JPH0850253A - 光ファイバの光路切替方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切替え光路数を大幅に増すことのできる光フ
ァイバの光路切替方法と、小型でありながら極めて多く
の光路数の切替えを行うことのできる光路切替装置とを
提供する。 【構成】 複数側の光ファイバ２がドラム６の円周面に
周方向に所定間隔をおいて配列された複数の溝６ａの一
端側に固定されていることから、複数側の光ファイバ数
を大幅に増やすことが可能である。また、光路の切替え
は、ドラム６がステップモータ７により軸回りに回転し
て複数側の光ファイバ２が円周方向の任意の位置に移動
するとともに、単一側の光ファイバ１が第１アクチュエ
ータ４によりドラム６の径方向に移動して溝６ａの他端
側に嵌合し、更に第２アクチュエータ５により軸方向に
移動して複数側の光ファイバ２と端面同士を突き合わさ
れて接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光情報通信用光
ファイバケーブルに用いられる光ファイバの光路切替方
法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光導波路の光路を切替える技術と
しては、１×２スイッチが実用化されており、その代表
的なものには磁力を利用して単一側の光ファイバの先端
部を一次元的に往復移動させ、複数側の任意の光ファイ
バに接続するようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
構造では複数側の光ファイバ数を大幅に増やすことがで
きず、例えば二次元的動作に構造を発展させても複数側
の光ファイバ数は８本程度が限界であった。また、現在
のところ複数側の光ファイバ数を増す簡便な方法として
１×２スイッチの各終端に１×２スイッチを次々と増設
してゆく方法があるが、複数側の光ファイバ数が２桁、
３桁になるとスペース的な問題が生じて利用者側まで延
びる光通信網の拡充に対処しきれないという欠点があっ
た。

【０００４】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、切替え光路数を大幅
に増すことのできる光ファイバの光路切替方法を提供す
ることにある。また、他の目的とするところは、小型で
ありながら極めて多くの光路数の切替えを行うことので
きる光路切替装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、光路の一方に配置された単
一の光ファイバを、光路の他方に配置された複数の光フ
ァイバのうち任意の光ファイバに接続する光ファイバの
光路切替方法において、前記複数側の光ファイバを所定
の円周上に周方向に所定間隔をおいて配列しておき、単
一側または複数側の光ファイバを前記円周方向に移動さ
せて単一側の光ファイバと複数側の任意の光ファイバと
を位置合わせし、各光ファイバの端面同士を突き合わせ
るようにしている。

【０００６】また、請求項２では、光路の一方に配置さ
れた単一の光ファイバを、光路の他方に配置された複数
の光ファイバのうち任意の光ファイバに接続する光ファ
イバの光路切替装置において、円周面に周方向に所定間
隔で配列された軸方向に延びる複数の溝を有し、各溝の
一端側に前記複数側の光ファイバがそれぞれ固定された
ドラムと、ドラムを軸回りに回転させて複数側の光ファ
イバを円周方向の任意の位置に移動させる回転駆動機構
と、単一側の光ファイバをドラムの径方向に移動させて
前記溝の他端側に嵌合させるとともに、この光ファイバ
を軸方向に移動させて複数側の光ファイバに端面同士を
突き合わせる直進駆動機構とを備えている。

【０００７】また、請求項３では、請求項２記載の光フ
ァイバの光路切替装置において、前記溝を断面Ｖ形に形
成している。

【０００８】また、請求項４では、光路の一方に配置さ
れた単一の光ファイバを、光路の他方に配置された複数
の光ファイバのうち任意の光ファイバに接続する光ファ
イバの光路切替装置において、円周面に複数側の光ファ
イバが周方向に所定間隔で配列されたドラムと、ドラム
を軸回りに回転させて複数側の光ファイバを円周方向の
任意の位置に移動させる回転駆動機構と、単一側の光フ
ァイバをドラムの軸方向に移動させて複数側の光ファイ
バに端面同士を突き合わせる直進駆動機構と、ドラムの
軸方向に移動する単一側の光ファイバの先端を複数側の
光ファイバの先端へ案内するガイド部材とを備えてい
る。

【０００９】また、請求項５では、光路の一方に配置さ
れた単一の光ファイバを、光路の他方に配置された複数
の光ファイバのうち任意の光ファイバに接続する光ファ
イバの光路切替装置において、円周面に複数側の光ファ
イバが周方向に所定間隔で配列されたドラムと、単一側
の光ファイバをドラムの軸回りに回転させて円周方向の
任意の位置にある複数側の光ファイバまで移動させる回
転駆動機構と、単一側の光ファイバをドラムの軸方向に
移動させて複数側の光ファイバに端面同士を突き合わせ
る直進駆動機構と、ドラムの軸方向に移動する単一側の
光ファイバの先端を複数側の光ファイバの先端へ案内す
るガイド部材とを備えている。

【００１０】また、請求項６では、請求項４または５記
載の光ファイバの光路切替装置において、前記ガイド部
材を先端がテーパ状に拡開した管状の部材によって形成
して複数側の光ファイバの先端部に組付けるとともに、
ガイド部材の先端から複数側の光ファイバの先端までの
長さをガイド部材内に挿入される単一側の光ファイバの
挿入長さよりも僅かに短くしている。

【００１１】

【作用】請求項１の光路切替方法によれば、複数側の光
ファイバが所定の円周上に周方向に所定間隔をおいて配
列されていることから、複数側の光ファイバ数を大幅に
増やすことが可能である。また、光路の切替えは、単一
側または複数側の光ファイバを前記円周方向に移動する
ことにより、単一側の光ファイバと複数側の任意の光フ
ァイバとを位置合わせし、各光ファイバを互いに端面同
士を突き合すことによって行われる。

【００１２】また、請求項２の光路切替装置によれば、
複数側の光ファイバがドラムの円周面に周方向に所定間
隔をおいて配列された複数の溝の一端側に固定されてい
ることから、複数側の光ファイバ数を大幅に増やすこと
が可能である。また、光路の切替えは、ドラムが軸回り
に回転して複数側の光ファイバが円周方向の任意の位置
に移動するとともに、単一側の光ファイバがドラムの径
方向に移動して前記溝の他端側に嵌合し、更に軸方向に
移動して複数側の光ファイバと端面同士を突き合わされ
て接続される。

【００１３】また、請求項３の光路切替装置によれば、
請求項２の作用に加え、前記溝が断面Ｖ形に形成されて
いることから、各光ファイバの配列及び嵌合が高精度に
行われる。

【００１４】また、請求項４の光路切替装置によれば、
複数側の光ファイバがドラムの円周面に周方向に所定間
隔をおいて配列されていることから、複数側の光ファイ
バ数を大幅に増やすことが可能である。また、光路の切
替えは、ドラムが軸回りに回転して複数側の光ファイバ
が円周方向の任意の位置に移動するとともに、単一側の
光ファイバがドラムの軸方向に移動し、ガイド部材に案
内されながら複数側の光ファイバと端面同士を突き合わ
されて接続される。

【００１５】また、請求項５の光路切替装置によれば、
複数側の光ファイバがドラムの円周面に周方向に所定間
隔をおいて配列されていることから、複数側の光ファイ
バ数を大幅に増やすことが可能である。また、光路の切
替えは、単一側の光ファイバがドラムの軸回りに回転し
て円周方向の任意の位置にある複数側の光ファイバまで
移動するとともに、ドラムの軸方向に移動し、ガイド部
材に案内されながら複数側の光ファイバと端面同士を突
き合わされて接続される。

【００１６】また、請求項６の光路切替装置によれば、
請求項４または５の作用に加え、ドラムの軸方向に移動
する単一側の光ファイバはガイド部材のテーパ状に拡開
した先端部分に案内されてガイド部材内に挿入される。
その際、ガイド部材の先端から複数側の光ファイバの先
端までの長さは単一側の光ファイバの挿入長さよりも僅
かに短くなっていることから、各光ファイバの端面同士
は常に所定の接触圧をもって突き合わされる。

【００１７】

【実施例】図１乃至図３は本発明の第１の実施例を示す
もので、図１は光ファイバの光路切替装置の側面図、図
２はその要部斜視図である。

【００１８】この光路切替装置は光路の一方に配置され
た単一の光ファイバ１を、光路の他方に配置された複数
の光ファイバ２のうち任意の光ファイバ２に接続するも
のであり、その構成としては、単一側の光ファイバ１を
保持するファイバホルダ３と、ファイバホルダ３を上下
方向に移動させる直進駆動機構としての第１アクチュエ
ータ４と、ファイバホルダ３を水平方向に移動させる同
じく直進駆動機構としての第２アクチュエータ５と、複
数側の光ファイバ２を保持するドラム６と、ドラム６を
回転させる回転駆動機構としてのステップモータ７と、
ドラム６の回転動作を制御する端末装置８と、これらが
設置された基板９とからなり、基板９にはＬ形の支柱１
０が取付けられている。

【００１９】ファイバホルダ３は水平方向に摺動自在な
スライダ３ａを有し、このスライダ３ａには単一側の光
ファイバ１が先端側を突出させた状態で固定されてい
る。

【００２０】第１アクチュエータ４は支柱１０の上部に
固定されるとともに、上下方向に摺動するシャフト４ａ
を有し、シャフト４ａの下端にはファイバホルダ３が固
定されている。

【００２１】第２アクチュエータ５は支柱１０の側部に
固定されるとともに、水平方向に摺動するスライダ５ａ
を有し、スライダ５ａには単一側の光ファイバ１の中間
部分が固定されている。

【００２２】ドラム６は円柱状に形成され、その軸心が
光ファイバ１と平行になるように横向きに配置されてい
る。ドラム６の円周面には図２に示すように軸方向に延
びる多数の溝６ａが全周に亘って周方向に等間隔で設け
られ、各溝６ａには複数側の光ファイバ２がそれぞれ接
着固定されている。また、各光ファイバ２の先端は溝６
ａのやや後端寄りに配置され、各溝６ａの先端側に単一
側の光ファイバ１を受容するための余長が確保されてい
る。各溝６ａは断面がＶ形に形成されており、各溝６ａ
の１ピッチ分の回転角θはステップモータ７のステップ
角またはその整数倍と同一になるように設定されてい
る。また、ドラム６の後端側は光ファイバ２の被覆部分
の段差を許容するように外径がやや小さく形成され、こ
れにより各光ファイバ２の直線性が保たれるようになっ
ている。

【００２３】ステップモータ７はＬ形の取付部材１１を
介して基板９に固定され、その回転軸７ａにはドラム６
が取付けられている。ステップモータ７は正転及び逆転
の可能な機能を有し、その外径はドラム６よりも小さく
形成されている。この場合、ドラム６の回転位置に誤差
が生ずることを防止するため、ステップモータ７には回
転方向にアソビのないものを使用するのが好ましい。

【００２４】端末装置８は各アクチュエータ４，５及び
ステップモータ７に接続され、ステップモータ７との間
にはモータドライバ１２が設けられている。この端末装
置８はパーソナルコンピュータ等からなり、各アクチュ
エータ４，５及びステップモータ７の一連の動作をキー
の入力操作によって自動的に制御するようになってい
る。

【００２５】以上のように構成された光路切替装置にお
いて、各光路の切替えを行う場合には、まず複数側の光
ファイバ２のうち接続すべき光ファイバ２が単一側の光
ファイバ１の位置に移動するようにステップモータ７を
必要パルス数だけ駆動してドラム６を回転させる。この
場合、ステップモータ７の回転方向をドラム６の１／２
回転（１８０゜）ずつに分けて正転／逆転の切替えを行
うようにすれば、複数側の光ファイバ２の捻れ量を最小
限にすることができる。次に、第１アクチュエータ４を
駆動して単一側の光ファイバ１の先端側をドラム６の径
方向に下降させ、ドラム６の溝６ａに嵌合する。この場
合、図３に示すように光ファイバ１を溝６ａに対して先
下がりの姿勢にセットしておき、第１アクチュエータ４
による接触圧で光ファイバ１を溝６ａに沿って撓ませな
がら圧着させるようにすれば、光ファイバ１の先端浮き
上がりを確実に防止することができる。次に、第２アク
チュエータ５を駆動して単一側の光ファイバ１をドラム
６の軸方向に前進させ、複数側の光ファイバ２に端面同
士を突き合わさせる。これにより、単一側の光ファイバ
１と複数側の任意の光ファイバ２とが規定の圧力で接続
された光路が形成される。また、他光路への切替えを行
う場合は、第２アクチュエータ５を前記接続動作とは逆
方向に駆動して単一側の光ファイバ１を後退させた後、
第１アクチュエータ４を同じく逆方向に駆動して光ファ
イバ１を上昇させ、ドラム６の溝６ａから離脱させる。
以降は前記接続動作と同様にして単一側の光ファイバ１
を複数側の任意の光ファイバ２に接続すればよい。

【００２６】このように、本実施例の光路切替装置によ
れば、複数側の光ファイバ２をドラム６の円周面に配列
し、ドラム６の回転により単一側の光ファイバ１と複数
側の任意の光ファイバ２とを位置合わせして接続するよ
うにしたので、小型でありながら極めて多くの光路数の
切替えを行うことができる。

【００２７】尚、複数側の光ファイバ２は前記実施例に
ようにドラム６の全周に亘って配列してもよいが、光路
数に応じてドラム６の周方向一部のみに配列し、ドラム
６の回転角が小さくなるように設計してもよい。また、
ドラム６の溝６ａの形状は前記実施例に示したＶ形が加
工性に優れ、ファイバの配列及び嵌合を高精度に行うこ
とができる。この場合、ドラム６の材質にアルミニウム
等を用いるならば、溝６ａに酸化膜が生ずるのを防止す
るためにアルマイト処理を施しておくとよい。更に、各
アクチュエータ４，５の代わりに二方向切替駆動タイプ
のものを用いれば、直進駆動機構を一つにすることがで
き、より一層の小型化を図ることができる。

【００２８】図４は本発明の第２の実施例を示すもの
で、ファイバ接続部分の側面断面図である。本実施例で
は単一側及び及び複数側の光ファイバ１，２の先端部に
それぞれ接続のためのガイド管１３，１４を組付けてい
る。即ち、単一側の光ファイバ１はガイド管１３に挿入
固定され、その先端側はガイド管１３よりも長さＬだけ
外部に突出している。また、複数側の光ファイバ２はガ
イド管１４に挿入固定され、その先端はガイド管１４の
先端よりも長さＬ′だけ内部に没入している。この場
合、光ファイバ２の没入長さＬ′は光ファイバ１の突出
長さＬよりも僅かに短くなっている。また、ガイド管１
４の先端はテーパ状に拡開している。

【００２９】この構成では、単一側の光ファイバ１は、
まずガイド管１３が溝６ａに嵌合した後、光ファイバ１
の先端がガイド管１４の先端拡開部分で案内されてガイ
ド管１４に挿入され、複数側の光ファイバ２に端面同士
を突き合わされる。従って、単一側の溝６ａとガイド管
１４により二段階の案内を経て接続されるので、常に確
実な接続状態を得ることができる。その際、前述のＬ＞
Ｌ′の関係から各光ファイバ１，２の端面同士は常に所
定の接触圧をもって確実に接続される。尚、各ガイド管
１３，１４の材質には、加工性、耐摩耗性及び耐汚損性
等の点からガラスを用いるのがよい。

【００３０】図５は本発明の第３の実施例を示すもの
で、ファイバ接続部の一部断面側面図である。本実施例
では複数側のガイド管１４をドラム６の先端面から突出
させて配置している。

【００３１】この構成では、ドラム６の軸方向に前進す
る単一側の光ファイバ１が直接ガイド管１４の先端拡開
部分で案内されてガイド管１４に挿入され、複数側の光
ファイバ２に端面同士を突き合わされる。従って、単一
側の光ファイバ１を径方向に移動させる動作、即ち前記
第１アクチュエータ４を省略することができ、装置の簡
素化を図ることができる。

【００３２】前記第１、第２及び第３の実施例に示した
装置構成で接続実験を行ったところ、円周面に複数側の
光ファイバを２５０本配列できる外径約２４ｍｍのアル
ミニウム製ドラムをステップ角が約０．７度の小型ステ
ップモータに取付け、２個または１個の小型アクチュエ
ータで単一側の光ファイバを駆動させた結果、良好な光
路切替え及び接続の動作確認ができた。また、ファイバ
の接続損失は、第２及び第３の実施例に示した装置構成
において、整合液のない状態でも０．７〜０．８ｄＢを
確保することができた。

【００３３】図６は本発明の第４の実施例を示すもの
で、光ファイバの光路切替装置の側面図である。本実施
例ではドラム６が支持部材１５を介して基板９に固定さ
れるとともに、支持部材１６を介して基板９に固定され
たステップモータ７の回転軸７ａには、単一側の光ファ
イバ１を保持したアクチュエータ１７が一端をステップ
モータ７の回転軸７ａに固定されたアーム１８の他端に
取付けられている。この場合、ドラム６に保持された複
数側の光ファイバ２は第３の実施例の同様、先端に組付
けられたガイド管をドラム６の先端面から突出させてい
る。

【００３４】この構成では、複数側の光ファイバ２は固
定で、ファイバホルダ３がステップモータ７によってド
ラム６の円周方向に沿って回転することにより各光ファ
イバ１，２の位置合わせが行われた後、アクチュエータ
１５により単一側の光ファイバ１がドラム６の軸方向に
前進し、各光ファイバ１，２の接続が行われる。従っ
て、ドラム６側の光ファイバ２が捻れることがないの
で、ドラム６の後方で各光ファイバ２の長さに余裕を持
たせる必要がなく、複数側の多数の光ファイバ２を小さ
いスペースに効率よく整列させて固定することができ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の光路切
替方法によれば、複数側の光ファイバを所定の円周に沿
って多数配列することができるので、切替え光路数を従
来の１桁から２〜３桁まで大幅に増やすことができる。

【００３６】また、請求項２の光路切替装置によれば、
複数側の光ファイバを所定の円周に沿って多数配列する
ことができるので、切替え光路数を大幅に増やすことが
でき、しかも従来構造で同等の光路数を得る場合に比べ
て格段に小型化することができる。また、精密な回転機
構により常に安定した切替え動作を行うことができるの
で、複雑・多様化する光情報通信の光路切替用として極
めて有効である。

【００３７】また、請求項３の光路切替装置によれば、
請求項２の効果に加え、各光ファイバの配列及び嵌合を
高精度に行うことができるとともに、加工性の面でも有
利である。

【００３８】また、請求項４の光路切替装置によれば、
請求項２と同等の効果を有するとともに、光路の切替え
の際、単一側の光ファイバはドラムの軸方向のみの移動
となるので、構造の簡素化と、更に一層の小型化を図る
ことができる。

【００３９】また、請求項５の光路切替装置によれば、
請求項２と同等の効果を有するとともに、光路の切替え
の際、ドラムは固定されていて単一側の光ファイバがド
ラムの円周に沿って回転するので、ドラム側の光ファイ
バの捻れを考慮して長さに余裕を持たせる必要がなく、
複数側の多数の光ファイバを小さいスペースに効率よく
整列させて固定することができる。

【００４０】また、請求項６の光路切替装置によれば、
請求項４または５の効果に加え、単一側の光ファイバを
確実に挿入することができ、しかも各光ファイバの端面
同士が常に所定の接触圧をもって突き合わされるので、
各光ファイバの接続を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す光路切替装置の側
面図

【図２】光路切替装置の要部斜視図

【図３】光路切替装置の動作説明図

【図４】本発明の第２の実施例を示すファイバ接続部の
側面断面図

【図５】本発明の第３の実施例を示すファイバ接続部の
一部断面側面図

【図６】本発明の第４の実施例を示す光路切替装置の側
面図

【符号の説明】

１…単一側の光ファイバ、２…複数側の光ファイバ、４
…第１アクチュエータ、５…第２アクチュエータ、６…
ドラム、６ａ…溝、７…ステップモータ、１３，１４…
ガイド管、１５…アクチュエータ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光路の一方に配置された単一の光ファイ
   バを、光路の他方に配置された複数の光ファイバのうち
   任意の光ファイバに接続する光ファイバの光路切替方法
   において、 前記複数側の光ファイバを所定の円周上に周方向に所定
   間隔をおいて配列しておき、 単一側または複数側の光ファイバを前記円周方向に移動
   させて単一側の光ファイバと複数側の任意の光ファイバ
   とを位置合わせし、 各光ファイバの端面同士を突き合わせることを特徴とす
   る光ファイバの光路切替方法。
2. 【請求項２】 光路の一方に配置された単一の光ファイ
   バを、光路の他方に配置された複数の光ファイバのうち
   任意の光ファイバに接続する光ファイバの光路切替装置
   において、 円周面に周方向に所定間隔で配列された軸方向に延びる
   複数の溝を有し、各溝の一端側に前記複数側の光ファイ
   バがそれぞれ固定されたドラムと、 ドラムを軸回りに回転させて複数側の光ファイバを円周
   方向の任意の位置に移動させる回転駆動機構と、 単一側の光ファイバをドラムの径方向に移動させて前記
   溝の他端側に嵌合させるとともに、この光ファイバを軸
   方向に移動させて複数側の光ファイバに端面同士を突き
   合わせる直進駆動機構とを備えたことを特徴とする光フ
   ァイバの光路切替装置。
3. 【請求項３】 前記溝を断面Ｖ形に形成したことを特徴
   とする請求項２記載の光ファイバの光路切替装置。
4. 【請求項４】 光路の一方に配置された単一の光ファイ
   バを、光路の他方に配置された複数の光ファイバのうち
   任意の光ファイバに接続する光ファイバの光路切替装置
   において、 円周面に複数側の光ファイバが周方向に所定間隔で配列
   されたドラムと、 ドラムを軸回りに回転させて複数側の光ファイバを円周
   方向の任意の位置に移動させる回転駆動機構と、 単一側の光ファイバをドラムの軸方向に移動させて複数
   側の光ファイバに端面同士を突き合わせる直進駆動機構
   と、 ドラムの軸方向に移動する単一側の光ファイバの先端を
   複数側の光ファイバの先端へ案内するガイド部材とを備
   えたことを特徴とする光ファイバの光路切替装置。
5. 【請求項５】 光路の一方に配置された単一の光ファイ
   バを、光路の他方に配置された複数の光ファイバのうち
   任意の光ファイバに接続する光ファイバの光路切替装置
   において、 円周面に複数側の光ファイバが周方向に所定間隔で配列
   されたドラムと、 単一側の光ファイバをドラムの軸回りに回転させて円周
   方向の任意の位置にある複数側の光ファイバまで移動さ
   せる回転駆動機構と、 単一側の光ファイバをドラムの軸方向に移動させて複数
   側の光ファイバに端面同士を突き合わせる直進駆動機構
   と、 ドラムの軸方向に移動する単一側の光ファイバの先端を
   複数側の光ファイバの先端へ案内するガイド部材とを備
   えたことを特徴とする光ファイバの光路切替装置。
6. 【請求項６】 前記ガイド部材を先端がテーパ状に拡開
   した管状の部材によって形成して複数側の光ファイバの
   先端部に組付けるとともに、 ガイド部材の先端から複数側の光ファイバの先端までの
   長さをガイド部材内に挿入される単一側の光ファイバの
   挿入長さよりも僅かに短くしたことを特徴とする請求項
   ４または５記載の光ファイバの光路切替装置。