JPH10170843A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光路の切換動作の異常がわかるようにする。 【解決手段】 ステッピングモータ２４は、光ファイバ
コリメータ２７₁ 〜２７₁₂のうち指定信号によって指定
された光ファイバコリメータに、その回転軸２４ａに取
り付けられた光ファイバコリメータ３６を結合させるよ
うに所定角度ステップで回転駆動される。光ファイバコ
リメータ３６の光軸の向きは、回転軸２４ａに取り付け
られたスリット円板３０と、そのスリット円板３０に設
けられたスリット列Ｐ１〜Ｐ６を検出するセンサ３８、
３９とによって検出され、指定信号に対してセンサ３
８、３９の検出信号が対応しているか否かが判定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光線路を切り換え
る際に用いられる光スイッチにおいて、その切り換え動
作が正しく行われているかを確認するための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、光ファイバからなる複数の回線
の試験を行う場合、試験用の光を各回線に順次切り換え
て入力する必要があり、このような場合に光スイッチが
従来から用いられている。

【０００３】上記目的で使用される光スイッチは、光を
入出力するための複数の導光部を有し、特定の導光部を
他の指定された導光部に選択的に結合できるように構成
されている。

【０００４】図１０は、特定の導光部の光軸の向きを機
械的に変化させて光路を切り換える従来の光スイッチの
機構部を示したものである。この光スイッチでは、特定
の導光部を構成する１本の光ファイバコリメータ（ファ
イバの先端にレンズを設けたもの）１の先端をステッピ
ングモータ２によって所定角度α間隔で回転させ、その
角度間隔毎の光ファイバコリメータ１の光軸に他の各光
ファイバコリメータ３、３、…、３の光軸をそれぞれ一
致させるように配置しており、光ファイバコリメータ１
を角度Ｎ・α（Ｎは整数）回転させるために必要なパル
ス信号をステッピングモータ２に与えることによって、
光ファイバコリメータ１と他の光ファイバコリメータ
３、３、…、３のいずれか任意のものとを光学的に結合
させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように与えられた電気信号に対して正確な回転角度で回
転するステッピングモータ２を駆動源として用いた光ス
イッチでは、ステッピングモータ自体やステッピングモ
ータに駆動用のパルスを与える回路等に異常が発生し
て、特定の光ファイバコリメータ１の光軸が所望の光フ
ァイバコリメータ３の光軸と一致しない位置にあって
も、外部からこれを知ることができず、この光スイッチ
を前記したように多数の回線の試験に使用する場合に
は、誤った試験を行ってしまうという問題があった。

【０００６】このために、光ファイバコリメータを通る
光の強度を検出する方法も考えられるが、前記したよう
に、ファイバからなる回線の試験を行う試験システムに
おいて、試験用の光の強度を測定するためには、光ファ
イバコリメータと回線の接続部で強度を測定しなければ
ならず、回線試験に悪影響を与えてしまう。

【０００７】本発明は、この問題を解決し、光路の切換
動作の異常がわかるようにした光スイッチを提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の光スイッチは、光を入出力するための複数
の導光部（２７₁ 〜２７₁₂、３６）と、電気信号を受け
て作動する駆動源（２４）を有し、前記導光部の少なく
とも一つの特定の導光部と他の任意の導光部を光学的に
結合させるために前記特定の導光部または該特定の導光
部と他の導光部の間に介在する光学部材の向きや位置を
可変する可変機構（２４、３５）と、前記他の導光部の
いずれか指定する信号を受け、該信号に対応した電気信
号を前記可変機構の駆動源に与えて、前記特定の導光部
と前記指定された導光部とを結合させる切換手段（４
０）とを備えた光スイッチにおいて、前記可変機構に設
けられ該可変機構によって可変される前記特定の導光部
または該特定の導光部と他の導光部の間に介在する光学
部材の向きや位置を検出するための検出手段（３０、３
８、３９）と、前記導光部を指定する信号に対して前記
センサの出力が対応しているか否かを判定する判定手段
（４２）とを備えている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１〜図３は、一実施形態の光ス
イッチの機構部を示す図である。

【００１０】これらの図において、この光スイッチの機
構部は、上面および下面がカバー２１で塞がれた箱型の
シャーシ２２内に設けられている。シャーシ２２の内部
は、仕切板２３によって上下に分割されている。

【００１１】仕切板２３の一端側の下面には、この実施
形態の可変機構およびその駆動源としてのステッピング
モータ２４が、その回転軸２４ａを仕切板２３の上面側
に突出させるようにして固定されている。このステッピ
ングモータ２４は、例えば０．９°の分解能で回転軸２
４ａを回転する。

【００１２】仕切板２３の他端側の上面には、ホルダー
２５が立設されている。ホルダー２５には、１２個の水
平な支持穴２６がステッピングモータ２４の回転軸２４
ａの軸心Ｃを中心にして３．６°間隔に設けられてい
る。

【００１３】ホルダー２５の支持穴２６には、導光部と
して１２本の光ファイバコリメータ２７₁ 〜２７₁₂の一
端２７ａ側が順番に挿着されている。

【００１４】なお、シャーシ２２から引き出された光フ
ァイバコリメータ２７₁ 〜２７₁₂の他端側には、光コネ
クタ２８が取り付けられている。

【００１５】一方、ステッピングモータ２４の回転軸２
４ａの上部には、スリット円板３０が同心に取り付けら
れている。スリット円板３０の外縁には後述する光ファ
イバコリメータ３６の光軸の角度を検出するためにスリ
ット３１ａ、３１ｂの列Ｐ１〜Ｐ６が、２つの対称な範
囲３０ａ、３０ｂに３列ずつ設けられている。スリット
円板３０は、その中心に設けられた穴３２にステッピン
グモータ２４の回転軸２４ａを通した状態で、２つの小
径円板状の取付部材３３、３４によって上下を挟まれる
ようにネジ止めされて、取付部材３３、３４とともにス
テッピングモータ２４の回転軸２４ａに固定されてい
る。

【００１６】取付部材３４の下面側にはホルダー３５が
固定されており、ホルダー３５には、この実施形態の特
定の導光部を構成する光ファイバコリメータ３６の一端
３６ａ側が水平に支持されている。

【００１７】光ファイバコリメータ３６の一端３６ａ側
は、光ファイバコリメータ２７₁ 〜２７₁₂の一端２７ａ
と同一高さで、その光軸がステッピングモータ２４の回
転軸２４ａの軸心Ｃを中心にして回転するように支持さ
れている。

【００１８】したがって、ステッピングモータ２４の回
転によって光ファイバコリメータ３６を他の光ファイバ
コリメータ２７₁ 〜２７₁₂のいずれかに光学的に結合す
ることができる。この光ファイバコリメータ３６の他端
側は、光ファイバコリメータ２７₁ 〜２７₁₂と同様にシ
ャーシ２２の外側へ引き出され、その先端には光コネク
タ２８が取り付けられている。

【００１９】また、ステッピングモータ２４の回転軸２
４ａを挟んで対称な位置には、スリット円板３０ととも
にこの実施形態の検出手段を構成するセンサ３８、３９
が設けられている。

【００２０】各センサ３８、３９は、隙間をもって上下
に対向した３対の送受光部からなるフォトインタラプタ
型のものであり、その隙間をスリット円板３０のスリッ
ト列が通過するように仕切板２３に固定されている。一
方のセンサ３８は、スリット円板３０の一面側からスリ
ット列Ｐ１〜Ｐ３に光を照射してスリット３１ａを通っ
た光を各スリット列毎に受光してその受光信号を並列に
出力する。他方のセンサ３９は、スリット円板３０の一
面側からスリット列Ｐ４〜Ｐ６に光を照射してスリット
３１ｂを通った光を各スリット列毎に受光してその受光
信号を並列に出力する。

【００２１】図４は、光ファイバコリメータ３６の光軸
の向きとセンサ３８、３９から並列に出力される受光信
号との関係を示すものであり、受光信号については、ス
リット列Ｐ１に対する受光信号を最下位ビット、スリッ
ト列Ｐ２の受光信号を第２ビット、…、スリット列Ｐ６
の受光信号を最上位ビットとし、受光時の信号を
〔１〕、非受光時の信号を

〔０〕とする６ビットのデー
タで表したものである。

【００２２】この図に示すように、光ファイバコリメー
タ３６の光軸の向きが、光ファイバコリメータ２７₁ の
光軸に対して３．６°だけ光ファイバコリメータ２７₁
の外側にずれた基準位置Ｒ₀ にあるとき、各スリット列
Ｐ１〜Ｐ６のスリット３１ａ、３１ｂの先頭を検出した
センサ３８、３９からデータ〔１１１１１１〕が並列に
出力され、この基準位置Ｒ₀ に対して光ファイバコリメ
ータ３６の光軸が時計回り（図１において）に３．６°
回転した位置（光ファイバコリメータ２７₁ の光軸に一
致する位置）にあるときのデータが〔０００００１〕と
なり、以下、光ファイバコリメータ３６の光軸が時計回
りに３．６°回転する毎にデータの値が１ずつ増してい
くように設定されており、その間の角度位置では受光信
号のデータが

〔００００００〕となる。したがって、セ
ンサ３８、３９から出力される

〔００００００〕以外の
データの値は、光ファイバコリメータ２７₁ 〜２７₁₂を
基準位置Ｒ₀ に近い方から順番に数えたときの番号（符
号の添字）に対応している。

【００２３】図５は、上記した機構部を有する光スイッ
チ２０の全体構成とこれを用いた試験システムの構成を
示している。

【００２４】図５において、光スイッチ２０の切換手段
４０は、後述する制御装置５０から出力される指定信号
を受け、その指定信号に対応した光ファイバコリメータ
２７に光ファイバコリメータ３６を結合させるために必
要なパルス信号を駆動パルス出力回路４１からステッピ
ングモータ２４へ出力させる。この切換手段４０は、ス
テッピングモータ２４を駆動した後に後述する判定手段
４２から異常を示す信号を受けた場合、その信号に応じ
てステッピングモータ２４の再駆動等の処理を行う。

【００２５】判定手段４２は、切換手段４０によって光
ファイバコリメータ３６の光軸の向きが変えられた後に
指定信号に対してセンサ３８、３９の出力データが対応
しているか否かを判定し、対応している場合には正常を
示す信号を切換手段４０へ出力し、対応していない場合
には異常を示す信号とセンサ３８、３９からのデータを
切換手段４０へ出力する。

【００２６】このように構成された光スイッチ２０を用
いてファイバからなる複数の回線の試験を行う場合に
は、図５に示しているように、光スイッチ２０の光ファ
イバコリメータ３６の光コネクタ２８を光パルス試験器
４５に接続し、光ファイバコリメータ２７₁ 〜２７₁₂の
光コネクタ２８を図示しない被試験回線に接続し、光ス
イッチ２０と光パルス試験器４５を制御装置５０によっ
て制御して、被試験回線の光パルスによる試験を所定の
順に且つ自動的に行わせる。

【００２７】なお、光パルス試験器４５は、光パルスを
ファイバへ出射し、そのファイバから入射端側に戻って
くる光（フレネル反射光や後方散乱光）のレベルを、光
パルスを入射した時点から所定時間が経過するまで求
め、その時間経過にともなうレベルの変化特性から、フ
ァイバの損失変化や断線等の有無や位置を測定するもの
である。

【００２８】図６は、上記試験システムに用いられた光
スイッチ２０の切換手段４０の処理手順を示すフローチ
ャートである。以下、この図に基づいて、光スイッチの
動作を説明する。

【００２９】例えば光ファイバコリメータ３６の光軸が
基準位置Ｒ₀ を向いている状態で、制御装置５０から３
番目の光ファイバコリメータ２７₃ を指定する信号Ｎ
（＝３）が入力されると、切換手段４０は、現在の光フ
ァイバコリメータ３３の光軸の向き（基準位置）から光
ファイバコリメータ２７₃ の光軸に一致する位置までの
角度Ａ（この場合Ａ＝３×３．６°）を計算する。

【００３０】そして、この角度Ａ分だけ光ファイバコリ
メータ３６の光軸を回転するために必要な数のパルス
（例えば１パルスで０．９°の回転が得られる場合に
は、Ａ／０．９＝１２）を駆動パルス出力回路４１から
ステッピングモータ２４へ出力させる（Ｓ１〜Ｓ３）。

【００３１】このパルスを受けたステッピングモータ２
４は、図７の（ａ）に示すように、光ファイバコリメー
タ３６の光軸を基準位置Ｒ₀ から角度Ａだけ回転させ
て、指定された３番目の光ファイバコリメータ２７₃ の
光軸と一致させる。

【００３２】切換手段４０によってステッピングモータ
２４が回転駆動された後、判定手段４２によって、セン
サ３８、３９からの６ビットのデータが、指定信号Ｎ
（＝３）に対応（この実施形態では一致）しているか否
かが判定され、前記図７の（ａ）に示したように、光フ
ァイバコリメータ３６の光軸が指定された３番目の光フ
ァイバコリメータ２７₃ の光軸と一致している場合に
は、センサ３８、３９からのデータが〔００００１１〕
となり指定信号Ｎ（＝３）と一致するので、判定手段４
２が正常を示す信号を出力する。

【００３３】この信号を受けた切換手段４０は、指定信
号Ｎを現在の位置を示すデータＲとして図示しないメモ
リに記憶し、制御装置５０に対して切換完了を示す信号
を出力してから、次の指定信号の入力を待つ（Ｓ４〜Ｓ
６）。

【００３４】また、例えばステッピングモータ２４に異
常が発生して図７の（ｂ）のように、光ファイバコリメ
ータ３６の光軸が、２番目の光ファイバコリメータ２７
₂ の光軸に一致する位置にあってセンサ３８、３９から
〔００００１０〕のデータが出力されたり、図７の
（ｃ）のように、光ファイバコリメータ３６の光軸が、
指定された３番目の光ファイバコリメータ２７₃ の光軸
に対して例えば０．９°ずれた位置にあってセンサ３
８、３９から

〔００００００〕のデータが出力され場合
には、判定手段４２から異常を示す信号とそのデータと
が切換手段４０に出力される。

【００３５】切換手段４０は、判定手段４２から異常を
示す信号とともに

〔００００００〕のデータを受けた場
合には、光ファイバコリメータ３６の現在の向きが不明
なので、０．９°ステップで＋２．７°の範囲までをス
テッピングモータ２４が回転するように駆動パルス出力
回路４１からパルスを出力させ、０．９°分のパルスを
出力させる毎に判定手段４２の判定結果を調べ、判定手
段４２から正常を示す信号が出力された場合には処理Ｓ
５へ移行し、２．７°分のパルスを与えたにもかかわら
ず判定手段４２からのデータが

〔００００００〕のまま
であった場合には、切り換えができないことを示す信号
を制御装置５０へ出力する（Ｓ７〜Ｓ１０）。

【００３６】また、切換手段４０は、処理Ｓ４または処
理８で判定手段４２から異常を示す信号とともに〔００
００００〕以外のデータを受けた場合には、そのデータ
から基準位置Ｒ₀ までの角度Ｂを求め、この角度Ｂだけ
ステッピングモータ２４を基準位置Ｒ₀ 方向に回転させ
るためのパルスを駆動パルス出力回路４１から出力させ
る（Ｓ１１、Ｓ１２）。

【００３７】そして、判定手段４２の判定結果を調べ、
判定手段４２から異常を示す信号とともに〔１１１１１
１〕のデータを受けた場合には、指定信号Ｎに対応した
角度位置まで光ファイバコリメータ３６の光軸を回転す
るために必要な数のパルスをステッピングモータ２４に
出力させてから再度判定手段４２の判定結果を調べ、そ
の判定結果が正常の場合には処理Ｓ５へ移行し、異常の
場合には処理１０へ移行して、制御装置５０へ切換動作
ができないことを示す信号を出力する（Ｓ１３〜Ｓ１
５）。

【００３８】制御装置５０は、指定信号Ｎを光スイッチ
２０へ出力した後に、光スイッチ２０側から切換完了を
示す信号を受けると、光パルス試験器４５から光スイッ
チ２０を介して指定信号に対応する光ファイバコリメー
タ２７₃ に接続されている被試験回線へ光パルスを入射
させてその回線から戻って来る光のレベルの変化特性を
求め、その回線の損失の増加や切断事故の有無を調べさ
せた後に、次の被試験回線に接続されている光ファイバ
コリメータに対応した指定信号Ｎを光スイッチ２０へ出
力して、その被試験回線の試験を行わせる。また、光ス
イッチ２０側から切換えができないことを示す信号を受
けると、その試験を中断し、試験システムの管理者に報
知したり、あるいは次の被試験回線に対応する指定信号
を光スイッチ２０へ与えて、光スイッチ２０側から切換
えができないことを示す信号を再度受けたときに、試験
を停止する。

【００３９】このように、上記光スイッチ２０は、指定
された光ファイバコリメータ２７に特定の光ファイバコ
リメータ３６が結合されているか否かを知ることができ
るので、その特定の光ファイバコリメータ３６が他のど
の光ファイバコリメータにも結合されていない状態や、
指定された光ファイバコリメータと異なる光ファイバコ
リメータに結合されている状態で誤った測定をしてしま
うことが無くなる。

【００４０】また、指定された光ファイバコリメータに
特定の光ファイバコリメータ３６が正常に結合できなか
った場合、光ファイバコリメータ３６の光軸を所定範囲
あるいは一旦基準位置に戻してから回転させて、結合を
再度試みるようにしているので、ステッピングモータ２
４のスリップ動作等によってたまたま切り換えが正常に
行われなかったような場合に、自動試験を中断させない
で済むという利点がある。

【００４１】なお、この光スイッチ２０では、光ファイ
バコリメータ２７の数１２に対してスリット列を６列設
けていたが、これは、光ファイバコリメータ２７の数を
増加させることができるように考慮したものであり、
３．６°間隔で最大４９（１８０÷３．６−１）まで光
ファイバコリメータ２７を増加させることができる。ま
た、前記のように光ファイバコリメータ２７の数が１２
である場合には、スリット列を４列で構成してもよい。

【００４２】

【他の実施の形態】前記実施形態では、ステッピングモ
ータ２４によって導光部の一つである光ファイバコリメ
ータ３６の光軸を直接回転するようにしていたが、図８
に示すように、ステッピングモータ２４で回転駆動され
る反射鏡６１の鏡面６１ａの一点で光ファイバコリメー
タ３６の光軸と他のＭ個の光ファイバコリメータ２７₁
〜２７ｍの光軸が交わるように構成し、その反射鏡６１
の角度をスリット円板３０で検出するようにしてもよ
い。

【００４３】また、前記実施形態では、特定の導光部と
しての光ファイバコリメータ３６の光軸を回転させるよ
うにしていたが、図９に示すように、光ファイバコリメ
ータ２７₁ 〜２７ｍを一直線上に所定間隔で並べ、光フ
ァイバコリメータ３６を帯状のスリット板７１ととも
に、ステッピングモータ２４を駆動源とする可変機構７
３によって光ファイバコリメータ２７₁ 〜２７ｍの並び
方向と平行に移動するように構成し、スリット板７１の
スリット７２をセンサ３８、３９で検出するようにして
もよい。

【００４４】また、前記実施形態のように光を遮蔽、通
過させるスリットを用いる方法だけでなく、光学的に検
出可能なパターンをバーコード状に印刷したものを用い
てもよい。

【００４５】また、前記実施形態では、センサの出力デ
ータが特定の導光部である光ファイバコリメータ３６に
結合されている光ファイバコリメータ２７を直接表すよ
うにスリット円板のスリットをコード化していたが、こ
れは本発明を限定するものでなく、例えば、光ファイバ
コリメータ２７の間隔に等しい間隔で等間隔にスリット
を１列設けたスリット板を光ファイバコリメータ３６と
ともに移動させ、センサを通過したスリットの数を計数
し、その計数結果と指定信号とが対応しているか否かを
判定するようにしてもよい。

【００４６】また、前記実施形態では、ファイバからな
る回線の試験システムに用いる光スイッチについて説明
したが、手動で切り換えが行える光スイッチにおいても
本発明を適用することができる。この場合には、判定手
段４２の判定結果をランプ等で表示したり、また、セン
サ３８、３９からのデータを番号表示して、特定の光フ
ァイバコリメータ３６に結合されている光ファイバコリ
メータを外部から視認できるようにしてもよい。

【００４７】また、前記実施形態では、可変機構および
駆動源としてステッピングモータを用いていたが、ポテ
ンショメータの出力で回転駆動されるサーボモータを可
変機構の駆動源とする光スイッチにも本発明を同様に適
用することができる。また、前記実施形態では、１回路
複数接点型の光スイッチに本発明を適用していたが、複
数回路複数接点型の光スイッチにも本発明を適用でき
る。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光スイッ
チは、切換手段が指定信号に対応する導光部に特定の導
光部を結合させるように可変機構を駆動したとき、検出
手段によってその可変機構の実際の動きを検出し、その
検出手段の出力と指定信号とが対応しているか否かを判
定手段によって判定するように構成されている。

【００４９】このため、駆動源の異常等によって特定の
導光部が指定された導光部と結合していない切換異常状
態の発生を容易に知ることができる。したがって、ファ
イバからなる複数の回線の試験をこの光スイッチを用い
て行う場合でも、誤った試験を行わずに済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の光スイッチの機構部の平面図

【図２】一実施形態の光スイッチの機構部の側面図

【図３】一実施形態の光スイッチの機構部の要部の分解
図

【図４】一実施形態の光スイッチと測定システムの構成
を示す図

【図５】特定の光ファイバコリメータの光軸の向きとセ
ンサの出力との関係を示す図

【図６】一実施形態の光スイッチの要部の処理手順を示
すフローチャート

【図７】一実施形態の動作を説明するための図

【図８】他の実施形態の機構部の概略図

【図９】他の実施形態の機構部の概略図

【図１０】従来の光スイッチの機構部の概略図

【符号の説明】

２０ 光スイッチ ２１ カバー ２２ シャーシ ２４ ステッピングモータ ２５ ホルダー ２７₁ 〜２７₁₂ 、３６ 光ファイバコリメータ ３０ スリット円板 ３５ ホルダー ３８、３９ センサ ４０ 切換手段 ４１ 駆動パルス出力回路 ４２ 判定手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光を入出力するための複数の導光部（２７
   ₁ 〜２７₁₂、３６）と、 電気信号を受けて作動する駆動源（２４）を有し、前記
   導光部の少なくとも一つの特定の導光部と他の任意の導
   光部を光学的に結合させるために前記特定の導光部また
   は該特定の導光部と他の導光部の間に介在する光学部材
   の向きや位置を可変する可変機構（２４、３５）と、前
   記他の導光部のいずれか指定する信号を受け、該信号に
   対応した電気信号を前記可変機構の駆動源に与えて、前
   記特定の導光部と前記指定された導光部とを結合させる
   切換手段（４０）とを備えた光スイッチにおいて、 前記可変機構に設けられ該可変機構によって可変される
   前記特定の導光部または該特定の導光部と他の導光部の
   間に介在する光学部材の向きや位置を検出するための検
   出手段（３０、３８、３９）と、 前記導光部を指定する信号に対して前記センサの出力が
   対応しているか否かを判定する判定手段（４２）とを備
   えたことを特徴とする光スイッチ。