(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二本以上の入力用光ファイバと、前記入力用光ファイバに対向する位置に配置された入力用光ファイバの二倍の数の出力用光ファイバと、前記入力用光ファイバを支持し、内部に開口を有する軟磁性材料の入力用光ファイバ連結部材と、前記出力用光ファイバを支持し、内部に開口を有する軟磁性材料の出力用光ファイバ固定部材と、
前記入力用光ファイバ連結部材の前記開口及び前記出力用光ファイバ固定部材の前記開口にわたって挿入された位置決めピンと、
前記入力用光ファイバ連結部材及び前記出力用光ファイバ固定部材とが設置されるベースと前記ベースに対向して配置され、前記出力用光ファイバ固定部材及び前記入力用光ファイバ連結部材を前記ベースとの間に内包するよう配置されるカバーとを有する容器と、前記入力用光ファバと選択された出力用光ファイバとを光学的に切替えるように前記入力用光ファイバ連結部材に駆動力を及ぼす磁力発生部材と、を有し、
前記磁力発生部材は、前記容器の外側に配置されたコイルと、前記コイルに連絡され、前記光ファイバの長手方向に沿って形成され、前記入力用光ファイバ連結部材に駆動力を及ぼす第一及び第二ヨークと、を備え、
前記第一ヨークと前記第二ヨークとの間に、前記入力用光ファイバ連結部材及び前記出力用光ファイバ固定部材とともに、永久磁石をさらに備えることを特徴とする光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通新分野で用いる光スイッチに関し、特に小型で遠隔操作に適した光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光路を切り替えるための光スイッチとしては、電気的に光路の屈折率や位相を変化させて光の進行方向を切り替える方式のものや、機械的に光路を移動させて光の進行方向を切り替える方式のものなどが開発されている。この中で、機械式の光スイッチは、光の結合損失が小さく、伝搬する光の波長依存性がほとんどなく、さらに電源を切断した後でも光の結合状態を切断前の状態に保持できるという特性を持っていることから、光通信装置や光伝送装置等の中でよく用いられている。
【０００３】
図６は、従来の特開平6−208062 号公報に記載されている機械式の光スイッチの上面図である。この光スイッチは、可動する入力用光ファイバ６０１に軟磁性を有する軟磁性部材６０２が挿入されており、この軟磁性部材６０２を永久磁石６０３，６０４とコイル６０５で移動させることで、入力用光ファイバ６０１を出力用光ファイバ６０７または６０８のいずれか一方と光学的に結合させる構造になっている。入力用光ファイバ６０１の先端と出力用光ファイバ６０７及び６０８の先端は、すべて光ファイバ固定部材６０６の中に保持されており、移動後の位置決めは、前記した光ファイバ固定部材６０６により行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示した従来の光スイッチは、入力用光ファイバに軟磁性部材を挿入する工程や、光ファイバ固定部材内に入力用光ファイバや出力用光ファイバを挿入する工程や、コイルの中に光ファイバ固定部材を挿入する工程など、複雑な３次元的な組立工程を多数必要としていた。
【０００５】
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであり、単純な２次元的な組立工程のみで製造可能な機械式光スイッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の光スイッチは、予め光ファイバ及び位置決めピンをブロックによって固定し、それを分割式の気密容器に封入するものである。
【０００７】
また、本発明の光スイッチは、予め光ファイバ及び位置決めピンをブロックによって固定し、それをスペーサを用いて、分割された内部が平坦な気密容器に封入するものである。
【０００８】
さらに、本発明の光スイッチは、気密性のベース及び気密性のカバーの外側に、光ファイバの長手方向に沿ってコイルを配置した駆動力発生部材を設置するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明による光スイッチの部分的な断面を含む斜視図である。
【００１１】
１０１は出力用光ファイバ、１０２は永久磁石、１０３は軟磁性金属材料からなる出力用光ファイバ固定ブロック、１０４は軟磁性金属材料からなる入力用光ファイバ連結ブロック、１０５は入力用光ファイバ、１０６は第一ヨーク、107はカバー、１０８は入力用光ファイバ固定ブロック、１０９は切り欠き、１１０はベース、１１１はコイル、１１２は第二ヨークである。ただし永久磁石１０２，カバー１０７，第一ヨーク１０６、及びベース１１０は、便宜上部分的に断面にて示されている。また光スイッチ内部は図示しない屈折率整合液にて満たされている。
【００１２】
入力側光ファイバ１０５はカバー１０７にあけられた切り欠き１０９とベース１１０とで形成された開口部及び入力用光ファイバ固定ブロック１０８を貫通しており、その先端は入力用光ファイバ連結ブロック１０４の端面に露出した状態で固定されている。これによって入力側光ファイバ１０５に入力された光は入力用光ファイバ連結ブロック１０４の端面から射出される。入力用光ファイバ連結ブロック１０４に対峙する位置に軟磁性金属材料からなる出力用光ファイバ固定ブロック１０３が配置されており、これに出力用光ファイバ１０１がその端面が露出した状態で固定されている。
【００１３】
入力用光ファイバ連結ブロック１０４は軟磁性金属材料で構成されているので、第二ヨーク１１２を通してコイル１１１に電流を流して発生させた磁力を作用させることにより揺動させることができる。これにより入力側光ファイバ１０５から射出する光を結合させる出力用光ファイバ１０１を選択することができるので、光スイッチを実現できる。
【００１４】
また第二ヨーク１１２，第一ヨーク１０６，永久磁石１０２，出力用光ファイバ固定ブロック１０３及び入力用光ファイバ連結ブロック１０４とで磁路が形成されるので、第二ヨーク１１２に吸着された入力用光ファイバ連結ブロック104は、コイル１１１に流す電流を切断した後も吸着された状態を保持することができる。
【００１５】
コイル１１１は光ファイバの長手方向に沿って形成された細長い第二ヨークに形成されているので、小さなコイル直径で大きなアンペアターンを確保することができ、その結果小さい電流で大きな磁力を発生させることができ、確実な光切り替えを行うことができる。
【００１６】
また本実施例で示す光スイッチは、各部品を順次積み重ねる単純な２次元的な組立工程のみで製造可能である。したがって各部品の位置合わせが容易であり、組み立てコストを低く抑えることができる。
【００１７】
図２は本実施例の光スイッチにおける入力用光ファイバと出力用光ファイバの結合部の詳細図である。
【００１８】
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ及び１０１ｄは出力用光ファイバ、１０５ａ及び１０５ｂは入力用光ファイバ、２０１はＶ形溝が形成された出力用光ファイバ固定ブロック、２０２及び２０３は位置決めピン、２０４はＶ形溝及び台形溝が形成された入力用光ファイバ連結ブロック、２０４及び２０５は台形溝である。
【００１９】
光スイッチにおいて、入力用の光ファイバと出力用光ファイバは、高精度に位置決めされていることが必要で、光スイッチ内部での光の損失を１デシベル以下にするためには、それぞれの光ファイバの中心軸の位置のずれを１ミクロン以下に抑えることが必要である。
【００２０】
図２（１）は入力用光ファイバ１０５ａ及び１０５ｂが出力用光ファイバ101b及び１０１ｄに結合している状態を示しており、両者の位置決めは、出力用光ファイバ固定ブロック２０１に同定された位置決めピン２０２及び２０３と、入力用光ファイバ固定ブロック２０４に作られた台形型溝２０５及び２０６によって行われる。位置決めピンの外径，位置決めピンを固定するＶ形溝の位置，位置決めピンが挿入される台形型溝の形状及び台形型溝の位置は、すべて１ミクロン以下の誤差で作られており、位置決めピン２０２及び２０３が台形型溝２０５及び２０６の一方の斜面に突きあたって止まるとき、入力用光ファイバ１０５ａ及び１０５ｂが出力用光ファイバ１０１ｂ及び１０１ｄに１ミクロン以下の誤差で正確に向き合うように設計されている。
【００２１】
図２（２）は、入力用光ファイバ１０５ａ及び１０５ｂが出力用光ファイバ１０１ａ及び１０１ｃに結合している場合を示しており、位置決めピン２０２及び２０３を台形型溝２０５及び２０６の反対側の斜面に突きあてることで同様に高精度に位置決めされる。
【００２２】
図３は本発明による光スイッチの実施例の断面図である。
【００２３】
３０１は溝、３０２は平板からなる出力用光ファイバ固定ブロック、３０３は平板からなる入力用光ファイバ連結ブロック、３０４は空隙、３０５はＶ形溝が形成された入力用光ファイバ固定ブロック、３０６は平板からなる入力用光ファイバ固定ブロックである。
【００２４】
カバー１０７の内部には、入力用光ファイバ１０５，入力用光ファイバ固定ブロック３０５及び３０６，入力用光ファイバ連結部材２０３及び３０３及び出力用光ファイバ固定部材とが形成する輪郭に沿って凹凸が形成されており、光スイッチ内部の空隙３０４を小さくしつつ気密封止する構成となっている。空隙304は図示しない屈折率整合液にて満たされており、空隙３０４を小さくすることにより使用される屈折率整合液の量を低減することができる。
【００２５】
図４は本発明による光スイッチの他の実施例の断面図である。
【００２６】
４０１は平坦な内面を有するカバー、４０２，４０７及び４１０は溝、４０３，４０４，４０５，４０６，４０８及び４０９はスペーサ、４１１は平坦な内面を有するベースである。
【００２７】
スペーサ４０３，４０４，４０５，４０６，４０８及び４０９を用いることにより、カバーやベース内部に凹凸加工を施すことなく、入力用光ファイバ１０５，入力用光ファイバ連結部材２０３及び３０３が揺動するための空隙３０４を確保しつつ光スイッチをことができる。
【００２８】
図５は本発明による光スイッチの他の実施例の断面図である。
【００２９】
５０１及び５０２はスペーサである。スペーサ５０１及び５０２はそれぞれ一体成形されているので、平坦な内面を有するカバー４０２及び平坦な内面を有するベース４１１を用いた場合の光スイッチの組立工程を簡略化することができる。本実施例では入力用光ファイバを揺動させたが、出力用光ファイバを揺動させても同様にして光スイッチを実現できる
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、単純な２次元的な組立工程のみで製造可能な機械式光スイッチを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光スイッチの部分的な断面を含む斜視図。
【図２】本実施例の光スイッチにおける入力用光ファイバと出力用光ファイバの結合部の詳細図。
【図３】本発明による光スイッチの実施例の断面図。
【図４】本発明による光スイッチの他の実施例の断面図。
【図５】本発明による光スイッチの他の実施例の断面図。
【図６】従来の機械式光スイッチの上面図。
【符号の説明】
１０１，１０１ａ,１０１ｂ,１０１ｃ，１０１ｄ…出力用光ファイバ、１０２…永久磁石、１０３…軟磁性金属材料からなる出力用光ファイバ固定ブロック、１０４…軟磁性金属材料からなる入力用光ファイバ連結ブロック、１０５，105a，１０５ｂ…入力用光ファイバ、１０６…第一ヨーク、１０７…カバー、１０８…入力用光ファイバ固定ブロック、１０９…切り欠き、１１０…ベース、１１１…コイル、１１２…第二ヨーク、２０１…Ｖ形溝が形成された出力用光ファイバ固定ブロック、２０２，２０３…位置決めピン、２０４…Ｖ形溝及び台形溝が形成された入力用光ファイバ連結ブロック、２０４，２０５…台形溝、３０１…溝、３０２…平板からなる出力用光ファイバ固定ブロック、３０３…平板からなる入力用光ファイバ連結ブロック、３０４…空隙、３０５…Ｖ形溝が形成された入力用光ファイバ固定ブロック、３０６…平板からなる入力用光ファイバ固定ブロック、４０１…平坦な内面を有するカバー、４０２，４０７，４１０…溝、403,４０４，４０５，４０６，４０８，４０９，５０１，５０２…スペーサ、４１１…平坦な内面を有するベース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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