JPH05232391A - 光スイッチ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、光スイッチにおけるスイッチング
の高速性及び装置の小型化を図ることを目的とする。 【構成】 本発明は、一の光ファイバ１０を埋設する第
１ファイバ固定溝８ａおよび第１ファイバ固定溝８ａの
少なくとも両側に形成された第１ガイド溝８ｂを備えた
第１光ファイバ接続部材８と、他の光ファイバ１１を埋
設する第２ファイバ固定溝９ａおよび第２ファイバ固定
溝９ａの少なくとも両側に形成された第２ガイド溝９ｂ
を備え、第１光ファイバ接続部材８と対面した状態で配
置される第２光ファイバ接続部材９と、第１ガイド溝８
ｂ及び第２ガイド溝９ｂの両側に形成された間隙に充填
され第１光ファイバ接続部材及び第２光ファイバ接続部
材を固着する接着部材１６と、第１ガイド溝８ｂ及び第
２ガイド溝９ｂにより形成された隙間Ａに一の光ファイ
バ１０及び他の光ファイバ１１間の切替方向に沿って移
動自在に挿入されるガイドピン６、７とを含み、ガイド
ピン６、７の移動量が一の光ファイバ１０及び他の光フ
ァイバ１１の配置間隔に等しいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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の光ファイバに再
結合する光スイッチ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】結合状態にある一対の光ファイバの一方
を移動させ、他の光ファイバ心線に再結合する光スイッ
チには、光通信が遮断される時間をできるだけ短くする
こと、海底ケーブルなど、長距離通信に利用すること等
の要請から、高速性、小型化が要求される。ここで、高
速性を向上させるには光ファイバの移動距離、すなわ
ち、移動ストロークを短くすること、小型化を図るには
部品点数を減少することが有効である。

【０００３】ところで、上記要求を満たすものとして、
光ファイバ固定部、光ファイバ位置決め溝、光ファイバ
ガイド溝、位置決め用ピン及びガイドピンを備え、光フ
ァイバ位置決め溝に係合させた位置決めピンを位置決め
用ピンに接着剤で固定することにより、２枚のファイバ
接続部材を固定する光スイッチが提案されている（特開
平１−３１２５２３）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この光スイッチは本願
発明者により提案されたものであるが、その後、光ファ
イバの伝送損失の低減化、加入者系の需要増大に伴い、
より一層の高速化、小形化が要求されている。本発明者
は、これらの要求を満足する為に、従来の光スイッチを
分析し、以下の改良点を見出した。

【０００５】まず、従来の光スイッチは２つのファイバ
接続部材の間に位置決め用ピンを介在させていたので、
移動ストロークが長くなり、切替時間が長くなってい
た。

【０００６】また、位置決め溝の深さは位置決めピンの
半径より小さくなるので、光スイッチは少なくとも２つ
のファイバ接続部材を重ねた厚さを越えざるを得ない。
その為、光スイッチは厚さ方向に大きくなっていた。

【０００７】さらに、ファイバ固定部とガイド溝の間に
位置決め溝が形成されていることから、その分、光ファ
イバを収納できる領域が狭くなっていた。

【０００８】以上の改良点に基づき、本発明は光スイッ
チにおけるスイッチングの高速性及び装置の小型化を図
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明に係る光スイッチは、一の光ファイバを埋設
する第１ファイバ固定溝および前記第１ファイバ固定溝
の少なくとも両側に形成された第１ガイド溝を備えた第
１光ファイバ接続部材と、他の光ファイバを埋設する第
２ファイバ固定溝および第２ファイバ固定溝の少なくと
も両側に形成された第２ガイド溝を備え、第１ファイバ
接続部材と対面した状態で配置される第２光ファイバ接
続部材と、第１ガイド溝及び第２ガイド溝の両側に形成
された間隙に充填され第１光ファイバ接続部材及び第２
光ファイバ接続部材を固着する接着材と、第１ガイド溝
及び第２ガイド溝により形成された隙間に一の光ファイ
バ及び他の光ファイバ間の切替方向に沿って移動自在に
挿入されるガイドピンとを含み、ガイドピンの移動量が
一の光ファイバ及び他の光ファイバの配置間隔に等しい
ことを特徴とする。

【００１０】また、本発明に係る光スイッチの製造方法
は、光ファイバを固定する第１溝および当該第１溝の両
側に位置する第２溝を平板に形成する第１の工程と、こ
の第１溝の長手方向に対し直交する方向で平板を２つに
分断する第２の工程と、分断された一方の平板の第１溝
内に光ファイバを固定すると共に他方の平板の第１溝内
に光ファイバを固定する第３の工程と、一方の平板と他
方の平板を重ね合わせ、上記第２溝の両側を固着する第
４の工程とを含んで構成される。

【００１１】

【作用】本発明に係る光スイッチには、第１ファイバ接
続部材と第２ファイバ接続部材の間に介在する位置決め
用ピンがない。さらに、一の光ファイバは第１ファイバ
固定溝内に固定され他の光ファイバは第２ファイバ固定
溝内に固定されている。その為、第１ファイバ接続部材
と第２ファイバ接続部材は密着し、光ファイバ間の距離
が短くなっている。

【００１２】また、本発明に係る光スイッチの製造方法
では、一つの平板に複数の溝（第１溝、第２溝）を平行
に形設し、これを溝の長手方向と直交する方向から２分
するので、例えば平板の一側面を基準にして重ねると、
それぞれの溝は精度良く対面する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例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。

【００１４】まず、本実施例に係る光スイッチの構造を
図１および図２を参照して説明する。図１は実施例に係
る光スイッチの光結合面を示す図、図２は実施例に係る
光スイッチの光結合面をガイドピンがない状態で拡大し
て示す図である。

【００１５】本実施例に係る光スイッチは、ガイドピン
６、７、第１光ファイバ接続部材８、第２光ファイバ接
続部材９を備えて構成されている（図１参照）。

【００１６】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は形状、大きさが等しい合同体になってお
り、対面するように積層された状態で固定されている。
第１光ファイバ接続部材８および第２光ファイバ接続部
材９には、それぞれ、ファイバ固定溝８ａ、９ａと、ガ
イド溝８ｂ、９ｂが形成されている。これらの溝は全て
Ｖ溝状に形成されているので、同一工具により、深さを
変えるだけで形成される。第２光ファイバ接続部材９の
ファイバ固定溝９ａおよびガイド溝９ｂは、第１光ファ
イバ接続部材８のファイバ固定溝８ａおよびガイド溝８
ｂと同一のピッチ間隔で、同一の大きさ、同一の形状で
構成されている。その為、重ね合わせた状態で、これら
のファイバ固定溝８ａ、９ａと、ガイド溝８ｂ、９ｂは
精度良く一致し、この為、断面が４角形の隙間ａ、Ａが
形成される（図２参照）。隙間ａにはテープ状光ファイ
バ心線１０、１１から供給された光ファイバ１０ａ、１
１ａが固定され、隙間Ａにはガイドピン７が挿入され
る。

【００１７】ところで、光ファイバ１０ａ、１１ａが配
置されるファイバ固定溝８ａ、９ａは、少なくとも固定
される光ファイバ１０ａ、１１ａの外径よりは深く形成
されている。その為、光ファイバ１０ａ、１１ａは完全
に溝内に収まった状態で位置決めされ、そこに接着剤が
埋め込まれるので表面に凹凸は生じない。したがって、
第１光ファイバ接続部材８および第２光ファイバ接続部
材９を重ね合わせた時の厚さは最小限になり、この結
果、光スイッチの小型化、軽量化が実現している。 し
たがって、ガイド溝８ｂ、９ｂの両側は面接触になり、
この間隙に接着剤１６が充填されている（図２参照）。
その為、接着面積は広く、十分な接着強度が得られてい
る。

【００１８】ところで、ガイド溝８ａ、９ａにより形成
された隙間Ａにはガイドピン６、７が配置され、スイッ
チングの際にはガイドピン６、７がガイド溝８ｂ又はガ
イド溝９ｂに衝突するので衝撃力が発生する。しかし、
衝撃力が付加される部分の両側は面接触で接着剤１６に
より強固に固着されており、さらに、本実施例に係る光
スイッチは前述したように軽量になっているので、耐衝
撃性は相乗的に強化されている。

【００１９】次に、本実施例に係る光スイッチの全体構
成を図３を参照して説明する。図３は実施例に係る光ス
イッチの使用状態を示す斜視図である。

【００２０】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。また、隙間Ａ、Ａにはガイドピン６、７が挿入
されている。これらガイドピン６、７を固定する為に、
一体化された第１光ファイバ接続部材８および第２光フ
ァイバ接続部材９の前後部には１対のブロック体１４、
１５が置かれている。ブロック体１４には２本のＶ形溝
１４ａ、１４ｂが平行に形成されており、２本のＶ形溝
１４ａ、１４ｂの間にはテープ状光ファイバ心線１７が
固定されている。このテープ状光ファイバ心線１７は、
前述したテープ状光ファイバ心線１１に沿って光軸方向
に配置され、それぞれの光結合端面は互いに対面してい
る。同様に、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６、７
は、Ｖ形溝１４ａ、１５ａ及び１４ｂ、１５ｂに係合
し、接着剤、固定治具（図示せず）によって固定されて
いる。

【００２１】次に、前述した光スイッチの作用を説明す
る。ガイドピン６、７は光スイッチのガイド溝８ｂ、９
ｂにより形成された隙間Ａに挿入された後、ブロック体
１４、１５に固定され、光スイッチはソレノイド（図示
せず）などにより駆動される。 ガイドピン６、７が隙
間Ａの上部に接触して保持されているとき（図１参
照）、テープ状光ファイバ心線１０から供給された光フ
ァイバ１０ａと、テープ状光ファイバ心線１７から供給
された光ファイバが互いに光結合する。しかし、ソレノ
イドにより光スイッチが駆動され、ガイドピン６、７が
隙間Ａの下部に接触して保持されているときには（図２
参照）、テープ状光ファイバ心線１１から供給された光
ファイバ１１ａと、テープ状光ファイバ心線１７から供
給された光ファイバが互いに光結合する。

【００２２】この場合、従来の光スイッチ（特開平１−
３１２５２３）と比べ、移動ストロークＬは小さくなっ
ているので、短時間でテープ状光ファイバ心線１７をテ
ープ状光ファイバ心線１０からテープ状光ファイバ心線
１１に切り替えることができる。

【００２３】また、同時に、光スイッチ自体の厚みが小
さくなるので、装置全体が小型、軽量になる。さらに、
通信需要の増大に伴い、光ケーブルの心線数は増加の一
途にあるが、本実施例に係る光スイッチによると、ガイ
ド溝間の全てを光ファイバ固定部として利用でき、心線
数を増加することが容易である。

【００２４】さらに、本実施例に係る光スイッチでは、
軽量になっている分、衝撃力が小さく、さらに、衝撃力
が発生する位置の両側は面接触で接着剤により強固に固
着されているので、耐衝撃性が高く、接着剤の剥れが起
こりにくい。したがって、長期的な信頼性が向上する。

【００２５】なお、ガイドピン６、７がガイド溝８ｂ、
９ｂと接触する際、多少、ガイド溝８ｂ、９ｂの横位置
のズレ（光ファイバの配列方向における位置ズレ）が生
じても、特性に影響を与えないことが確認されており、
位置決め溝、位置決めピンがないことによる実質的な支
障は生じない。

【００２６】次に、前述した光スイッチの製造方法の一
例を図４および図５を参照して説明する。図４および図
５は、実施例に係る光スイッチの製造方法を示す工程図
である。

【００２７】まず、第１工程で、シリコン単結晶などの
平板１９に第１溝、第２溝を形成する為に、平板１９の
平面部に第１のＶ形溝（第１溝）１９ａを形成し、この
第１のＶ形溝１９ａの両側に一対の第２のＶ形溝（第２
溝）１９ｂを形成する（図４（ａ））。これらのＶ形溝
１９ａ、１９ｂは、いずれも、平板１９の基準面からの
測定値に基づき、平行に、先端がＶ形状のダイヤモンド
ブレード２０によって順次形成される。なお、これらＶ
形溝の形成順は逆であってもよい。

【００２８】第２の工程では、Ｖ溝が形成された平板１
９を長手方向と直交する方向で２つ（１９Ａ、１９Ｂ）
に分断する（同図（ｂ））。次に、２つに分断されたそ
れぞれの平板１９Ａ、１９Ｂの第１のＶ形溝１９ａの底
部にテープ状光ファイバ心線１０、１１から供給された
光ファイバ１０ａ、１１ａを配置し、接着剤で固着する
（図５（ｃ））。前述したように、Ｖ形溝１９ａは光フ
ァイバ１０ａ、１１ａの外径より深いので、表面に凹凸
は生じない。次に、分断された平板１９Ａ、１９Ｂの基
準面に沿って重ね合わせ、それぞれのＶ形溝１９ａ、１
９ｂを一致させる。この場合、平板１９に対し、Ｖ形溝
１９ａ、１９ｂは基準面に対して精度良く位置決めがな
されているので、２つの平板１９Ａ、１９Ｂを重ねるこ
とにより、完全な四角形状の隙間Ａが形成される（同図
（ｄ））。最後に、ガイドピン６、７を隙間Ａに挿入
し、ブロック体で固定する。

【００２９】このように、本実施例に係る製造方法によ
ると、位置決め溝を形成しないので、溝形成に伴う作業
および溝に位置決めピンを係合させる作業がなく、工程
数が減少し、作業性が良くなる。

【００３０】最後に、本実施例に係る光スイッチと従来
の光スイッチを比較した位置決め精度および結合強度に
関する実験結果を説明する。

【００３１】位置決め精度に関する実験は、位置決めピ
ンを持たない本実施例に係る光スイッチと位置決めピン
を持つ従来の光スイッチをそれぞれ２０個ずつ試作し、
並置された１対の光ファイバに対する切替損失値を順番
に測定した。その結果、本実施例に係る光スイッチによ
ると、一方の光ファイバに接続した時の平均切替損失値
が０．３２ｄＢ、他方の光ファイバに切り替えた時の平
均切替損失値が０．４０ｄＢであった。一方、従来の光
スイッチによると、一方の光ファイバに接続した時の平
均切替損失値が０．３８ｄＢ、他方の光ファイバに切り
替えた時の平均切替損失値が０．３３ｄＢであった。

【００３２】また、結合強度に関する実験は、肉厚１．
１ｍｍのシリコンチップを用いて、位置決めピンを持た
ない本実施例に係る光スイッチと位置決めピンを持つ従
来の光スイッチを作製し、それぞれのガイド溝に外径
０．７ｍｍ、長さ１１．０ｍｍの試験ピンの一端部を
５．０ｍｍだけガイド溝に挿入させ、試験ピンの他端部
に荷重を付加することにより、ガイド溝が破壊される強
度をそれぞれ測定した。その結果、本実施例に係る光ス
イッチでは破壊荷重が１．５８ｋｇであったが、従来の
光スイッチでは破壊荷重が０．５５ｋｇであった。

【００３３】以上の実験から、位置決めピンを持たない
本実施例に係る光スイッチと位置決めピンを持つ従来の
光スイッチを比較した場合、少なくとも位置決め精度お
よび結合強度に関しては実用上、支障がないことが確認
された。

【００３４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の態
様が可能である。したがって、上記実施例において説明
の便宜上、光ファイバ接続部材として平板、溝としてＶ
形、固着手段として接着剤を一例として使用している
が、これらに限定されるものではない。例えば、光ファ
イバ接続部材を固着する方法としては、接着固定の他、
シリコン部材の結合表面を活性化し、これを高温加熱す
ることにより固着する分子間結合法を用いてもよい。ま
た、クリップなどの金属製保持部材により固定してもよ
い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では第１光
ファイバ接続部材と第２光ファイバ接続部材が密着する
構造を採用することにより、スイッチングの高速性及び
光スイッチの小型化を図ることができる。

【００３６】また、部品点数が減少するので全体的に軽
くなり、その分、スイッチングの度に発生する衝撃力を
小さくすることができる。

【００３７】さらに、衝撃が発生する箇所の両側が面接
触で固着されているので、２つの光ファイバ接続部材の
固着力は強化される。したがって、ガイド溝の移動に伴
う衝撃に対する耐衝撃性が一段と高まり、光スイッチと
しての長期的な信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る光スイッチの光結合面を
示す図である。

【図２】本発明の実施例に係る光スイッチの光結合面を
ガイドピンがない状態で拡大して示す図である。

【図３】本発明の実施例に係る光スイッチの使用状態を
示す斜視図である。

【図４】本発明の実施例に係る光スイッチの製造工程
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を示す斜視図である。

【図５】本発明の実施例に係る光スイッチの製造工程
（ｄ）、（ｅ）を示す斜視図である。

【符号の説明】

６、７…ガイドピン、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、１７…テープ
状光ファイバ心線、１４、１５…ブロック体、１６…接
着剤、１９…平板、２０…ダイヤモンドブレード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池ヶ谷 一雄 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 清水 正利 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小林 英夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一の光ファイバを埋設する第１ファイバ
   固定溝、および前記第１ファイバ固定溝の少なくとも両
   側に形成された第１ガイド溝を備えた第１光ファイバ接
   続部材と、 他の光ファイバを埋設する第２ファイバ固定溝、および
   前記第２ファイバ固定溝の少なくとも両側に形成された
   第２ガイド溝を備え、前記第１光ファイバ接続部材と対
   面した状態で配置される第２光ファイバ接続部材と、 前記第１ガイド溝及び前記第２ガイド溝の両側に形成さ
   れた間隙に充填され前記第１光ファイバ接続部材及び前
   記第２光ファイバ接続部材を固着する接着部材と、 前記第１ガイド溝及び前記第２ガイド溝により形成され
   た隙間に、前記一の光ファイバ及び前記他の光ファイバ
   間の切替方向に沿って移動自在に挿入されるガイドピン
   とを含み、 前記ガイドピンの移動量が、前記一の光ファイバ及び前
   記他の光ファイバの配置間隔に等しいことを特徴とする
   光スイッチ。
2. 【請求項２】 前記第１ファイバ固定溝および前記第２
   ファイバ固定溝は、前記光ファイバの一部が前記第１光
   ファイバ接続部材および前記第２光ファイバ接続部材の
   表面から突出しない深さで形成されたＶ溝であることを
   特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
3. 【請求項３】 光ファイバを固定する第１溝および前記
   第１溝の両側に位置する第２溝を平板に形成する第１の
   工程と、 前記第１溝の長手方向に対し直交する方向で前記平板を
   ２つに分断する第２の工程と、 前記分断された一方の平板の第１溝内に光ファイバを固
   定すると共に、他方の平板の第１溝内に光ファイバを固
   定する第３の工程と、 前記一方の平板と前記他方の平板を重ね合わせ、前記第
   ２溝の両側を固着する第４の工程とを含んで構成される
   光スイッチの製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１溝は、前記光ファイバの一部が
   前記平板の表面から突出しない深さで形成されたＶ溝で
   あることを特徴とする請求項３記載の光スイッチの製造
   方法。