JPH0675177A

JPH0675177A - 光スイッチ

Info

Publication number: JPH0675177A
Application number: JP22605992A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Yokomachi; 之裕横町; Kazuto Saito; 和人斉藤; Nobuo Tomita; 信夫富田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1992-08-25
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡潔であり、装置を小型化できるとと
もに信頼性の高い光スイッチを提供すること。【構成】１本側の光ファイバ１と光ファイバアレイ２
ａの複数本の光ファイバ２を光ファイバアレイチップ２
２のＶ溝２３に嵌合する。光ファイバ２の端面は光ファ
イバアレイチップ２２の端面とほぼ同一面に設けられて
いる。１本側の光ファイバ１と光ファイバアレイチップ
２２とが光ファイバアレイ２ａの配列平面内で相対的に
移動することで光路の切り替えが行なわれる。光ファイ
バ１の保持体２１は、双安定ソレノイド２５の２つのコ
イル２８ａ、２８ｂと永久磁石２９によって形成される
２つの閉ループ磁界作用で移動する駆動体３２に支持さ
れている。また、光ファイバアレイチップ２２は双安定
ソレノイド２６の２つのコイル３８ａ、３８ｂと永久磁
石３９によって形成される２つの閉ループの磁界の作用
で移動する駆動体４２に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械式の光スイッチに
関する。

【０００２】

【従来の技術】光スイッチは、光路を時間的または空間
的に切り替えるための光デバイスであり、光通信、光情
報処理、光応用計測等の技術分野で広く使用され、端末
装置や光ファイバケーブルの切り替えなどのために不可
欠な、最も重要な回路部品の一つである。

【０００３】光スイッチを用途別に分けると、１×１光
スイッチ、１×２光スイッチ、Ｍ×Ｎ光マトリックスス
イッチなどがあり、また構造的に分けると機械式光スイ
ッチと非機械式光スイッチとがある。

【０００４】本発明は、上記の光スイッチのうち、機械
式スイッチに係り、かつ１×２ⁿ光スイッチを構成する
のに適した光スイッチに関するものである。この光スイ
ッチの従来技術としては、例えば図２７，図２８に示す
ものが知られている。

【０００５】図２７の光スイッチでは、１本の光ファイ
バ１と、多心の光ファイバ２が支持体２ｂによって同一
平面に配列された光ファイバアレイ２ａとが対向して設
けられており、１本の光ファイバ１を駆動モータ３によ
り移動させて、この１本の光ファイバ１の光路を複数の
光ファイバ２の任意の１本へ切り替えるように構成され
ている。なお、図２７において、駆動モータ３と平行に
例えばエンコーダなどを用いた回転数検出センサ４が設
けられており、モータ３の出力プーリ５と回転数検出セ
ンサ４の入力プーリ６との間にタイミングベルト７が掛
け渡されており、このタイミングベルト７の凹凸部７ａ
に１本側の光ファイバ１の保持体８の凹凸部８ａが係合
している。そしてタイミングベルト７が一定の範囲で往
復移動することにより、１本の光ファイバ１が多心側の
光ファイバアレイ２ａの配列平面に沿って移動し、光路
を切り替えるとともにその位置を回転数検出センサ４で
検出している。

【０００６】図２８に示す光スイッチでは、回転保持体
９の周縁部に保持された１本の光ファイバ１と、円柱状
保持体１０の周縁部に等間隔で保持された多心側の光フ
ァイバ２とが対向配設されており、回転保持体９をモー
タ１１で駆動させて、１本の光ファイバ１の光路を複数
の光ファイバ２の任意の１本へ切り替えるように構成さ
れている。なお、図２８において、回転保持体９と円柱
状保持体１０は同軸上に設けられており、回転数検出セ
ンサ１４の入力軸１４ａが回転保持体９の軸心部に挿入
されている。また、駆動モータ１１の出力プーリ１２と
入力軸１４ａに設けられた回転数検出センサ１４の入力
プーリ１５との間にタイミングベルト１６が掛け渡され
ている。したがって、モータ１１の駆動により、タイミ
ングベルト１６が一定の範囲で往復移動することによ
り、回転保持体９が回転し、上述の光路の切り替えが行
われる。

【０００７】図２９に示す光スイッチでは、１本側の光
ファイバ１と複数本の光ファイバ２を接続する光分岐路
１７が可動光ファイバ１８によって切り替えられる光ス
イッチ単体１９を複数段接続して構成されている。そし
て、可動光ファイバ１８の周囲にソレノイド（図示せ
ず）が配設されており、可動ファイバ１８の側面に設け
られた磁性体（図示せず）を吸引することにより光路が
切り替えられるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図２７，図２８などに
示すモータと回転数検出用のセンサを組み合わせた方式
の光スイッチでは、高精度の位置決めが要求されるの
で、光ファイバのサイズに比べてモータやセンサのサイ
ズが大きくなる。このため光スイッチの大きさがモー
タ、センサの大きさで制限され小型化が難しいという問
題があった。

【０００９】また、図２９に示す１×２光スイッチ単体
を多段に組み合わせた方式では、個々の光スイッチ単体
の大きさは小さいにも拘らず、多段に組み合わせること
で、光ファイバの曲げ箇所が多数発生し、この曲げを大
きくし過ぎると光ファイバ中を伝播する光の損失が増大
するので、全体寸法をそれほど小さくすることができな
いという問題があった。

【００１０】このように従来の機械式光スイッチはいず
れも構造上小型化が難しいという欠点があった。なお、
機械式１×２スイッチの代りに、ＬｉＮｂＯ₃等の材料
を用いた導波路型光スイッチもあるが、この方式では外
部からの電力供給がない状態では安定して保持できず、
信頼性に問題があった。

【００１１】ところで、１本側の光ファイバと光ファイ
バアレイの複数本の光ファイバを、Ｖ溝のテーパを利用
して、このＶ溝内でＶ接により接続することができれ
ば、駆動装置の側はそれほど高精度でなくても低接続損
失で光結合することが可能である。しかし、従来の機械
式光スイッチでＶ溝内での接続をおこなうと光路切り替
えに際してＶ溝から光ファイバを離脱させる機構が著る
しく複雑となる問題があった。

【００１２】本発明者は機械式の光スイッチを改良すべ
く研究した結果、光路を切り替えるための光ファイバの
駆動手段として双安定性ソレソイドに着目した。この双
安定ソレノイドは光ファイバを支持する駆動体を所定の
ストローク移動させるに適した構造であり、この移動ス
トロークを光ファイバアレイの各光ファイバの間隔と等
しく設けることにより、光路の確実な切り替えが可能と
なり、小型でしかも簡潔な光スイッチを実現できる。よ
って、本発明は、このような改良された光スイッチを提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光スイッチ
は１本側の光ファイバの端面と、複数本の光ファイバを
同一平面に等間隔Ｐで配列してなる光ファイバアレイの
端面とを選択的に突き合わせて光結合する光スイッチに
おいて、上記１本側の光ファイバと前記光ファイバアレ
イの両者または一方が、双安定ソレノイドにより上記等
間隔Ｐの整数倍のストロークで往復移動する駆動体に保
持された構成を特徴とする。

【００１４】上記光ファイバアレイの各光ファイバ端面
は、上記駆動体の端面と略面一に設け、この駆動体の上
記１本の光ファイバの駆動体は、各双安定ソレノイドに
より上記光ファイバアレイの配置された平面内で、各光
ファイバ端面が平行を保って移動自在に設けるとよい。

【００１５】本発明は、１本側の光ファイバの端面と、
複数本の光ファイバを同一平面に等間隔Ｐで配列してな
る光ファイバアレイの端面とを選択的に突き合わせて光
結合する光スイッチにおいて、上記１本側の光ファイバ
は、上記光ファイバアレイを保持する光ファイバアレイ
チップの斜め前方から伸長しており、この光ファイバア
レイチップに形成されたＶ溝の長手方向の途中におい
て、上記Ｖ溝に配列された上記光ファイバアレイと光結
合するように構成され、上記１本側の光ファイバと上記
光ファイバアレイチップの両者または一方は、双安定ソ
レノイドにより上記間隔Ｐの整数倍のストロークで上記
光ファイバアレイの配列平面内で、各光ファイバの端面
と平行に往復移動する駆動体に保持され、かつ１本側の
光ファイバは回転駆動手段により１つの支点を中心に前
記光ファイバアレイの配列平面と垂直な平面で回転可能
に保持された構成を特徴とする。

【００１６】上記１本の光ファイバを光ファイバアレイ
の配列平面と垂直な平面で回転させる手段に代えて、ま
たはこの手段に加えて上記光ファイバアレイの駆動体を
昇降手段により昇降自在に構成するとよい。

【００１７】また、上記光ファイバアレイチップをその
Ｖ溝が対向するようにして２組配置することにより、上
記Ｖ溝に嵌合された光ファイバアレイが所定の間隔をお
いて配列されるように構成し、１本側の光ファイバの回
転駆動手段を、光ファイバを上記Ｖ溝内で光ファイバア
レイの端面と光結合した安定位置と、上記Ｖ溝から離脱
させた中立位置に移動させる双安定ソレノイドによって
構成するとよい。

【００１８】

【作用】本発明の光スイッチによると、双安定ソレノイ
ドを励磁しまた消磁することにより、磁力が駆動体に作
用して、この駆動体が複数の光ファイバの間隔Ｐと等し
いストロークＳだけ往復移動し、上記駆動体に支持され
る光ファイバと、光ファイバアレイの両者または一方が
相対的に移動して光路の切り替えが行なわれる。しか
も、双安定ソレノイドであるから無電力自己保持が可能
であり、停電時などに拘わらず光路の接続は維持され
る。

【００１９】

【実施例】以下本発明の第１〜第４の実施例を図を参照
して説明する。なお、従来例と同一要素には同一符号を
付して説明する。

【００２０】図１、図２は第１実施例として、１×２ⁿ
（１×４）光スイッチを示し、図１は斜視図、図２は図
１の一部を省略して示す横断平面説明図である。各図に
おいて、１本側の光ファイバ１は外被１ａで被覆されて
おり、保持体２１に保持されている。一方、光ファイバ
アレイ２ａを構成する複数本の光フアイバ２は、例え
ば、Ｓｉ材により形成される光ファイバアレイチップ２
２の上面に削設さたＶ溝２３に嵌合され、同一平面内に
等間隔Ｐをおいて配列されている。この複数本の光ファ
イバ２の各端面は光ファイバアレイチップ２２の端面と
略揃えてＶ溝２３内に配置されており、各光ファイバ２
の上面は押さえ板２４で押されられている。

【００２１】上記の光スイッチでは、一本の光ファイバ
１と複数本の光ファイバ２のいずれか一方、または両方
が複数本の光ファイバ２が配列された平面内で、かつ各
光ファイバ１、２の端面が平行に移動することによって
光路の切り替えが行なわれる。その移動手段として第１
実施例では１本側の光ファイバ１と光ファイバアレイ２
ａのそれぞれが双安定ソレノイド２５、２６により可動
的に支持されている。

【００２２】１本側の光ファイバ１を支持する双安定ソ
レノイド２５はほぼコ字形のコア２７と、コア２７の両
腕部２７ａ、２７ａにそれぞれ巻回された第１、第２コ
イル２８ａ、２８ｂと、第１、第２コイル２８ａ、２８
ｂの間に位置するようコア２７に設けられた永久磁石２
９とから構成されている。

【００２３】また、コア２７の両腕２７ａ、２７ａには
それぞれ２つの軸孔３０、３１が貫通しており、両腕２
７ａ、２７ａの間に可動的に配設される駆動体３２を貫
通する第１と第２の支軸３３、３４が上記軸孔３０、３
１に可動的に挿入されている。また、第１の支軸３３を
挿入する軸孔３０内にはめねじが刻設されており、この
めねじにストローク調整ねじ３５螺合されており、第１
の支軸３３の軸線方向に沿うストロークＳを調整できる
構成とされている。駆動体３２は、コイル２８ａ，２８
ｂ及び永久磁石２９の磁石が作用するよう磁性体によっ
て構成されており、この駆動体３２に光ファイバ１の保
持体２１が保持されている（図２では保持体２１を省略
して示す）。

【００２４】したがって、駆動体３２は、第１または第
２コイル２８ａ，２８ｂと永久磁石２９によって形成さ
れる２つの閉ループ磁界により両腕２７ａ，２７ａ内を
往復移動する。また、励磁された各コイルが消磁して
も、永久磁石２９と各コア２７の腕により形成される閉
ループ磁界により、駆動体３２は移動した側に保持され
る。

【００２５】光ファイバアレイ２ａの双安定ソレノイド
２６による支持構造も、上記１本側の光ファイバ１の支
持構造と同様に構成されている。すなわち、双安定ソレ
ノイド２５は、ほぼコ字形のコア３７と、コア３７の両
腕３７ａ，３７ａにそれぞれ巻回された、第１、第２コ
イル３８ａ，３８ｂと、第１、第２コイル３８ａ，３８
ｂの間に位置するようコア３７に設けられた永久磁石３
９とから構成されている。

【００２６】また、コア３７の両腕３７ａ，３７ｂにそ
れぞれ２つの軸孔４１が貫通しており、両腕３７ａ，３
７ａの間に可動的に配設される駆動体４２を貫通する第
１と第２の支軸４３，４４が上記軸孔４０，４１に可動
的に挿入されている。また、第１の支軸４３を挿入する
軸孔４０内にはめねじが刻設されており、このめねじに
ストローク調整ねじ４５が螺着されていて、第１の支軸
４３の軸線方向に沿うストロークＳを調整できる構成と
されている。駆動体４２は、コイル３８ａ，３８ｂおよ
び永久磁石３９の磁力が作用するよう磁性体によって構
成されており、この駆動体４２に光ファイバアレイチッ
プ２２が保持されている（図２では光ファイバアレイチ
ップ２２を省略して示す）。

【００２７】したがって、駆動体４２は、第１または第
２コイル３８ａ，３８ｂと永久磁石３９によって形成さ
れる２つの閉ループ磁界で両腕３７ａ，３７ａ内を往復
移動する。そして、駆動体４２は励磁された各コイルを
消磁しても、永久磁石３９と各腕により形成される閉ル
ープ磁界により、移動した側に保持させる。

【００２８】第１実施例の１×２ⁿ（ｎ＝２）光スイッ
チにおいて、光ファイバアレイ２ａの複数本の光ファイ
バ２の等間隔Ｐは０．２５ｍｍに設けられている。ま
た、支軸３３の端部と調整ねじ３５によって決る１本側
の光ファイバ１の駆動体３２の移動ストロークＳは、光
ファイバアレイ２ａの各光ファイバ２の等間隔Ｐと等し
く０．２５ｍｍに設けられている。また、支軸４３の端
部と調整ねじ４５によって決る光ファイバアレイ２ａの
駆動体４２の移動ストロークＳは、光ファイバアレイ２
ａの各光ファイバ２の等間隔Ｐの２倍の０．５ｍｍに設
けられている。

【００２９】したがって、第１実施例の１×４光スイッ
チにおいて、１本側の光ファイバ１が等間隔Ｐに対し１
Ｐのストローク移動し、光ファイバアレイ２ａが間隔Ｐ
に対し２Ｐ移動することにより、４通りの各光路の切り
替えが可能である。

【００３０】第１実施例の場合、光ファイバアレイ２ａ
の各光ファイバ端面が光ファイバアレイチップ２２の端
面と略面一に設けられているから、第１光ファイバ１と
光ファイバアレイ２ａとは同一平面内を相対的に平行移
動することで光路の切り替えが可能である。

【００３１】つぎに、図３〜図１５によって第２実施例
を説明する。この第２実施例も、第１実施例と同様に１
×２ⁿ（ｎ＝２）光スイッチであり光ファイバアレイ２
ａの各光ファイバ２の間隔Ｐは０．２５ｍｍ、１本側の
光ファイバ１の移動ストロークＳは０．２５ｍｍ、光フ
ァイバアレイチップ２２の移動ストロークＳは０．５ｍ
ｍに設定されている。

【００３２】第２実施例が第１実施例と相異する点は、
１本側の光ファイバ１の先端が、光ファイバアレイチッ
プ２２の前方斜め上方から伸長しており、Ｖ溝２３の長
手方向の中間部位で光ファイバアレイ２ａの端部と光結
合していることである。したがって、第２実施例の光ス
イッチでは、光路を切り替える場合、１本側の光ファイ
バ１と、光ファイバアレイ２ａとは同一平面内で相対移
動するだけでなく、光ファイバ１の先端部がＶ溝２３の
山をスムーズに乗り越えて隣りのＶ溝２３に移動するた
めの手段が必要である。

【００３３】そのため、第２実施例の光スイッチでは１
本側の光ファイバ１は、第１の双安定ソレノイド４９に
より第１実施例と同様に光ファバアレイ２ａの各光ファ
イバ配列面と同一平面内を移動自在に支持されていると
ともに、第２の双安定ソレノイド５４により光ファイバ
アレイ２ａの光ファイバ配列面と垂直な平面内で１つの
支点を中心に回転自在に支持されている。

【００３４】具体的に説明すると、第１と第２の双安定
ソレノイド４９，５４のコ字形のコア５０，５５は十字
状に交差して配設され、各コア５０，５５の両腕５０
ａ，５０ａ，５５ａ，５５ａは上向きに設けられ、永久
磁石５６は各コア５０，５５の交差部に配設されてい
る。そして、各コア５０，５５の両腕５０ａ，５０ａ，
５５ａ，５５ａに各コイル５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５
８ｂが巻装されている。

【００３５】１本側の光フィアバ１の保持体４６は、こ
の保持体４６と直交する方向に配設される支持体４７に
より支持されており、支持体４７の両端から突出した支
軸４８が軸受５１の軸孔５２内に挿入されている。図
４、図６に示すように軸孔５２にはめねじが刻設されて
おり、この軸孔５２に螺合する調整ねじ５３により支持
体４７の移動ストロークＳが調整される。また軸受５１
はコア５０の両腕５０ａの先端に一体的に設けられてい
る。

【００３６】第２双安定ソレノイド５４のコア５５の両
腕５５ａ，５５ａに巻装されるコイル５８ａ，５８ｂ
は、１本側の光ファイバ１の保持体４６の前後方向にお
ける両端部に位置している。

【００３７】一方、光ファイバアレイ２ａにおいて、複
数本の光ファイバ２の端面が光ファイバアレイチップ２
２のＶ溝２３の長手方向の中間に位置して設けられてい
る点が第１実施例と相異するが、光ファイバアレイチッ
プ２２の支持構造は第１実施例と同様である。したがっ
て、第１実施例と共通する要素に共通の符号を付して重
複説明を省略する。

【００３８】この第２実施例では、光路の切り替えに際
してまず図５，図１０に示すように第２双安定ソレノイ
ド５４の２つのコイル５８ａ，５８ｂを同時に励磁して
１本側の光ファイバ１の保持体４６を中立位置に回転保
持させる。これにより上記光ファイバ１は光ファイバア
レイチップ２２のＶ溝２３の山から持上って離脱する。
つぎに、第１双安定ソレノイド４９のコイル５７ａ，５
７ｂの一方を励磁して第１実施例と同様、光ファイバ１
を光ファイバアレイ２２の配列平面内で移動させ次のＶ
溝２３の上方に位置させる。

【００３９】つづいて、第２双安定ソレノイド５４の保
持体４６の後端側のコイル５８ａを消磁し、前端側のコ
イル５８ｂのみを励磁する。それにより、光ファイバチ
ップ２２の斜め前方から伸長する１本側の光ファイバ１
は光路が切り替えられて次のＶ溝２３内に弾性時に嵌合
し、このＶ溝２３内で光ファイバアレイ２２の光ファイ
バ端面と光結合することができる。つづく光路の切り替
えに際しては、第２双安定ソレノイド５４の両コイル５
８ａ，５８ｂを同時に励磁して１本側の光ファイバ１を
Ｖ溝２３から離脱させ、つづいて上記と同様の操作を行
なうものである。

【００４０】第２実施例の場合、１本側の光ファイバ１
と光ファイバアレイ２ａの各光ファイバ２との位置決め
はＶ溝２３内でＶ接により行われるから第１双安定ソレ
ノイド４９のストローク精度は厳密である必要はない。

【００４１】また、１本側の光ファイバ１を回転させる
回転駆動手段（アクチュエータ）としては、双安定ソレ
ノイドに限る必要はなく、例えば、電圧のＯＮ，ＯＦＦ
により、変位量を調節できる圧電素子（図示せず）を用
いてもよい。

【００４２】また、第２実施例でも、第１と第２の双安
定ソレイノイド４９，５４が使用されているから、停電
によりコイル５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂへの通電
が停止したときも、永久磁石５６の閉ループ磁界により
保持体４６は移動した側に無電力で自己保持される。

【００４３】図１１〜図１５は第２実施例の１×４光ス
イッチにおける１本側の光ファイバ１と光ファイバアレ
イ２ａの各光ファイバ２との相対的移動による光路切り
替えの順を示している。

【００４４】今、図１１，図１２が光路の切り替え前の
状態として、１本側の光ファイバ１が対向する４本の光
ファイバ２のうちの一端の光ファイバ（２−Ａ）と光結
合しているとする。また、この場合、４本の光ファイバ
２の等間隔Ｐと１本側の光ファイバ１の移動ストローク
Ｓは等しく、４本側の光ファイバ２の移動ストロークＳ
₁はＰの２倍に設定されている。

【００４５】そして、図１４のように１本側の光ファイ
バ１が１点を支点として回転し光ファイバアレイチップ
２２のＶ溝２３から離脱した後、図１１、図１３、図１
５に示すように１本側の光ファイバ１と４本の光ファイ
バ２が相対的に所定ストローク移動することにより、１
本の光ファイバ１と４本の光ファイバ２との光路の切り
替えを行なうことができる。．つぎに、第３実施例を図
１６〜図１８を参照して説明する。本実施例の光スイッ
チでは、光ファイバアレイ２ａを昇降手段により昇降自
在に支持している点が第２実施例と相異し、その他の点
は第２実施例と同じである。したがって、第２実施例と
共通する要素には共通の符号付して説明を省略し、相異
する点のみをつぎに説明する。

【００４６】第３実施例では、図１６に示すように、双
安定ソレノイド２６と、光ファイバアレイチップ２２と
その駆動体４２が昇降可能な支持台６０に搭載されてい
る。また、図１７に示すように、支持台６０は昇降ロッ
ド６１の上端に取付けられており、この昇降ロッド６１
の下部に設けられた駆動体６２が昇降用の双安定ソレノ
イド６３により昇降自在に設けられている。昇降ロッド
６１は固定板６４の孔６５を挿通しており、支持台６０
は固定板６４の上側に位置している。

【００４７】昇降用の双安定ソレノイド６３は、今まで
に説明した双安定ソレノイドとほぼ同じ構成で、コ字形
のコア６６の両腕６６ａ，６６ａにコイル６７，６７ｂ
が巻装され、各コイル６７ａ，６７ｂの中間に永久磁石
６８を配設して構成されている。コア６６の両腕６６
ａ、６６ａは上下に位置するように設けられており、昇
降ロッド６１の下部は、両腕６６ａ、６６ａの先端に設
けられた軸孔６９、７０に挿入されている。下方の軸孔
７０にはめねじが刻設されており、このめねじに螺合し
たストローク調整ねじ７１により昇降ロッド６１の下動
が規制されている。また、駆動体６２はコア６６の両腕
６６ａ、６６ａの間を移動可能に昇降ロッド６１に取り
付けられている。

【００４８】したがって、昇降用の双安定ソレイノイド
６３の２つのコイル６７ａ、６７ｂを交互に励磁するこ
とにより、駆動体６２と昇降ロッド６１を介して支持台
６０に支持された光ファイバアレイチップ２２を昇降さ
せることができる。それにより、図１７に示すように光
ファイバアレイチップ２２のＶ溝２３内で１本側の光フ
ァイバ１と光ファイバアレイ２ａとをＶ接により光結合
し、また図１８に示すように光路の切り替えのため１本
側の光ファイバ１をＶ溝２３から離脱させることができ
る。

【００４９】この昇降用の双安定ソレノイド６３を設け
る場合は、１本側の光ファイバ回転用の双安定ソレノイ
ド５４は省略できるが両者を併用することは構わない。
また、昇降手段として双安定ソレノイド６３以外の手段
を用いることもできる（但し、図示せず）。

【００５０】つぎに、第４実施例を図１９〜図２３を参
照して説明する。第４実施例は、１×２^n-1（ｎ＝３）
の２組の光ファイバを組合わせた光スイッチを示してい
る。この光スイッチでは、光ファイバアレイ２ａ側にお
いて、等間隔Ｐで平行な２^n-1本のＶ溝２３がそれぞれ
研削加工された２組の光ファイバアレイチップ２２が、
各Ｖ溝２３、２３が向き合うようにして、所定の間隔を
おいて平行に配設されている。そして、上記のＶ溝２３
に複数本の光ファイバ２が嵌合され、この光ファイバ２
の端面がＶ溝２３の長手方向中程に位置するように設け
られている。

【００５１】一方、１本側の光ファイバ１は上記Ｖ溝２
３が対向する光ファイバアレイチップ２２、２２の前方
斜め上方から伸びてその内部に進入しており、Ｖ溝２３
内で対向する複数本の光ファイバ２の端面と光結合す
る。

【００５２】この第４実施例の光スイッチにおいて、上
記の構成、が第３実施例と相異し、１本側の光ファイバ
１と複数本側の光ファイバ２のそれぞれの支持構造は第
３実施例と同様であるので、同一要素に同一符号を付し
て説明を省略する。

【００５３】また、この第４実施例では、光路の切り替
えの際、１本側の光ファイバ１は、Ｖ溝２３が対向する
光ファイバアレイチップ２２、２２内の中立に位置して
いる必要があり、上下いずれかに片寄りすぎると、対向
する上下のＶ溝２２、２２のいずれかに嵌り込み、スム
ーズな光路切り替えが困難となる。このため、第４実施
例の光スイッチでは最も容易かつ確実に光ファイバ１の
中立状態を実現させる手段として必ず第２の双安定ソレ
ノイド５４が使用される。

【００５４】本発明者は上記の１×８光スイッチを試作
した。この場合、光ファイバアレイ２ａの光ファイバの
等間隔Ｐは０．２５ｍｍ、１本側の光ファイバ１のスト
ロークＳは０．２５ｍｍ、光ファイバアレイ２ａのスト
ロークＳ₁は０．５ｍｍに設定した。

【００５５】そして、各双安定ソレノイド４９、５４、
２６をＯＮ、ＯＦＦして光路の切り替えを行ったとこ
ろ、８箇所の接続損失は平均０．４５ｄＢ、切り替え接
続動作における接続損失の再現性は０．１ｄＢ以下、切
替差動時間０．１秒以下を達成することができた。ま
た、光スイッチの全体のサイズは、長さ４０ｍｍ×幅２
５ｍｍ×厚さ９ｍｍと極めて小さくすることができた。

【００５６】なお、光路の切替接続領域には、端面での
反射防止、および接続損失低減のための屈折率整合剤を
使用してもよい。

【００５７】つぎに、第５実施例を図２４〜図２６を参
照して説明する。本実施例の光スイッチでは、１本側の
光ファイバ１を回転させる手段としての双安定ソレノイ
ドの配設関係が第４実施例と相異している。つまり、第
５実施例では、第１の双安定ソレノイド７２と第２の双
安定ソレノイド７３が上下に配設されている。

【００５８】つまり、１本側の光ファイバ１が保持され
る保持体４６は、第１の双安定ソレノイド７２のコア７
４の両腕７４ａ、７４ａに取り付けた軸受５１、５１に
よって回転自在に、かつストローク調整ねじ５３を介し
て軸方向に所定のストローク移動可能に支持されてい
る。両腕７４ａ、７４ａにはコイル７５ａ、７５ｂが取
付けられており、中間に永久磁石７６が設けられてい
る。

【００５９】上記保持体４６から下方に揺動枠７７が垂
下しており、揺動枠７７の先端に吸引体７８が設けられ
ている。この吸引体７８は第２の双安定ソレイノイド７
３の対向するコア７９、７９の先端の間隔８１内に可動
的に配置されている。

【００６０】したがって、この第５実施例では第２の双
安定ソレノイド７３の２つのコイル８０ａ、８０ｂを交
互に励磁して吸引体７８を対をなすコア７９ａ、７９ａ
のいずれかの側に吸引することにより、１本の光ファイ
バ１を１つの支点を中心に光ファイバアレイ２ａの配列
平面と垂直な平面内で回転させてＶ溝２３から離脱さ
せ、またはＶ溝２３内で対向する光ファイバ２とＶ接す
ることができる。さらに、２つのコイル８０ａ、８０ｂ
を同時に励磁して中立状態を保つことができる。

【００６１】また、第１の双安定ソレノイド７２によ
り、１本側の光ファイバ１を光ファイバアレイ２ａの配
列平面に沿って移動させ、別のＶ溝２３に移動させるこ
とができる。

【００６２】上記のように、第５実施例によっても、第
４実施例と同様に１本側の光ファイバ１を動作させる２
つの双安定ソレノイド７２、７３と光ファイバアレイ２
ａを動作させる１つの双安定ソレノイド２６の組合わせ
で、Ｖ溝２３が対向配置された１×８光スイッチの光路
の切り替えを円滑に行なうことができる。

【００６３】なお、双安定ソレノイドを用いて上記以外
の支持構造により光ファイバを可動的に支持し、複数の
光路の切り替えを行なう光スイッチを構成してもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光スイッ
チによると、光ファイバを所定のストロークを往復移動
させる機械的手段として双安定ソレノイドを用い、この
双安定ソレノイドにより対向する各光ファイバを光ファ
イバアレイの複数本の光ファイバの等間隔Ｐと等いスト
ローク移動させて光路を切り替える構成としたので、従
来のモータやセンサ等を駆動手段として用いる光スイッ
チに比べて光スイッチを簡潔な構成とし、かつ小型化す
ることができる。

【００６５】また、本発明の光スイッチによると、光フ
ァイバは光ファイバアレイの各光ファイバの等間隔Ｐの
整数倍のストロークで移動する駆動体に支持させて、フ
ァイバの軸線と平行移動するから光接続部でファイバの
曲げは発生せず、接続損失の低下、装置の小型化を容易
に実現できる。さらに双安定ソレノイドは、それ自信無
電力保持が可能なので、停電などが発生しても影響を受
けず、信頼性も高い効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る光スイッチの斜視図である。

【図２】図１の一部を省略し、かつ一部を破断して示す
平面説明図である。

【図３】第２実施例に係る光スイッチの斜視図である。

【図４】図３の動作を示す平面説明図である。

【図５】図４の側方向の説明図である。

【図６】図３の１本側の光ファイバの支持構造を示す一
部破断説明図である。

【図７】図３の光ファイバアレイの支持構造を示す一部
破断説明図である。

【図８】１本側光ファイバの回転支持機構の説明図であ
る。

【図９】１本側光ファイバの回転支持機構の説明図であ
る。

【図１０】１本側の光ファイバの回転支持機構の説明図
である。

【図１１】図３の光スイッチの平面動作説明図である。

【図１２】図１１の側面説明図である。

【図１３】図３の光スイッチの平面動作説明図である。

【図１４】図１３の側面説明図である。

【図１５】図３の光スイッチの平面動作説明図である。

【図１６】第３実施例に係る光スイッチの斜視図であ
る。

【図１７】図１６の光スイッチにおける昇降手段の縦断
面説明図である。

【図１８】図１７の光ファイバアレイチップが下降した
状態の部分断面図である。

【図１９】第４実施例に係る光スイッチの斜視図であ
る。

【図２０】図１９の光スイッチの平面動作説明図であ
る。

【図２１】図２０の側面説明図である。

【図２２】図１９の光スイッチの平面動作説明図であ
る。

【図２３】図２２の側面説明図である。

【図２４】第５実施例に係る光スイッチの斜視図であ
る。

【図２５】図２４の揺動枠の動作説明図である。

【図２６】図２４の光スイッチの１本側の光ファイバの
回転変位の態様を示す説明図である。

【図２７】従来の機械式光スイッチの第１例の斜視図で
ある。

【図２８】従来の機械式光スイッチの第２例の斜視図で
ある。

【図２９】従来の機械式光スイッチの第３例の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…１本側の光ファイバ、２…複数側の光ファイバ、２
ａ…光ファイバアレイ、２１…保持体、２２…光ファイ
バアレイチップ、２３…溝、２５…双安定ソレノイド、
２６…双安定ソレノイド、２８ａ，２８ｂ…コイル、３
７…コア、３８ａ，３８ｂ…コイル、３９…永久磁石、
４９…第１双安定ソレノイド、５０…コア、５４…第２
双安定ソレノイド、５５…コア、５６…永久磁石、５７
ａ，５７ｂ…コイル、５８ａ，５８ｂ…コイル、６０…
支持台、６１…昇降ロッド、６３…双安定ソレノイド、
６６…コア、６７ａ，６７ｂ…コイル、６８…永久磁
石、７２…第１双安定ソレノイド、７３…第２双安定ソ
レイノイド、７４…コア、７５…コイル、７６…永久磁
石、７７…揺動体、７８…吸引体、７９…コア、８０
ａ，８０ｂ…コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富田信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

【特許請求の範囲】

【請求項１】１本側の光ファイバの端面と、複数本の
光ファイバを同一平面に等間隔Ｐで配列してなる光ファ
イバアレイの端面とを選択的に突き合わせて光結合する
光スイッチにおいて、前記１本側の光ファイバと前記光ファイバアレイの両者
または一方が、双安定ソレノイドにより前記等間隔Ｐの
整数倍のストロークで往復移動する駆動体に保持された
構成を特徴とする光スイッチ。
【請求項２】前記光ファイバアレイの各ファイバ端面
は、前記駆動体に支持される光ファイバアレイチップの
端面と略面一に設けられており、この光ファイバアレイ
チップと、前記１本側の光ファイバは前記光ファイバア
レイの配置された平面内で、各光ファイバ端面が平行を
保って移動自在に前記各双安定ソレノイドの駆動体に保
持されている請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】１本側の光ファイバの端面と、複数本の
光ファイバを同一平面に等間隔Ｐで配列してなる光ファ
イバアレイの端面とを選択的に突き合わせて光結合する
光スイッチにおいて、前記１本側の光ファイバは、前記光ファイバアレイを保
持する光ファイバアレイチップの斜め前方から伸長して
おり、この光ファイバアレイチップに形成されたＶ溝の
長手方向の途中において、前記Ｖ溝に配列された前記光
ファイバアレイと光結合するように構成され、前記１本
側の光ファイバと前記光ファイバアレイチップの両者ま
たは一方は、双安定ソレノイドにより前記等間隔Ｐの整
数倍のストロークで前記光ファイバアレイの配列平面内
で、各光ファイバの端面と平行に往復移動する駆動体に
保持され、かつ前記１本側の光ファイバは回転駆動手段
により１つの支点を中心に前記光ファイバアレイの配列
平面と垂直な平面で回転可能に保持された構成を特徴す
る光スイッチ。
【請求項４】請求項３に記載の１本側の光ファイバを
光ファイバアレイの回転駆動手段に代えて、またはこの
回転駆動手段に加えて前記光ファイバアレイの駆動体を
昇降手段により昇降自在に支持してなる光スイッチ。
【請求項５】前記光ファイバアレイチップを、そのＶ
溝が対向するようにして２組配置することにより、各Ｖ
溝に嵌合された２組の光ファイバアレイが所定の間隔を
おいて平行に配列されており、１本側の光ファイバの前
記回転駆動手段を、この１本側の光ファイバが前記Ｖ溝
内で光ファイバアレイの端面と光結合した安定位置と、
前記Ｖ溝から離脱した中立位置に交互に移動させる双安
定ソレノイドによって構成したことを特徴とする請求項
３または４記載の光スイッチ。