JPH0364718A - 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〕 本発明は、シングルモード光ファイバ等に用いる先スイ
ッチであって、固定側スイッチ素子に対ｊ７移動側スイ
ッチ素子を、先ファイバの並び方向に所定のピッチ移動
ざぜて、光路の切替えを行う先スイッチに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来この種の先スイッチとして、第１２図に示すものが
知られている。このものは、一方の光ファイバａを取付
けた固定側スイッチ素子すに対し、他方の光ファイバａ
を取付けた移動側スイ・ソチ素子Ｃを図中の矢印方向に
電磁ソレノイド等により移動させ、定常位置と切替位置
とに光路の切替えを行うものである。両スイッチ素子す
、ｃには、これらを光軸方向に貫通する一対の位置決め
ビンｄ、ｄが取り付けられており、この各位置決めビン
ｄに対し、移動側スイッチ素子Ｃはこれに形成した長溝
ｅで係合している。そして、移動側スイッチ素子Ｃの切
替移動に際し、この長溝ｅの一方の内端面を位置決めピ
ンｄに当接する定常位置と、他方の内端面を位置決めビ
ンｄに当接する切替位置とに光路の切替えを行うように
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、シングルモード光ファイバのコア径は１０ミ
クロン程度であり、コアの軸が一致しないと接続損失の
原因になるので、光ファイバの切替えはかなりの高精度
で行う必要がある。

しかるに、従来の光スィッチでは、長溝ｅが位置決め用
の溝と移動用の案内溝とを兼用しているため、長？Ｒｅ
の内端面を位置決めピンｄに突当てたときの反力１こよ
る微妙な戻りや、長溝ｅの内端面の断面形状と位置決め
ピンｄの断面形状の微妙な相違によって正確な位置決め
が難しかった。

また、長溝ｅが案内溝も兼ね、切替えの際の作用力と位
置決めの際の押圧力との作用方向が同一であるため、光
スィッチを組立てた後、これらの作用力や押圧力の精度
への影響を考慮した調整も必要であった。

本発明は、光路切替えの精度を損なうことなく、簡単な
構造で切替え容易な光スィッチを提供することをその目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成すべく、固定側スイッチ素子に
固着した光ファイバアレイの端面と、移動側スイッチ素
子に固着した光ファイバアレイの端面とを同一光軸上に
対面させて光結合させる定常位置と、当該定常位置から
移動側スイッチ素子を光ファイバの並び方向に所定のピ
ッチ移動させて光路を切替える切替位置とに切替自在に
構成した光スィッチにおいて、両スイッチ素子のいずれ
か一方に設けた位置決め突起と、他方に設けられ、当該
位置決め突起に定常位置で係合する第１位置決め溝、及
び切替位置で係合する第２位置決め溝と、両位置決め溝
に位置決め突起を相対的に付勢する付勢手段を備えたこ
とを特徴とする。

この場合、付勢手段は、両スイッチ素子の少なくともい
ずれか一方に取付けられることをか好ましい。

また、位置決め溝は、光軸に直交する方向において、位
置決め突起に対し付勢力の分力方向となる２点で当接す
る形状に形成することが好ましい。

〔作用〕

固定側スイッチ素子又は移動側スイッチ素子のいずれか
一方に、位置決め突起に対し定常位置で係合する第１位
置決め溝と、切替位置で係合する第２位置決め溝とを形
成することにより、定常位置と切替位置とで、位置決め
突起を第１位置決め溝又は第２位置決め溝に必ず係合さ
せることができる。また、各位置決め溝に位置決め突起
を相対的に付勢する付勢手段を設けることにより、移動
方向と異なる方向の付勢力で位置決めすることができる
。

また、付勢手段を両スイッチ素子の少なくともいずれか
一方に取付ければ、他の付属機器を必要とすることなく
スイッチ素子自体で位置決めを行うことができる。

更に、位置決め突起に対し位置決め溝を、付勢力の分力
方向となる２点で当接する形状に形成することにより、
断面方向で２点で接触させることができ、移動方向と異
なる方向の付勢力で位置決めできることと相俟って正確
に位置決めすることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例に係る光スィッチを添付図面
に基づき説明する。なお、説明において同一要素には同
一符号を用い、重複する説明は省略する。

第１図及び第２図は、この第１の実施例に係る光スィッ
チの光スイツチ素子１を示す図である。

両図に示すように、この光スイツチ素子１は、固定側ス
イッチ素子２と、光路の切替えの際に作動部分となる移
動側スイッチ素子３とから構成されている。固定側スイ
ッチ素子２と移動側スイッチ素′Ｔ−３との光軸方向の
突合わせ端面には、それぞれ光ファイバアレイ４を構成
する複数の先ファイバ４ａが固定されており、固定側ス
イッチ素子２に形成した一対の位置決め突起５．５を案
内にして、これら両スイッチ素子２，３を光軸方向に突
合わせることより、光ファイバ４８同士を同−先軸上に
整列させて光接続がされる。

固定側光スイッチ素子２は、上側の上固定チップ６と下
側の下固定チップ７とから構成されている。移動側スイ
ッチ素子３は、上側に上固定チップ６が位置するため、
この実施例では下側の移動チップ８のみから構成されて
いる。

また、移動チップ８と上固定チップ６とは、付勢手段で
ある一対のクランパ９，９により互いに付勢１．あうよ
うに構成きれている。下固定チップ７と上固定チップ６
とは、上固定チップ６の位置決め突起５を介１．て接ｊ
５されるか、或いは１ス１示していないがクランパ９等
により挟持固定される。

第２図に示すように、上固定チップ６の下面には、移動
チップ８に重ね合せたときにファイベア１ノイ４が逃げ
込む凹溝１０と、これを挟んで両側に光軸方向に延びる
亙いに平行な位置決め突起５゜５とが形成されている。

一方、移動チップ８ε下固定チツプ７εは同様の構造を
有し、それぞれ光軸方向中央に横並びに所定数のファイ
バ固定溝１１が形成され、これに彼□が除去された光フ
アイバ４ａが係合され、端部において押え片１２により
接着固定されている。

また、両チップ７．８の上面には、それぞれ先軸方向に
延びる先ファイバアレイ４を挟んで両側に両位置決め突
起５．５ε定常位置で係合する一対の第１位置決め満１
．３．１３と、切替位置で係合する一対の第２位置決め
溝１４．１４が形成されている。

両位置決め溝１３．１４は、ファイバピッチの０倍とな
る所定のピッチ間隔で断面Ｖ字状に形成されており、断
面手内状の位置決め突起５た２点で接触１．てこの先ス
イッチの切替え位置を規制する。なお、下固定チップ７
の両位置決め溝１３．１４は、機能的には単なる突起保
持用の溝である。

各第１５位置決め溝１３と各第２位置決めＩ４１．４と
の間には、第３図に示すように、断面山形の凸条１，５
が形成きれる。本実施例では、位置決め突起５の満越え
高さを低く１．移動チップ８の切替え移動を容易にする
ため、この凸条１５の頂部１、５　ａを切り欠くように
している。

各クランパ９は、ステンレスで構成され、中間側部に開
目部９ａを形成して、これに移動チップ８に当接するス
イッチ作動用のブツシャ−（図示せず）を臨ませるよう
にしている。また、各クランパ９は、板厚を薄く脚部９
ｂの長さを長（とって、各位置決め溝１３，１４ε位置
決め突起５との相互間に、切替えに際して変動の少ない
安定した付勢力を加えられるようにしている。

次に、第２図及び第４に凰づいてこの光スイツチ素子１
の光路の切替え動作を原理的に説明する。

第２図（ａ）及び第４図（ａ）は、移動側スイ、チ素子
３が定常位置にある定常状態を示す。移動側スイッチ素
子３側では、クランパ９により各位置決め突起５が各節
】、位置決め′ａ１３に係合し、下側の２点で各第１位
置決め溝１３に当接して位置決めされている。このＬき
固定側スイッチ素子２の所定の光フアイバ４ａと移動側
スイッチ素子３の所定の先ファイバ４ａとが微小間隙を
介してχ・１而１７、光接続がなされている。

第４図（ｂ）は、移動側スイッチ素子３が定常位置から
切替位置に移行する途中の中立状態を示す。定常位置に
ある移動側スイッチ素子３に移動装置（図示せず）によ
り力が加えられると、各位置決め突起５により上固定チ
ップ６と移動チップ８との隙間がクランパ９に抗１．て
押し広げられ、各位置決め突起５が西条］５をのり越え
るようにして第１位置決め満１３から第２位置決め溝１
４に落ちてこれに係合される。

第２図（ｂ）及び第４図（ｃ）は、移動側スイッチ素子
３が切替位置にある切替状態を示す。この場合も移動側
スイッチ素子３側では、クランパ９により各位置決め突
起５が各第２位置決め満１４係合し位置決めされている
。このとき固定側スイッチ素子２の所定の光フアイバ４
ａと、切替えるべき移動側スイッチ素子３の所定の光フ
アイバ４ａとが微小間隙を介して対面し、光路の切替え
が完了している状態にある。

更に、以上の操作を逆の手順で行えば切替位置から定常
位置へのスイッチの切替えが行える。

尚、本実施例では、各チップ６．７．８をシリコン製と
し、位置決め突起５は直径０．５ｍｍの断面半円状に形
成した。ファイバ固定溝１１と両位置決め溝１３．１４
とは、■満研削加工盤により制作される。そして、光フ
アイバ５ａを０．２５ｍｍピッチで６本並べるべくファ
イバ固定溝１１は、０．２５ｍｍピッチで６列形成し、
満の角度を６０度とした。各第１位置決め満１３と各第
２位置決め満１４は０．５ｍｍピッチとし、満の角度を
１１０度とした。また、両位置決め溝１３．１４と凸条
１５とで決定される位置決め突起５の乗り越え高さは０
．１ｍｍとした。なお、この満の角度は、９０度以上で
あることが好ましい。

ここで、第５図及び第６図を参照して下固定チップ７と
移動チップ８の製造方法を簡単に説明する。

第５図に示すように、この両チップ７．８はシリコンウ
ェーハＷから切り出される。この際、両チップ７．８の
位置決め精度を確定するため、ダイシング工程の前に両
位置決め溝１３．１４及びファイバ固定溝１１を形成す
る。すなわち、シリコンウェーハＷ上に両チップ７．８
を構成する部分を横並び（１つのライン上）に特定し、
これに両位置決め溝１３．１４とファイバ固定溝１１と
を形成した後、各チップ７．８に分割するようにしてい
る。この様にすれば、各チップ７．８は、その製作段階
で精度を確定することができ、上下方向の付勢力で位置
決めする本実施例の構造から、各部材の組付は工程で精
度を調整する必要がなくなる。

次に、第７図に基づき、この発明に係る光スイツチ素子
１の第２の実施例について説明する。

この実施例では、移動チップ８の両側に下固定チップ７
．７を配設し、移動チップ８のみを矢印方向に移動して
切替え操作を行うものである。この場合は、上固定チッ
プ６と雨下固定チップ７゜７とは、前記実施例と同様に
上固定チップ６の位置決め突起５を介して接着されるか
、或いは図示していないがクランパ９等により挟持固定
される。

第７図において、紙面手前の下固定チップ７と移動チッ
プ８とは接触しているが、実際には対面する各光フアイ
バ４ａ、４ａの端面同士が接触して互いに傷付くことが
なく、かつ接続損失が少ない範囲の微小な間隙を介して
対向している。しかるに本実施例では、移動チップ８の
両側に下固定チップ７．７を配設して、上記微小間隙を
調整する光軸方向の位置決めも容易にしている。

この場合のｉ！！遣方法も前記実施例と同様に、雨下固
定チップ７．７と移動チップ８とは、シリコンウニ　／
％Ｗから切り出される。そして、第８図に示すように、
２つの下固定チップ７．７とこれを挟んで１つの移動チ
ップ８とを構成し、各チップ７．８間の精度を製作段階
で確定する。

次に、第９図に基づきこの発明に係る光スイツチ素子１
の第３の実施例について説明する。

この実施例では、下固定チップ７の下面に両位置決め溝
１３．１４を形成し、これに下側から位置決め突起５を
形成した上固定チップ６を当接させたものである。これ
によれば、光フアイバ４ａの本数が増えても、移動チッ
プ８の幅を両位置決め溝１３．１４の幅分狭く形成する
ことができ、光スイツチ素子１をコンパクトに製作する
ことができる。しかも、光フアイバ４ａ取付けの際に接
着剤が各位置決め溝１３．１４に流れ込むことがない。

尚図中１６は、光フアイバ４ａを接着固定する押えチッ
プである。

次に、第１０図に第４の実施例を、第１１図に第５の実
施例を示す。

第４の実施例では、上固定チップ６に両位置決め溝１３
．１４を形成し、移動チップ８に位置決め突起５を形成
１′るもの−ＩＴある。こりによれば、光°ノアイバ４
ａ取付けの際に接５剤が位置決め満１３．１４に流れ込
む心配がない。

第５の実施例では、Ｊｌ固定チップ６の下面両側に９、
位置決め溝１３．１４と位置決め突起５とを形成１７、
これに対応させて移動デツプ８」二面両側に、位置決め
溝１３．１４と位置決♂）突起５とを形１戊するもので
ある。これによれば、両チップ６゜８を略同−形状にす
るここが７きる。

以上の各実施例において、位置決め突起５を各チップ６
．７．８と一体に形成しているが、これを別体″Ｔ！製
作１２接着するように１−でもよい。また、接続される
先ファイバ４ａの本数、位置決め突起５及び位置決め溝
１３゜１４の本数、長さ、形状及び装置等は当該実施例
に限定されるものではない。

また、両側の各第１位置決め溝１３′Ｅ／：び各第２位
置決め溝１４は、それぞれ平行に配置されているが、例
えば、それぞれの一対をハ字状に配置してもよい。

更に、（４勢手殿にクランパ０を使用しているが、これ
に囚われるものではムク、スイッチ素子に対し外部から
付勢力を加える構造のものであっても良い。

〔発明の効果〕

以上のように請求項１の発明によれば、位置決め突起を
いずれか一方の位置決め溝に係合させることができ、ま
た、スイッチの移動方向と異なる方向の付勢力で位置決
めすることができるため、位置決め精度の向上と精度の
調整を容易に行うことができ、かつ構造を小純化できる
。

また、請求項２の発明によれば１、スイッチ素子１１体
で位置決めすることかでき、スイッチ全体をコ〉ペクト
１こ構成できる。

単に、請求項３の発明によれば、正確に位置決めするこ
とかできて、位置決め精度を向上することができる効果
をａする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の光スイッチを示ず斜視図
、第２図はその部分裁断正面図８、第３図は位置決め溝
目りの拡大断面図、第４図はこの先スイッチの作動を表
した概略図、第５図及び第６図は各チップの製造方法を
表した製作図、第７図は本発明の第２実施例の光スィッ
チの斜視図、第８図は各チップの製造方法を表した製作
図、第９図は本発明の第３実施例の先スイッチの部分裁
断正面図、第１０図及び第１１図はそれぞれ本発明の第
４実施例及び第５実施例の先スイッチの部分裁ｌＩｒ正
面図、第１２図は従来の光スィッチの斜視図である。 １・・・光スイッチ素子、２・・・固定側スイッチ素子
、３・・・移動側スイッチ素子、４・・・先ファイバア
レイ、４ａ・・・先ファイバ、５・・・位置決め突起、
６・・・上固定チップ、７・・・下固定チップ、８・・
・移動チップ、９・・・クランパ、１３・・・第１位置
決め活、１４・・・第２位置決め満。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定側スイッチ素子に固着した光ファイバアレイの
   端面と、移動側スイッチ素子に固着した光ファイバアレ
   イの端面とを同一光軸上に対面させて光結合させる定常
   位置と、当該定常位置から移動側スイッチ素子を光ファ
   イバの並び方向に所定のピッチ移動させて光路を切替え
   る切替位置とに切替自在に構成した光スイッチにおいて
   、前記両スイッチ素子のいずれか一方に設けた位置決め
   突起と、 他方に設られ、当該位置決め突起に定常位置で係合する
   第１位置決め溝、及び切替位置で係合する第２位置決め
   溝と、 当該両位置決め溝に前記位置決め突起を相対的に付勢す
   る付勢手段とを備えたことを特徴とする光スイッチ。 ２、前記付勢手段は、前記両スイッチ素子の少なくとも
   いずれか一方に取付けられていることを特徴とする請求
   項１に記載の光スイッチ。 ３、前記位置決め溝は、光軸に直交する方向において、
   前記位置決め突起に対し付勢力の分力方向となる２点で
   当接する形状に形成されていることを特徴とする請求項
   １又は２に記載の光スイッチ。