KR100451629B1 - 광 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 스위치에 관한 것으로서, 특히 광 전송 시스템에서 하나의 메인 포트로부터 입력되는 광을 복수 개의 서브 포트 중 어느 하나를 선택하여 전송하고, 복수 개의 서브 포트 중 선택된 어느 하나의 서브 포트에서 입력되는 광을 메인 포트로 전송할 수 있는 1×N, N×1 양방향 광 스위치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 본 발명의 광 스위치에 의하면, 복수 개의 보빈에 각각 회전 거울을 구비하여 각각 일정 각도로 회전시키는 것만으로 광의 경로가 변화됨으로써, 광 경로의 중첩에 의한 누화 현상을 방지함과 동시에, 스위칭 되지 않는 광 경로를 완전 차단하여 보다 빠르고 정확하게 스위칭 동작이 이루어져서 스위칭의 신뢰성이 향상된다. 또한, 회전 거울들이 기계적 중심축에 의존하여 고정 설치되기 때문에 제작이 용이하고, 각 광 경로 변경에는 회전 거울 하나만이 동작하므로, 종래의 복수 개의 거울 및 그 거울들의 이동수단들은 필요치 않고 그에 해당하는 부품 수를 줄일 수 있어서, 이를 작동시키기 위한 소비 전력 또한 저감시킬 수 있다.

Description

광 스위치{Optical Switch}

본 발명은 광 스위치에 관한 것으로서, 특히 광 전송 시스템에서 하나의 메인 포트(port)로부터 입력되는 광을 복수 개의 서브 포트 중 어느 하나를 선택하여 전송하고, 복수 개의 서브 포트 중 선택된 어느 하나의 서브 포트에서 입력되는 광을 메인 포트로 전송할 수 있는 1×N, N×1 양방향 광 스위치에 관한 것이다.

최근 광통신 시스템이 발전함에 따라, 광 스위치는 장거리 통신망(long haul), 도시망(metro), 가입자망 등은 물론 무선 광중계 시스템에서 광선로 보호, 광신호 감시 및 OADM(Optical Add-Drop Multiplexer) 등과 같이 광범위한 광통신 분야에서 이용되는 광 부품이다. 특히, 콜리메이터를 이용한 자유 공간 광 스위치는 기계식 스위치로서 일반적으로 입출력 포트 수가 그다지 많지 않은 1×2, 2×2 , 또는 1×N 스위치 구조를 가지고 있다. 이때, 입력광은 입출력 포트의 콜리메이터에 의해 평행광으로 만들어진 다음, 광학 미러 또는 프리즘과 같은 반사 구조체에서 반사되어 경로 변경을 하고 있다. 한편, 현재에는 반사 구조체로서 굴절률이 적고 삽입 손실이 커서 광손실이 많은 프리즘은 그다지 사용되지 않으며 단순한 소규모 광 스위치에 적용되는 것이 대부분이다.

도 1a 내지 도 1c는 종래에 사용되는 광 스위치를 설명하기 위한 개략도들이다. 이때, 도 1a는 종래에 따른 1×4 광 스위치를 나타내고, 도 1b는 종래에 따른 1×8 광 스위치를 나타내며, 도 1c는 도 1a에 따른 종래의 광 스위치의 동작 원리를 설명하기 위한 것이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 종래에 사용되는 광 스위치는 광 콜리메이터로 이루어진 입력 포트(10) 및 출력 포트(20)들과, 입력 포트(20)와 출력 포트(20) 사이에 설치된 복수 개의 반사 구조체(30)와, 각각의 반사 구조체를 이동시킬 수 있는 반사 구조체 이동수단(40)들, 반사 구조체 이동 수단(40)들에 전류를 공급하는 전류 공급부(50)를 구비하고 있는 몸체(60)로 이루어진다.

한편, 도 1a에서는 1개의 입력 포트(10), 4개의 출력 포트(20), 및 3개의 반사 구조체(30)를 구비하여 1×4 구조로 구성되고 있으며, 도 1b에서는 1개의 입력 포트(10), 8개의 출력 포트(20), 및 7개의 반사 구조체(30)를 구비하여 1×8 구조로 구성되고 있다.

도 1c의 (1) 내지 (4)에서와 같이, 상기의 구조로 이루어진 종래의 광 스위치에서의 광입출 경로를 살펴보면, 일정한 광 경로로의 스위칭이 이루어지는 경우에 있어서는, 전류 공급부로부터 전류를 인가 받은 선택된 반사 구조체 이동 수단들이 각각의 반사 구조체(30)들을 원하는 광 경로를 형성하도록 이동시킨 다음, 입력 포트(10)로부터 몸체 내로 입력된 광이 일정한 광 경로를 형성하고 있는 반사 구조체(30)를 통하여 반사된 후, 원하는 출력 포트(20)를 통하여 외부 출력하는 것으로 이루어진다. 이때, 출력 포트(20)가 많아질수록 여러 개의 반사 구조체(30)가 구비되고 일정한 광 경로를 형성하는 데 있어서 광의 반사 횟수도 증가하게 된다.

이와 같이, 종래의 기계식 광 스위치의 구조에 있어서, 입력포트 및 출력포트의 수가 증가될수록, 입력 포트와 출력 포트 사이에 여러 개의 반사 구조체 및 반사 구조체 이동수단을 마련하여야만 그에 따른 일정한 광 경로로의 변경이 가능하므로, 광 스위치의 구조가 더욱 복잡해지고, 광 경로를 변경하는 스위칭 속도도 저감되며, 광 스위치를 구동하는 소비 전력도 역시 증가하게 되는 등의, 여러 가지 문제점들이 야기되었다. 또한, 여러 번의 반사를 거쳐서 일정한 광 경로를 설정하므로, 이로 인해 광 손실이 증가되는 문제점도 생기며, 더욱, 여러 반사 구조체 중에서 어느 하나가 오동작을 일으키게 되면 적절한 광 경로 변경이 일어나지 않아 광 스위치의 신뢰성에 저하한다.

따라서, 복수 개의 입력 포트 및 출력 포트를 구비하는 광 스위치에서는, 광이 진행하는 경로 상에 여러 개 반사 구조체가 계속해서 교차하는 종래의 구조로는 광 경로 변경의 제어에 큰 어려움이 따르게 된다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 복수의 광경로 중 어느 하나의 광 경로를 선택하여 보다 정확하게 경로를 변경함으로써, 광 스위치의 신뢰성을 향상시키는 광 스위치를 제공하는 데 있다.

더불어, 간단한 구조로서 보다 용이하게 제작할 수 있는 광 스위치를 제공하는 데 있다.

도 1a는 종래에 따른 1×4 광 스위치를 나타내는 개략도;

도 1b는 종래에 따른 1×8 광 스위치를 나타내는 개략도;

도 1c는 도 1a에 따른 종래의 광 스위치의 동작 원리를 설명하기 위한 개략도;

도 2a는 본 발명의 실시예 1에 의한 광 스위치를 설명하기 위한 평면도;

도 2b는 도 2a에 따른 광 스위치를 설명하기 위한 측면도;

도 2c는 도 2a 및 도 2b에 따른 광 스위치의 작동을 설명하기 위한 개략도;

도 2d는 본 발명의 실시예 1에 의한 광 스위치에 있어서의 서브 포트를 n개 설치했을 경우의 개략도; 및

도 3은 본 발명의 실시예 2에 의한 광 스위치를 설명하기 위한 개략도이다.

* 도면 중의 주요 부분에 대한 참조 번호의 설명 *

10 : 입력 포트 20 : 출력 포트

30 : 반사 구조체 40 : 반사 구조체 이동수단

50 : 전류 공급부 60 : 몸체

110 : 메인 포트 120 : 서브 포트

200 : 회전축 300 : 보빈

400 : 회전 거울 410 : 고정 거울

510 : 제 1 구동 수단 520 : 제 2 구동 수단

610 : 제 1 자석 620 : 제 2 자석

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 광 스위치는:

내부에 공간이 형성된 몸체와;

상기 몸체 내에 설치되되, 회전 가능하도록 설치되는 회전축과;

상기 회전축의 소정영역을 감싸도록 설치되는 복수 개의 보빈과;

각각 서로 반대 방향으로 코일을 권취하여 연결되어 있고, 상기 회전축을 사이에 두고 이격되어 상기 보빈들의 각각의 양단에 대응하도록 상기 몸체의 바닥에 각각 설치되는 복수 개의 제 1 및 제 2 구동 수단들;

상기 제 1 및 제 2 구동 수단을 연결하는 상기 코일 각각과 연결되어 전류를 공급하는 전류 공급부와;

광이 각각 입출력되며, 상기 보빈들 각각과 일대일 대응하고 일직선상에 위치하도록 상기 몸체의 일측벽에 설치되는 복수 개의 서브 포트들과;

광이 입출력되며, 상기 서브 포트들이 이루는 상기 일직선과 직각을 이루는 직선 상에 위치하도록 상기 몸체의 타측벽에 설치되는 메인 포트와;

각각의 상기 보빈들의 외면에 설치되는 복수 개의 회전 거울을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 각각의 상기 회전 거울은, 선택된 어느 하나의 상기 보빈 양단에 각각 대응하는 상기 제 1 및 제 2 구동 수단의 상기 코일을 통하여 전류를 인가하면 선택된 상기 보빈이 일정 각도로 회전하여 자신의 반사면에 대한 광 입사각이 45°로 이루어지도록 고정되는 것으로서, 상기 메인 포트를 통하여 상기 몸체 내부로 입사된 광을 반사하여 선택된 상기 보빈에 대응하는 상기 서브 포트를 통하여 외부로 출력되고, 또는 상기 선택된 상기 보빈에 대응하는 상기 서브 포트를 통하여 상기 몸체 내부로 입사된 광을 반사하여 상기 메인 포트를 통하여 출력되도록 설치하는 것이 바람직하다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 광 스위치는:

내부에 공간이 형성된 몸체와;

상기 몸체 내에 설치되되, 회전 가능하도록 설치되는 회전축과;

상기 회전축의 소정영역을 감싸도록 설치되는 복수 개의 보빈들과;

각각 서로 반대 방향으로 코일을 권취하여 연결되어 있고, 상기 회전축을 사이에 두고 이격되어 상기 보빈들의 각각의 양단에 대응하도록 상기 몸체의 바닥에 각각 설치되는 복수 개의 제 1 및 제 2 구동 수단들;

상기 제 1 및 제 2 구동 수단을 연결하는 상기 코일 각각과 연결되어 전류를 공급하는 전류 공급부와;

광이 각각 입출력되며, 상기 보빈들 각각과 일대일 대응하고 일직선상에 위치하도록 상기 몸체의 일측벽에 설치되는 복수 개의 서브 포트들과;

광이 입출력되며, 상기 서브 포트들이 위치한 상기 일직선상에 위치하도록 상기 몸체의 상기 일측벽에 설치되는 메인 포트와;

상기 메인 포트와 대응하도록 상기 몸체에 설치되는 고정거울과;

상기 서브 포트들과 각각 대응하도록, 각각의 상기 보빈들의 외면에 설치되는 복수 개의 회전 거울들;을 마련하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 고정 거울 및 각각의 회전 거울은, 선택된 어느 하나의 상기 보빈의 양단에 각각 대응하는 상기 제 1 및 제 2 구동 수단의 코일에 전류를 인가하면, 선택된 상기 보빈이 일정 각도로 회전하고, 회전한 상기 보빈의 외면에 설치된 상기 회전 거울의 반사면이 상기 고정 거울의 반사면과 마주 보도록 하여, 상기 메인 포트를 통하여 상기 몸체 내부로 입사된 광을 상기 고정 거울 및 상기 회전 거울에서 순차적으로 반사하여 선택된 상기 보빈에 대응하는 상기 서브 포트를 통하여 외부로 출력되고, 또는 상기 선택된 상기 보빈에 대응하는 상기 서브 포트를 통하여 상기 몸체 내부로 입사된 광을 상기 회전 거울 및 상기 고정 거울에서 순차적으로 반사하여 상기 메인 포트를 통하여 출력되도록 설치하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 각각의 예들 모두에 있어서, 나아가, 상기 메인 포트 및 상기 서브 포트들 각각에는 콜리메이트 렌즈를 각각 설치하는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 제 1 구동 수단 및 상기 제 2 구동 수단 각각과 결합 가능하도록, 제 1 자석 및 제 2 자석을 상기 보빈들 각각의 양단에 더 마련하는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 설명한다.

도 2a는 본 발명의 실시예 1에 의한 광 스위치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2b는 도 2a에 따른 광 스위치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2c는 도 2a 및 도 2b에 따른 광 스위치의 작동을 설명하기 위한 개략도이며, 도 2d는 본 발명의 실시예 1에 의한 광 스위치에 있어서의 서브 포트를 n개 설치했을 경우의 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시예 2에 의한 광 스위치를 설명하기 위한 개략도이다.

이때, 도면에 있어서, 각각의 화살표는 광경로를 나타낸 것이고, 동일한 참조번호는 동일 기능을 수행하는 구성 요소를 나타내며 이에 반복적인 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명의 실시예 1에 따른 광 스위치를 설명한다.

[실시예 1]

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 광 스위치는, 몸체(미도시), 메인 포트(110), 4개의 서브 포트(120), 회전축(200), 4개의 보빈(300), 보빈들의 외면에 각각 설치되어 회전하는 4개의 회전 거울(400), 보빈들의 양단 각각에 대응하도록 몸체의 바닥에서 고정되는 복수 개의 제 1 구동 수단 및 제 2 구동 수단들(510, 520), 각각의 제 1 구동 수단(510) 및 제 2 구동 수단(520)에 전류를 공급하는 전류 공급부, 보빈들 각각의 양단에 각각 설치되는 제 1 자석(610)들 및 제 2 자석(620)들이 구비된다.

몸체는, 보빈(300)들 및 회전 거울(400)들과, 회전축(200)이 설치되도록 그내부에 공간이, 광입출력 포트로서 일측벽에는 서브 포트(120)들이, 타측벽에는 메인 포트(110)가 설치된다. 여기서, 몸체는 미도시하고 있으며, 그 내부에 마련된 구성요소들을 살펴본다.

회전축(200)은 몸체의 내에 설치되되, 몸체의 일측벽과 평행을 이루며 회전 가능하도록 고정 설치된다.

보빈(300)들은 4개를 구비하고 있으며, 회전축(200)을 중심으로 회전 가능하도록 회전축(200)의 각각의 소정 영역을 감싸는 형상으로 이루어지고 있고, 또한, 각각 외면에 회전 거울(400)을 각각 설치하고 있다.

제 1 구동 수단 및 제 2 구동 수단(510, 520)은 도 2b에서 나타내는 것과 같이 상기 회전축(200)을 사이에 두고 이격되어 각각의 보빈(300)들 양단에 대응되는 위치에서의 몸체 바닥에 고정된다. 여기서, 제 1 구동 수단(510)과 제 2 구동 수단(520)의 코일 권취 방향은 서로 반대 방향으로 이루어지고 동일 전류가 인가될 수 있게 서로 연결되어 있으므로, 예를 들면, 역전류가 인가되었을 경우, 제 1 구동 수단(510)은 보빈(300)의 일단을 끌어당김과 동시에 제 2 구동 수단(520)은 보빈(300)의 타단을 밀어내어 일방향으로 회전력이 발생하여 회전할 수 있게 되는 것이다. 또한, 정전류를 인가하여 회전력 방향을 달리할 수 있음은 물론이다. 또, 회전력의 방향은 코일의 권취 방향에 따라 달라질 수 있다.

서브 포트(120)들은 회전축(200)과 평행한 일직선을 이루며, 회전축(200)에 설치되는 보빈(300)들 각각과 일대일 대응되도록 각각 몸체의 일측벽에 설치되고, 메인 포트(110)는 서브 포트(120)들이 이루는 일직선과 직각을 이루도록 타측벽에설치된다.

이때, 메인 포트(110) 및 서브 포트(120)들을 통하여 진행하는 광을 광손실이 거의 없는 직선광으로 만들기 위해서, 메인 포트(110) 및 서브 포트(120)들에는 콜리메이트 렌즈가 각각 설치된다. 콜리메이트 렌즈들 각각의 케필러리(Capillary)에는 광섬유가 각각 연결된다.

회전 거울(400)들 각각은 각각의 보빈(300) 외면에 설치되되, 자신이 설치된 보빈(300)이 구동되면 보빈(300)의 회전으로 인하여 입출력 광의 광로에 위치할 수 있도록 설치된다. 이때, 각각의 회전 거울(400)의 반사면 각도는 메인 포트(110)로부터 출사되는 광을 자신이 설치된 각각의 보빈(300)과 대응되는 서브 포트(120)로 반사하여 외부로 출력할 수 있음과 더불어, 자신과 대응되는 서브 포트(120)로부터 출사되는 광을 반사하여 외부로 출력할 수 있도록, 입력된 각각의 광이 회전 거울(400)의 반사면에 대하여 45°의 입사각을 갖도록 고정되는 것이다. 여기서, 메인 포트(110) 및 서브 포트(120)들에 각각 콜리메이트 렌즈를 설치하여 진행하는 광은 평행하게 이루어지므로, 회전 거울(400)의 반사면의 기울기를 45°로 하는 것만으로도 양방향 광 경로를 확보할 수 있게 된다.

전류 공급부(미도시)는 제 1 구동 수단(510) 및 제 2 구동 수단(520)에 감겨진 코일 각각과 연결되어 전류를 공급한다.

본 실시예에서는 제 1 자석(610) 및 제 2 자석(620)을 보빈(300)들 각각의 양단 마련하여 전류 인가 시에 제 1 구동 수단(510) 및 제 2 구동 수단(520) 각각과 반응하게 함으로써, 각각의 자력이 발생하는 것으로 하고 있지만, 이에 한하는것이 아니어서, 보빈(30)의 양단을 자성체로 형성하는 것으로도 좋다.

다음은 동작 원리를 도 2c를 참조하여 살펴보면, 우선, 광의 경로를 선택하여 광 경로에 해당하는 4개의 서브 포트(120)들 중 선택된 어느 한 서브 포트(120)와 대응하는 보빈(300)을 구동하기 위하여, 그의 양단 아래에 마련된 제 1 구동 수단(510) 및 제 2 구동 수단(520)의 코일에 정전류를 인가하면 일정 각도로 회전축(200)을 중심으로 하여 보빈(300)이 회전하게 된다. 이때, 보빈(300)의 외측에 위치한 회전 거울(400)은 광 경로에 위치하게 되고, 회전 거울(400)의 반사면에서 선택된 서브 포트(120) 또는 메인 포트(110)에서 입력된 입력광이 반사된다. 이때, 제 2 구동 수단(520)과 제 2 자석(620)은 인력이 작용하여 일정 결합력으로 회전한 보빈(300)을 고정시켜서, 결국 회전 거울(400)의 반사면이 광경로 상에 고정되는 것이다. 그리고, 다시 역전류를 인가하면, 제 2 구동 수단(520)과 제 2 자석(620)은 척력이 작용하여 고정된 보빈(300)을 역회전시켜서, 회전 거울(400)의 반사면을 광 경로 상에서 벗어나게 하는 것이다. 물론, 제 1 구동 수단(510)과 제 1 자석(610)은 상술한 제 2 구동 수단(520)과 제 2자석(620)에서 발생하는 힘과는 반대의 힘이 발생한다.

따라서, 도 2c의 (1)을 참조하면, 첫 번째 보빈을 스위칭, 즉 첫 번째 코일에 전류를 인가하면, 첫 번째 회전 거울(400)이 광축 상에 위치되고, 메인 포트(110)를 통해서 몸체 내부로 입사된 광은 첫 번째 회전 거울(400)에서 반사된 다음, 첫 번째 보빈에 대응하는 첫 번째 서브 포트(120)를 통하여 외부로 출사되고, 또는 첫 번째 서브 포트(120)를 통하여 몸체 내부로 입사된 광은 첫 번째 회전거울(400)에서 반사된 다음, 메인 포트(110)를 통하여 외부로 출사된다. 이와 같이, 회전 거울(400)의 반사면의 기울기가 45°이므로, 상술하는 것과 같이 양방향 광 경로를 확보할 수 있게 된다.

그리고, 도 2c의 (2), (3), (4)를 각각 참조하여 살펴보면, 두 번째, 세 번째, 네 번째 보빈을 각각 스위칭하는 동작 원리를 알 수 있다. 이때, 각각의 스위칭 동작은 첫 번째 보빈을 스위칭하는 원리와 같으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

이와 같이, 본 실시예에서는 메인 포트(110) 하나가 설치되고 네 개의 보빈(300) 각각에 서브 포트(120) 네 개가 설치되면, 각각의 메인 포트(110) 및 서브 포트(120)들을 입력 포트와 출력 포트로 구분하여 칭할 필요는 없으므, 1×4, 4×1 양방향 광 스위치를 구현할 수 있다.

도 2d를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 구성으로서, 상술한 도 2a 내지 도 2c에 나타내는 것과 같이 서브 포트(120)를 4개만을 구비하여 설명하고 있지만 이에 한정하는 것은 아니어서, 서브 포트(120)를 n개로 하여 일축상의 N방향 광입출력이 가능한 1×N, N×1의 광 스위치를 구현할 수 있는 것이다.

이어서, 본 발명의 실시예 2에 따른 광 스위치를 설명한다.

[실시예 2]

도 3을 참조하면 본 실시예 2에 따른 광 스위치는, 본 실시예 1에 따른 광 스위치의 몸체(미도시)를 구비함에 있어서, 특히 메인 포트(110)를 서브 포트(120)들이 마련된 일측벽에 서브 포트(120)들과 더불어 평행하게 설치하고, 메인 포트(110)에 입출력되는 광을 반사하도록 고정 거울(410)을 더 설치한다. 이때, 고정 거울(410)은 각각의 회전 거울(400)이 광축 상에 위치했을 때, 고정 거울(410)의 반사면은 각각의 회전 거울(400)의 반사면과 마주보게 설치하되, 고정 거울(410) 반사면의 법선과 회전 거울(400) 반사면의 법선이 90°가 되도록 설치한다.

여기서, 본 실시예에 따른 광 스위치의 작동 원리를 살펴보면, 첫 번째 보빈(300)을 스위칭, 즉 첫 번째 보빈(300)에 대응하는 제 1 구동 수단(510) 및 제 2 구동 수단(520)을 권취하고 있는 코일에 정전류를 인가하여, 첫 번째 보빈(300)이 일정 각도 회전하여 제 2 구동 수단(520) 및 제 2 자석(620)의 결합력으로 첫 번째 회전 거울(400)이 광 경로 상에 고정된 다음, 메인 포트(110)를 통하여 몸체 내부로 몸체 내부로 입사된 광은 고정 거울(410)에서 반사되고 다시 첫 번째 회전 거울(400)에서 반사된 후 첫 번째 보빈(300)과 대응하고 있는 첫 번째 서브 포트(120)를 통하여 외부로 출사되고, 또는 첫 번째 서브 포트(120)를 통하여 몸체 내부로 입사된 광은 첫 번째 회전 거울(400)에서 반사되고 다시 고정 거울(410)에서 반사된 후 메인 포트(110)를 통하여 외부로 출사된다. 그리고, 역전류를 인가하면, 제 1 구동 수단(510) 및 제 1 자석(610)의 결합력으로 인해, 첫 번째 보빈(300)은 역회전을 하게 되므로, 첫 번째 회전 거울(400)이 광 경로 상에서 벗어나게 된다.

여기서, 두 번째, 세 번째, 네 번째 보빈(300)을 통하여 각각 스위칭하는 데있어서의, 각각의 스위칭 동작은 첫 번째 보빈(300)을 스위칭하는 원리와 같으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

이와 같이, 본 실시예에서도 실시예 1에서와 같이, 메인 포트(110) 하나가 설치되고, 네 개의 서브 포트(120)로 이루어지지만, 각각의 메인 포트(110) 및 서브 포트(120)들을 입력 포트와 출력 포트로 구분하여 칭할 필요는 없으므로, 1×4, 4×1 양방향 광 스위치를 구현할 수 있다.

또한, 서브 포트(120)를 4개만을 구비하여 설명하고 있지만 이에 한정하는 것은 아니어서, 서브 포트(120)를 n개로 하여 1×N, N×1 광 스위치를 구현할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예들에 있어서, 복수의 영역에 마련된 각각의 보빈들 및 이에 각각 인접한 자석들로 인해 발생되는 전자기력으로 인하여 광의 경로를 바꿔줌으로써, 광 경로의 중첩에 의한 누화(Cross talk) 현상이 방지됨과 더불어, 스위칭 되지 않는 광경로는 완전히 차단되게 되므로 아이솔레이션도 뛰어나게 된다.

나아가, 스위칭 속도는 인가되는 전류의 세기를 조절함으로써 조절할 수 있다.

또한, 각각의 반사 구조체들, 즉 거울들의 설치시 광축에 의존하기보다는 기계적 중심축에 의존하기 때문에, 회전 거울들을 구동시키기 위해서 이동 수단 등을 더 마련하지 않아도 되므로 이동수단을 작동시키기 위한 소비전력도 줄일 수 있고, 제작도 용이하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 광 스위치에 의하면, 복수 개의 보빈에 각각 회전 거울을 구비하여 각각 일정 각도로 회전시키는 것만으로 광의 경로가 변화됨으로써, 광 경로의 중첩에 의한 누화 현상 방지함과 동시에, 스위칭 되지 않는 광 경로를 완전 차단하여 보다 빠르고 정확하게 스위칭 동작이 이루어져서 스위칭의 신뢰성이 향상된다.

또한, 회전 거울들이 기계적 중심축에 의존하여 고정 설치되기 때문에 제작이 용이하고, 각 광 경로 변경에는 회전 거울 하나만이 동작하므로, 종래의 복수 개의 거울 및 그 거울들의 이동수단들은 필요치 않고 그에 해당하는 부품 수를 줄일 수 있어서, 이를 작동시키기 위한 소비 전력 또한 저감시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (8)

1. 내부에 공간이 형성된 몸체와;

   상기 몸체 내에 설치되되, 회전 가능하도록 설치되는 회전축과;

   상기 회전축의 소정영역을 감싸도록 설치되는 복수 개의 보빈과;

   각각 서로 반대 방향으로 코일을 권취하여 연결되어 있고, 상기 회전축을 사이에 두고 이격되어 상기 보빈들의 각각의 양단에 대응하도록 상기 몸체의 바닥에 각각 설치되는 복수 개의 제 1 및 제 2 구동 수단들;

   상기 제 1 및 제 2 구동 수단을 연결하는 상기 코일 각각과 연결되어 전류를 공급하는 전류 공급부와;

   광이 각각 입출력되며, 상기 보빈들 각각과 일대일 대응하고 일직선상에 위치하도록 상기 몸체의 일측벽에 설치되는 복수 개의 서브 포트들과;

   광이 입출력되며, 상기 서브 포트들이 이루는 상기 일직선과 직각을 이루는 직선상에 위치하도록 상기 몸체의 타측벽에 설치되는 메인 포트와;

   각각의 상기 보빈들의 외면에 설치되는 복수 개의 회전 거울을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
2. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 회전 거울은, 선택된 어느 하나의 상기 보빈 양단에 각각 대응하는 상기 제 1 및 제 2 구동 수단의 상기 코일을 통하여 전류를 인가하면 선택된 상기 보빈이 일정 각도로 회전하여 자신의 반사면에 대한 광 입사각이 45°로 이루어지도록 고정되는 것으로서, 상기 메인 포트를 통하여 상기 몸체 내부로 입사된 광을 반사하여 선택된 상기 보빈에 대응하는 상기 서브 포트를 통하여 외부로 출력되고, 또는 상기 선택된 상기 보빈에 대응하는 상기 서브 포트를 통하여 상기 몸체 내부로 입사된 광을 반사하여 상기 메인 포트를 통하여 출력되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 메인 포트 및 상기 서브 포트들 각각에는 콜리메이트 렌즈를 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 구동 수단 및 상기 제 2 구동 수단 각각과 결합 가능하도록, 제 1 자석 및 제 2 자석을 상기 보빈들 각각의 양단에 더 마련하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
5. 내부에 공간이 형성된 몸체와;

   상기 몸체 내에 설치되되, 회전 가능하도록 설치되는 회전축과;

   상기 회전축의 소정영역을 감싸도록 설치되는 복수 개의 보빈들과;

   각각 서로 반대 방향으로 코일을 권취하여 연결되어 있고, 상기 회전축을 사이에 두고 이격되어 상기 보빈들의 각각의 양단에 대응하도록 상기 몸체의 바닥에 각각 설치되는 복수 개의 제 1 및 제 2 구동 수단들;

   상기 제 1 및 제 2 구동 수단을 연결하는 상기 코일 각각과 연결되어 전류를공급하는 전류 공급부와;

   광이 각각 입출력되며, 상기 보빈들 각각과 일대일 대응하고 일직선상에 위치하도록 상기 몸체의 일측벽에 설치되는 복수 개의 서브 포트들과;

   광이 입출력되며, 상기 서브 포트들이 위치한 상기 일직선상에 위치하도록 상기 몸체의 상기 일측벽에 설치되는 메인 포트와;

   상기 메인 포트와 대응하도록 상기 몸체에 설치되는 고정거울과;

   상기 서브 포트들과 각각 대응하도록, 각각의 상기 보빈들의 외면에 설치되는 복수 개의 회전 거울들;을 마련하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 고정 거울 및 각각의 회전 거울은, 선택된 어느 하나의 상기 보빈의 양단에 각각 대응하는 상기 제 1 및 제 2 구동 수단의 코일에 전류를 인가하면, 선택된 상기 보빈이 일정 각도로 회전하고, 회전한 상기 보빈의 외면에 설치된 상기 회전 거울의 반사면이 상기 고정 거울의 반사면과 마주 보도록 하여, 상기 메인 포트를 통하여 상기 몸체 내부로 입사된 광을 상기 고정 거울 및 상기 회전 거울에서 순차적으로 반사하여 선택된 상기 보빈에 대응하는 상기 서브 포트를 통하여 외부로 출력되고, 또는 상기 선택된 상기 보빈에 대응하는 상기 서브 포트를 통하여 상기 몸체 내부로 입사된 광을 상기 회전 거울 및 상기 고정 거울에서 순차적으로 반사하여 상기 메인 포트를 통하여 출력되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
7. 제 5항에 있어서, 상기 메인 포트 및 상기 서브 포트들 각각에는 콜리메이트 렌즈를 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
8. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 구동 수단 및 상기 제 2 구동 수단 각각과 결합 가능하도록, 제 1 자석 및 제 2 자석을 상기 보빈들 각각의 양단에 더 마련하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.