JPH07296691A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】投光用光ファイバを通じて光スイッチに入光し
た光線束の拡散，系外への漏れを抑えて効率よく受光用
光ファイバへ伝達させる。 【構成】導光プリズム５の左右のコーナー部に球面から
なるコーナー反射面5cを形成するとともに、投光用, 受
光用光ファイバ３，４が挿入される光ファイバ挿入穴5a
の奥部底面に光ファイバ３，４の端面と僅かな間隔を隔
てて対面する凸レンズとしての集光レンズ5bを形成し、
該集光レンズ5bを介して入射される投光用光ファイバ３
の光線束９を遮光シャッタ８の出入する導光プリズム５
の空隙部5d内の一点に集束させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投光用光ファイバと受
光用光ファイバとの間に接続し、光ファイバ間の光伝達
路をアクチェータの操作で機械式に開閉して光信号をオ
ン，オフする光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記した光スイッチとして、端面を揃え
て光スイッチに接続した投光用光ファイバと受光用光フ
ァイバとの間にまたがるコ字形の光伝達路を形成した導
光部材としてのプリズムと、該導光プリズムの光路中央
部に切欠き形成した空隙部に対し、アクチェータ操作に
より前記空隙部内に出入してプリズムの光伝達路を開閉
する遮光シャッタとをスイッチケースのハウジング内に
組み込んで構成した光スイッチが実開昭６０−４２２２
２号公報などで既に公知である。

【０００３】ここで、前記の光スイッチにおける導光プ
リズムは、投光用光ファイバを通じてプリズムに入光し
た光線束をコ字形に屈曲した光伝達路を経て受光用光フ
ァイバの端面に導くものであり、投光，受光用光ファイ
バの端面に対面する入射，出射端面と、二つのコーナー
反射面を有し、かつコーナー反射面の中間には遮光シャ
ッタの出入する空隙部が切欠き形成されている。

【０００４】かかる構成で、シャッタが前記空隙部の外
に後退位置していれば、導光プリズム内の光伝達路が開
放して光スイッチはオン状態となり、投光用光ファイバ
を通じて光スイッチに入光した光線束が導光プリズムを
経て受光用光ファイバに伝達される。これに対してアク
チェータ操作で遮光シャッタが先記の空隙部内に挿入さ
れると、導光プリズムの光伝達路が遮光されて光スイッ
チはオフの状態に切換わる。なお、受光用光ファイバに
伝達された光信号は受光素子を組み込んだ別な検出回路
で光電変換され、電気的なオン，オフ信号として出力さ
れる。

【０００５】ところで、光ファイバの端面から出射する
光線束は光軸に対して約６０度の角度に拡散する。そこ
で前記した実開昭６０−４２２２２号公報では、光伝達
経路から系外に漏れる光量損失を少なくして光スイッチ
のダイナミックレンジ，感度の改善を図ることを狙い
に、光スイッチ内部に組み込んだ導光プリズムについ
て、入光側，出光側の各コーナー反射面を球面となし、
投光用光ファイバを通じてプリズムに入光した光線束を
球面状のコーナー反射面に反射させてシャッタの出入す
る空隙部で平行な光線束となるようにある程度集束さ
せ、さらにこの平行光線束を反対側のコーナー反射面に
反射させて受光用光ファイバへ伝達するようにしたもの
が開示されている。

【０００６】また、光ファイバから出射した光線束の拡
散を抑え、少ない光量損失で投光用光ファイバから受光
用光ファイバへ光線束を伝達させる手段として、各コー
ナー反射面を斜め４５度の平坦な反射面とした導光プリ
ズムに、投光，受光用光ファイバの端面と対向する集光
レンズ（凸レンズ）を組合せた光伝送装置が実公昭６２
−３５２３７号公報で公知である。

【０００７】一方、この種の光スイッチについて、その
オン，オフのスイッチ動作状態を外部へ光で表示させる
ために、スイッチの内部に先記した投光，受光用光ファ
イバの他に、動作モニタ用として用いる第２の受光用光
ファイバを組み込み、該モニタ用の光ファイバを通じて
受光した光信号でスイッチの動作（オン，オフ）状態を
表示するようにした光スイッチが例えば特開昭５８−８
９７２７号公報，実開昭６０−１２２１７号公報などで
公知である。なお、前記の特開昭５８−８９７２７号公
報には、第２の受光用光ファイバを用いて光切換スイッ
チ機能を持たせるようにした点についても開示されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先記のよう
に光スイッチに組み込んだ導光プリズムについて、その
コーナー反射面を球面とする（実開昭６０−４２２２２
号公報）、また、平坦なコーナー反射面の導光プリズム
と集光レンズとを組合せる（実公昭６２−３５２３７号
公報）などの手段を採用することにより、コーナー反射
面を平坦反射面とした単純なプリズムと比べ光伝達率を
高めて光スイッチの動作特性をある程度改善できるもの
の、光スイッチのスイッチング操作面では次記のような
問題が残る。

【０００９】すなわち、上記した従来技術では、遮光シ
ャッタの出入するプリズムの空隙部に対してここを通る
光線束は、ある程度は集束されるが依然として空隙部内
で広範囲に分散している。このために、遮光シャッタの
出入操作で空隙部を通過する光線束を完全に遮光，透光
させるには、大きなシャッタの移動ストロークが必要と
なる。かかる点、従来技術（実開昭６０−４２２２２号
公報）では、シャッタの出入するプリズムの空隙部に対
しその入光側にスリット板を挿入して当該空隙部を通る
光線束を見掛け上で光軸に沿った狭い範囲に制限し、光
線束を完全遮光，透光されるに要するシャッタの移動ス
トロークが短くて済むような方法で対処している。しか
しながら、このようにスリット板を挿入すると投光用光
ファイバから出射した光線の大半はスリット板で遮られ
てしまって受光用光ファイバとの間の光伝達率が大幅に
低下するため、特に光ファイバの配線距離が長い光信号
回路ではスイッチング動作の的確な検出が困難となる。
また、前記のように空隙部にスリット板を挿入すると光
スイッチ内部の光学系が入光側と出光側とで対称となら
ず、スリット板の取付け位置により光スイッチの極性が
限定されるため、使用現場での光ファイバの配線面で不
便さが残る。

【００１０】なお、前記のようにプリズムの空隙部にス
リット板を設けてここを通る光線束の幅を絞る代わり
に、遮光シャッタにスナップアクティング機構を組合
せ、アクチェータの僅かな移動操作で大きなシャッタの
移動ストロークを得るようにした方式が実開昭６１−７
２１号公報に開示されている。しかしながら、光スイッ
チの内部にスナップアクティング機構を組み込んだ構成
では、スイッチの内部機構が複雑化してコストアップを
招くのみならず、スイッチング動作に伴うアクチェータ
とスナップアクティング機構との摺動，磨耗に起因して
生じる粉塵が導光部材などの光学系部品に付着して光量
損失を増すおそれがあり、その防塵対策が必要である。

【００１１】一方、光スイッチに対し、スイッチ動作の
表示機能，あるいはスイッチ内部に常開接点と常閉接点
を備えた在来の有接点式マイクロスイッチと同様な接点
切換機能を持たせるように、スイッチ内部に投光用光フ
ァイバと第１，および第２の受光用光ファイバを組み込
んだ光スイッチが、先述のように特開昭５８−８９７２
７号公報，あるいは実開昭６０−１２２１７号公報など
で既に公知となっている。

【００１２】しかし前記の特開昭５８−８９７２７号公
報に開示されている光スイッチの構成では、投光用光フ
ァイバと受光用光ファイバとの間にプリズムなどの導光
部材を使用せず、光ファイバの端面を直接ないし反射鏡
を介して向かい合うよう配置して投光用光ファイバと受
光用光ファイバとの間で光を伝達するようにしているた
めに、光伝達率が低く、かつスイッチの組立に際して各
光ファイバの相互間で位置合わせする調整が困難である
し、また、光ファイバの先端を所定の角度に折り曲げる
必要があり、このために光ファイバに無理な曲げ力が加
わって損傷を与えるおそれもある。

【００１３】また、実開昭６０−１２２１７号公報に開
示されている光スイッチの構成では、投光用光ファイバ
に結合したプリズムに対し、２本の受光用光ファイバに
個々に結合した各独立のプリズムが互いに斜めに向かい
合うように対向配置されているので、光ファイバ相互間
での光伝達率の低下が避けられないのみならず、スイッ
チ組立に際してプリズム相互間での位置合わせ調整も厄
介である。

【００１４】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あり、第１の目的は、投光用光ファイバを通じて光スイ
ッチに入光した光線束の拡散，系外への漏れを抑えて効
率よく受光用光ファイバへ伝達できるようにし、しかも
遮光シャッタが出入する導光部材の空隙部に対して光線
束を一点に集束させ、シャッタの僅かな移動ストローク
で光信号をオン，オフ制御できるようにするなど、スイ
ッチ動作特性の優れた光スイッチを提供することにあ
る。

【００１５】また、本発明の第２の目的は、第１の目的
と同様な優れたスイッチ動作特性と併せて、スイッチの
動作表示機能，ないし光切換スイッチ機能が得られるよ
うにした多機能の光スイッチを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による光スイッチは、前記した第１の目的に
対して、請求項１ないし請求項３のように、光の屈曲の
影響を受けることなくシャッタの出入する空隙部内で光
線束を一点に集束させるために、遮光シャッタの出入す
る空隙部との間の境界をなす導光プリズムの端面に、空
隙部内の光集束点を中心とする球面を形成するのがよ
く、また、請求項４のように、光学系内の迷光に起因す
るスイッチ動作特性の低下を防止するために、導光プリ
ズムの光伝達経路に沿った光透過面，反射面を除く面域
の表面を低反射率面となすのが好ましい。また、請求項
５のように、前記の導光プリズムに対する投光，受光用
光ファイバの接続位置を光学的な正しい位置に保持して
高い光伝達効率を安定確保するためには、使用状態で光
ファイバの位置ずれ，脱落を防ぐワンタッチ操作式のホ
ルダと組合せた端子台をスイッチのハウジングに備える
のがよい。

【００１７】一方、先記した第２の目的に対しては、請
求項６のように、導光部材を介して投光用光ファイバと
対向し合う第１の受光用光ファイバに対する遮光位置
で、投光用光ファイバから出射した光線を導光部材の空
隙部内でほぼ直角方向に反射させるように遮光シャッタ
の先端部に偏向反射面を形成するとともに、該偏向反射
面に対応する偏向光路の延長上に光軸を合わせて前記の
受光用光ファイバと別な第２の受光用光ファイバを配置
するものとする。

【００１８】そして、上記の光スイッチに対して請求項
７のように、該光スイッチに双方向性機能を与えるため
に、遮光シャッタの先端に設けた偏向反射面をシャッタ
の表裏両面に対称的に形成する、また、請求項８および
請求項12のように、高い光伝達効率，ダイナミックレン
ジの向上を図るためには、第２の受光用光ファイバを含
めて各光ファイバとの対向面に集光レンズを形成するの
がよい。

【００１９】また、請求項９および請求項10のように、
シャッタの先端反射面で偏向させた光線束を正しく第２
の受光用光ファイバへ導くためには、導光部材のコーナ
ー反射面が球面であればシャッタの反射面を平坦な反射
面とし、コーナー反射面が楕円面であればシャッタの反
射面を放物面とするのがよく、また、請求項11のよう
に、シャッタの変位に対する第２の受光用光ファイバへ
の入射光量の変動を少なく抑えるには、シャッタの先端
に設けた反射面を階段状の反射面とするのが好ましい。

【００２０】さらに、上記の光スイッチに対して光ファ
イバの接続の安定保持, 並びにスイッチング操作に伴う
粉塵発生の防止などを図るためには、請求項13ないし請
求項15のように、導光プリズムに穿孔した光ファイバ挿
入穴を断面多角形状のテーパ穴にする、光ファイバ抜け
止めホルダと組み合わせた端子台を設ける、シャッタを
アクチェータに直結した上で復帰用コイルばねと組合せ
てハウジングに組み込む、などの手段を併用するのがよ
い。

【００２１】さらに、請求項16ないし請求項18のよう
に、遮光シャッタの出入する空隙部との間の境をなす導
光プリズムの端面に、空隙部内の光集束点を中心とする
球面を形成する、あるいは請求項19のように、導光部材
の正規な光伝達経路を除く面域の表面を低反射率面とす
るようにする。

【００２２】

【作用】上記のように構成された第１形態の光スイッチ
では、遮光シャッタの出入りする空隙部との間の境界を
なす導光プリズムの端面に空隙部内の光集束点を中心と
する球面を形成したことにより、導光プリズムの端面か
ら空隙部内の光集束位置に向けて出射する光線束は、球
面状のプリズム境界面に対して垂直に透過し、光の屈曲
による偏向を受けることなく光線束が空隙部内の一点に
集束する。

【００２３】また、導光プリズムに対して投光用，受光
用光ファイバ相互間の光伝達路に沿った光透過面，反射
面を除く残り面域の表面を低反射率面とすることによ
り、プリズムの空隙部内に遮光シャッタを挿入した光線
束の遮光状態で、シャッタ面に反射偏向して正規の光伝
達ルートから外れた方向に進む光線束は、受光用光ファ
イバに到達する以前に低反射率面で散乱，ないし吸収さ
れて減衰する。

【００２４】さらに、ハウジングの端子台に組合せた光
ファイバの抜け止めホルダは、光スイッチに接続された
投光，受光用の光ファイバを所定の接続位置に係止固定
し、光スイッチの使用状態で光ファイバの接続位置がず
れたり、脱落するのを防止する。また、本発明の第２形
態の光スイッチでは、シャッタの先端に偏向反射面を形
成し、かつその偏向光路の延長上に第２の受光用光ファ
イバを配置した光スイッチの構成では、シャッタの空隙
部への出入に対応して、投光用光ファイバから出射した
光線が導光部材の空隙部をそのまま直進して第１の受光
用光ファイバに伝達される状態と、シャッタの偏向反射
面に反射して偏向した光線が第２の受光用光ファイバに
伝達される状態とに切換わる。したがって第２の受光用
光ファイバをスイッチ動作のモニタ用として使用して該
光ファイバに入光した光線をスイッチ動作の表示部に導
くことにより、光スイッチのオン，オフ動作が表示部に
表示される。また、第２の受光用光ファイバを第１の受
光用光ファイバと同様にスイッチング回路として使用す
ることにより、常開接点と常閉接点を内蔵した在来の有
接点式スイッチと同様な接点切換え機能を有する光スイ
ッチが得られる。

【００２５】また、かかる光スイッチに対して、シャッ
タ先端の両面に対称的に形成した偏向反射面は投光用光
ファイバからの入射光線に対して双方向性を与え、ま
た、第２の受光用光ファイバに対向して設けた集光レン
ズはシャッタの反射面で反射偏向した光線を光ファイバ
の端面に向けて集束させるように働く。したがって、導
光部材のコーナー反射面を球面，楕円面とし、これに対
応してシャッタ先端に形成した反射面を平坦面，放物面
を選定することにより、前記の集光レンズとの組合せで
偏向光線が効率よく第２の受光用光ファイバの端面に集
束されるようになる。

【００２６】また、シャッタの先端に形成した階段状の
偏向反射面は、シャッタのストローク位置に多少の変
位，ずれがあっても殆ど光量の変動なしに反射偏向光線
を第２の受光用光ファイバへ導くように機能する。その
他、導光部材のプリズムに穿孔した断面多角形テーパ穴
の光ファイバ挿入穴は、光ファイバの外径寸法の公差に
よるばらつき分を補償して光ファイバを導光部材に対す
る正しい位置に結合させるように機能する。また、ハウ
ジングの端子台に組合せた光ファイバの抜け止めホルダ
は、ワンタッチ操作で光ファイバを所定の接続位置に係
止固定し、さらに光スイッチの使用状態で光ファイバの
接続位置がずれたり，脱落するのを防止するように働
く。さらに復帰用コイルばねの付勢を受ける押釦式のア
クチェータに遮光シャッタを直結した操作機構では機械
式な摺動部分がなく、従ってスイッチング操作に伴って
粉塵の発生するおそれはない。

【００２７】加えて、遮光シャッタの出入する空隙部と
の間の境界をなす導光プリズムの端面に空隙部内の光集
束点を中心とする球面を形成したことにより、導光プリ
ズムの端面から空隙部内の光集束位置に向けて出射する
光線は球面状のプリズム境界面に対して垂直に透過する
ことになる。したがって光の屈折による偏向を受けるこ
となく光線束が空隙部内の一点に集束する。

【００２８】また、導光プリズムにおける正規の光伝達
経路から外れた面域の表面を磨りガラス状に粗面化する
か、あるいは反射防止膜を被覆させるなどして低反射率
面とすることにより、遮光位置でシャッタと導光プリズ
ムの表面との間での多重反射を繰り返しながらシャッタ
を迂回して受光用光ファイバに向かう迷光は、その伝達
経路の途中で前記の低反射率面で吸収，減衰されるよう
になる。したがって迷光によるスイッチの誤動作が回避
できる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の構成，並びに動作を図示実施
例に基づいて詳細に説明する。まず、図１は本発明実施
例の基本的な構造を示すものであり、図において、１は
スイッチケースのハウジングであり、ハウジング１の端
子台２には端面を揃えて投光用光ファイバ３，受光用光
ファイバ４が接続されている。一方、ハウジング１の内
部には、投光用光ファイバ３と受光用光ファイバ４との
間にまたがる光伝達路を形成した導光プリズム５、一端
をケース上蓋より外方に突出した押釦式アクチェータ
６、該アクチェータ６に対する復帰用ばね７、およびア
クチェータ６に直結した遮光シャッタ８が図示のように
組み込み装備されており、これらの部品で光スイッチを
構成している。

【００３０】ここで、導光プリズム５は例えば透明樹脂
の成形品として作られたものであり、左右の下面側には
光ファイバ３，４の挿入穴5aが、また、光ファイバ挿入
穴5aの奥部底面には光ファイバ３，４の端面と僅かな間
隔を隔てて対面する凸レンズとしての集光レンズ5bが、
また、頂部の中央位置には前記した遮光シャッタ８が上
方より出入するように切欠した空隙部5dが形成されてお
り、かかる構成で投光用光ファイバ３と受光用光ファイ
バ４との間にコ字形に屈曲した光伝達路を形作ってい
る。

【００３１】かかる構成の光スイッチは次のように動作
する。図１はシャッタ８が導光プリズム５の空隙部5dよ
り上方へ後退したスイッチオンの状態を示しており、投
光用光ファイバ３より出射した光信号の光線束９は、集
光レンズ5bを透過して導光プリズム５に入光し、左側の
コーナー反射面5cで反射して中央の空隙部5dを透過した
後に、再び右側のコーナー反射面5cで反射して受光用光
ファイバ４の端面に達するような経路を辿って伝達され
る。なお、この状態ではアクチェータ６はコイルばね７
の付勢を受けて上方に押上げられている。

【００３２】一方、図示状態からアクチェータ６をコイ
ルばね７に抗して押し込み操作すると、アクチェータ６
に直結された遮光シャッタ８が鎖線で表すようにプリズ
ム５の空隙部5dに進入し、空隙部5dを横切るように透過
している光線束９を遮光する。これにより、受光用光フ
ァイバ４に光信号が伝達されなくなり、光スイッチはオ
フに切換わる。

【００３３】上記は常開式の光スイッチを示したが、例
えば遮光シャッタ８の中段位置に透光窓を開口してお
り、かつ定常状態で光線束９を遮光するように遮光シャ
ッタ８の位置を設定し、この状態からアクチェータ６を
押込操作した際に光線束９が前記した透光窓を透過して
受光用光ファイバ４に伝達されて光スイッチがオン動作
するように構成すれば常閉式の光スイッチとなる。

【００３４】次に、図１に示した光ファイバ接続用の端
子台２についての詳細構造を図２，図３で説明する。す
なわち、端子台２は基台2aと、該基台2aの中空部に嵌挿
されるホルダ2bとの組合せからなる。そして、基台2aに
は上面に開口した３列の溝穴2cが、また穴の左右側面が
前記溝穴2cと連通するようにして基台2aを前後方向に貫
通した光ファイバ挿入ガイド穴2dが形成されている。一
方、ホルダ2bは、基台2aの上面, 左右側面を包囲するコ
字形の枠体と一体に前記の溝穴2cにそれぞれ嵌まり込む
３列の脚部2eを設けたものであり、かつ脚部2eの対向面
上に並ぶ複数条のリブ状突起2fが形成されている。この
リブ状突起2fは先端が鋭利な断面楔形に作られている。

【００３５】次に、端子台２へ光ファイバ３，４を接続
する際の作業手順について説明する。まず、光ファイバ
３，４を前方より基台2aのガイド穴2dに挿入し、光ファ
イバの先端が図１に示した導光プリズム５の光ファイバ
挿入穴5aの奥部一杯に突き当たるまで押し込む。次にホ
ルダ2bを基台2aの上方から被せ、その脚部2eを基台側の
溝穴2cにはめ込んだ上で力を加えて押し込む。これによ
り、既にガイド穴2dに挿入されている光ファイバ３，４
が左右より脚部2eの間に挟み込まれ、同時に光ファイバ
のシース（柔軟性のある樹脂製の外皮）の周面にリブ状
突起2fが光ファイバ３，４の長手方向と直交する方向か
ら食い込むようになる。なお、基台2aへホルダ2bを最終
位置まで押し込むと、ホルダ2bの枠体の両端縁に設けた
係合突起2gが基台2aの係合溝2hに嵌まり込んで両者が掛
け止め結合される。

【００３６】したがって、光ファイバ３，４はホルダ2b
のリブ状突起2fの食い込みにより所定の接続位置に強固
に固定され、多少の外力が加わってもずれ動くおそれは
ない。しかも、光ファイバの固定作業はホルダ2bを基台
2aに嵌め込むだけのワンタッチ操作で完了する。次に図
１における導光プリズム５について、光ファイバ相互間
の光伝達率のより一層の向上を図るために、その一部を
改良した実施例を図４，図５および図６, 図７にて説明
する。なお、図４，図５は導光プリズム５のコーナー反
射面5cを球面とし、かつ投光, 受光用光ファイバ３，４
との対向面に集光レンズ5bを形成した導光プリズム、図
６，図７はコーナー反射面5cを楕円面とし、光ファイバ
３，４との対向面には集光レンズを設けていない導光プ
リズムに対する実施例を示している。

【００３７】ここで、改良した実施例を説明する前に、
改善前の導光プリズムに係わる本発明の実施例の構造を
図20, 図21に示す。すなわち、導光プリズム５は、遮光
シャッタ８の出入する空隙部5dについて該空隙部との境
界をなすプリズムの端面が平坦面に形成されている。と
ころで、光線が異なる媒質の境界面を透過する際にはス
ネルの法則にしたがって屈折する。したがって、図示の
ように投光用光ファイバ３から出射した光線束が導光プ
リズム５の集光レンズ5b, コーナー反射面5cを経て集束
するように空隙部5dへ入射する場合には、プリズムと空
隙部との間の境界面Ｘ−Ｘでここを透過する光線が屈折
する。このために、図21で表すように境界面Ｘ−Ｘに対
して斜め方向から空隙部5dへ入射する光線は入射角θ1
と出射角θ2 とが異なる。また、同様な光の屈折は空隙
部5dを挟んだ反対側の境界面でも生じ、導光プリズム５
の内部を通過する光線束９が様々な方向に偏向するよう
になる。

【００３８】しかもこのような光の屈折に起因した偏向
があると、投光用光ファイバ３から出射した光線束９の
一部は光伝達経路ルートから逸脱して受光用光ファイバ
４に入光せず、光ファイバ相互間での光伝達効率が低下
する。また、遮光シャッタ８の出入する空隙部5dにおい
ても光線束９は一点に集束せずに分散する。したがって
スイッチング操作の際に遮光シャッタ８を僅かなストロ
ークで移動しただけでは、空隙部5dを通過する光線束９
を完全に遮光することができず、結果としてスイッチン
グ動作が不安定となる場合もある。

【００３９】かかる点、図４，図５に示した実施例で
は、空隙部5dを挟んでプリズム５との間の境界をなすプ
リズム端面が球面5eとして形成されている。この球面5e
はシャッタ８の進入位置に対応する空隙部内中央の光集
束点Ａを中心とする球面に設定されている。かかる構成
により、投光用光ファイバ３より出射した光線束９は、
集光レンズ5b, 球面状のコーナー反射面5cを経て空隙部
5d内の一点Ａに集束するように進行する過程で、光集束
点Ａを中心とした球面5eの境界面を垂直方向に透過す
る。したがって境界面透過の際に光の屈折が発生せず、
光線束９はそのまま直進して空隙部5d内の一点Ａに集束
する。また、空隙部5dから受光用光ファイバ４の間の光
伝達経路でも前記と同様に、光線束９は空隙部を挟んだ
反対側の球面状の境界面を垂直に透過し、球面状のコー
ナー反射面5c, 集光レンズ5bを経て受光用光ファイバ４
の端面に集束するように伝達される。

【００４０】したがって、前記のように光の屈折に起因
する光線束の光伝達ルートからの偏向がなくなるので、
投光用光ファイバ３から導光プリズム５を経て受光用光
ファイバ４に到達する光線束の光伝達率は図20, 図21に
示した実施例の構造と比べて大幅に向上する。しかも、
遮光シャッタ８の出入する空隙部5dにおいて光線束９が
殆ど一点に集束するようになるので、シャッタ８の僅か
な移動ストロークで光線束９の遮光，透過を確実に制御
して光スイッチをオン，オフに切換えできる。

【００４１】また、導光プリズム５のコーナー反射面5c
を楕円面として光線束９を空隙部5d内の一点に集束させ
るようにした図６，図７の実施例においても、前記実施
例と同様に空隙部5dとの間の境界面をなすプリズム端面
を球面5eとして形成することにより同様な効果を奏す
る。なお、導光プリズム５は先述のように透明樹脂成形
品として作られたもので、そのモールド工程で空隙部5d
を同時成形するには金型に抜き型が必要であることか
ら、実際には前記の境界面が完全な球面とならずに抜き
型を開く方向の端部で境界面の一部が円筒面となるが、
性能面で実用的に殆ど支障のないことが確認されてい
る。

【００４２】次に、導光プリズム５に関するさらに異な
る改良実施例を図８で説明する。一般に光スイッチで
は、スイッチオン，つまり投光用光ファイバ３から出射
した光線が受光用光ファイバ４に伝達される状態での受
光量Pon とスイッチオフ，つまり遮光状態での受光量Po
ffとの比率Pon ／Poffは、スイッチ動作特性の面からで
きるだけ大であることが望ましい。

【００４３】しかしながら、図１の光スイッチにおい
て、導光プリズム５の空隙部5dに遮光シャッタ８を挿入
して遮光したスイッチオフの状態でも、プリズム側から
空隙部5dに入射した光線束の一部はシャッタ面と導光プ
リスムの表面との間で複雑に多重反射を繰り返しながら
遮光シャッタ８の先端を迂回し、迷光となって受光用光
ファイバ４に到達する場合がある。このように迷光が光
スイッチ内部の光学系を伝達して受光用光ファイバに伝
達されると、前記した受光量の比率Pon ／Poffが低下し
てスイッチ動作特性，特にダイナミックレンジ特性が悪
化する。

【００４４】そこで、図８に示した実施例では、導光プ
リズム５に対して、投光，受光用光ファイバ３，４の間
の光伝達路に沿った正規ルートの光透過面，反射面を除
く残りの面域の表面が低反射率面5fとして形成されてい
る。この低反射率面5fはプリズムの表面を磨りガラス状
に粗面化するか、あるいは反射防止膜を被覆するなどし
たものであり、図示例では導光プリズム５の底面，およ
び空隙部5dの溝内底部域を低反射率面5fとしている。

【００４５】したがって、図示のように導光プリズム５
の空隙部5d内に遮光シャッタ８を挿入した光線束９の遮
光状態で、シャッタ面に反射偏向して正規の光伝達ルー
トから外れた方向に進む光線は、受光用光ファイバ４に
到達する以前に前記した低反射率面5fで散乱, ないし吸
収されて減衰する。これにより、遮光状態での受光用光
ファイバ４の受光量Poffは殆ど零となり、前記した受光
量の比率Pon ／Poffを大幅に改善して光スイッチ動作特
性の向上が図れる。

【００４６】次に、先記実施例の光スイッチをベースと
してその機構一部を改善し、さらに第２の受光用光ファ
イバを追加装備することにより、スイッチ動作表示機
能，ないしは光切換スイッチ機能が得られるようにした
多機能光スイッチの実施例を図９ないし図19にて説明す
る。まず、図９は実施例の基本構成図を示すものであ
り、図１に対応する同一部材には同じ符号が付してあ
る。

【００４７】すなわち、図９の光スイッチでは、図１で
示した構造に加えて、遮光シャッタ８の先端部に設けた
反射体11と、該反射体11の下方に対向配置した第２の受
光用光ファイバ12が新たに追加装備されている。ここ
で、図示例での反射体11は傾斜角４５度の斜め下向きな
反射面11a を左右対称に形成したデルタ形の駒であり、
遮光シャッタ８を介してアクチェータ６に連結されてい
る。なお、反射体11は反射率の高いプラスチック材で作
るか、あるいは表面に金属鍍金などを施して鏡面の反射
面11a を形成している。

【００４８】一方、第２の受光用光ファイバ12は、前記
反射体11に対向して下向きの偏向光路の延長上、つまり
遮光シャッタ８の出入する空隙部5dの下面側に位置して
投光用光ファイバ３と第１の受光用光ファイバ４との間
に挟まれて配線されている。なお、第２の受光用光ファ
イバ12は、他の光ファイバ３，４と同様に導光プリズム
５に対して断面多角形状のテーパ穴としてなる光ファイ
バ挿入穴5aに挿入され、かつハウジング１に設けた端子
台２において図２，図３の実施例で述べたホルダにより
固定保持されている。さらに導光プリズム５には、図８
の実施例で述べた低反射率面5fが随所に形成されてい
る。

【００４９】次に、上記構成による光スイッチの動作原
理を図10で説明する。まず、定常状態ではコイルばね７
の付勢を受けてアクチェータ６が上方に押し上げられて
おり、この状態でシャッタ８に取付けた反射体11が導光
プリズム５の空隙部5d内で光線束９の光路を遮るように
位置している。したがって、投光用光ファイバ３を通じ
てスイッチに入光した光信号としての光線束９は、導光
プリズム５の空隙部5dで反射体11の反射面11a に反射
し、下向きに偏向して第２の投光用光ファイバ12に入光
する。したがって、この状態では第１の受光用光ファイ
バ４には光が伝達されず回路がオフ、第２の受光用光フ
ァイバ４の回路がオンとなる。

【００５０】一方、図10の(a) の状態からアクチェータ
６を押し込み操作すると図10の(b)の状態に切換わり、
投光用光ファイバ３より出射した光線束９は空隙部5dで
反射体11の上方を透過して直進し、さらに反対側のコー
ナー反射面に反射して第１の受光用光ファイバ４に伝達
される。したがって、この状態では第１の受光用光ファ
イバ４の回路がオン，第２の受光用光ファイバ12の回路
はオフとなる。

【００５１】したがって、第１，第２の受光用光ファイ
バ４，12に伝達した光信号を外部回路で検出することに
より、常閉接点, 常開接点を内蔵した有接点式マイクロ
スイッチと同等な光切換式スイッチが得られる。また、
第２の受光用光ファイバ12をスイッチの動作表示部に接
続しておくことにより、該光ファイバ12のオン, オフ条
件に対応して光スイッチの動作状態を光で表示できる。

【００５２】なお、反射体11の反射面11a は投光側に向
けて片側にのみ形成されていれば一応の機能を果たす
が、特に図示実施例のように反射面11a を反射体11の両
側に対称的に形成したことにより、仮に投光用光ファイ
バ３と第１の受光用光ファイバ４とを差し替えて配線し
た場合でもスイッチ動作の機能には変わりがなく、光ス
イッチに双方向性を与えることができる。

【００５３】図11は前記例とは逆に第１，第２の受光用
光ファイバ４，12の回路をそれぞれ常閉, 常開としたも
のである。すなわち定常状態（図11の(a) ）ではシャッ
タ８の反射体11が導光プリズム５の空隙部5dの上方に後
退しており、投光用光ファイバ３より出射した光線束９
は空隙部5dをそのまま直進して第１の受光用光ファイバ
４に伝達される。したがって第１の受光用光ファイバ４
の回路がオン、第２の受光用光ファイバ12の回路がオフ
である。一方、アクチェータ６を押し込み操作すると、
光線束９は反射体11の反射面11a で反射偏向し、第２の
受光用光ファイバ12に伝達される。したがって第１の受
光用光ファイバ４の回路がオフ、第２の受光用光ファイ
バ12の回路がオンに切換わる。

【００５４】なお、前記の図10および図11では導光プリ
ズム５のコーナー反射面が平坦面である例を示したが、
投光用光ファイバ３の端面より拡がり角度をもって出射
する光線束９を導光プリズム５の空隙部5dにて集束さ
せ、反射体11の移動操作による光線束９の透過，遮光，
反射の制御性を高めるためには図12〜図15で示すような
導光部材を採用するのがよい。

【００５５】すなわち、図12は、導光プリズム５のコー
ナー反射面5cを球面としたもので、投光用光ファイバ３
から拡がりをもって導光プリズム５に入光した光線束９
はコーナー反射面5cを反射した後に平行光線に集束して
空隙部5dを透過する。また、図13は球面状のコーナー反
射面に加えて、光ファイバ３，４と対向する導光プリズ
ム５の入射，出射端面に集光レンズ5bを形成したもので
あり、光線束９を空隙部5d内の一点Ａに集束させること
ができる。さらに図14, 図15は、導光部材としてコーナ
ー反射面5c,10cを楕円面となした導光プリズム５，凹面
反射鏡10を採用し、かつ各楕円焦点F1,F2 をそれぞれシ
ャッタの反射体（図示せず）が出入する空隙部内の一点
Ａ，および光ファイバ３，４の端面に合わせて構成した
ものであり、投光用光ファイバ３から出射した光線束９
はコーナー反射面で反射した後に楕円焦点F1に対応する
空隙部内の一点Ａに集束する。

【００５６】次に、図12〜図15に示した各種形態の導光
部材に適合する反射体11の反射面11a の形状について述
べる。まず、図12のように導光プリズム５のコーナー反
射面5cを球面として光線束９を平行光線として空隙部5d
内に集束させるものに対しては、光線束９を第２の受光
用光ファイバ12に向けて反射偏向させる反射体11の反射
面11a は平坦な反射面で対応できる。

【００５７】これに対し、図13〜図15のように光線束９
を導光部材の空隙部内の一点Ａに集束させるようにした
ものに平坦反射面の反射体11を組合せると、反射体11が
光線束９の光路を横切る形となって反射面11a で反射偏
向した光線が平行光線とはならずに拡散し、第２の受光
用光ファイバ12へ効率よく光線を導くことができない。
そこで、図16（コーナー反射面を楕円面とした導光プリ
ズム），ないし図17（コーナー反射面を楕円面とした凹
面反射鏡）のように反射体11の反射面11a を放物面とす
るのがよい。これにより、反射面11a の放物面焦点が空
隙部内での光線束９の集束点Ａと一致するように反射体
11のストローク位置に設定すれば、放物面の反射面11a
で反射偏向した光線は全て平行光線となって第２の受光
用光ファイバ12に向けて導光される。

【００５８】さらに、図16, 図17で示したように、第２
の受光用光ファイバ12の端面と対向して導光部材の出射
面側に集光レンズ5g,10gを設けることにより、反射体11
で反射偏向した光線が集光レンズ5g,10gのレンズ作用で
光ファイバ12の端面に集束させることができる。一方、
図12の実施例のように光線束９を平行光線として空隙部
5d内で集束させるようにした導光プリズム５に対し、反
射面11a が平坦面である反射体11を組合せた場合には次
記のような問題点が残る。すなわち、図22は反射面11a
が傾斜角４５度の平坦面である反射体11により平行光線
束９を受光用光ファイバ12へ向けて反射偏向させた状態
で、反射体11のストローク位置と光ファイバ12への受光
光量との相関関係を表したものであり、反射体11が図22
の(a) の位置にあれば、光線束９は全て反射面11a(反射
面の投影領域ｌ) で反射して受光用光ファイバ12に向け
て導光される。これに対して図22の(b),(c) のように反
射体11のストローク位置が図22の(a) よりも若干下方に
変位していると、光線束９の一部ないし大半が反射面か
ら外れて光ファイバ12に伝達される反射光線の光量が減
少ないし殆ど零となる。つまり、光スイッチの組立誤差
などが原因で反射体11のストローク位置に僅かな変位,
ずれがあっても、第２の光ファイバ12への入射光量が大
きく変動してしまう。なお、図22の(b),(c) は反射体11
が基準位置から下方に変位した場合を示したが、逆に上
方に変位すると、光線束９の一部は反射体11の先端下側
を通過して図示されていない第１の受光用光ファイバに
伝達されてしまうようになり、スイッチ動作が不安定と
なる。

【００５９】このような問題点は、図18に示すように反
射体11の反射面11a を傾斜角４５度の傾斜面と垂直面と
交互に組合せた階段状の反射面として形成することで解
決できる。すなわち、図18と図22の反射体を比べると、
反射体11の幅寸法を同じとしてその反射面領域Ｌとｌと
の間ではＬ＞ｌである。したがって図19で示すように反
射体11のストローク位置が上下方向で多少変位したりず
れたりしても、ある一定幅をもった平行光線の光線束９
は全て反射面領域Ｌの範囲内に収まり、これにより光フ
ァイバ12には一定光量の反射光線が入光するようにな
る。つまり、スイッチ動作に伴う反射体11のストローク
位置決めに関して、多少の変位, ずれは許容され、その
分だけスイッチング操作時のストローク位置, 並びにス
イッチの組立誤差などの面で余裕を持たせることができ
る。

【００６０】

【発明の効果】本発明による光スイッチは、以上説明し
たように構成されているので、次記の効果を奏する。請
求項１，２，３の構成においては、導光プリズムにおけ
る遮光シャッタの出入する空隙部との間の境界をなすプ
リズム端面に、空隙部内の光集束点を中心とする球面を
形成したので、前記境界面を通過する光線束を光の屈折
の影響を受けることなしに空隙部内の一点に集束させる
ことができる他、光ファイバ相互間での光伝達率の向上
も図れる。

【００６１】請求項４の構成においては、導光プリズム
に対して正規の光伝達経路に沿った光透過面，反射面を
除く残り面域の表面を低反射率面となしたことにより、
迷光による光スイッチの誤動作を防止して光スイッチ動
作の信頼性を向上できる。請求項５の構成においては、
ハウジングに光ファイバをワンタッチ操作で所定の接続
位置に係止固定するホルダ付きの接続端子台を設けたこ
とにより、現場での光スイッチと光ファイバとの接続配
線作業が簡便となる他、使用状態で光ファイバとの接続
状態が不当にずれたり、脱落したりするのを確実に防止
できる。

【００６２】請求項６の構成においては、投光用光ファ
イバと第１の受光用光ファイバとの間にまたがる導光部
材の光路を該導光部材の光路中央に形成した空隙部へ遮
光シャッタを出入させてスイッチをオン，オフ制御する
光スイッチに対し、遮光シャッタの先端部に光線束をほ
ぼ直角方向に反射させる偏向反射面を設けるとともに、
その偏向光路の延長上に光軸を合わせて第２の受光用光
ファイバを配置して構成したことにより、光スイッチと
しての基本的なスイッチ動作機能の他に、第２の受光用
光ファイバを通じてスイッチ動作の表示機能，あるいは
光切換スイッチ機能などを与えることができる。

【００６３】請求項７の構成においては、請求項６の構
成における偏向反射面を遮光シャッタの両面に対称的に
形成したので、光スイッチに対して仮に投光用光ファイ
バと第１の受光用光ファイバを差し替えても同じスイッ
チ動作が得られ、これにより光スイッチに双方向性の機
能を持たせることができる。請求項８の構成において
は、請求項６の構成における第２の受光用光ファイバの
端面に対向して導光部材側に集光レンズを設けたことに
より、反射偏向光線を第２の受光用光ファイバへ確実に
導くことができ、該光ファイバに対する光伝達率の向上
が図れる。

【００６４】請求項９の構成においては、請求項６の構
成におけるコーナー反射面が球面である導光部材に対し
て偏向反射面を平坦な反射面としたので、導光部材の空
隙部にて平行光線に集束された光線束を、反射偏向後も
平行光線の集束状態を保ったまま第２の受光用光ファイ
バへ導くことができる。請求項10の構成においては、請
求項６の構成におけるコーナー反射面が楕円面である導
光部材に対して偏向反射面を放物面状の反射面としたの
で、導光部材の空隙部内の一点に向けて集束される光線
束を、反射偏向後に拡散させることなく平行光線に集束
して第２の受光用光ファイバへ導くことができる。

【００６５】請求項11の構成においては、請求項６にお
ける偏向反射面を傾斜面と垂直面を交互に組合せた階段
状の反射面となしたことにより、光スイッチの組立誤
差，ないしスイッチング操作に伴うシャッタのストロー
ク位置の変位，ずれに対して、第２の受光用光ファイバ
への入光量の変動を低く抑えることができ、スイッチ動
作性能の安定化が図れる。

【００６６】請求項12の構成においては、請求項６の構
成における導光部材をプリズムとして投光，受光用光フ
ァイバとの対向面に集光レンズを形成したことにより、
第２の受光用光ファイバを備えた多機能光スイッチにお
いて、投光用光ファイバから出射して導光部材を透過す
る光線束の集束性を改善して光ファイバ相互間での光伝
達率を向上できる。さらに導光部材のレンズ系を適正に
設計することにより光線束が遮光シャッタの出入する空
隙部内の一点に集束するので、遮光シャッタの僅かな移
動ストロークで光スイッチをオン，オフ制御でき、これ
により従来技術のようにアクチェータ操作で遮光シャッ
タのストロークを拡大させるようにした複雑なスナップ
アクティング機構を省略してスイッチング操作機構の簡
略化が図れる。

【００６７】請求項13の構成においては、請求項６の構
成における導光部材をプリズムとして、ここに穿孔した
光ファイバ挿入穴を断面多角形のテーパ穴としたことに
より、第２の受光用光ファイバを備えた多機能光スイッ
チに対しても、導光プリズムに対して光ファイバを光学
的な適正位置へ簡単に位置合わせすることができ、併せ
て光スイッチの光伝達率の向上にも寄与する。

【００６８】請求項14の構成においては、請求項６の構
成における遮光シャッタを押釦式のアクチェータに直結
するとともに、アクチェータを復帰用コイルばねと組合
せてハウジングに組み込んで構成したことにより、第２
の受光用光ファイバを備えた多機能光スイッチに対して
も、スイッチング操作機構の簡略化と併せて、スイッチ
ング操作に伴う部品同士の摺動，磨耗のおそれが殆どな
くなり、部品の磨耗に伴う発塵でスイッチ内部の光学系
部品が汚損されるのを回避して光スイッチの信頼性の向
上が図れる。

【００６９】請求項15の構成においては、請求項６の構
成におけるハウジングにワンタッチ操作式ホルダ付きの
光ファイバ接続端子台を設けたことにより、第２の受光
用光ファイバを備えた多機能光スイッチに対しても、請
求項１の構成と同様に光ファイバの配線作業の簡略化，
並びに使用中に光ファイバの接続位置がずれたり，脱落
するのを確実に防止できる。

【００７０】請求項16,17,18の構成においては、請求項
６の構成による多機能形光スイッチに対し、導光プリズ
ムにおける遮光シャッタの出入する空隙部との間の境界
をなすプリズム端面に、空隙部内の光集束点を中心とす
る球面を形成したので、第２の受光用光ファイバを備え
た多機能光スイッチに対しても、請求項２，３，４の構
成と同様に、前記境界面を透過する光線束を光の屈折の
影響を受けることなしに空隙部内の一点に集束させるこ
とができる他、第１，第２の受光用光ファイバを含む投
光用光ファイバとの相互間の光伝達率の向上にも寄与す
る。

【００７１】請求項19の構成においては、請求項６の構
成による多機能形光スイッチに対し、導光プリズムにお
ける正規の光伝達経路に沿った光透過面，反射面を除く
残り面域の表面を低反射率面となしたことにより、迷光
による光スイッチの誤動作を防止して光スイッチ動作の
信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の光スイッチの内部機構を示し
た構成断面図

【図２】図１における端子台の構造を示す分解斜視図

【図３】図２の組立断面図

【図４】コーナー反射面を球面とした導光プリズムに対
応する改良実施例の断面図

【図５】図４の平面図

【図６】コーナー反射面を楕円面とした導光プリズムに
対応する改良実施例の断面図

【図７】図６の平面図

【図８】図１における導光プリズムの改良実施例の断面
図

【図９】図１と異なる実施例の光スイッチの内部機能を
示した構成断面図

【図１０】図９のスイッチング動作の説明図であり、
(a) は遮光シャッタの定常位置の状態図、(b) は遮光シ
ャッタの押し込み位置の状態図

【図１１】応用実施例のスイッチング動作の説明図であ
り、(a) は遮光シャッタの定常位置の状態図、(b) は遮
光シャッタの押し込み位置の状態図

【図１２】図９に示した導光部材，並びに導光部材と遮
光シャッタの反射体との組合せに関する異なる実施例の
光伝達経路図

【図１３】図９に示した導光部材，並びに導光部材と遮
光シャッタの反射体との組合せに関する異なる実施例の
光伝達経路図

【図１４】図９に示した導光部材，並びに導光部材と遮
光シャッタの反射体との組合せに関する異なる実施例の
光伝達経路図

【図１５】図９に示した導光部材，並びに導光部材と遮
光シャッタの反射体との組合せに関する異なる実施例の
光伝達経路図

【図１６】図９に示した導光部材，並びに導光部材と遮
光シャッタの反射体との組合せに関する異なる実施例の
光伝達経路図

【図１７】図９に示した導光部材，並びに導光部材と遮
光シャッタの反射体との組合せに関する異なる実施例の
光伝達経路図

【図１８】遮光シャッタの反射体に関する改良実施例の
構成斜視図

【図１９】図１８に対応する反射体のストローク位置と
光ファイバへの入光量との関係を表した説明図であり、
(a) は反射体の定常位置の状態図、(b) は図(a) よりも
反射体が下方に変位した状態図、(c) は図(b) よりも反
射体が下方に変位した状態図

【図２０】改良された図４，図６の実施例に対応する改
良前の実施例の構造の断面図

【図２１】図２０の平面図

【図２２】図１９に対応する平坦反射面形反射体のスト
ローク位置と光ファイバへの入光量との関係を表した説
明図であり、(a) は反射体の定常位置の状態図、(b) は
図(a) よりも反射体が下方に変位した状態図、(c) は図
(b) よりも反射体が下方に変位した状態図

【符号の説明】

１…ハウジング、２…端子台、2a…基台、2b…ホルダ、
３…投光用光ファイバ、４…受光用光ファイバ、５…導
光プリズム（導光部材）、5a…光ファイバ挿入穴、5b…
集光レンズ、5c…コーナー反射面、5d…空隙部、5e…球
面、5f…低反射率面、5g…集光レンズ、６…アクチェー
タ、７…復帰用コイルばね、８…遮光シャッタ、９…光
線束、10…凹面反射鏡、10c …コーナー反射面、10g 集
光レンズ、11…反射体、11a …反射面、F1,F2 …楕円焦
点

フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平1−250304 (32)優先日 平１(1989)９月26日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 久米 秀男 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 谷川 清 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投光用光ファイバと受光用光ファイバとの
   間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉し
   て光信号をオン，オフする光スイッチであり、二つのコ
   ーナー反射面，コーナー反射面の中間に遮光シャッタの
   出入する空隙部，および投光，受光用光ファイバとの対
   向面に形成した集光レンズを有して投光，受光用光ファ
   イバとの間にまたがるコ字形の光伝達路を形成した導光
   プリズム、およびアクチェータの操作により導光プリズ
   ムの空隙部に出入して光伝達路を開閉する遮光シャッタ
   をハウジング内に組み込んだものにおいて、遮光シャッ
   タの出入する空隙部との間の境界をなす導光プリズムの
   端面に、前記空隙部内の光集束点を中心とする球面を形
   成したことを特徴とする光スイッチ。
2. 【請求項２】投光用光ファイバと受光用光ファイバとの
   間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉し
   て光信号をオン，オフする光スイッチであり、それぞれ
   が球面をなす二つのコーナー反射面，およびコーナー反
   射面の中間に遮光シャッタの出入する空隙部を有して投
   光，受光用光ファイバとの間にまたがるコ字形の光伝達
   路を形成した導光プリズム、およびアクチェータの操作
   により導光プリズムの空隙部に出入して光伝達路を開閉
   する遮光シャッタをハウジング内に組み込んだものにお
   いて、遮光シャッタの出入する空隙部との間の境界をな
   す導光プリズムの端面に、前記空隙部内の光集束点を中
   心とする球面を形成したことを特徴とする光スイッチ。
3. 【請求項３】投光用光ファイバと受光用光ファイバとの
   間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉し
   て光信号をオン，オフする光スイッチであり、それぞれ
   が楕円面をなす二つのコーナー反射面，およびコーナー
   反射面の中間に遮光シャッタの出入する空隙部を有して
   投光，受光用光ファイバとの間にまたがるコ字形の光伝
   達路を形成した導光プリズム、およびアクチェータの操
   作により導光プリズムの空隙部に出入して光伝達路を開
   閉する遮光シャッタをハウジング内に組み込んだものに
   おいて、遮光シャッタの出入する空隙部との間の境界を
   なす導光プリズムの端面に、前記空隙部内の光集束点を
   中心とする球面を形成したことを特徴とする光スイッ
   チ。
4. 【請求項４】投光用光ファイバと受光用光ファイバとの
   間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉し
   て光信号をオン，オフする光スイッチであり、二つのコ
   ーナー反射面とコーナー反射面の中間に遮光シャッタの
   出入する空隙部を有して投光，受光用光ファイバとの間
   にまたがるコ字形の光伝達路を形成した導光プリズム、
   およびアクチェータの操作により導光プリズムの空隙部
   に出入して光伝達路を開閉する遮光シャッタをハウジン
   グ内に組み込んだものにおいて、導光プリズムに対し投
   光, 受光用光ファイバ相互間の光伝達路に沿った光透過
   面, 反射面を除く残り面域の表面を低反射率面となした
   ことを特徴とする光スイッチ。
5. 【請求項５】投光用光ファイバと受光用光ファイバとの
   間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉し
   て光信号をオン，オフする光スイッチであり、二つのコ
   ーナー反射面とコーナー反射面の中間に遮光シャッタの
   出入する空隙部を有して投光，受光用光ファイバとの間
   にまたがるコ字形の光伝達路を形成した導光部材、およ
   びアクチェータの操作により導光部材の空隙部に出入し
   て光伝達路を開閉する遮光シャッタをハウジング内に組
   み込んだものにおいて、前記ハウジングが光スイッチに
   接続された投光，受光用の各光ファイバを所定の接続位
   置に係止固定するワンタッチ操作式のホルダと組合せた
   接続端子台を備えていることを特徴とする光スイッチ。
6. 【請求項６】投光用光ファイバと受光用光ファイバとの
   間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉し
   て光信号をオン，オフする光スイッチであって、二つの
   コーナー反射面とコーナー反射面の中間に遮光シャッタ
   の出入する空隙部を有して投光，受光用光ファイバとの
   間にまたがるコ字形の光伝達路を形成した導光部材、お
   よびアクチェータの操作により前記導光部材の空隙部に
   出入して光伝達路を開閉する遮光シャッタをハウジング
   内に組み込み、さらに前記受光用光ファイバに対する遮
   光位置で投光用光ファイバから出射した光線を導光部材
   の空隙内でほぼ直角方向に反射させるように前記シャッ
   タの先端部に偏向反射面を形成するとともに、該偏向反
   射面に対応する偏向光路の延長上に光軸を合わせて前記
   の受光用光ファイバと別な第２の受光用光ファイバを配
   置したことを特徴とする光スイッチ。
7. 【請求項７】請求項６に記載の光スイッチにおいて、遮
   光シャッタの先端部に設けた偏向反射面が、遮光シャッ
   タの表裏両面に対称的に形成されていることを特徴とす
   る光スイッチ。
8. 【請求項８】請求項６に記載の光スイッチにおいて、第
   ２の受光用光ファイバの端面に対向して導光部材側に
   は、遮光シャッタの偏向反射面で反射偏向した光線を第
   ２の受光用光ファイバの端面へ向けて集束させる集光レ
   ンズを備えたことを特徴とする光スイッチ。
9. 【請求項９】請求項６に記載の光スイッチにおいて、導
   光部材のコーナー反射面が球面であり、かつ遮光シャッ
   タの先端部に設けた偏向反射面が平坦面状の反射面であ
   ることを特徴とする光スイッチ。
10. 【請求項１０】請求項６に記載の光スイッチにおいて、
    導光部材のコーナー反射面が楕円面であり、かつ遮光シ
    ャッタの先端部に設けた偏向反射面が放物面状の反射面
    であることを特徴とする光スイッチ。
11. 【請求項１１】請求項６に記載の光スイッチにおいて、
    遮光シャッタの先端部に設けた偏向反射面が、傾斜面と
    垂直面とを交互に組合せた階段状の反射面であることを
    特徴とする光スイッチ。
12. 【請求項１２】請求項６に記載の光スイッチにおいて、
    導光部材がプリズムであり、かつ投光用, 受光用光ファ
    イバの端面とそれぞれ対向する前記導光プリズムの入
    射, 出射端面に集光レンズ面を形成したことを特徴とす
    る光スイッチ。
13. 【請求項１３】請求項６に記載の光スイッチにおいて、
    導光部材をプリズムとして該導光プリズムに投光, 受光
    用光ファイバの挿入穴を穿孔するとともに、該光ファイ
    バ挿入穴を、その入口端の穴径が光ファイバの外径寸法
    公差の最大径よりもやや大で、かつ最奥端の穴径が光フ
    ァイバの外径寸法公差の最小径よりもやや小である断面
    多角形のテーパ穴となしたことを特徴とする光スイッ
    チ。
14. 【請求項１４】請求項６に記載の光スイッチにおいて、
    遮光シャッタを押釦式のアクチェータに直結するととも
    に、アクチェータを復帰用コイルばねと組合せてハウジ
    ングに組み込んだことを特徴とする光スイッチ。
15. 【請求項１５】請求項６に記載の光スイッチにおいて、
    ハウジングが光スイッチに接続された投光, 受光用の各
    光ファイバを所定の接続位置に係止固定するホルダ付き
    接続端子台を備えていることを特徴とする光スイッチ。
16. 【請求項１６】投光用光ファイバと受光用光ファイバと
    の間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉
    して光信号をオン，オフする光スイッチであり、二つの
    コーナー反射面とコーナー反射面の中間に遮光シャッタ
    の出入する空隙部を有して投光，受光用光ファイバとの
    間にまたがるコ字形の光伝達路を形成した導光プリズ
    ム、該導光プリズムにおける投光, 受光用光ファイバの
    端面との対向面に形成した集光レンズ、アクチェータの
    操作により導光プリズムの空隙部に出入して光伝達路を
    開閉する遮光シャッタ、前記受光用光ファイバに対する
    遮光位置で投光用光ファイバから出射した光線を導光プ
    リズムの空隙部内でほぼ直角方向に反射させるように前
    記シャッタの先端部に形成した偏向反射面、および該偏
    向反射面に対応する偏向光路の延長上に光軸を合わせて
    配置した前記の受光用光ファイバと別な第２の受光用光
    ファイバを備えたものにおいて、遮光シャッタの出入す
    る空隙部との間の境界をなす導光プリズムの端面に、前
    記空隙部内の光集束点を中心とする球面を形成したこと
    を特徴とする光スイッチ。
17. 【請求項１７】投光用光ファイバと受光用光ファイバと
    の間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉
    して光信号をオン，オフする光スイッチであり、それぞ
    れが球面をなす二つのコーナー反射面とコーナー反射面
    の中間に遮光シャッタの出入する空隙部を有して投光，
    受光用光ファイバとの間にまたがるコ字形の光伝達路を
    形成した導光プリズム、アクチェータの操作により導光
    プリズムの空隙部に出入して光伝達路を開閉する遮光シ
    ャッタ、前記受光用光ファイバに対する遮光位置で投光
    用光ファイバから出射した光線を導光プリズムの空隙部
    内でほぼ直角方向に反射させるように前記シャッタの先
    端部に形成した偏向反射面、および該偏向反射面に対応
    する偏向光路の延長上に光軸を合わせて配置した前記の
    受光用光ファイバと別な第２の受光用光ファイバを備え
    たものにおいて、遮光シャッタの出入する空隙部との間
    の境界をなす導光プリズムの端面に、前記空隙部内の光
    集束点を中心とする球面を形成したことを特徴とする光
    スイッチ。
18. 【請求項１８】投光用光ファイバと受光用光ファイバと
    の間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉
    して光信号をオン，オフする光スイッチであり、それぞ
    れが楕円面をなす二つのコーナー反射面とコーナー反射
    面の中間に遮光シャッタの出入する空隙部を有して投
    光，受光用光ファイバとの間にまたがるコ字形の光伝達
    路を形成した導光プリズム、アクチェータの操作により
    導光プリズムの空隙部に出入して光伝達路を開閉する遮
    光シャッタ、前記受光用光ファイバに対する遮光位置で
    投光用光ファイバから出射した光線を導光プリズムの空
    隙部内でほぼ直角方向に反射させるように前記シャッタ
    の先端部に形成した偏向反射面、および該偏向反射面に
    対応する偏向光路の延長上に光軸を合わせて配置した前
    記の受光用光ファイバと別な第２の受光用光ファイバを
    備えたものにおいて、遮光シャッタの出入する空隙部と
    の間の境界をなす導光プリズムの端面に、前記空隙部内
    の光集束点を中心とする球面を形成したことを特徴とす
    る光スイッチ。
19. 【請求項１９】投光用光ファイバと受光用光ファイバと
    の間の光伝達路をアクチェータ操作により機械式に開閉
    して光信号をオン，オフする光スイッチであり、二つの
    コーナー反射面とコーナー反射面の中間に遮光シャッタ
    の出入する空隙部を有して投光，受光用光ファイバとの
    間にまたがるコ字形の光伝達路を形成した導光プリズ
    ム、アクチェータの操作により導光プリズムの空隙部に
    出入して光伝達路を開閉する遮光シャッタ、前記受光用
    光ファイバに対する遮光位置で投光用光ファイバから出
    射した光線を導光プリズムの空隙部内でほぼ直角方向に
    反射させるように前記シャッタの先端部に形成した偏向
    反射面、および該偏向反射面に対応する偏向光路の延長
    上に光軸を合わせて配置した前記の受光用光ファイバと
    別な第２の受光用光ファイバを備えたものにおいて、導
    光プリズムに対し投光, 受光用光ファイバ相互間の光伝
    達路に沿った光透過面, 反射面を除く残り面域の表面を
    低反射率面となしたことを特徴とする光スイッチ。