図は、この発明に係る光スイッチの他の実施例を示
す要部構造断面図である。第１図に示す光スイッチとの
差異は、附勢手段として圧縮コイルスプリング２９を使
用している点、及び従動部材２１ｂがブロック体１４と
第１光ファイバ接続部材８に固着された弾性結合板３０
に固定されている点である。なお、上記圧縮コイルスプ
リング２９は少なくともカム２１ａを附勢している圧縮
コイルスプリング２４ａより低いばね係数で構成されて
いる。また、上記弾性結合板３０はブロック体１４と第
１光ファイバ接続部材８との境界部に四部が設けられて
おり、第１光ファイバ接続部材８が無理なくスライドし
やすい構造になっている。この実施例によれば、ブロッ
ク体１４と第１光ファイバ接続部材８との間隔を小さく
保ちながら移動させることができるので、光損失を小さ
くすることができる。

この場合、光ファイバ接続部材の結合端面の隙間ニ、Ｓ
ｉｏ　５ＴｉＯ５Ａ１２０３の内２種以上から成る多層
膜や整合剤等の無反射コーティングを施し、光源に対す
る悪影響を防止するようにしてもよい。

なお、この実施例において移動子２４の下方に取り付け
られた直進カム２１の従動部材２１ｂを、硬質ゴム等の
弾性体を介して第１光ファイバ接続部材８に取り付けて
もよい。また、位置きめ部材２５を板ばね等を介して土
壁に取り付けてもよい。

このようにすれば、光スイッチが移動する方向（光軸と
直交する方向）におけるガタ付きを緩和させることがで
きる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したように構成されているので、
エネルギが供給されている状態のみならず、エネルギが
供給されていない状態でも光スイッチを位置的に安定さ
せることができる。その為、光スイッチの信頼性を向上
させることができる。

また、光ファイバ接続部材が他のガイド板上を移動し、
ブロック体に衝突することにより停止する従来技術と異
なり、ガイド板等を必要としないので、装置を小型にす
ることができる。

さらに、光スイッチにおける結合端面の間隔を最小限に
安定せせることができるので、光スイッチの高速性が図
れる。

また、この光スイッチは組み立てが容易であり、小型化
への対応が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る光スイッチの構造を示す側面
図、第２図は、この発明に係る光スイッチに使用できる
光スイッチ素子を示す斜視図、第３図は、この光スイッ
チ素子の構造を示す光軸方向からみた断面図、第４図は
、この発明に使用できる光スイッチ素子の固定方法を示
す工程図、第５図は、この発明に係る光スイッチの作用
を示す工程図、第６図は、この発明に係る光スイッチの
他の実施例を示す光軸方向からの要部断面図、第７図は
、従来技術に係る光スイッチを示す斜視図、第８図は、
従来の光スイッチの切り替え方法を示す工程図である。 １．２．７・・・光ファイバ ３．４・・・光ファイバ接続部材 ５・・・ガイド板 ６・・・ブロック体 ８・・・第１光ファイバ接続部材 ９・・・第２光ファイバ接続部材 １０．１１．１６・・・テープ状光ファイバ心線１２．
１３・・・ガイドピン １４．１５・・・ブロック体 １７．１８・・・位置決め用ピン １９・・・板状弾性体 ２０・・・板ばね ２１・・・直進カム ２２．２３・・・ソレノイド ２４・・・移動子 ２５・・・位置決め部材 ２６・・・移動部材 ２９・・・圧縮コイルスプリング ３０・・・弾性結合板 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　山　　　　１）　　　行　　　　−光スイッチ 第１図 光スイッチ素子の構造 第３図 光スイッチ素子の固定方法 第　４２ イ乍　　　用 第　　５　　図 他の実施例 第６図 従来技術（前半） 第７図 （Ｃ）回転移動型 従来技術（後半） 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、結合状態にある一対の光ファイバの一方を当該光軸
   と直交する方向に移動させ、この光ファイバと並置され
   た第３の光ファイバに前記一対の光ファイバの他方を再
   結合させる光スイッチにおいて、 前記一方の光ファイバ及び前記第３の光ファイバを並置
   して固定する第１光ファイバ固定部材と、前記他方の光
   ファイバを固定する第２光ファイバ固定部材と、前記第
   １光ファイバ固定部材及び前記第２光ファイバ固定部材
   を一対の光ファイバが当該光軸方向に突き合わされた状
   態で固定する弾性結合手段を備えた光スイッチ素子と、 前記光スイッチ素子に固定された従動部材を含んで構成
   され、この従動部材を前記光軸と直交する方向へ前記光
   スイッチ素子の移動距離に等しい変位量だけ往復移動さ
   せるカム機構と、 前記光スイッチ素子に前記従動部材とほぼ反対の位置で
   取り付けられ、当該光スイッチ素子を前記従動部材の方
   向に附勢する附勢手段とを備えて構成されていることを
   特徴とする光スイッチ。 ２、前記光スイッチ素子の弾性結合手段が、板状弾性体
   である請求項１記載の光スイッチ素子。 ３、前記光スイッチ素子の弾性結合手段が、少なくとも
   前記第１光ファイバ固定部材及び前記第２光ファイバ固
   定部材との境界部分に凹部を有する板状部材である請求
   項１記載の光スイッチ。