(57)【要約】   光スイッチ素子ＳＷは、ヘテロコア構造のセンサ部ＳＰを有する光ファイバセンサと、外部磁界の作用によって位置が変動し、センサ部ＳＰに非接触で、前記位置に応じて光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させるスイッチ部材１とを備える。スイッチ部材１が光ファイバの描く曲線の形状を変動させることにより、光ファイバセンサのセンサ部ＳＰ及びその近傍部分の曲率が変動し、曲率に応じたセンサ光の伝送損失が発生する。センサ部ＳＰに非接触でスイッチ動作を行うことができる。
2009107403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア及びコアの外周に積層されたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にする光透過部材を有し、前記光透過部材を含む範囲で所定の曲率の曲線を描くように配置され、入射端に光が入射されて出射端から前記光透過部材を通過した光を出射する光ファイバセンサと、
外部磁界の作用によって位置が変動し、前記光透過部材に非接触で、前記位置に応じて前記光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させるスイッチ部材とを備え、
前記スイッチ部材が前記光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させることにより、光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動し、前記外界との相互作用が前記曲率に応じて前記光ファイバセンサを伝送する光に対して生じるように構成されている光スイッチ素子。
【請求項２】
前記スイッチ部材を第１の位置で係止させる第１係止部材と、
前記スイッチ部材を第２の位置で係止させる第２係止部材とを備え、
前記スイッチ部材が前記第１の位置に係止された第１の状態と、前記スイッチ部材が前記第２の位置に係止された第２の状態とを有する請求項１に記載の光スイッチ素子。
【請求項３】
前記第１の位置又は前記第２の位置の少なくとも一方が調整可能である請求項２に記載の光スイッチ素子。
【請求項４】
前記スイッチ部材が板バネからなる請求項１から３のいずれか１項に記載の光スイッチ素子。
【請求項５】
前記板バネが断面Ｌ字形状の撓み防止構造を有する請求項４に記載の光スイッチ素子。
【請求項６】
前記光透過部材は、前記光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部である請求項１から５のいずれか１項に記載の光スイッチ素子。
【請求項７】
前記光透過部材は、前記光ファイバのコアの屈折率あるいはクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材である請求項１から５のいずれか１項に記載の光スイッチ素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光スイッチ素子と、
前記光ファイバセンサの入射端に設けられた光源と、
前記光ファイバセンサの出射端に設けられた受光部とを備える光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバセンサを用いた光スイッチ素子、及びこれを備えた光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
防爆領域などでは、スイッチの切り替え時に火花が発生するおそれがあるので、電気接点を有するスイッチを用いることができない。そのため、光を利用してオン／オフ状態を切り替える光スイッチが用いられる。【０００３】
従来の光スイッチとして、例えば特許文献１を参照して、発光素子からの光を光ファイバで防爆領域に導き、防爆領域に設けられた遮光部を通過させ、光スイッチから戻ってくる出力光を光ファイバで防爆領域外へと導いて受光素子で受光し、受光した光量に応じてオン／オフ状態を判断するものが知られている。【０００４】
また、従来の光スイッチとして、２本の光ファイバの端面同士を向かい合わせて両光ファイバ間に光を伝送させるように構成し、端面同士を十分に合わせて２本の光ファイバ間に伝送する光の端面における損失を小さくした状態と、端面同士をずらせて損失を大きくした状態とを、スイッチ部材の機械的な動作により制御するものが知られている。この光スイッチでは、スイッチ部材の動作状況に応じて、２本の光ファイバを伝送する光量によってオン／オフ状態を判別している。【０００５】
しかし、これら従来の光スイッチにおいては、スイッチ動作を実現するために、例えばコア径が１ｍｍ程度の太い光ファイバが必要であり、さらにスイッチ動作が安定しないなどの欠点を有していた。【０００６】
そこで、特許文献２には、ヘテロコア型の光ファイバセンサを用いた光スイッチが開示されている。この光スイッチにおいては、ヘテロコア構造のセンサ部と接触する円盤状部材を押圧部材が押圧する状態に応じて、センサ部及びその近傍部分の曲率が変化し、センサ光の伝送損失が変化することを利用して、オン／オフ状態を判別している。【０００７】
なお、ヘテロコア型の光ファイバセンサについては、特許文献３及び４に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２５０４６２号公報
【特許文献２】特開２００５−３３８３６０号公報
【特許文献３】国際公開９７／４８９９４号パンフレット
【特許文献４】特開２００３−２１４９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示された光スイッチは、円盤状部材をセンサ部に直接接触させて、スイッチ動作を行っている。しかし、センサ部は、接合などにより光ファイバセンサの中途部に設けられているので、接触する円盤状部材に押圧されて破損するおそれが高いという問題があった。【０００９】
また、センサ部と円盤状部材とが非接触状態での曲率と、センサ部が円盤状部材を介して押圧部材に押し込まれた状態での曲率とにそれぞれ応じた伝送損失を計測することによってオン／オフ状態を判別している。そのため、特に、繰り返しの再現性に劣り、且つ精度が良くないという問題があった。さらに、オン／オフ状態でのセンサ光の伝送損失を調整できないので、汎用範囲が狭いという問題があった。【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、センサ部に非接触でスイッチ動作を行うことが可能な光スイッチ素子及び光スイッチを提供することを目的としている。【００１１】
さらに、本発明は、好ましくは、繰り返しの再現性に優れ、精度が良い光スイッチ素子及び光スイッチを提供することを目的としている。【００１２】
さらに、本発明は、好ましくは、センサ光の伝送損失が調整でき、汎用範囲が広い光スイッチ素子及び光スイッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光スイッチ素子は、コア及びコアの外周に積層されたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にする光透過部材を有し、前記光透過部材を含む範囲で所定の曲率の曲線を描くように配置され、入射端に光が入射されて出射端から前記光透過部材を通過した光を出射する光ファイバセンサと、外部磁界の作用によって位置が変動し、前記光透過部材に非接触で、前記位置に応じて前記光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させるスイッチ部材とを備え、前記スイッチ部材が前記光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させることにより、該光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動し、前記外界との相互作用が前記曲率に応じて前記光ファイバセンサを伝送する光に対して生じるように構成されている。【００１４】
本発明の光スイッチ素子によれば、外部磁界の作用によってスイッチ部材の位置が変動し、光透過部材に非接触で、当該位置に応じて光ファイバセンサの描く曲線の形状が変動し、光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動する。そして、この曲率の変動により、光ファイバセンサに伝送される光と外界とで発生する相互作用が変動する。従って、発生した相互作用の変動を検出することにより、スイッチ動作を行うことが可能となる。  【００１５】
そして、センサ部に直接円盤状部材が接触して曲率を変動させる特許文献２に開示された光スイッチと比較して、曲げにより破損しやすい光ファイバセンサの光透過部材にスイッチ部材が接触しないので、耐久性が向上する。また、光透過部材は簡易に設けることができるので、光スイッチ素子を安価に製造することが可能となる。また、光スイッチ素子は、電気接点を用いていないので、防爆施設などでも好適に使用できる。【００１６】
また、本発明の光スイッチ素子において、前記スイッチ部材を第１の位置で係止させる第１係止部材と、前記スイッチ部材を第２の位置で係止させる第２係止部材とを備え、前記スイッチ部材が前記第１の位置に係止された第１の状態と、前記スイッチ部材が前記第２の位置に係止された第２の状態とを有することが好ましい。この場合、第１の状態と第２の状態との２つの状態において、スイッチ部材が係止され、光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動しない。そのため、これらの状態の判別を確実に行うことが可能となる。【００１７】
また、本発明の光スイッチ素子において、前記第１の位置又は前記第２の位置の少なくとも一方が調整可能であることが好ましい。この場合、光スイッチ素子の調整可能とした位置に対応する状態において発生する相互作用を調整することが可能となり、汎用性に富む。【００１８】
また、本発明の光スイッチ素子において、前記スイッチ部材が板バネからなることが好ましい。この場合、スイッチ部材を簡易に構成することが可能となる。【００１９】
また、本発明の光スイッチ素子において、前記板バネが断面Ｌ字形状の撓み防止構造を有することが好ましい。この場合、板バネに撓みが発生することが防止され、安定なスイッチ動作を実現することが可能となる。【００２０】
また、本発明の光スイッチ素子において、前記光透過部材は、該光透過部材の前後に位置する光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部であることが好ましい。【００２１】
また、本発明の光スイッチ素子において、前記光透過部材は、該光透過部材の前後に位置する光ファイバのコアの屈折率又はクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ材料からなることが好ましい。【００２２】
これらの場合、光透過部材は伝送する光の一部を漏洩するので、光の伝送損失を検出することによって、スイッチ動作を行うことができる。そのため、安価な検出装置を用いることが可能となる。また、光の伝送損失は、光透過部材及びその近傍部分の曲率に依存するので、スイッチ動作を高精度に行うことが可能となる。また、放電による融着などにより簡易に光透過部材を設けることが可能となる。【００２３】
本発明の光スイッチは、前記本発明の光スイッチ素子と、前記光ファイバセンサの入射端に設けられた光源と、前記光ファイバセンサの出射端に設けられた受光部とを備える。【００２４】
本発明の光スイッチによれば、前記本発明の光スイッチ素子が有する効果を備えた光スイッチを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る光スイッチ素子の構成を示す模式図である。
【図２】光ファイバセンサのセンサ部近傍を概念的に示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は長手方向断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光スイッチの構成を示す模式図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る光スイッチ素子の部分的な構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る光スイッチ素子を構成するスイッチ部材の可変部の構成及び動作を模式的に示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図６】（ａ）乃至（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る光スイッチ素子の構成を示す模式図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５実施形態に係る光スイッチ素子の部分的な構成を示す模式図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６実施形態に係る光スイッチ素子のセンサ部近傍の長手方向断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態に係る光スイッチの構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る光スイッチの構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第９実施形態に係る光スイッチ素子の構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態に係る光スイッチ素子の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の光スイッチ素子及びこれを用いた光スイッチに係る実施形態について、図面を参照して説明する。【００２７】
〔第１実施形態〕
図１（ａ）を参照して、第１実施形態に係る光スイッチ素子ＳＷは、光ファイバ２０ａ，２０ｂ及びその中途部に設けられた光透過部材であるセンサ部ＳＰからなる光ファイバセンサ（センサファイバ）を備えている。光ファイバセンサを構成する光ファイバ２０ａ，２０ｂ及びセンサ部ＳＰの詳細については後述する。【００２８】
光ファイバセンサは、センサ部ＳＰ及びその近傍部分を含む範囲（以下、これらの範囲を合わせて、単に、「センサ部ＳＰ近傍」という）が所定の曲率となる曲線を描くようにして、筐体などに収容されている。【００２９】
光ファイバセンサは、ここでは、外部磁界の作用によって位置が変動するスイッチ部材１の可動部１ａと筐体の壁面２ａとで挟まれることによって、所定の曲線を描くように配置されている。光ファイバセンサは、筐体内でリング形状となるように保持されている。なお、光ファイバセンサは、Ｕ字状やΩ字状などの形状に保持されていてもよい。ただし、光ファイバセンサを筐体内に収容する場合、リング状であれば容易に収容可能となる。【００３０】
スイッチ部材１は、ここでは、磁性体金属からなる板バネで構成されている。スイッチ部材１は、可動部１ａを除く部分が不図示の筐体に固定されており、外部磁界の作用によって可動部１ａが基端部を支点として動作し、その位置が変動する。なお、可動部１ａ先端の移動距離は、例えば、数ｍｍから数ｃｍである。【００３１】
外部磁界がない状態では、可動部１ａには自身のバネ作用により光ファイバセンサのセンサ部ＳＰに近づく方向（以下、内側方向という）への力のみが作用している。しかし、内側方向に近づくように動作する可動部１ａを第１の位置に係止する第１係止部材３ａが設けられている。そのため、可動部１ａは、図１（ａ）に示す位置に係止され、スイッチ部材１の可動部１ａを除く部分に対して角度θ１で保持された状態となって位置決めされる。このとき、可動部１ａと筐体の壁面２ａとの間隔が狭く、光ファイバセンサは、図中上下方向から押さえ込まれ、センサ部ＳＰ近傍が所定の大きな曲率Ｒ１となる曲線を描く形状になる。この状態をオフ状態（第１状態）とする。【００３２】
オフ状態の光スイッチ素子ＳＷにおいて、図１（ｂ）に示すように、スイッチ部材１の可動部１ａに外部磁石ＭＧが近接するに従い、外部磁石ＭＧが可動部１ａを引き寄せる力が徐々に大きくなる。そして、スイッチ部材１の可動部１ａから所定範囲内に外部磁石ＭＧが近接すると、可動部１ａのバネ作用による内側方向への力よりも可動部１ａが外部磁石ＭＧに引き寄せられる外側方向への力が大きくなり、可動部１ａは光ファイバセンサから遠ざかる方向（以下、外側方向という）に動作する。しかし、外側方向に動作する可動部１ａを第２の位置で係止する第２係止部材４ａが設けられている。そのため、可動部１ａは、図１（ｂ）に示す位置で係止され、スイッチ部材１の可動部１ａを除く部分に対して角度θ１ａで保持された状態となって位置決めされる。このとき、可動部１ａと筐体の壁面２ａとの間隔が広く、光ファイバセンサは、図中上方向に広がり、そのセンサ部ＳＰ近傍が小さな所定の曲率Ｒ２となる曲線を描く形状になる。この状態をオン状態（第２状態）とする。【００３３】
このように、光スイッチ素子ＳＷには、外部磁石ＭＧが近接したオン状態と、外部磁石ＭＧが近接していないオフ状態との２種類の状態があり、外部磁石ＭＧとの距離に応じて、オン状態又はオフ状態になる。【００３４】
なお、外部磁石ＭＧが近接する構成は任意である。例えば、外部磁石ＭＧが、スイッチ部材１を固定した筐体に摺動可能に設けられ、別体の対象物が外部磁石ＭＧあるいは外部磁石ＭＧを固定した部材と当接して、外部磁石ＭＧを可動部１ａに近接させるように構成してもよい。又、筐体とは別体の対象物の先端に外部磁石ＭＧを固定し、当該対象物が可動部１ａに近接するものであってもよい。【００３５】
スイッチ部材１の可動部１ａと筐体の壁面２ａとで挟まれた光ファイバセンサの形状の変化が安定すると、センサ部ＳＰ近傍の曲率の変動が安定する。即ち、可動部１ａが第１の位置で係止されるオン状態では、センサ部ＳＰ近傍の曲率がＲ１となり、可動部１ａが第２の位置で係止されるオフ状態では、センサ部ＳＰ近傍の曲率がＲ２となるような再現性を、長期間に亘って良好に得る必要がある。そのために、光ファイバセンサがリング形状となるように保持した部分の一箇所又は複数箇所を筐体などに固定してもよい。ただし、固定せずに曲率の変動が安定する場合には固定しなくてもよい。なお、センサ部ＳＰ近傍の曲率がＲ１，Ｒ２から多少変化しても、オン／オフ状態を正確に判別できるので、オン／オフ各状態における光ファイバセンサの形状はそれぞれ厳密に一定である必要はない。【００３６】
光スイッチ素子ＳＷには、上記のように、外部磁界の作用によって位置が変動するスイッチ部材１の可動部１ａを第１の位置で係止する第１係止部材３ａと、第２の位置で係止する第２係止部材４ａとが設けられている。そのため、光スイッチ素子ＳＷのオン／オフ状態に対応する可動部１ａの位置決めを明確に行うことができる。【００３７】
光スイッチ素子ＳＷを構成する光ファイバセンサは、光ファイバ２０ａ，２０ｂの中途部、即ち、光入射側の光ファイバ２０ａと光出射側の光ファイバ２０ｂの間にセンサ部ＳＰを有して構成されている。【００３８】
図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、光ファイバ２０ａ，２０ｂは、コア２１と、該コア２１の外周に積層されたクラッド２２とを有する構成である。光ファイバ２０ａ，２０ｂは、入射端である光ファイバ２０ａ端部、レーザダイオードや発光ダイオードなどの光源１１（図３参照）から出射されたセンサ光が入射され、出射端である光ファイバ２０ｂ端部からセンサ部ＳＰを通過したセンサ光がフォトダイオードなどの受光部１２（図３参照）で受光される構成になっている。【００３９】
センサ部ＳＰは、伝送する光の一部を漏洩するヘテロコア部３０からなっている。ヘテロコア部３０は、光ファイバ２０ａ，２０ｂのコア径ａｌと異なるコア径ｂｌを有するコア３１と、その外周に設けられたクラッド３２とからなっている。ヘテロコア部３０のコア３１の径ｂｌは、光ファイバ２０ａ，２０ｂのコア２１の径ａｌより小さい。ここでは、コア２１の径ａｌは９μｍであり、コア３１のコア径ｂｌは５μｍである。また、ヘテロコア部３０の長さｃｌは、例えば、１ｍｍから２ｍｍ程度である。【００４０】
センサ部ＳＰを構成するヘテロコア部３０と光ファイバ２０ａ，２０ｂとは、長手方向に直交する界面４０でコア同士が接合するように略同軸に、例えば、汎用化されている放電による融着などにより、接合されている。【００４１】
光ファイバ２０ａ，２０ｂ及びヘテロコア部３０として、シングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバとのいずれも使用可能であり、これらを組み合わせて使用してもよい。例えば、光ファイバ２０ａ，２０ｂとして、コア径５０μｍのマルチモード光ファイバを使用してもよい。【００４２】
光ファイバ２０ａ，２０ｂの中途部にヘテロコア型のセンサ部ＳＰが接合されており、ヘテロコア部３０におけるコア３１の径ｂｌと光ファイバ２０ａ，２０ｂのコア２１の径ａｌとが界面４０で異なっている。このコア径の差に起因して、図５（ａ）に示すように、伝送される光の一部がヘテロコア部３０のクラッド３２へ漏洩し、リーク光Ｗが発生する。【００４３】
コア２１とコア３１のコア径の相違が小さくなるように設定すると、リーク光Ｗが小さくなり、大部分の光は再びコア２１に入射し、伝送するセンサ光の伝送損失（ロス）が小さくなる。一方、コア２１とコア３１のコア径の相違が大きくなるように設定すると、リーク光Ｗが大きくなり、伝送するセンサ光の伝送損失が大きくなる。【００４４】
ヘテロコア型のセンサ部ＳＰにおいて、リーク光Ｗの大きさ、ひいてはセンサ光の伝送損失は、センサ部ＳＰ近傍の光ファイバセンサの曲げの変化により鋭敏に変化し、曲げが大きいほど大きくなる。【００４５】
光スイッチ素子ＳＷは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、スイッチ部材１の可動部１ａの位置が変動すると、可動部１ａと筐体の壁面２ａとで挟み込まれた光ファイバセンサの形状が変化し、センサ部ＳＰ近傍の曲率がＲ１とＲ２とで変動することになる。【００４６】
従って、可動部１ａの位置に応じて、即ち、可動部１ａに外部磁石ＭＧが近接しているオン状態か近接していないオフ状態かにより、光ファイバセンサにおける伝送損失が２値的に変動する。そこで、光ファイバ２０ｂの出射端から出射されるセンサ光を受光し、センサ光の損失を測定することにより、光スイッチ素子ＳＷのオン／オフ状態を判別することが可能となり、スイッチ動作を実現できる。【００４７】
図３を参照して、光スイッチは、上記した光スイッチ素子ＳＷ、外部磁石ＭＧ、光ファイバセンサの光入射端である光ファイバ２０ａ端部に設けられた光源１１、及び光ファイバセンサの光出射端である光ファイバ２０ｂ端部に設けられた受光部１２を備えている。【００４８】
光源１１は、例えば、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザなどの発光素子を有しており、センサ光を出射する。受光部１２は、例えば、フォトダイドード（ＰＤ）や電荷結合素子（ＣＣＤ）などの受光素子を有する光マルチメータであり、光出射端から出射されるセンサ光を検出する。【００４９】
このように、光スイッチ素子ＳＷ及びこれを備えた光スイッチによれば、外部磁界の作用により可動部１ａの位置を変動させ、その位置に応じてセンサ光の伝送損失を変動させる構成であり、外部磁石ＭＧとの距離に応じて非接触でスイッチ動作させることが可能である。【００５０】
そして、リング状の光ファイバセンサの腹部（図１では上部）に可動部１ａが当接しており、該可動部１ａは外部磁石ＭＧとの距離に応じて位置が変動する。そのため、リング状の光ファイバセンサは、その腹部の膨らみを規定する可動部１ａが動作することにより形状が変動する。よって、センサ部ＳＰ近傍に何ら部材を接触させることなく、当該センサ部ＳＰ近傍の曲率を変動させている。そのため、センサ部に直接円盤状部材が接触して曲率を変動させる特許文献２に開示された光スイッチと比較して、センサ部ＳＰの界面４０で折れるなど光ファイバセンサが破損するおそれが減少するので、耐久性が向上する。【００５１】
また、光スイッチ素子ＳＷには、オン状態とオフ状態の２つの状態しかない。そのため、オン／オフいずれの状態であるかを伝送損失によって高精度で判別でき、繰り返しの再現性も優れている。例えば、スイッチ部材１のバネ作用や磁性力が経年劣化しても、オン／オフいずれの状態であるかを確実に判別できる。【００５２】
また、光スイッチ素子ＳＷは、スイッチ部材１の可動部１ａの位置に応じて光ファイバセンサを伝送する光に対して損失を発生させる構成となっている。そして、曲率の変化に応じて鋭敏に伝送損失が変化するセンサ部ＳＰ近傍に可動部１ａの位置に応じた曲率を生じさせている。また、センサ部ＳＰを構成するヘテロコア部３０は、汎用化されている放電による融着などにより簡易に設けることが可能である。そのため、安価で軽重量物を高精度で光スイッチを実現することができる。【００５３】
また、光スイッチ素子ＳＷは、電気接点を用いていないので、防爆施設などでも好適に使用できる。なお、防爆施設など以外で用いる場合には、外部磁石ＭＧとして電磁石を用いてもよい。【００５４】
〔第２実施形態〕
第１実施形態において、外部磁界の作用によって位置が変動するスイッチ部材１の可動部１ａは、光スイッチ素子ＳＷのオン／オフ状態に対応して、第１の位置で係止する第１係止部材３ａと、第２の位置で係止する第２係止部材４ａとのいずれかによって係止され、明確な位置決めが行われる。【００５５】
ここで、第１係止部材３ａにより規定される第１の位置、及び／又は第２係止部材４ａにより規定される第２の位置が調整可能である場合には、光スイッチ素子ＳＷのオン／オフ状態に対応する伝送損失の大きさを調整することが可能となる。そして、これにより、オン／オフ状態を峻別する外部磁石ＭＧの閾距離を変化させることが可能となり、汎用性に富むことになる。【００５６】
そこで、図４（ａ）を参照して、第２実施形態に係る光スイッチ素子は、第１実施形態に係る光スイッチ素子ＳＷと異なり、第１係止部材３ａが規定する第１の位置を可変としている。【００５７】
第１係止部材３ａは、その固定位置が可変であり、ここでは、筐体などに形成された穴に嵌入されて固定されるピンから構成されている。ピン固定位置を段階的あるいは無段階的に可変となるように構成することで、伝送損失の大きさを段階的あるいは無段階的に調整することができる。なお、第２係止部材４ａが規定する第２の位置も同様に可変にしてもよい。【００５８】
図４（ｂ）を参照して、第２実施形態の変形に係る光スイッチ素子において、第２係止部材３ｃは、一種の板バネで構成され、ここでは、筐体２の壁面２ｂにネジ５によって固定されている。ネジ５によって第１係止部材３ｃの調整部３ｄを筐体の壁面２ｂに近づけるか、あるいは遠ざけるかによって、スイッチ部材１の可動部１ａを係止する第２の位置３ｅを無段階的に可変となるように構成されている。なお、第１係止部材を、第２係止部材３ｃと同様に構成して、第１の位置を可変にしてもよい。【００５９】
なお。例えば、複数個の光スイッチ素子を直列に接続して共通の受光部で複数個の光スイッチ素子全体の伝送損失を検出する構成とした場合も、上記のような調整機構を設けることが好ましい。この場合、オン／オフ状態のセンサ光の伝送損失が互いに異なる光スイッチ素子を直列に接続し、全伝送損失と各光スイッチ素子の伝送損失の組み合わせを比較することによって、複数個の光スイッチ素子のどの光スイッチ素子がオン状態で、どの光スイッチ素子がオフ状態であるかを容易に判別することが可能となる。【００６０】
〔第３実施形態〕
第３実施形態に係る光スイッチ素子を構成するスイッチ部材１は、第１実施形態と同様に、板バネである。しかし、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、この板バネは、第１実施形態と異なり、断面Ｌ字形状の撓み防止構造１ｗが可動部１ａに形成されている。【００６１】
光スイッチ素子を構成するスイッチ部材１は、自身のバネ作用及び外部磁界の作用で可動部１ａの位置が変動する。特に可動部１ａが細長形状の場合、外部磁界によって引き付けられ位置を変動する際に撓みが発生するおそれがある。撓みが発生すると、オン／オフ状態の各状態における可動部１ａの光ファイバセンサと当接する位置が不安定になるため、光ファイバセンサの形状の変動も不安定になり、オン／オフ状態の判別が困難になるおそれがある。【００６２】
そこで、スイッチ部材１の可動部１ａに、撓み防止構造１ｗを設けて、撓む方向への強度を高めている。そのため、可動部１ａに撓みが発生することが防止され、安定なスイッチ動作を実現することが可能となる。【００６３】
〔第４実施形態〕
図６（ａ）乃至図６（ｃ）を参照して、第４実施形態に係る光スイッチ素子ＳＷａのスイッチ部材１は、外部磁界の作用によってそれぞれ位置が変動する第１可動部１ａ及び第２可動部１ｂを備えている。スイッチ部材１は、ここでは、磁性体金属からなる板バネで構成され、スイッチ部材１の第１可動部１ａ及び第２可動部１ｂを除く部分で不図示の筐体に固定されている。【００６４】
光ファイバセンサは、スイッチ部材１の第１可動部１ａと第２可動部１ｂとで図中上下方向を挟み込まれた状態で所定の曲線を描く形状になる。【００６５】
第１可動部１ａは、外部磁界の作用によって位置が変動する。図６（ａ）を参照して、外部磁界がない状態では、第１可動部１ａには自身のバネ作用により内側方向（図中下側方向）への力が作用し、第１可動部１ａは内側方向へ動作する。しかし、第１可動部１ａを第１の位置で係止する第１係止部材３ａが設けられている。そのため、第１可動部１ａは、図６（ａ）に示す位置で係止され、スイッチ部材１の第１可動部１ａ及び第２可動部１ｂを除く部分に対して角度θ１で保持された状態となって位置決めされる。【００６６】
第２可動部１ｂも、第１可動部１ａと同様に、外部磁界の作用によって位置が変動する。外部磁界がない状態では、第２可動部１ｂには自身のバネ作用により内側方向（図中上側方向）への力が作用し、第２可動部１ｂは内側方向へ動作する。しかし、第２可動部１ｂを第１の位置で係止する第１係止部材３ｂが設けられている。そのため、第２可動部１ｂは、図６（ａ）に示す位置で係止され、スイッチ部材１の第１可動部１ａ及び第２可動部１ｂを除く部分に対して角度θ２で保持された状態となって位置決めされる。【００６７】
このとき、光ファイバセンサは、図中上下方向から押さえ込まれたようになり、センサ部ＳＰ近傍が大きな所定の曲率Ｒ１となる曲線を描く形状になる。この状態をオフ状態とする。【００６８】
図６（ｂ）を参照して、外部磁石ＭＧが第１可動部１ａに近接すると、第１可動部１ａのバネ作用により内側方向に作用する力よりも外部磁石ＭＧに引き寄せられて外側方向（図中上側方向）に作用する力が大きくなり、第１可動部１ａは外側方向に動作する。しかし、第１可動部１ａを第２の位置で係止する第２係止部材４ａが設けられている。そのため、第１可動部１ａは、図６（ｂ）に示す位置で係止され、スイッチ部材１の可動部１ａ及び第２可動部１ｂを除く部分に対して角度θ１ａで保持された状態となって位置決めされる。このとき、光ファイバセンサは、図中上方向に広がり、そのセンサ部ＳＰ近傍が曲率Ｒ１より小さな所定の曲率Ｒ２となる曲線を描く形状になる。この状態を第１オン状態とする。【００６９】
さらに、図６（ｃ）を参照して、外部磁石ＭＧが第２可動部１ｂに近接すると、上記と同様に、第２可動部１ｂのバネ作用により内側方向に作用する力よりも外部磁石ＭＧに引き寄せられて外側方向（図中下側方向）に作用する力が大きくなり、第２可動部１ｂは外側方向に動作する。しかし、第２可動部２ａを第２の位置で係止する第２係止部材４ｂが設けられている。そのため、第２可動部１ｂは、図６（ｃ）に示す位置で係止され、スイッチ部材１の可動部１ａ及び第２可動部１ｂを除く部分に対して角度θ２ａで保持された状態となって位置決めされる。このとき、光ファイバセンサは、図中下方向に広がり、そのセンサ部ＳＰ近傍が曲率Ｒ１より小さな所定の曲率Ｒ３となる曲線を描く形状になる。この状態を第２オン状態とする。【００７０】
このように、光スイッチ素子ＳＷａ及びこれを備えた光スイッチによれば、外部磁界の作用により可動部１ａ，３ｂの位置を変動させ、その位置に応じてセンサ光の伝送損失を変動させる構成であり、外部磁石ＭＧとの距離に応じて非接触でスイッチ動作させることが可能である。【００７１】
そして、スイッチ素子ＳＷａには、オフ状態、第１オン状態及び第２オン状態の３つの状態がある。そのため、３つの状態に応じたスイッチ動作させることが可能となる。【００７２】
なお、曲率Ｒ２と曲率Ｒ３とが共通の曲率となるように構成して、第１オン状態と第２オン状態を同一のオン状態とみなすこともできる。また、２つの可動部１ａ，３ｂに共に外部磁石ＭＧを近接させた第４の状態を有することもできる。【００７３】
〔第５実施形態〕
第５実施形態の光スイッチ素子は、第１実施形態に対する第２実施形態の光スイッチ素子と同様に、第４実施形態に対して、第１係止部材３ａにより規定される第１の位置、及び／又は第２係止部材４ａにより規定される第２の位置が調整可能となるように構成している。【００７４】
図７（ａ）を参照して、第１係止部材３ａ，３ｂは、その固定位置が可変であり、ここでは、筐体などに形成された穴に嵌入されて固定されるピンから構成されている。ピン固定位置を段階的あるいは無段階的に可変となるように構成することで、伝送損失の大きさを段階的あるいは無段階的に調整することができる。なお、第２係止部材４ａ，４ｂの固定位置も同様に可変にしてもよい。【００７５】
図７（ｂ）を参照して、第２係止部材３ｃは、一種の板バネで構成され、ここでは、筐体２の壁面２ｂにネジ５によって固定されている。ネジ５によって第１係止部材３ｃの調整部３ｄを筐体の壁面２ｂに近づけるか、あるいは遠ざけるかによって、スイッチ部材１の可動部１ａ，１ｂを係止する第２の位置３ｅ，３ｆを無段階的に可変となるように構成されている。なお、第１係止部材を、第２係止部材３ｃと同様に構成して、第１の位置を可変にしてもよい。【００７６】
〔第６実施形態〕
センサ部ＳＰとして、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したヘテロコア部３０以外の構成を採用することも可能である。【００７７】
図８（ａ）を参照して、第６実施形態に係る光スイッチ素子のセンサ部ＳＰを構成するヘテロコア部３０は、コア３１の径ｂｌが、光ファイバ２０ａ，２０ｂのコア２１の径ａｌよりも大きくなるように構成されている。【００７８】
図８（ｂ）を参照して、第６実施形態の変形に係る光スイッチ素子のセンサ部ＳＰは、光ファイバ２０ａ，２０ｂのコア２１の屈折率又はクラッド２２の屈折率と同等の屈折率を持つ材料から構成されている。このセンサ部ＳＰは、ヘテロコア構造ではない光透過部材３０ａであり、光ファイバ２０ａ，２０ｂの中途部に接合されている。【００７９】
センサ部ＳＰを上記のように構成しても、伝送する光の一部がセンサ部ＳＰで漏洩するので、前記実施形態と同様に、オン／オフ状態を確実に判別することができる。【００８０】
〔第７実施形態〕
図９を参照して、第７実施形態に係る光スイッチにおいては、光ファイバ２０ａ端部に、ＯＴＤＲ（Optical time-domain reflectometer）装置７０が接続されている。ＯＴＤＲ装置７０から入射されたセンサ光の後方へのレイリー散乱光をＯＴＤＲ装置７０自身が検出する。【００８１】
後方へのレイリー散乱光は、センサ部ＳＰ近傍の曲げに応じて発生するため、ＯＴＤＲ装置７０が検出した光量から、オン／オフ状態を確実に判別することができる。【００８２】
〔第８実施形態〕
図１０を参照して、第８実施形態に係る光スイッチにおいては、１本の光ファイバ上に複数個の光スイッチ素子が直列に接続され、光ファイバ２０ａ端部に、ＯＴＤＲ装置７０が接続されている。【００８３】
ここでは、光ファイバ２０ａ，２０ｂの中途部に第１光スイッチ素子ＳＷ１が設けられ、光ファイバ２０ｂ，２０ｃの中途部に第２光スイッチ素子ＳＷ２が設けられ、さらに光ファイバ２０ｃ，２０ｄの中途部に第３光スイッチ素子ＳＷ３が設けられている。【００８４】
ＯＴＤＲ装置７０からセンサ光が入射されると、３個の光スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれにおいて後方へのレイリー散乱光が発生し、これらの光量をＯＴＤＲ装置７０が検出する。これにより、複数個の光スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３で同時にオン／オフ状態を判別することができる。【００８５】
〔第９実施形態〕
図１１を参照して、第９実施形態に係る光スイッチ素子においては、直方体形状の筐体２の内部に、図７（ｂ）に示す構成の第１可動部１ａ及び第２可動部１ｂを有するスイッチ部材１が設けられている。筐体２の壁面に、第１可動部１ａ及び第２可動部１ｂを除く部分のスイッチ部材１が固定されている。第１可動部１ａ及び第２可動部１ｂには、それぞれ撓み防止構造１ｗが設けられている。【００８６】
図７（ｂ）と同様に、板バネで構成される第１係止部材３ｃが筐体２の壁面２ｂにネジ５で固定され、ネジ５によって第１係止部材３ｃの調整部３ｄを筐体の壁面２ｂに近づけるか、あるいは遠ざけるかによって、第１可動部１ａと第２可動部１ｂが第１係止部材３ｃにより係止される第１の位置を調整することが可能となっている。筐体の壁面２ｃ，２ｄが第２係止部材となっている。【００８７】
光ファイバ２０ａ，２０ｂの中途部にヘテロコア部３０からなるセンサ部ＳＰを有する光ファイバセンサが筐体内に導かれ、センサ部ＳＰ近傍が所定の曲率の曲線を描くように配置されている。光ファイバ２０ａ，２０ｂの一部である数重に巻かれた部分２０ｒが筐体２内に設けられ、センサ部ＳＰ近傍で形成される所定の曲率の曲線にそれ以外の部分の光ファイバが影響を与えないように構成されている。【００８８】
光スイッチは、筐体２の外部から、図示しない外部磁石を第１可動部１ａ又は第２可動部１ｂに近づけるとオン状態となり、いずれからも遠ざけるとオフ状態となる。【００８９】
〔第１０実施形態〕
図１２を参照して、第１０実施形態に係る光スイッチ素子においては、光ファイバ２０ａ，２０ｂの中途部にセンサ部ＳＰが設けられて構成された光ファイバセンサが、センサ部ＳＰ近傍で所定の曲率を有する曲線を描いて撓むように、距離Ｌだけ離れた２つの固定点６，７を通過するように配置されている。【００９０】
一方の固定点７には、外部磁界の作用によって位置が変動するスイッチ部材８が設けられており、このスイッチ部材８に光ファイバセンサの一部が固定されている。ここでは、スイッチ部材８は、固定点７を軸中心にして、位置Ａと位置Ｂとの間を揺動可能に設けられている。スイッチ部材８は、図示しない外部磁石が離れたとき、位置Ａに存在し、外部磁石が近接したとき、位置Ｂに存在する。なお、図示しないが、スイッチ部材８を、位置Ａに係止する第１係止部材、及び位置Ｂに係止する第２係止部材を設けることが好ましい。【００９１】
スイッチ部材８が位置Ａに存在するとき、光ファイバセンサは、センサ部ＳＰ近傍が所定の曲率Ｒ１となる曲線を描く形状になる。この状態をオフ状態とする。一方、スイッチ部材８が位置Ｂに存在するとき、光ファイバセンサは、センサ部ＳＰ近傍が実質的に直線状態（曲率Ｒ２は∞）となる曲線を描く形状になる。この状態をオン状態とする。【００９２】
センサ部ＳＰ近傍に曲げがないオン状態が、光ファイバセンサにおける伝送損失が最も小さい状態である。よって、センサ部ＳＰ近傍に曲げがあるオフ状態での伝送損失と比較することにより、センサ部ＳＰ近傍の曲げの有無を敏感に感知して、オン／オフ状態を明確に判別することができる。【００９３】
従って、スイッチ部材８の位置に応じて、即ち、センサ部ＳＰ近傍に曲げがあるオフ状態か、センサ部ＳＰ近傍に曲げがないオン状態かにより、光ファイバセンサにおける伝送損失が２値的に変動する。そこで、光ファイバ２０ｂの出射端から出射されるセンサ光を受光し、センサ光の伝送損失を測定することにより、光スイッチ素子ＳＷのオン／オフ状態を精度良く判別でき、繰り返しの再現性も優れている。例えば、スイッチ部材８の駆動機構が経年劣化して位置Ａ，Ｂが多少ずれても、オン／オフいずれの状態であるかを確実に判別できる。【００９４】
このように、外部磁界の作用によりスイッチ部材８の位置を変動させ、その位置に応じてセンサ光の伝送損失を変動させる構成であり、外部磁石ＭＧとの距離に応じて非接触でスイッチ動作させることが可能である。【００９５】
そして、光ファイバセンサの固定点７における傾きをスイッチ部材８で変動させることにより、光ファイバセンサの形状が変動する。よって、センサ部ＳＰ近傍に何ら部材が接触することなく、当該センサ部ＳＰ近傍の曲率を変動させている。そのため、センサ部に直接円盤状部材が接触して曲率を変動させる特許文献２に開示された光スイッチと比較して、センサ部ＳＰの界面４０で折れるなど光ファイバセンサが破損するおそれが減少するので、耐久性が向上する。【００９６】
本発明は、上記の各実施形態に限定されず、各実施形態を適宜組み合わせた形態などであってもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。【００９７】
例えば、スイッチ部材１を磁性体金属からなる板バネから構成したが、他の構成としてもよい。例えば、外部磁石ＭＧと逆極の磁石を可動部１ａ先端に固定し、外部磁石ＭＧの近接により、可動部１ａが内側方向に動作し、外部磁石ＭＧが遠ざかると、外側方向に動作して水平状態に戻るものであってもよい。また、元の状態に戻る作用して自身のバネ作用を利用したが、例えば、コイルバネやスポンジ等の付勢力を利用してもよい。【００９８】
また、スイッチ部材の構成は、外部磁界の作用により非接触で光ファイバセンサの曲率を変動させる構成であればよい。【００９９】
また、外部磁石ＭＧが近接した状態をオン状態、外部磁石ＭＧが遠ざかっている状態をオフ状態としたが、これらのオン状態とオフ状態とを入れ替えてもよい。また、センサ部ＳＰ近傍の曲率が小さい状態をオン状態、センサ部ＳＰ近傍の曲率が大きい状態をオフ状態としたが、これらのオン状態とオフ状態とを入れ替えてもよい。【０１００】
また、複数のスイッチ素子ＳＷを例えば２次元アレイ状に配置して、面状の光スイッチを構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の光スイッチ素子及びこれを用いた光スイッチは、防爆施設などにおけるスイッチに好適に利用可能である。
【図１】
2009107403.tif 000003
【図２】
2009107403.tif 000004
【図３】
2009107403.tif 000005
【図４】
2009107403.tif 000006
【図５】
2009107403.tif 000007
【図６】
2009107403.tif 000008
【図７】
2009107403.tif 000009
【図８】
2009107403.tif 000010
【図９】
2009107403.tif 000011
【図１０】
2009107403.tif 000012
【図１１】
2009107403.tif 000013
【図１２】
2009107403.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月18日(2009.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア及びコアの外周に積層されたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にする光透過部材を有し、前記光透過部材を含む範囲で所定の曲率の曲線を描くように配置され、入射端に光が入射されて出射端から前記光透過部材を通過した光を出射する光ファイバセンサと、
外部磁石との距離に応じて位置が変動し、前記光透過部材以外の部分で前記光ファイバセンサと接触して、前記位置に応じて前記光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させるスイッチ部材とを備え、
前記スイッチ部材が前記光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させることにより、光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動し、前記外界との相互作用が前記曲率に応じて前記光ファイバセンサを伝送する光に対して生じるように構成されている光スイッチ素子。
【請求項２】
前記スイッチ部材を第１の位置で係止させる第１係止部材と、
前記スイッチ部材を第２の位置で係止させる第２係止部材とを備え、
前記スイッチ部材が前記第１の位置に係止された第１の状態と、前記スイッチ部材が前記第２の位置に係止された第２の状態とを有する請求項１に記載の光スイッチ素子。
【請求項３】
前記第１の位置又は前記第２の位置の少なくとも一方が調整可能である請求項２に記載の光スイッチ素子。
【請求項４】
前記スイッチ部材が磁性体からなる板バネから構成される請求項１から３のいずれか１項に記載の光スイッチ素子。
【請求項５】
前記板バネが断面Ｌ字形状の撓み防止構造を有する請求項４に記載の光スイッチ素子。
【請求項６】
前記光ファイバセンサが前記光透過部材以外の部分で２つの固定点を通るように配置され、前記スイッチ部材を前記固定点の一方に外部磁石との距離に応じて揺動可能に設ける請求項１に記載の光スイッチ素子。
【請求項７】
前記光透過部材は、前記光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部である請求項１から６のいずれか１項に記載の光スイッチ素子。
【請求項８】
前記光透過部材は、前記光ファイバのコアの屈折率あるいはクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材である請求項１から７のいずれか１項に記載の光スイッチ素子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光スイッチ素子と、
前記光ファイバセンサの入射端に設けられた光源と、
前記光ファイバセンサの出射端に設けられた受光部とを備える光スイッチ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にする光透過部材を有し、前記光透過部材を含む範囲で所定の曲率の曲線を描くように配置され、入射端に光が入射されて出射端から前記光透過部材を通過した光を出射する光ファイバセンサと、外部磁石との距離に応じて位置が変動し、前記光透過部材以外の部分で前記光ファイバセンセと接触して、前記位置に応じて前記光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させるスイッチ部材とを備え、前記スイッチ部材が前記光ファイバセンサの描く曲線の形状を変動させることにより、該光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動し、前記外界との相互作用が前記曲率に応じて前記光ファイバセンサを伝送する光に対して生じるように構成されている。
［００１４］
本発明の光スイッチ素子によれば、外部磁石との距離に応じてスイッチ部材の位置が変動し、該スイッチ部材が光透過部材以外の部分で光ファイバセンサと接触して、当該位置に応じて光ファイバセンサの描く曲線の形状が変動し、光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動する。そして、この曲率の変動により、光ファイバセンサに伝送される光と外界とで発生する相互作用が変動する。従って、発生した相互作用の変動を検出することにより、スイッチ動作を行うことが可能となる。
［００１５］
そして、センサ部に直接円盤状部材が接触して曲率を変動させる特許文献２に開示された光スイッチと比較して、曲げにより破損しやすい光ファイバセンサの光透過部材にスイッチ部材が接触しないので、耐久性が向上する。また、光透過部材は簡易に設けることができるので、光スイッチ素子を安価に製造することが可能となる。また、光スイッチ素子は、電気接点を用いていないので、防爆施設などでも好適に使用できる。
［００１６］
また、本発明の光スイッチ素子において、前記スイッチ部材を第１の位置で係止させる第１係止部材と、前記スイッチ部材を第２の位置で係止させる第２係止部材とを備え、前記スイッチ部材が前記第１の位置に係止された第１の状態と、前記スイッチ部材が前記第２の位置に係止された第２の状態とを有することが好ましい。この場合、第１の状態と第２の状態との２つの状
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
態において、スイッチ部材が係止され、光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動しない。そのため、これらの状態の判別を確実に行うことが可能となる。
［００１７］
また、本発明の光スイッチ素子において、前記第１の位置又は前記第２の位置の少なくとも一方が調整可能であることが好ましい。この場合、光スイッチ素子の調整可能とした位置に対応する状態において発生する相互作用を調整することが可能となり、汎用性に富む。
［００１８］
また、本発明の光スイッチ素子において、前記スイッチ部材が磁性体からなる板バネから構成されることが好ましい。この場合、スイッチ部材を簡易に構成することが可能となる。
［００１９］
また、本発明の光スイッチ素子において、前記板バネが断面Ｌ字形状の撓み防止構造を有することが好ましい。この場合、板バネに撓みが発生することが防止され、安定なスイッチ動作を実現することが可能となる。
また、本発明の光スイッチ素子において、前記光ファイバセンサが前記光透過部材以外の部分で２つの固定点を通るように配置され、前記スイッチ部材を前記固定点の一方に外部磁石との距離に応じて揺動可能に設けることが好ましい。この場合、スイッチ部材の揺動に応じて光ファイバセンサの前記光透過部材及びその近傍部分の曲率が変動する。そのため、この曲率の変動により発生する相互作用を検出することにより、スイッチ動作を行うことが可能となる。
［００２０］
また、本発明の光スイッチ素子において、前記光透過部材は、該光透過部材の前後に位置する光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部であることが好ましい。
［００２１］
また、本発明の光スイッチ素子において、前記光透過部材は、該光透過部材の前後に位置する光ファイバのコアの屈折率又はクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ材料からなることが好ましい。
［００２２］
これらの場合、光透過部材は伝送する光の一部を漏洩するので、光の伝送損失を検出することによって、スイッチ動作を行うことができる。そのため、安価な検出装置を用いることが可能となる。また、光の伝送損失は、光透過部材及びその近傍部分の曲率に依存するので、スイッチ動作を高精度に行うことが可能となる。また、放電による融着などにより簡易に光透過部材を設けることが可能となる。
［００２３］
本発明の光スイッチは、前記本発明の光スイッチ素子と、前記光ファイバセンサの入射端に設けられた光源と、前記光ファイバセンサの出射端に設けられた受光部とを備える。
【国際調査報告】
2009107403.tif 000015
2009107403.tif 000016
2009107403.tif 000017
2009107403.tif 000018