JPS62222217A - 光路切替装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光フテイバ等の光通信システムにおいて、通
信回線等の切替えに用いられる光路切替装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、光ファイバ等による通信システムにおいて１通信
回線の切り待えを行うための交換機が種々案出されてい
る。この交換機には、一度電気信号に変換してから切り
替えるもの、光信号をそのままで切替えるもの（光路切
替装置）等がある。

この光路切替装置の一例を第６図に示す０図において、
３０ａ、３０ｂはケース等に固設されている一対の電磁
石からなるソレノイドであり、このソレノイド３０ａ、
３０ｂ間には一対の板バネ（平行バネ）３１ａ、３１ｂ
に支持された移動台３２が配設されている。この移動台
３２はソレノイド３０ａ、３０ｂの励磁により矢印Ａ、
Ｂいずれかの方向に吸引されて移動自在となっている。

従って、移動台３２に反射体３３を載置すれば、所定方
向からの光に対して、光の進行方向がその移動台３２の
移動で変えられる。つまり、これは所定方向からの光に
対して二方向に切り替えることができる。また、光路切
替装ことしては、特開昭５５−８９１０５号に開示され
ているものがある。この装こは、低消費電力のバイモル
フによって光ファイバを直接移動し、複数の固定光ファ
イバとの間で光の切替えを行っている。これは、消費電
力が前記光路切替装置の場合と比較して極めて小さいも
のであるために、回線の切替えが激しいところに用いる
と有効である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この光路切替装置は平行バネを用いた点
で同一位置の再現性がよくなっているが、２個の電磁石
の配置により幅交が大きくなってしまう、即ち、これは
多くの回線を切り替えるため第７図に示すようにマトリ
ックス状に配置１した場合、スペースを広くとり実装密
度を高くできなかった。しかるに、光ファイバ等により
伝播した光はこの切り替え空間でより損失を受けること
になる。特に、光通信システムにおいて、光フアイバケ
ーブルが長距離化する中にあっては、伝播する光の損失
を抑える必要があり、光路切替装置での光の損失を如何
に少なくするかが重要な点の一つであった。

一方、特開昭５５−８９１０５号に開示されている装置
においで、駆動源としてのバイモルフは光ファイバ（負
荷）を十分に付勢するにたる力を得るのが困難であり、
しかも、直接負荷を一定位置で保持するには不安定な要
素があった。従って、上記の方法でバイモルフを利用し
た場合、光路切替装置は光路の切り替えを確実に行う場
合があった。

この発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的
は光路切替えを行う反射体の実装密度を高めて小型化す
ることができると共に切り替え光路での光の損失を抑え
ることができ、しかも、低消費電力で正確に動作する光
路切替装置を提供するにある。

［間厘点を解決するための手段］ この目的を達成するために、この発明の光路切替装置は
、伝播される複数の光を所定の平面内に入射させる第１
のポート群と、該入射光を出射する第２のポート群と、
前記所定の平面内において前記第１のポート群からの入
射光に対して直角方向より複数の光を入射させる第３の
ポート群と、該入射光を出射する第４のポート群と、前
記第１及び第３のポート群からの入射光を直角方向に反
射して、前記第２及び第４のポート群から出射させる平
行移動自在な複数個の反射体と、該反射体を移動させる
駆動装置とを具備する光路切替装置であって、前記駆動
装置は両端に側板（１１）　　。

（１２）を立設した支持体（１０）と、前記側板（１１
）　。

（１２）と平行で、前記支持体（１０）に一端を固設し
た平行バネ（１３）と、前記支持体（ｌＯ）側に切欠部
（１５）を有し、前記平行バネ（１３）の先端に配設さ
れた移動台（１４）と、前記平行バネ（１３）の間にあ
って、一端を前記切欠部（１５）に嵌入し、他端を前記
支持体（ｌＯ）に固設した板体（１６）と該板体（１６
）の両面に夫々圧電性素子（１７ａ）　　、　（１７ｂ
）を接着したバイモルフ（１７）とからなり、該バイモ
ルフ（１７）の変位で前記板体（１６）が前記移動台（
１４）を移動する可動部（１８）と、該可動部（１８）
によって移動した移動台（１４）をその移動する側の前
記側板（１１）　、　（１２）の先端部で保持する保持
手段（１９）　、　（２０）とを具備してなることを特
徴とするものである。

［作用］ この発明の光路切替装置はマトリックス状に配列された
反射体を個々に駆動装置で平行移動し、入射光の光路を
変える。この反射体の移動に際し、駆動装置はバイモル
フに電圧を印加することにより板体を湾曲させ、この湾
曲による付勢力と平行バネの復帰力とによって反射体が
載置されている移動台を他方に移動し、かつ、その付勢
力で保持手段の吸引範囲まで移動し、その後は保持手段
で保持して位置決めを行う。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の光路切替装置の斜視図を示し、第２
図は上記光路切替装この概略を示す上面図である。

図において、１はケースであり、このケースの上部四辺
には光を入射、出射させるための第１のポート群２、第
２のポート群３、第３のポート群４及び第４のポート群
５が設けられている。このｉｔのポート群？及び第３の
ポート群４は１例えば光ファイバ等より伝播された光を
所定磨面に入射させるためのレセプタクル２　ａ　１　
　＋　２　ａ２　＋４１＋、４ａ２が配設され、第２の
ポート群３及び第４のポート群５は、この入射した光を
例えば光ファイバ等に出射するためのレセプタクル３ａ
＋　　、３ａ２．５＆＋　　、５ａ２力（配３９されて
し＼る。そして、これらポート群の内側には、光ファイ
バ等より伝播された光を平行ビームとし、あるいはその
光を光ファイバ等に集光するレンズ（例えば、セルフォ
ックレンズ：商品名）６が夫々配設されている。即ち、
第１のポート群２と第２のポート群３、第３のポート群
４と第４のポート群５は夫々相対して配置されており、
しかもこれらに配設されているレセプタクル２ａ＋と３
ａ＋　　。

２ａｐと３ａ２，４＆＋と５ａ＋、４ａ２と５ａ２の主
軸は夫々一致している。なお、この場合は４人力４出力
の構成になっているが、この数に限る必要はない、そし
て、上記ポート群から入射した光の光差点には、その光
を所定方向例えば直角に反射させる反射体（例えば両面
ミラーの反射鏡、−面をミラーとしたプリズム等）７が
第２図に示すように平行移動自在に配置されている。

この反射体７を第２図の矢印Ｃの如く平行移動させる駆
動装置８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄはケース１の下部に配置
され、第３図に示す構成をしている。第３図において、
１０は両端に側板１１゜１２が立設している支持体であ
り、この支持体１０には側板１１，１２と平行な一対の
板バネ（平行バネ）１３の一端が固設されている。この
平行バネ１３の他端には移動台１４が配設されており、
移動台１４のほぼ中央で支持体１０側には切欠部１５が
設けられている。更に、支持体１０には平行バネ１３の
ほぼ中央にあって、一端を切欠部１５に嵌入する板体１
６が固設されている。

しかも、板体１６の両面には圧電性素子１７ａ。

１７ｂが接若されている。これら圧電性素子１７ａ、１
７ｂによりバイモルフ１７が構成されている。なお、板
体１６は、圧電性素子１７ａ、１７ｂの変位により自在
に湾曲し、かつこの圧・電性素子１７ａ、１７ｂに電圧
が印加できる電極構造を有している。そして、この板体
１６とバイモルフエアとによって切！！ｆ機構の駆動部
１８が構成されている。

一方、前記移動台１４を側板１１，１２いずれかに保持
させる保持手段１９．２０は側板１１゜１２の先端部に
埋設した永久磁石１９ａ、２０ａからなっている。なお
、この永久磁石１９ａ。

２０ａは前記平行バネ１３の復帰力に逆って保持し、か
つ前記圧電性素子１７ａ、１７ｂの変位で湾曲する板体
１６が切欠部１５の面１５ａ、１５ｂのいずれかに当接
して移動台１４を現在保持されている位置と反対方向に
付勢する力と前記平行バネ１３の復帰力との和より小さ
い磁力を有している。

次に、以上の構成からなる光路切替装置の動作を説明す
る。まず、光ファイバ等より伝播された光が第１のポー
ト群２及び第３のポート群４からレセプタクル２ａ＋　
　、２ａ２．４＆＋　　、４ａｔを介して入射する。こ
のとき、全ての反射体７がその入射光の光軸よりずれる
ように、駆！ｈ装置８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが夫々の移
動台１４を移動していると、その入射光は直進して第２
のポート群３及び第４のポート群５より出射する。これ
らの移動台１４を移動させる駆動装置の動作は、第４図
のように動作する。圧電性素子１７ａ、１７ｂに対して
互いに逆の電圧（つまり、逆方向の電界）をリード線２
１，２２．２３から印加する。

この場合、バイモルフ１７は第５図に示すように分極方
向が同じ（矢印Ｐ　Ｉ、　Ｐ　２　）圧電性素子１７ａ
、１７ｂからなっており、これに対して互いに逆の電界
（矢印Ｅｌ、Ｅ２）を印加すれば変位する。即ち、破線
で示すように、圧電性素子１７ａは伸び、圧電性素子１
７ｂは縮む、従って、バイモルフ８は板体７を矢印Ｅ方
向に湾曲される。すると、板体１６はその先端を切欠部
１５の面１５ａに当接し、移動台１４を平行バネ１３の
復帰力と共に矢印り方向に付勢する。そして、移動台１
４はバイモルフエアの変位力で永久磁石２０ａの磁力範
囲まで移動され、その後磁力によって吸引されて保持さ
れる。しかるのち、圧電性素子１７ａ、１７ｂに印加し
ていた電圧を除いても、移動台１４は保持された状態を
維持している。

次に、圧電性素子１７ａ、１７ｂに上述と逆の電圧をリ
ード線２１，２２．２３から印加する。

この場合、バイモルフ１７は圧電性素子１７ａが縮み、
圧電性素子１７ｂが伸びる変位を生ずる。

即ち′、板体１６は第３図の矢印Ｅ方向と逆方向に湾曲
する。すると、移動台１４は矢印りと逆方向に移動し、
永久磁石１９ａに吸引されて保持される。

このようにして、駆動装置８ａ、８ｂ、８ｃ。

８ｄを全て同一駆動（例えば、移動台１４を永久磁石２
０ａで保持）すると、入射光は反射体７で反射されず直
進する。

ここで、駆動装置８ａのみを駆動（移動台１４を永久磁
石１９ａで保持）すると、第１のポート群２のレセプタ
クル２ａ＋から入射した光は反射体７の一面で直角方向
に反射して、第４のポート群５のレセプタクル５ａ、よ
り出射し、第３のポート群４のレセプタクル４ａ２から
入射した光は反射体７によって直角方向に進み、第２の
ポート群３のレセプタクル３ａ＋より出射する。このよ
うに、駆動装置８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを駆動すること
で、第１のポート群２のレセプタクル２ａ＋、２ａ２か
ら入射した光はレセプタクル３ａ＋　　、３ａ２，５ａ
＋　、５ａ２のいずれかより出射し、第３のポート群４
のレセプタクル４ａ＋＋４ａ２から入射した光はレセプ
タクル３ａ＋　　、３ａ２．５ａ＋　　、５ａ２のいず
れかより出射させられる。

即ち、上記光路切４！装置は駆動装置８ａ、８ｂ　、８
ｃ　、８ｄを駆動することで、光ファイバ等により伝播
される光信号を所望の光ファイバ等（回線）に切替える
ことができる。特に、これは駆動装と８ａ、８ｂ、８ｃ
、８ｄが低消費電力のバイモルフエアによって駆動する
ので、回線の切替えが激しいところに用いると有効であ
る。

また、この駆動装２ｔ８ａ、８ｂ、８ｃ、８’ｄはその
駆動の位置決めに１位置の再現性のよい平行バネ１３、
保持手段１９として永久磁石１９ａ。

２０ａを用いており、その位置決めを正確に行うことが
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の光路切替装置によれば
、入射する光の光路を切替えるための駆動装置が低消費
電力のバイモルフを駆動源とし、反射体を再現性のよい
平行バネで支持し、更に駆動源によって移動された反射
体を永久磁石等で保、持する機構としたので、高密度実
装が実現でき、かつ切り替え光路における光の損失を抑
ることができる。しかも、この発明によれば、光路を切
替える反射体の位置決めを正確に行うことができ、しか
も反射体の移動に際して電力消費を極めて小さくするこ
とができる。特に２これは、回線の切替えが激しい交換
機として用いると、極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す光路切替型この斜視
図、第２図は光路切替装置の概略的な上面図、第３図は
上記光路！；Ｉ７！装置の反射体を駆動する駆動装置の
斜視図、第４図は上記駆動装置の上面図、第５図は上記
駆動装置で用いたバイモルフの部分図、第６図は従来の
光路切替装鐙の斜視図、第７図は従来の光路切替型この
配ご図である。 ２・・・第１のポート群、３・・・第２のポート群、４
・・・第３のポート群、５・・・第４のポート群、７・
・・反射体、８　ａ　、　８　ｂ　、　８　ｃ　、　８
　ｄ−駆動装置、１０・・・支持体、ｌａ、１２・・・
側板、１３・・・平行バネ、１４・・・移動台、１５・
・・切欠部、１６・・・板体、１７ａ、１７ｂ・・・圧
電性素子、１７・・・バイモルフ、１８・・・可動部、
１９．２０・・・保持手段。 特許出願人　　アンリッ株式会社 日本電信電話株式会社 代理人　弁理士　　　西　　村　　教　　先筒１図 第２図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 伝播される複数の光を所定の平面内に入射させる第１の
   ポート群と、 該入射光を出射する第２のポート群と、 前記所定の平面内において前記第１のポート群からの入
   射光に対して直角方向より複数の光を入射させる第３の
   ポート群と、 該入射光を出射する第４のポート群と、 前記第１及び第３のポート群からの入射光を直角方向に
   反射して、前記第２及び第４のポート群から出射させる
   平行移動自在な複数個の反射体と、 該反射体を移動させる駆動装置とを具備する光路切替装
   置であって、前記駆動装置は両端に側板（１１）、（１
   ２）を立設した支持体（１０）と、前記側板（１１）、
   （１２）と平行で、前記支持体（１０）に一端を固設し
   た平行バネ（１３）と、 前記支持体（１０）側に切欠部（１５）を有し、前記平
   行バネ（１３）の先端に配設された移動台（１４）と、
   前記平行バネ（１３）の間にあって、一端を前記切欠部
   （１５）に嵌入し、他端を前記支持体（１０）に固設し
   た板体（１６）と該板体（１６）の両面に夫々圧電性素
   子（１７ａ）、（１７ｂ）を接着したバイモルフ（１７
   ）とからなり、 該バイモルフ（１７）の変位で前記板体（１６）が前記
   移動台（１４）を移動する可動部（１８）と、該可動部
   （１８）によって移動した移動台（１４）をその移動す
   る側の前記側板（１１）、（１２）の先端部で保持する
   保持手段（１９）、（２０）とを具備してなることを特
   徴とする光路切替装置。