(57)【要約】光ファイバを光学的に結合するための光学式クロスバースイッチである。少なくとも１の第１ファイバおよび複数の第２ファイバと；少なくとも１の第１ファイバの一端に結合されるとともに、少なくとも１のラッチフックを有し、且つ予め決定された軌道に沿って移動するように制限された可動ファイバ端キャリッジと；少なくとも１の第１ファイバの胴部に結合されるとともに、予め決定された軌道に沿って移動するように制限された少なくとも１の可動弛み制御キャリッジと；壁部によって規定されるソケットのアレイであって、各ソケットの壁部の少なくとも１が、ラッチフックを受け入れるためのラッチ孔を有するように形成されたソケットのアレイと；キャリッジを移動制御可能な少なくとも１の移動装置とを備える。第１ファイバを第２ファイバに光学的に結合するために、少なくとも１の移動装置は、第１および第２ファイバの少なくとも一方のファイバ端キャリッジをソケットに移動させるとともに、少なくとも１のラッチフックがラッチ孔内に引っ掛かるようにファイバのファイバ端をソケットに挿入して、キャリッジをソケットアレイに固定する。【選択図】図１０
2010519589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを光学的に結合するための光学式クロスバースイッチであって、
少なくとも１の第１ファイバおよび複数の第２ファイバと、
前記少なくとも１の第１ファイバの一端に結合されるとともに、少なくとも１のラッチフックを有し、且つ予め決定された軌道に沿って移動するように制限された可動ファイバ端キャリッジと、
前記少なくとも１の第１ファイバの胴部に結合されるとともに、予め決定された軌道に沿って移動するように制限された少なくとも１の可動弛み制御キャリッジと、
壁部によって規定されるソケットのアレイであって、各ソケットの壁部の少なくとも１が、前記ラッチフックを受け入れるためのラッチ孔を有するように形成されたソケットのアレイと、
前記キャリッジを移動制御可能な少なくとも１の移動装置とを備え、
第１ファイバを第２ファイバに光学的に結合するために、前記少なくとも１の移動装置は、前記第１および第２ファイバの少なくとも一方の前記ファイバ端キャリッジをソケットに移動させるとともに、前記少なくとも１のラッチフックが前記ラッチ孔内に引っ掛かるように前記ファイバのファイバ端を前記ソケットに挿入して、前記キャリッジを前記ソケットアレイに固定することを特徴とする光学式クロスバースイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式クロスバースイッチにおいて、
前記ラッチフックがバネ付勢されていることを特徴とする光学式クロスバースイッチ。
【請求項３】
請求項２に記載の光学式クロスバースイッチにおいて、
前記移動装置が、前記ソケット内に前記ファイバ端を挿入するために、または前記ソケットから前記ファイバ端を引き抜くために、前記少なくとも１のラッチバネの前記バネ付勢に対抗するように構成されていることを特徴とする光学式クロスバースイッチ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の光学式クロスバースイッチにおいて、
前記ファイバ端キャリッジが光学反射器を備えることを特徴とする光学式クロスバースイッチ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の光学式クロスバースイッチにおいて、
前記移動装置が光源および光検出器を有し、前記移動装置が、前記光源からの光を前記反射器から前記検出器へと反射して、前記移動装置が前記ファイバ端キャリッジに対して位置決めされているかどうかを判定することを特徴とする光学式クロスバースイッチ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の光学式クロスバースイッチにおいて、
前記ファイバ端キャリッジが、前記ファイバ端がソケット内に挿入されるときにソケットの壁部上に載置される少なくとも１の二股プロングを備えることを特徴とする光学式クロスバースイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００７年２月２６日に出願された、３５ＵＳＣ１１９条（ｅ）に基づく米国仮出願第６０／９０３，２９３号の利益を主張するものであり、その出願の開示内容は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、クロスバースイッチに関するもので、特に、光学式のクロスバースイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
クロスバースイッチは、一般に、複数の第１信号ポートの何れか１つを、複数の第２信号ポートの何れか１つに接続する働きをする。一般に、複数の第１および第２信号ポートにおける信号ポートは、双方向であり、クロスバースイッチの第１または第２ポートの何れも、信号の受信と送信の両方に使用することができる。クロスバースイッチは、複数の第１または第２ポートにおけるポートの何れか１つで受信した信号を、信号が送信された、複数の第１および第２ポートのその他の望ましいポートに、転送するルータとして機能する。クロスバースイッチは、例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮおよび電気通信網のような通信ネットワークにおいて信号をルーティングするためや、並列データ処理システムに含まれるプロセッサ間のデータ信号のルーティングに通常は使用される。
【０００４】
多くの通信ネットワークにおいては、信号は、光ファイバを介して送信される光信号であり、ルーティングは、光学式クロスバースイッチによって遂行される。複数の第１信号ポートは、複数の第１光ファイバの端部であり、複数の第２信号ポートは、複数の第２光ファイバの端部である。クロスバースイッチは、複数の第１光ファイバのあるファイバの一端を、複数の第２光ファイバのあるファイバの一端に光学的に繋いで、所望の接続を提供する働きをする。
【０００５】
光学式クロスバースイッチは、多くの場合、非常に多くの光ファイバを受け入れる必要がある。光ファイバの数が増えるにつれて、ファイバがもつれることのないよう多数の光ファイバ端部の接続および切断を効率的に管理するタスクが、益々複雑になる。多数の光ファイバを光学的に結合および分離するための従来のクロスバースイッチは、結合および分離動作を受け入れる相対的に大きな動作空間を必要とする複雑で扱い難い装置となる傾向にある。
【０００６】
米国特許第５，６１３，０２１号は、ロボットハンドが、複数の第１ファイバの端部を、複数の第２ファイバの端部に接続および切断するとともに、第２ファイバが、結合ボードの矩形アレイ内で固定保持された端部を有する光学式クロスバースイッチを開示している。複数の第１ファイバの中の１ファイバの一端が、複数の第２ファイバの中の１ファイバの一端に接続または切断されているため、第１ファイバの全長は、ファイバ長調整ユニットによってそれぞれ繰り出され、または“巻き取られる”。ファイバ長調整ユニットは、それ自体の大きな空間を必要とする。ロボットハンドは、人間のスイッチボードオペレータが電話交換機を操作する方法を“まね”して、スイッチボードから電話線を引き抜き、差し込む。スイッチ操作の間は、第１光ファイバが別の第２光ファイバから切断および接続されることとなるため、第１光ファイバが互いに交差する。本発明の一実施形態において、調整ユニットは、第１ファイバの余剰部分を巻き取る一対の回転リールを有している。それらリールは、各々を互いに離して、両者間に巻かれるファイバの弛みをなくすために、バネで付勢されている。
【０００７】
米国特許第６，３０７，９８３号は、複数の第１ファイバの端部を複数の第２ファイバの端部に接続するためにパッチファイバが使用された光学式クロスバースイッチを開示している。パッチファイバの各々の第１端部は、第１ファイバの一端に接続されている。第２ファイバの端部は、円形の保持リングに取り付けられている。パッチファイバの第２端部は、直線コンベヤに取り付けられている。コンベヤは、“ローダーリング”の外周部上の異なる望ましい取付位置で、各パッチファイバの第２端部を順に取り付ける。ローダーリングは、第２ファイバの端部を保持する保持リングと同軸上に配置されるとともに、この保持リングと同じ直径を有している。パッチファイバの第２端部は、回転軸まわりにローダーリングを適切に回転させるとともに、直線コンベヤ上のパッチファイバの第２端部の位置がローダーリング外周部上の望ましい位置に来るように、直線コンベヤを平行移動させることによって、ローダーリング上の望ましい位置に取り付けられている。ローディングリングがパッチファイバの第２端部を取り付けた後、ローディングリングは、共通軸に沿って平行移動されて、第２ファイバの端部でパッチファイバの第２端部を“ドッキングする”ために保持リングと共通軸を共有する。複数の第１および第２ファイバ間の接続構成は、ローダーリング上のパッチファイバの第２端部の位置と、保持リングに対するローダーリングの方位角とによって決定される。
【０００８】
国際公開ＷＯ０２／４３４３２号は、その開示内容が参照により本明細書に援用されるものであるが、この文献は、複数の第１ファイバの何れか１つを複数の第２ファイバの何れか１つに、それらの端部を異なる直線軌道に沿って平行移動させることによって、光学的に接続する光学式クロスバースイッチを開示している。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の幾つかの実施形態の一態様は、比較的小さい空間で比較的多数の光ファイバの結合および分離の効率的な管理をもたらす改良された光学式クロスバースイッチの提供に関するものである。
【００１０】
本発明の幾つかの実施形態の一態様は、ファイバがもつれることなく多数の光ファイバを結合および分離することができる光学式クロスバースイッチの提供に関するものである。
【００１１】
本発明の幾つかの実施形態の一態様は、ファイバの光学的な結合および分離の過程において光ファイバに実質的に弛みが生じないような、光ファイバを光学的に結合および分離するための光学式クロスバースイッチの提供に関するものである。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、光学式クロスバースイッチは、それぞれ第１および第２の光ファイバからなる第１および第２の複数組を備える。各ファイバは、互いに異なる一対の移動可能な“ファイバ端”および“弛み制御”キャリッジ（carriages）に結合されている。この対のファイバ端部キャリッジは、ファイバの光学端（以下、“スイッチ端”と称する。）に結合され、弛み制御キャリッジは、ファイバの胴部（body）に結合されている。クロスバースイッチは、端部を互いに向き合うように対向配置することによって、任意の第１ファイバのスイッチ端を任意の第２ファイバのスイッチ端に光学的に結合するために、各ファイバのファイバ端キャリッジを移動させる制御が可能な少なくとも１の装置（以下、“ムーバ”と称する。）を備えている。ファイバのファイバ端キャリッジを移動させるとき、少なくとも１のムーバがファイバの弛み制御キャリッジを移動させて、ファイバ端キャリッジの動作によってファイバに生じた弛みをなくし、あるいはファイバ端キャリッジの自由な動作を可能にするのに必要な長さのファイバを“繰り出す”。
【００１３】
本発明の幾つかの実施形態においては、複数の異なる第１または第２ファイバのファイバ端キャリッジおよび弛み制御キャリッジを移動させるために、同じムーバが使用される。任意には、ムーバは２つのグラッバ（grabbers）を有し、それらは、第１または第２ファイバのファイバ端キャリッジおよび弛み制御キャリッジを実質的に同時に掴むとともに、本発明の実施形態に従いそれらを移動させてファイバを第２または第１ファイバにそれぞれ結合させるために、制御可能となっている。本発明の幾つかの実施形態においては、各ファイバが、それ自体の専用のムーバを備えている。任意には、専用のムーバは、ファイバのファイバ端キャリッジおよび弛み制御キャリッジの各々に対して、キャリッジを移動制御可能な異なるモータを備える。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１のムーバは、任意には直線の、異なる第１軌道に沿って第１ファイバのファイバ端キャリッジの各々を移動させる。任意には、第１軌道は、互いに平行で同一平面上にある。同様に、少なくとも１のムーバは、任意には直線の、異なる第２軌道に沿って第２ファイバのファイバ端キャリッジの各々を移動させる。任意には、第２軌道は、互いに平行で同一平面上にある。任意には、第１軌道の面と第２軌道の面は平行である。各第１軌道の第２軌道の平面上への投影は、第２軌道の各々と交差する。任意には、第１ファイバの投影は第２軌道に対して垂直である。第１軌道の投影が第２軌道と交差する点は、第１および第２軌道の“クロスオーバーポイント”、あるいは軌道に関する第１および第２ファイバのクロスオーバーポイントと呼ばれる。
【００１５】
所定の第１ファイバを所定の第２ファイバに光学的に結合させるためには、少なくとも１のムーバは、所定のファイバの各々のファイバ端キャリッジを移動させて、ファイバのスイッチ端を共通のクロスオーバーポイントに向けて配置する。結合される第１ファイバを第２ファイバの何れか１に結合させるのに十分な、所定の第１ファイバのファイバ端キャリッジの動作の最小ダイナミックレンジ（以下、最小ダイナミック“結合レンジ”と称する）は、ファイバの軌道に沿うクロスオーバーポイント間の最大距離と実質的に同じである。
【００１６】
本発明の一実施形態においては、少なくとも１のムーバが、軌道に沿って、ファイバのファイバ端キャリッジを移動させるとともに、同じ軌道に沿って、ファイバの弛みをなくすため、またはファイバ長を繰り出すために、各光ファイバの弛み制御キャリッジを移動させる。任意には、弛み制御キャリッジは、ファイバ端キャリッジに対して動滑車のように作動する。ファイバは、弛み制御キャリッジ内に形成された、任意にはＵ字形の、少なくとも１のチャネルを通ってループしながら、または、弛み制御キャリッジに含まれる少なくとも１の滑車輪の構成の周囲でループしながら、弛み制御キャリッジ内に通されるとともに、弛み制御キャリッジから外に出される。少なくとも１のチャネルまたは滑車輪は、任意には、ファイバの少なくとも２区間（two lengths）がファイバ端キャリッジと弛み制御キャリッジの間に位置するように、ファイバを構成する。本発明の一実施形態によれば、少なくとも１のムーバが、必要に応じてファイバをそれぞれ巻き取るため、あるいは繰り出すために、前記ファイバの２区間を増加または減少させるべく、ファイバ端キャリッジを移動させる距離の半分、弛み制御キャリッジを移動させる。このような実施形態において、最小ダイナミック“巻き取りレンジ”と呼ばれる、所定の弛み制御キャリッジのための動作の最小ダイナミックレンジは、その関連するファイバ端キャリッジの最小ダイナミック結合レンジの半分と実質的に同じである。
【００１７】
本発明の幾つかの実施形態において、光ファイバのファイバ端および弛み制御キャリッジは、ファイバの２区間より多くの区間がファイバ端キャリッジと弛み制御キャリッジの間に位置するように構成されている。ファイバ端キャリッジが移動する所定距離について、弛み制御キャリッジは、ファイバをそれぞれ巻き取るため、あるいは繰り出すために、キャリッジ間に位置するファイバの本数で割られる所定の“ファイバ端”距離とほぼ同じ距離移動する。例えば、本発明の一実施形態においては、所定のファイバ端キャリッジとその関連する弛み制御キャリッジとの間にファイバの４区間が位置する。かような実施形態において、弛み制御キャリッジは、ファイバ端キャリッジが移動する距離の約４分の１移動し、弛み制御キャリッジの最小ダイナミック巻き取りレンジは、ファイバ端キャリッジの結合レンジの４分の１となる。
【００１８】
任意には、第１および第２ファイバを光学的に結合させるために、ファイバのスイッチ端をそれらのクロスオーバーポイントに移動させた後に、少なくとも１のムーバは、それらが相対的に近接または実質的に接触するように、スイッチ端を互いに向けて移動させる。任意には、クロスバースイッチは、第１および第２軌道の平面の間に配置されたソケットの“ハニカム”アレイを備える。このソケットアレイは、クロスオーバーポイントの近傍に位置する各ファイバのクロスオーバーポイント用の異なるソケットを備える。所定の第１ファイバを所定の第２ファイバに結合させるために、任意には、少なくとも１のムーバは、所定のファイバのスイッチ端を、それらのクロスオーバーポイントに平行移動させて、ファイバの各々のスイッチ端をソケットに挿入する。
【００１９】
本発明の幾つかの実施形態において、ソケットはスイッチ端の位置合わせの助けとして機能する。本発明の幾つかの実施形態において、ソケットは、代替的または追加的には、結合したスイッチ端のための機械的支持を与える。任意には、ソケットは、スイッチ端が取り付けられるファイバ端キャリッジのための機械的支持を提供するとともに、光学的に結合されたスイッチ端を維持する位置で機械的にキャリッジを支持する。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、クロスバースイッチは、第１および第２軌道が相対的に小さなピッチで配列されて、ファイバ端および弛み制御キャリッジのダイナミック結合レンジおよび巻き取りレンジがそれらの各最小レンジとほぼ同一となるように構成されている。任意には、相対的に小さなピッチを実現するために、キャリッジは、それらが移動する軌道に対して垂直となる、相対的に小さいな厚さを有する実質的に平面的な構造となっている。その結果、クロスバースイッチによって相対的に多数の第１および第２ファイバを受け入れることができるとともに、それらファイバを相対的に小さな空間で効率良く光学的に結合または分離することができる。また、所定のファイバに関連するキャリッジが、その他のファイバの軌道とは異なる軌道に沿って移動するため、第１軌道が互いに交差することも、第２軌道が互いに交差することもなく、またスイッチ操作中、それらファイバが絡み合うこともない。
【００２１】
本発明の幾つかの実施形態において、光学式クロスバースイッチは、少なくとも１のパッチファイバを備え、このパッチファイバが、複数の“信号”ファイバの任意の第１ファイバを複数の信号ファイバの任意の第２ファイバに光学的に結合するために使用される。複数の信号ファイバの第１および第２ファイバは、それらの各スイッチ端を、少なくとも１のパッチファイバの中の同じパッチファイバの異なる“パッチ”端に光学的に結合することによって、光学的に結合されている。
【００２２】
複数の信号ファイバの各々は、任意には、ファイバ端および弛み制御キャリッジに光学的に結合され、それらキャリッジは、信号ファイバ軌道に沿って移動して、信号ファイバに実質的に弛みを生じさせることなく、軌道に沿って信号ファイバのスイッチ端を配置する。各パッチファイバの第１パッチ端は、第１ファイバ端キャリッジに取り付けられ、パッチファイバの第２パッチ端は、第２ファイバ端キャリッジに取り付けられている。ファイバ端キャリッジの各々は、任意には、信号ファイバの各々の軌道とのクロスオーバーポイントを有する同じパッチファイバ軌道に沿って、移動可能となっている。
【００２３】
第１信号ファイバを第２信号ファイバに光学的に結合するため、信号ファイバのスイッチ端は、少なくとも１のパッチファイバの中の同じパッチファイバとの信号ファイバの第１および第２クロスオーバーポイントにそれぞれ移動される。第１クロスオーバーポイントにおいて、パッチファイバの第１ファイバ端キャリッジは、光信号が第１信号ファイバとパッチファイバとの間で送信されるように、第１信号ファイバのスイッチ端を向くパッチファイバの第１パッチ端を整列させるために、移動される。同様に、第２クロスオーバーポイントにおいて、パッチファイバの第２ファイバ端キャリッジは、光信号が第２信号ファイバとパッチファイバとの間で送信されるように、第２信号ファイバのスイッチ端を向くパッチファイバの第２パッチ端を整列させるために、移動される。
【００２４】
したがって、本発明の一実施形態によれば、光ファイバを光学的に結合するための光学式クロスバースイッチは、少なくとも１の第１ファイバおよび複数の第２ファイバと、少なくとも１の第１ファイバの一端に結合されるとともに、予め設定された軌道に沿って移動するように制限された可動ファイバ端キャリッジと、少なくとも１の第１ファイバの胴部に結合されるとともに、予め設定された軌道に沿って移動するように制限された少なくとも１の可動弛み制御キャリッジと、キャリッジを移動制御可能な少なくとも１の移動装置とを備え、少なくとも１の第１ファイバの中の第１ファイバを、複数の第２ファイバの中の第２ファイバに光学的に結合するために、少なくとも１の移動装置がその軌道に沿って第１ファイバのファイバ端キャリッジを、第１ファイバの一端が第２ファイバの一端に光学的に結合される位置に移動させるとともに、少なくとも１の弛み制御キャリッジを移動させて、そのファイバ端キャリッジの動作によって生じる第１ファイバの弛みを巻き取ることを特徴とする。
【００２５】
任意には、第１ファイバの両端は、予め設定された軌道に沿って移動可能な別のファイバ端キャリッジに結合され、少なくとも１の移動装置は、第１ファイバの両端が異なる第２ファイバの端部に光学的に結合されてそれら第２ファイバを互いに光学的に結合する位置に、キャリッジを移動させる。代替的または追加的には、少なくとも１の弛み制御キャリッジは、２の弛み制御キャリッジを備える。
【００２６】
本発明の一実施形態において、第１ファイバを第２ファイバに光学的に結合させるために、少なくとも１の移動装置は、第１ファイバのファイバ端キャリッジを移動させて、第２ファイバの一端を向く第１ファイバの一端を整列する。
【００２７】
本発明の一実施形態において、第２ファイバの端部は固定位置に配置されている。
【００２８】
本発明の幾つかの実施形態において、クロスバースイッチは、各第２ファイバの一端に結合された可動ファイバ端キャリッジと、各第２ファイバの胴部に結合された可動弛み制御キャリッジとを備え、それらキャリッジが、予め設定された軌道に沿って移動するように制限されている。任意には、第１ファイバを第２ファイバに結合させるために、少なくとも１の移動装置は、第２ファイバのファイバ端キャリッジを移動させて、第１ファイバの一端を向く第２ファイバの一端を整列する。追加的または代替的には、少なくとも１の第１ファイバの各ファイバ端キャリッジの軌道の投影は、すべての第２ファイバのファイバ端キャリッジの軌道と交差する。
【００２９】
本発明の幾つかの実施形態において、第１ファイバのファイバ端キャリッジの軌道の投影は、それが交差する、第２ファイバのファイバ端キャリッジの軌道に対して垂直となっている。
【００３０】
本発明の幾つかの実施形態において、第２ファイバのファイバ端キャリッジの軌道は互いに平行である。
【００３１】
本発明の幾つかの実施形態において、第２ファイバのファイバ端キャリッジの軌道は同一平面上にある。
【００３２】
本発明の幾つかの実施形態において、少なくとも１の第１ファイバは複数の第１ファイバを備える。任意には、第１ファイバのファイバ端キャリッジの軌道は互いに平行である。追加的または代替的には、第１ファイバのファイバ端キャリッジの軌道は任意には同一平面上にある。追加的または代替的には、第１ファイバのファイバ端キャリッジの軌道が、任意には同一平面上にあり、且つ、第２ファイバのファイバ端キャリッジの軌道が同一平面上にあり、それら軌道の平面が互いに平行となっている。
【００３３】
本発明の幾つかの実施形態において、ファイバ端キャリッジの軌道は、直線の軌道である。
【００３４】
本発明の幾つかの実施形態において、弛み制御キャリッジの軌道は、直線の軌道である。
【００３５】
本発明の幾つかの実施形態において、同じファイバに関連するファイバ端および弛み制御キャリッジは、実質的に同じ軌道に沿って移動する。
【００３６】
本発明の幾つかの実施形態において、ファイバ端キャリッジと少なくとも１の弛み制御キャリッジに結合される所定のファイバについて、ファイバ胴部の少なくとも２区間は、ファイバ端キャリッジと、少なくとも１の弛み制御キャリッジの中の１の弛み制御キャリッジとの間に延び、少なくとも１の弛み制御キャリッジに結合されるファイバ胴部の部分は、その長さ方向に沿って自由に移動することができる。任意には、少なくとも１の弛み制御キャリッジの中の１の弛み制御キャリッジにはチャネルが形成され、このチャネルに、ファイバ胴部の上記部分が通されている。追加的または代替的には、少なくとも１のキャリッジの中の１の弛み制御キャリッジには、任意には溝部が形成されて、その溝部に沿って、ファイバの上記部分が位置する。追加的または代替的には、少なくとも１の弛み制御キャリッジの中の１の弛み制御キャリッジは、任意には、滑車輪を備え、この滑車輪のリムの領域の周囲をファイバ胴部がループしている。
【００３７】
本発明の幾つかの実施形態において、キャリッジを移動するための少なくとも１の移動装置は、あるファイバの少なくとも１の弛み制御キャリッジとファイバ端キャリッジを同時に掴む制御が可能な少なくとも２のグラッバを備える。任意には、グラッバは、それらの各軌道に沿ってファイバの少なくとも１の弛み制御キャリッジとファイバ端キャリッジを同時に移動制御可能となっている。
【００３８】
本発明の幾つかの実施形態において、キャリッジを移動するための少なくとも１の移動装置は、その軌道に沿ってキャリッジを移動制御可能な各キャリッジ用のモータを備える。
【００３９】
本発明の幾つかの実施形態において、各キャリッジはガイドレールに取り付けられ、これに沿ってキャリッジが移動する。
【００４０】
請求項の何れかに係り、ソケットのアレイを有する光学式クロスバースイッチにおいて、第１ファイバを第２ファイバに光学的に結合するために、少なくとも１の移動装置が第１および第２ファイバの中の少なくとも１のファイバ端キャリッジをソケットに移動させて、ファイバのファイバ端をソケット内に挿入する。
【００４１】
本発明の幾つかの実施形態において、ファイバのファイバ端キャリッジは、光が別のファイバの一端に入射するように、ファイバの一端から出射する光を導く制御が可能な導波器を備える。
【００４２】
任意には、導波器は、異なる方向に沿って選択的にファイバから出射する光を屈折させる制御が可能となっている。代替的または追加的には、導波器は、任意にはファイバから出射する光を屈折させないように制御可能である。追加的または代替的には、導波器は、任意には、ライトパイプを備える。追加的または代替的には、導波器は、任意には、異なる方向に沿って光を導く制御が可能な光スイッチを備える。任意には、光スイッチは、電子的に制御される。追加的または代替的には、光スイッチは、任意には音響学的に制御される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
以下に、本明細書に添付された図面を参照する本発明の実施形態の実施例の説明を行う。それら図面において、２以上の図面に表れる同様の構造、要素および部品には、それらが表れるすべての図面において、殆どの場合、同じ符号が付されている。図面に示される部品や特徴の寸法は、提示の明確化および便宜のために選択されたものであり、必ずしも同じ縮尺では描かれていない。それら図面は以下に記載されている。
【００４４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る光学式クロスバースイッチを概略的に示している。
【図２】図２Ａは、本発明の一実施形態に係る、ファイバ端および弛み制御キャリッジに結合された、図１に示される光学式クロスバースイッチに含まれる光ファイバの詳細を概略的に示している。図２Ｂは、本発明の一実施形態に係る、図１に示される光学式クロスバースイッチに含まれるムーバの一部と、そのムーバに取り付けられたグラッバとを概略的に示している。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る、図１に示されるクロスバースイッチ内の上部および下部ファイバを概略的に示しており、この図では、幾つかのファイバが結合され、幾つかのファイバが光学的に結合される過程となっている。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る、ソケットに挿入された、図３に示される上部および下部ファイバのファイバ端キャリッジを概略的に示している。
【図５−１】図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る、ファイバに弛みを生じることなく、ファイバ端キャリッジの自由な動作を与えるファイバに結合された弛み制御キャリッジおよびファイバ端キャリッジの動作を概略的に説明している。
【図５−２】図５Ｃおよび図５Ｄは、本発明の一実施形態に係る、ファイバに弛みを生じることなく、ファイバ端キャリッジの自由な動作を与えるファイバに結合された弛み制御キャリッジおよびファイバ端キャリッジの動作を概略的に説明している。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る、ソケットでファイバ端および弛み制御キャリッジを整列させるためのガイドレールを備える光学式クロスバースイッチの一部を概略的に示している。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る２のファイバを結合する、図１−６に示すファイバ端キャリッジとは異なるファイバ端キャリッジを概略的に示している。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る、図７に示すファイバ端キャリッジの側面図を概略的に示している。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る、図７および８に示すファイバ端キャリッジと、このファイバ端キャリッジを移動させるためのムーバとの斜視図を概略的に示している。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る、図９に示すムーバとファイバ端キャリッジの側面図を概略的に示している。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に係る、図１０に示すムーバとファイバ端キャリッジを概略的に示すもので、ムーバがファイバ端キャリッジを掴んでいる状態を示している。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態に係る、図７−１１に示すファイバ端キャリッジの分解図を概略的に示している。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態に係る、キャリッジの第１サイドからの、図１２に示すファイバ端キャリッジの部分組立図を概略的に示している。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態に係る、キャリッジの第２サイドからの、図１２に示すファイバ端キャリッジの部分組立図を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、本発明の一実施形態に係る光学式クロスバースイッチ２０を概略的に示している。クロスバースイッチ２０は、複数の第１光ファイバ２１（以下、“上部光ファイバ”２１と称する。）と、複数の第２光ファイバ２２（以下、“下部光ファイバ”２２と称する。）とを備えている。任意には、スイッチ２０内において、上部ファイバ２１は同一平面内にあり、下部ファイバ２２に対して垂直となっている。下部ファイバ２２は、任意には同一平面内にある。各光ファイバ２１および２２は、ファイバ端キャリッジ４１および弛み制御キャリッジ４２に取り付けられ、本発明の一実施形態に従ってファイバが如何に空間的に構成されるのかをより明確に示すために、ファイバをキャリッジに結合するのに使用され得る備品によって、邪魔になることなく、図１に示されている。
【００４６】
任意には、クロスバースイッチ２０は、上部ファイバ２１の位置する平面と、下部ファイバ２２の位置する平面との間に配置されたソケット２８の列２５と行２６の矩形ハニカムアレイ２４を備えている。本発明の一実施形態において、各上部ファイバ２１は、ソケット２８の互いに異なる列２５に沿って延び、各下部ファイバ２２は、ソケット２８の互いに異なる行２６に沿って延びる。コントローラ２９は、クロスバースイッチ２０を制御して、所定の上部および下部ファイバのファイバ端キャリッジを同一のソケット２８に挿入することにより、１本の所定の上部光ファイバ２１を１本の所定の下部光ファイバ２２に光学的に結合させる。ソケットは、任意には、光ファイバの整列を助けるとともに、ファイバの光学的接点を与える位置にファイバ端キャリッジを維持するために機械的支持を提供する。図１においては、どの上部ファイバ２１も下部ファイバ２２には接続されておらず、すべてのキャリッジ４１および４２が、ソケットアレイ２４の側部に沿う“パーキング位置”にある。パーキング位置において、ファイバ端および弛み制御キャリッジ４１および４２は、任意には、パーキングソケット内で支持されている。パーキングソケットは、混乱を避けるために、図１には示されていない。パーキングソケットについては後述する。
【００４７】
提示の便宜のために、座標系３０に対して、クロスバースイッチ２０の部品および構成要素の位置および向きを言及する。行２６および列２５は、座標系３０のＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行となっている。混乱を避けるために、クロスバースイッチ２０の同一の特徴部分の幾つかのみに符号が付けられている。
【００４８】
図２Ａは、ファイバ２１、そのファイバ端および弛み制御キャリッジ４１および４２、並びに、ファイバをキャリッジに取り付ける方法の詳細が示されている。議論に密接に関連するキャリッジ内部の特徴部分は、通常は、斜視図の表示からは隠れることとなるが、ここでは多くの場合、点線で示されている。ファイバそれ自体は、表示から隠れていても、提示の明確化のために、実線で示されている。下部ファイバ２２は、任意には、上部ファイバ２１がそれらのキャリッジに取り付けられるのと同様の方法で、そのファイバ端および弛み制御キャリッジ４１および４２に取り付けられている。上部ファイバ２１をそのキャリッジに取り付ける方法の議論は、下部ファイバ２２をそのキャリッジに取り付ける方法に同様に良好に適用される。
【００４９】
ファイバ端キャリッジ４１は、任意には、ソケットプロング（socket prong）５１および搬送ハンドル５２を有する平坦プレート５０を備える。任意には、ソケットプロング５１は、２つの整列タイン（alignment tines）５３を備え、その各々が歯５４を有している。任意には、搬送ハンドル５２は、２つの“Ｖ”字形の把持突出部５５を備え、その各々が、斜めのエッジ５６により形成されている。プレート５０は、任意には、ファイバ２１が挿通される“移送”チャネル５８と“交差”チャネル５９とを有するように形成されている。弛み制御キャリッジ４２は、任意には、二股のソケットプロング６１と搬送ハンドル６２とを有する平坦プレート６０を備える。任意には、搬送ハンドル６２は、２つのＶ字形の把持突出部６３を備え、その各々が、斜めのエッジ６４により形成されている。任意には、ハンドル５２および６２は同様のものである。任意には、弛み制御キャリッジ６０は、ファイバ２１が挿通される単一の“Ｕ”字形の“帰還”チャネル６６を有するように形成されている。
【００５０】
ファイバ２１は、そのファイバ端キャリッジ４１内の移送チャネル５８に挿通され、その後、そのファイバ端キャリッジを通過して弛み制御キャリッジ４２内の帰還チャネル６６に入る。帰還チャネル６６は、ファイバを再びファイバ端キャリッジ４１に戻し、そこで、ファイバが交差チャネル５９に受け入れられる。交差チャネル５９は、任意には、移送チャネル５８と交差しており、ファイバ２１が、移送チャネル５８を通るファイバの部分と交差して、結合ナブ（coupling nub）４４へと続くようにファイバ２１を導く。そして、結合ナブ４４に、ファイバの一端４５、すなわち“スイッチ端”が固定される。任意には、結合ナブ４４はソケットプロング５１から突出し、結合ナブ４４が弾性的に押圧されてソケットプロングから延びるように、任意には、バネ４６によってバネ付勢される。適当なストップ（図示省略）によって、バネ４６がソケットプロング５１からナブ４４を放出するのが防止されている。ファイバ端キャリッジ４１内のチャネル５５および５６および弛み制御キャリッジ４２内のチャネル６４は、ファイバ２１がチャネルに沿って容易に自由に移動できるように、従来知られている様々な方法および装置の何れかを使用して形成される。
【００５１】
図２Ａにおいて構成されているのとは異なる方法でチャネルを構成することが可能であることに留意されたい。例えば、ファイバ端キャリッジ４１内の移送チャネル５８は、弛み制御キャリッジ４２内のＵ字形帰還チャネル６６の下端に向き合うようにするのではなく、帰還チャネル６６の上端に向き合うように配置することも可能である。このような構成においては、移送チャネルおよび帰還チャネル６６を通ってファイバ端キャリッジ４１に再び戻る光ファイバは、任意には、交差チャネル５９ではなく、移送チャネルとは交差しないチャネルによって、受け入れられるようになる。光ファイバは、ファイバ端キャリッジ内で自身とは交差しないようになる。
【００５２】
任意には、クロスバースイッチ２０は、図１に示すように、所定の上部ファイバと関連するソケット２８の列２５に沿って、所定の上部ファイバ２１のファイバ端および弛み制御キャリッジ４１および４２を移動・配置させるための上部ムーバ７０を備える。図１において、上部ムーバ７０はパーキング位置にある状態で示され、そこでは、ソケットアレイ２４の縁に沿って配置され、どのキャリッジ４１または４２も把持していない。
【００５３】
任意には、上部ムーバ７０は、搬送梁７２と、同一のファイバ端および弛み制御キャリッジグラッパ７３および７４をそれぞれ備える。搬送梁７２とグラッパ７３および７４の部分は、図２Ｂに拡大して示されている。各グラッパ７３および７４は、任意には、搬送ハンドル５２または６２の把持突出部５５または６３をそれぞれ受け入れるように成形されるとともに、把持突出部のエッジ５６または６４の斜め形状に適合するように成形された溝部７６を有する一対の互いに対向するトング７５を備える。搬送梁７０は、適当な構造（図示省略）によって支持され、その構造は、Ｘ軸と平行に梁を維持するとともに、コントローラ２９によって制御可能で、その制御により、Ｙ軸と平行に搬送梁を移動させて、梁をソケット２８の任意の列２５（図１）と平行かつそれらの上方に位置決めする。
【００５４】
各グラッパ７３および７４は、梁７２に沿って、すなわちＸ方向に沿って、且つ、Ｚ方向に沿って上下方向に移動させるべく制御可能となっている。グラッバのトング７５は、必要に応じて、搬送ハンドル５２または６２を掴み、保持し、解放するために、互いに開いたり、閉じたりする制御が可能となっている。上部ムーバ７０がソケット２８の列２５の上方で一旦位置決めされると、グラッバ７３および７４の各々が、そのハンドルによって列に関連する上部ファイバ２１のキャリッジ４１または４２を掴み、ソケットの列に沿ってキャリッジを移動させ、キャリッジのソケットプロング５１をその列のソケットの何れか１つに挿入させるべく、制御可能となっている。
【００５５】
エッジ５６および６４の斜め形状と、グラッバ７３または７４のトング７５の係合溝部７６とによって、グラッバがキャリッジを掴むのに使用されるときに、キャリッジ搬送ハンドル５２または６２のＶ字形突出部５５または６３に対するトングの位置決めが確実に行われる。また、係合傾斜エッジ５６または６４および溝部７６は、搬送ハンドル５２または６２がグラッバによって掴まれるときにグラッバ７３または７４とキャリッジとの間の結合の安定性を促進するとともに、ハンドルがグラッバの保持から滑り落ちるのを防止するところがある。
【００５６】
任意には、クロスバースイッチ２０は、下部光ファイバ２２に関連するキャリッジ４１および４２を移動させるための下部ムーバ８０（図１）を備える。任意には、下部ムーバ８０は、梁８２およびグラッバ８３および８４を備えるとともに、その梁８２がＹ軸と平行であってＸ軸に沿って移動可能である点を除いて、上部ムーバ７０と同様であり、上部ムーバ７０と同様に作動する。
【００５７】
コントローラ２９は、上部および下部ムーバ７０および８０を制御して、所定のファイバの各ファイバ端キャリッジ４１を、それらの共通のクロスオーバーポイントのソケット２８に移動させて、それらのソケットプロング５１をソケット内に挿入することにより、１本の所定の上部光ファイバ２１を１本の所定の下部光ファイバ２２に光学的に結合させるために、クロスバースイッチ２０を制御する。
【００５８】
また、図３は、コントローラ２９が上部および下部ムーバ７０および８０を制御して、符号２１−１が付された上部ファイバ２１を、符号２２−１が付された下部ファイバ２２に光学的に結合させた後のクロスバースイッチ２０を概略的に示している。符号４１−１Ｔで示される上部ファイバ２１−１のファイバ端キャリッジ４１と、符号４１−１Ｂで示される下部ファイバ２２−１のファイバ端キャリッジ４１は、符号２８−１が付された共通のソケット２８内に挿入されている。
【００５９】
また、図３は、上部および下部ムーバ７０および８０を制御して、符号２１−２および２２−２がそれぞれ付された上部および下部ファイバ２１および２２を光学的に結合させるコントローラ２９を概略的に示している。上部ムーバ７０は、ファイバを下部ファイバ２２−２に結合させるために、符号４１−２Ｔおよび４２−２Ｔがそれぞれ付された上部ファイバ２１−２のファイバ端および弛み制御キャリッジを移動させている状態で示されている。キャリッジ４１−２Ｔおよび４２−２Ｔは、適当なソケット２８に挿入されるまさに直前の状態で示されている。下部ファイバ２２−２を上部ファイバ２１−２に結合させるために下部ムーバ８０が制御されている部分を示すために、クロスバースイッチ２０の一部が切り取られている。図３に示すムーバ８０の部分において、グラッバ８４は、符号４２−２が付された下部ファイバ２２−２の弛み制御キャリッジ４２を掴んで移動させている状態で示されている。グラッバ８２（図１）は、ファイバのファイバ端キャリッジ４１を移動させているが、この図では見ることができない。
【００６０】
図４は、点線で示されるソケット２８−１内に挿入されたファイバ端キャリッジ４１−１Ｔおよび４１−１Ｂを大きく拡大した図を概略的に示している。一旦挿入されると、バネで付勢されたファイバ端キャリッジの結合ナブ４４は、同時にファイバのスイッチ端４５を弾性的に押し付けて、両端間の光学的な提供をもたらし、それによりファイバ間の光学的な提供をもたらす。ファイバ２１−２および２２−１のスイッチ端４５の位置決めは、任意には、上部および下部ファイバ２１−１および２２−１のファイバ端キャリッジ４１−１Ｔおよび４１−１Ｂそれぞれの整列タイン５３によって与えられる。それらファイバのファイバ端キャリッジ４１−１Ｔおよび４１−１Ｂがソケット２８−１内に挿入されるとき、下部ファイバ２２−１のファイバ端キャリッジ４１−１Ｂの整列タイン５３が、上部ファイバ２１−１のファイバ端キャリッジ４１−１Ｔを掴み、上部および下部ファイバの端部４５をＹ方向に位置決めする。また、上部ファイバ２１−１のファイバ端キャリッジ４１−１Ｔの整列タイン５３が、下部ファイバ２２−１のファイバ端キャリッジ４１−１Ｂを掴み、上部および下部ファイバの端部４５をＸ方向に位置決めする。
【００６１】
本発明の幾つかの実施形態において、ファイバ端キャリッジ４１のソケットプロング５１のタイン５３は、ファイバ端キャリッジ４１を位置決めして、それにより光学的に結合された上部および下部ファイバ２１および２２の端部４５を位置決めするのに加えて、キャリッジがソケット２８内に挿入されるときに、ファイバのファイバ端キャリッジを一体にロックする機能を果たす。例えば、本発明の幾つかの実施形態において、タイン５３は弾性体である。上部および下部ファイバ２１および２２のファイバ端キャリッジ４１が同じソケット２８内に挿入されるとき、一方のキャリッジのタインの歯５４が他方のキャリッジ内の係合溝部（図示省略）に嵌め込まれて、キャリッジを一体に固定する。ファイバを分離する必要があるときは、コントローラ２９は、上部および下部ムーバ７０および８０を制御して、溝部から歯を外すのに十分な力で、ファイバ端キャリッジ４１が内部に挿入されているソケットから、ファイバ端キャリッジ４１を引き出す。ソケット２８の寸法および／または内部形状は、ファイバ端キャリッジのソケット内へ挿入中およびソケットから抜出中に、弾性を有するタインの動作を受け入れるのに適応している。
【００６２】
バネ４６は、結合ナブ４４を互いに弾性的に押し付けるものであるが、このバネは、キャリッジが一体に固定されてからは、それら結合ナブが歯５４を外すのに十分な力を加えないように構成されている。ファイバ端キャリッジ４１をソケット２８内に挿入して上部ファイバ２１を下部ファイバ２２に光学的に結合させてからは、ファイバ端キャリッジは、ムーバ７０および８０の動作によって分離されるまでは、任意には、電力を消費することなく、それらの位置を保持することに留意されたい。
【００６３】
本発明の一実施形態によれば、コントローラ２９（図１および３）は、上部または下部ファイバ２１または２２のファイバ端キャリッジ４１を移動させるときに、一斉に移動させ、ファイバ端キャリッジの動作によって必要とされる通り、且つファイバの弛みを巻き取り、あるいはファイバの長さを繰り出すために、ファイバの弛み制御キャリッジ４２を制御する。コントローラがファイバ端キャリッジを移動させるのが、ソケットの列に沿うどの経路であっても、それは、列に沿ってファイバ端キャリッジを移動させる速度の半分であるが、その列に沿う同じ方向に弛み制御キャリッジを同時に移動させる。
【００６４】
例として、図５Ａ−５Ｄは、コントローラ２９（図１および３）がムーバ７０を制御して、ファイバ端キャリッジを特定のソケット２８−１に位置決めしそのソケット内に挿入したときの、ソケット２８の列２５に沿う上部ファイバ２１のファイバ端および弛み制御キャリッジ４１および４２の動作を概略的に示している。
【００６５】
図５Ａにおいて、コントローラ２９は、ムーバ７０とグラッバ７３および７４を制御して、それぞれの搬送ハンドル５２および６２によってファイバ端および弛み制御キャリッジ４１および４２を掴み、それらのパーキング位置からそれらを持ち上げる。パーキング位置では、キャリッジは、任意には、パーキングソケット９０内に挿入されて、当該パーキングソケット９０により支持される。パーキングソケット９０は、提示の便宜上、ソケット２８の半分の深さで示されている。ソケット２８は２つのキャリッジ（ファイバを結合するのに使用されるときは、上部および下部ファイバ２１および２２のファイバ端キャリッジ４１）を受け入れることを必要とされるが、パーキングソケット９０は、単一のキャリッジのみを受け入れるため、パーキングソケットは多くの場合ソケット２８よりも浅くすることができることに留意されたい。
【００６６】
図５Ｂにおいて、ムーバ７０は、ファイバ端キャリッジ４１をそのパーキング位置から移動させて、キャリッジを、符号２８−１が付された特定のソケットに位置決めしている。ファイバに弛みが生じることなく、ファイバ端キャリッジ４１がソケット２８−１に自由に移動できるようにファイバ２１の十分な長さを与えるために、コントローラ２９は、弛み制御キャリッジ４２を保持しているグラッバ７４を制御して、グラッバ７３がファイバ端キャリッジ４１を平行移動させる距離の半分、ソケット列２５に沿って弛み制御キャリッジを平行移動させる。
【００６７】
ファイバ端および弛み制御キャリッジ４１および４２のパーキング位置とソケット２８との間の距離は、ファイバ端キャリッジ４１をソケット２８に位置決するときに、弛み制御キャリッジ４１の平行移動が、ソケット２８、パーキングソケット９０、または隣接するソケットまたはパーキングソケットを隔てる壁部９１に、弛み制御キャリッジを位置決めするような距離となっている。
【００６８】
図５Ｂにおいて、弛み制御キャリッジ４２は、符号２８−２が付されたソケット２８に位置決めされている。図５Ｃにおいて、コントローラ２９は、グラッバ７３および７４を制御して、ファイバ端キャリッジ４１のソケットプロング５１をソケット２８−１内に、弛み制御キャリッジ４２の二股のソケットプロング６１をソケット２８−２内にそれぞれ挿入する。コントローラ２９は、ここで、ムーバ７０を自由に制御してキャリッジ４１および４２を解放することができ、それに続けて、別の組のファイバ端および弛み制御キャリッジを移動させることができる。
【００６９】
図５Ｄは、２つのソケット２８を隔てる壁部９１に、弛み制御キャリッジ４２を位置決めする場合を概略的に示している。ファイバ端キャリッジ４１は、列２５に沿って平行移動されて、ソケット２８−１に隣接するソケット２８−３に位置決めされている。図５Ｄにおいて、ファイバ端キャリッジ４１は、隣接するソケット２８間の距離に等しい距離分、図５Ｃに示される距離よりも大きな距離、移動されている。ファイバに弛みを生じることなく、ファイバ端キャリッジの自由な動作を与えるのに十分な上部ファイバ２１の長さを提供するために、弛み制御キャリッジ４２は、隣接するソケット２８間の距離の半分に等しい距離（図５Ｃにも示される距離）、列２５に沿って平行移動される。その結果、弛み制御キャリッジ４２が、ソケット２８−２とソケット２８−４との間の壁部９１に位置決めされる。ファイバ端キャリッジ４１がソケット２８−３内に挿入されるとき、弛み制御キャリッジ４２がソケット２８−２および２８−４内に挿入されるとともに、その二股のソケットプロング６１がソケット間の壁部９１に跨るようになる。
【００７０】
ファイバ端キャリッジ４１がそのパーキング位置に戻るよう移動するとき、コントローラ２９は、図５Ａ〜５Ｄに概略的に示すように、ファイバ端および弛み制御キャリッジ４１および４２の動作を反転させる。コントローラは、グラッバ７４を制御してそのパーキング位置に戻すように弛み制御キャリッジ４２を平行移動させる速度の２倍の速度で、列２５に沿って、ファイバ端キャリッジ４１をそのパーキング位置に戻すよう平行移動させるために、グラッバ７３を制御する。
【００７１】
本発明者等は、本発明の一実施形態に係るクロスバースイッチが、クロスバースイッチ２０と同様に、相対的に小さな空間に相対的に多くの光ファイバを受け入れ、切り換えるように構成できることを見出した。数値例として、本発明に係る一実施形態によれば、キャリッジ４１および４２のプレート５０および６０は、任意には、約０．５ｍｍと約２．５ｍｍとの間の厚さで、約２０ｍｍの幅と約５０ｍｍの高さをそれぞれ有している。（厚さは図２ＡのＹ軸に沿う寸法、幅はＸ軸に沿う寸法、高さはＺ軸に沿う寸法である。）任意には、ファイバ端キャリッジ４１に含まれるソケットプロング５１と、弛み制御キャリッジ４２に含まれる二股ソケットプロング６１は、０．５ｍｍと２．５ｍｍの間の幅（図２ＡのＸ軸に沿う）を有する。任意には、ソケットプロング５１は、約１ｍｍと１０ｍｍの間の長さ（Ｚ軸に沿う）、二股ソケットプロング６１は、約１ｍｍと５ｍｍの間の長さをそれぞれ有している。
【００７２】
プレートは、従来より知られている多くの様々な方法の何れかを使用して加工することができる。例えば、外側の２面間を接着した発泡プラスチックのような適当な軽量材料からなる内層を有し、任意には金属またはプラスチックから形成されるサンドイッチから作るようにしてもよい。代替的には、例えば、鏡像形の平面状のプラスチック片を任意には溶着することによりプレートが形成されて、その各々がキャリッジプレート５０および６０の外形と同様の外形を有するものであってもよい。溶着されるとき、互いに対向するプラスチック片の側部上の構成は、例えば、ファイバ端キャリッジ４１内のチャネル５８および５９および弛み制御キャリッジ４２内のチャネル６６など、光ファイバが挿通されるチャネルを形成する。
【００７３】
ハニカムアレイ２４内のソケット２８は、任意には、ソケットプロング５１と二股プロング６１の寸法に適合する寸法を有している。例えば、本発明の幾つかの実施形態において、ソケット２８は、プロング５１および６１の幅とほぼ同じＸ軸およびＹ軸に沿う寸法を有し、例えば、１．５ｍｍの幅を有するプロングの場合、各ソケットは、約１．５ｍｍとほぼ同じＸ軸およびＹ軸に沿う内部寸法を有している。任意には、ソケット２８は、２ｍｍから１０ｍｍの間のＺ軸に沿う深さを有している。本発明の幾つかの実施形態において、ハニカムアレイ２４内の隣接するソケット２８を隔てる壁部は、約０．２ｍｍに相当する厚さを有している。
【００７４】
ハニカムソケットアレイ２４は、従来より知られている多くの様々な方法の何れかを使用して形成することができる。任意には、ハニカムアレイ２４は、例えば、ＣＴスキャナ用の放射線コリメータを提供するのに使用される技術、方法および材料を使用して形成される。かような方法は、例えば、米国特許第６，３６３，１３６号、第４，０５４，８００号、第４，４５０，７０６号および第３，９４３，３６６号に記載されており、それら文献の開示内容は、参照により本明細書に援用されるものである。図１および３において、アレイは、例として、薄くて同質の適当な材料からなる孔のあるストライプから構成されるものとして示されている。
【００７５】
クロスバースイッチが１０００本の上部ファイバ２１と１０００本の下部ファイバ２２を受け入れることを意図するとともに、上述した寸法に基づいて、クロスバースイッチ内の各ソケット２８が、約１．５ｍｍのアレイの平面と平行な横断面を有すると仮定する。さらに、ソケット２８の各行２６および列２５が約６ｃｍのパーキングソケット９０を有し、ムーバ７０および８０が、ハニカムアレイ２４の上方に、キャリッジの高さに約２０ｃｍを加えた寸法にほぼ相当する動作およびクリアランス距離を必要とすると仮定する。その場合、クロスバースイッチは、ファイバの結合および分離を管理するために、約０．１ｍ3に相当する約１．５ｍ×０．２５ｍ×０．２５ｍの容積が必要となる。
【００７６】
クロスバースイッチ２０に類似するクロスバースイッチの特徴部分は、本発明の一実施形態に従って、上述したものから変えるようにしてもよい。例えば、本発明の幾つかの実施形態において、ソケット２８に挿入される上部および下部ファイバ２１および２２のファイバ端キャリッジと、それらファイバのスイッチ端４５は、結合ナブ４４（図２Ａ）のパーツであるタイン５３と類似の装置によって一体に保持するようにしてもよい。光ファイバの端部を一体に保持してそれら光ファイバの光学的接点を提供するための多くの様々な方法および装置が従来より知られており、それらの何れかを、本発明の一実施形態に係るファイバ端キャリッジに使用するために適合させることができる。本発明の幾つかの実施形態において、各光ファイバ２１および２２のファイバ端キャリッジ４１およびスイッチ端４５を一体に保持するための装置は、キャリッジが同一のソケット２８に挿入されるときに互いに引きつけて一体に保持する磁化領域を備える。このような“磁化”装置は、任意には、ソケット２８のパーツである部品を備える。
【００７７】
本発明の幾つかの実施形態において、ハニカムアレイ２４は、天然のハニカムにその構造においてより近似する構成を有し、四角形のソケットではなく、インターレース方式の六角形のソケットの行と列とを備える。本発明の幾つかの実施形態において、アレイ２４に類似するアレイは、ソケットの列または行にそれぞれ位置決めされたキャリッジを維持するのを補助する“ガイドランナー（guide runners）”を備える。
【００７８】
図６は、ソケットの列および行に対して上部およぶ下部ファイバのキャリッジを位置決めした状態で維持する上部および下部ランナー１０４および１０６を備える任意には四角形ソケット１０２のハニカムアレイ１００の部分的に切り取った一部を概略的に示している。図６は、キャリッジを移動してクロスバースイッチ内にファイバの結合を受け入れた後に、関連するガイドランナー１０４および１０６の間にある、上部ファイバ２１の弛み制御キャリッジ４２および下部ファイバ２２の弛み制御キャリッジ４２を概略的に示している。
【００７９】
図７は、ファイバ端キャリッジ４１の構成とは異なる、本発明の一実施形態に係る構成を有する上部および下部ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂを概略的に示している。提示の便宜のために、ファイバ端キャリッジの特徴部分の位置を参照するために座標系３０が使用されている。
【００８０】
ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂは、本発明の一実施形態に従って、上部ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔに取り付けられたクロスバースイッチ（図示省略）の上部ファイバ１２１−Ｔを、下部ファイバ端キャリッジ１２０−Ｂに取り付けられたクロスバースイッチの下部ファイバ１２１−Ｂに光学的に結合する位置で示されている。上部および下部ファイバ１２１−Ｔおよび１２１−Ｂは、ファイバの効率良い光学的な結合に使用される、ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂに含まれるファイバ端カプラ１２２−Ｔおよび１２２−Ｂにそれぞれ結合されている。ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂは、任意には、互いの鏡像となっている。任意には、上部および下部ファイバ端キャリッジは、ファイバ端カプラ１２２−Ｔおよび１２２−Ｂ内で鏡像となっていて、その一方が雄型カプラで、他方が適合する雌型カプラとなっている。ファイバ端カプラ１２２−Ｔおよび１２２−Ｂは、従来より知られている任意の方法および装置に従って構成することができる。
【００８１】
各ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂは、少なくとも１のラッチフック（latching hook）１３０と、少なくとも１の二股ソケットプロング１４０とを備える。例として、図７において、各ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂは、２つのラッチフック１３０と２つの二股ソケットプロング１４０とを備える。ラッチフック１３０は、アレイに差し込まれてその光ファイバを別の光ファイバに結合するときに、任意にはハニカムソケット２４（図１）に類似する、ソケットのハニカムアレイ内のソケットの壁部の係合孔内に掛けられて、ファイバ端キャリッジをアレイに“ロック”する。ラッチフックは、力をラッチフックの“耳部”１３１に加えることにより、キャリッジをハニカムアレイに引っ掛け、またはキャリッジをハニカムアレイから外すために操作される。ラッチフック１３０とラッチフック耳部１３１およびそれら動作は、図８−１１を参照しながら後述する。ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂの二股ソケットプロング１４０は、アレイに差し込まれたときに、アレイ内のソケットにファイバ端キャリッジを位置決めし、キャリッジの位置を安定化させるために使用される。
【００８２】
各ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂは、搬送ハンドル１２４を備え、この搬送ハンドル１２４は、任意には、２つの実質的にＶ字形の把持突出部１２５を備える。搬送ハンドル１２４は、キャリッジを掴んで移動させ、またはキャリッジをクロスバースイッチのハニカムソケットアレイ内のソケット内に挿入して、そのソケットから引き抜くためのキャリッジ４１（図２Ａおよび２Ｂ）の搬送ハンドル５２と同様に使用される。任意には、光学反射器１２６が各ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂの肩部１２７に配置されている。反射器は、任意には、ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔまたは１２０−Ｂの搬送ハンドル１２４を掴んで、その関連するファイバを別のファイバに結合または別のファイバから分離するためにキャリッジを移動および配置するために使用されるムーバに含まれる検出器に、光を反射するために使用される。任意には、肩部１２７の延長部分は、ムーバに含まれるグラッバを位置決めするために使用される整列歯１２８で形成されている。反射器、整列歯およびムーバの動作は、図９および１０を参照しながら後述する。
【００８３】
図８は、本発明の一実施形態に係る、図７に示す上部および下部ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔおよび１２０−Ｂの側面図、並びに、部分的に示される、キャリッジが差し込まれるハニカムアレイ１６２のソケット１６０の断面図を概略的に示している。各ソケット１６０はラッチ孔１６６を有して形成された壁部１６４によって部分的に規定されている。ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔのラッチフック１３０は、ファイバ端キャリッジをソケット１６０内のファイバ端カプラ１２２−Ｔおよびハニカムアレイ１６２に固定するために、ラッチ孔１６８内に引っ掛けられる。任意には、ファイバ端カプラ１２２−Ｔが挿入されるソケット１６０は、両ラッチフック１３０から等距離にある。ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの各ソケットプロング１４０は、ハニカム１６２の壁部１６４上に載置されて、ファイバ端キャリッジの位置を安定化する。下部ファイバ端キャリッジ１２０−Ｂは、同様に、ハニカムアレイ１６２内に引っ掛けられる。しかしながら、下部ファイバ端キャリッジ１２０−Ｂのラッチフック１３０は、図８の表示には示されない、壁部１６４に対して垂直な壁部内に引っ掛けられる。
【００８４】
図９は、本発明の一実施形態に係る、ラッチ孔１６６内に引っ掛けられるラッチフック１３０と、壁部１６４上に配設される二股プロング１４０とを有する、ハニカムアレイ１６２内に差し込まれる上部ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの斜視図を概略的に示している。挿入部１７０は、ラッチ孔１６６に引っ掛けられるファイバ端キャリッジのラッチフック１３０の拡大した斜視図を概略的に示している。
【００８５】
オーバヘッドムーバ２００は、本発明の一実施形態に従い、光ファイバ１２１−Ｔが光ファイバ１２１−Ｂ（図７）以外の光ファイバに光学的に結合できるように、上部ファイバ端キャリッジを掴んでそれを任意にはパーキング位置または別のソケットに移動させるプロセスを始めるところが示されている。図１０は、図９に示されるファイバ端キャリッジ１２０−Ｔとムーバ２０１の側面図を概略的に示している。図１０においては、ラッチフック１３０によって引っ掛けられるとともに二股プロング１４０によって係合されるハニカム１６２の壁部１６４のみが示されている。
【００８６】
ムーバ２００は、図１に示すコントローラ２９のような適当なクロスバースイッチコントローラによってＹ方向に沿って移動制御可能な搬送梁２０１と、この搬送梁２０１に沿って移動するようにコントローラによって制御可能なグラッバ２０２とを備える。グラッバ２０２は、搬送ハンドル１２４の突出部１２５を受け入れるように成形された左側および右側のジョー（jaws）２０５および２０７を備える。グラッバは、コントローラにより制御可能であって、その制御により、グラッバのジョー２０５および２０７を昇降させるとともに、それらジョーを互いに近接および離間する方向に移動させて突出部１２５をそれぞれ掴みあるいは解放し、それにより搬送ハンドル１２４を掴み、あるいは解放する。右側のジョー２０７は、任意には整列歯１２８を受け入れるための整列凹部２０８を有するように形成されるとともに、光源２１０および光検出器２１２を備える。右側のジョー２０７および左側のジョー２０５は、図１０の挿入部２２０に明示および表示される、ラッチフックイヤー１３１を受け入れるための任意には台形凹部２１４を有するように形成されている。
【００８７】
ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの搬送ハンドル１２４を掴むために、コントローラは、搬送梁２０１を制御して、それ自体をファイバ端キャリッジと同じＹ座標（座標系３０）に配置するとともに、ジョー２０５および２０７が降下して搬送ハンドル１２４と係合し、これを掴むことがきるように、グラッバ２０２をファイバ端キャリッジの上方位置に移動させる。任意には、搬送梁２０１およびグラッバ２０２の位置決めを補助するために、クロスバーコントローラは光源２１０を制御して、グラッバ２０２がファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの上方位置に配置されるときに、光源からの光が検出器２１２に向けて、反射器１２６により反射されるように、ある方向、例えば、マイナスＺ方向に光を送信する。任意には、コントローラは、検出器２１２に向けて反射された光の強度を使用して、グラッバ２０２がファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの上方位置に正しく配置されているかどうかを判定し、かつ／または、ファイバ端キャリッジの上方にグラッバを正しく配置するために搬送梁２０１および／またはグラッバ２０２をどの方向に移動させるかを判定する。ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの上方位置に正しく配置されると、コントローラは、ジョー２０５および２０７を降下させて、所定位置に、すなわち、それらが互いに近接する方向に移動して、搬送ハンドル１２４の突出部１２５と係合し、搬送ハンドルを掴むことができる位置に配置する。
【００８８】
本発明の一実施形態によれば、ジョー２０５および２０７が降下するとき、整列歯１２８が右側ジョー２０７の整列凹部２０８内に受け入れられ、整列歯が凹部の壁面と接触することにより、ジョー２０５および２０７が搬送ハンドル１２４に対して良好に位置決めされる。（凹部２０８内部の整列歯の部分は点線で示されている。）ジョーが、互いに近接する方向に移動して突出部１２５と係合できる位置まで到達すると、各台形凹部２１４の上面２１５（図１０の挿入部２２０を参照）がラッチフックイヤー１３１を下方（マイナスＺ方向）に押圧する。ラッチフックイヤーは、それらが下方に移動したときに、ラッチフック１３０も下方に移動してラッチフック孔１６６から引き抜かれるように、ラッチフック１３０に結合されて構成されている。ラッチフック孔１６６に対するラッチフック１３０の下方への変位は、図１０の挿入部２２２内の１つのラッチフック１３０の拡大図に示されている。
【００８９】
ジョー２０５および２０７が互いに近接する方向に移動して突出部１２５を掴んだ後は、図１１に概略的に示すように、各台形凹部２１４の傾斜面２１６がラッチフックイヤー１３１と係合して、イヤーが互いに向かう方向に傾けられる。挿入部２２４は、面２１６と係合して傾けられるラッチイヤー１３１の１つを概略的に示している。互いに近接する方向へのラッチフックイヤー１３１の動作によって、ラッチフック１３０が互いに離間して、それらを係止していたラッチ孔１６６から抜け出る方向に移動する。挿入部２２６は、傾斜面２１６の作用によって、引っ掛けられていたラッチ孔１６６から抜け出たラッチフック１３０の１つの拡大図を概略的に示している。ラッチフック１３０は、各々のラッチ孔１６６から抜け出ると、ラッチフック孔１６６から解放されることとなり、ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔが、ムーバ２００により、持ち上げられてハニカムソケットアレイ１６２（図９）から離れることができるようになる。
【００９０】
図１２は、本発明の一実施形態に係るファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの分解図を概略的に示している。ファイバ端キャリッジは、任意には、第１カバープレート２６１、ラッチ孔レバー２７０、レバーバネ２７２、レバーバネハウジング２８０、キャリッジ取付フレーム２９０、ファイバ終端装置３００、終端装置付勢バネ３０４および第２カバープレート２６２を備える。組み立てたとき、ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの様々な部品が取付プレート２９０に取り付けられ、カバープレート２６１および２６２が取付プレートの第１側部２９１および第２側部２９２をそれぞれ覆い、フレームに取り付けられた部品を定位置に保持するように機能する。第１カバープレート２６１も、任意には、二股ソケットプロング１４０を有するように形成される。
【００９１】
図１３は、取付フレーム２９０の側部２９１からのファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの図を概略的に示し、この図では、ファイバ端キャリッジが第１取付プレート２６１を除いて組み立てられている。図１４は、取付フレーム２９０の側部２９２からのファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの図を概略的に示し、この図では、ファイバ端キャリッジが第２取付プレート２６２を除いて組み立てられている。
【００９２】
各ラッチフックレバー２７０の第１端部は、ラッチフック１３０（図９〜１１）を有するように形成され、各レバーの第２端部は、ラッチフックイヤー１４０（図９〜１１）を有するように形成されている。各ラッチフックレバー２７０は、レバーバネ結合孔２７３とバネ収容孔２７４とを有するように形成されている。“ウィッシュボーン（wishbone）”バネ２７５は、ラッチフックレバー２７０を結合する。ラッチイヤー１３１に加えられる力が存在しないときは、ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔがハニカムソケットアレイ１６２（図９）内に差し込まれる場合に、各ラッチフック１３０が弾性的にラッチフック孔１６６（図８および９）内に引っ掛けられた状態で維持されるように、ウィッシュボーンバネ２７５がラッチフック１３０間の距離を維持する。ラッチフックレバー２７０およびウィッシュボーンバネ２７５は、任意には、一体構造として適当な金属またはプラスチックより形成される。
【００９３】
各レバーバネハウジング２８０は、任意には、レバーバネ２７２を受け入れるための挿入空間２８２と、この挿入空間２８２内の所定位置でレバーバネを保持するためのレバーバネ取付ボタン２８４とを有するように形成されている。レバーバネハウジング２８０は結合ナブ２８６を有し、この結合ナブ２８６は、ハウジング、すなわちレバーバネ２７２をラッチフックレバーに結合させるためにラッチフックレバー２７０内のレバーバネ結合孔２７３内に挿入される。ファイバ端キャリッジ１２０−Ｔが組み立てられるとき、レバーバネ２７２は、取付フレーム２９０に向けて引っ込められたラッチフック１３０を維持し、ファイバ端キャリッジがハニカム１６２に差し込まれる場合に、バネは、図９の挿入部１７０に示すように、それらが挿入されたラッチフック孔１６６の上縁と係合したラッチフックを維持する。グラッバ２０２が降下してファイバ端キャリッジ１２０−Ｔを掴むとき、レバーバネ２７２は、ジョー２０５および２０７内に形成された台形凹部２１４（図１０の挿入部２２０）の上面２１５からの圧力によって圧縮される。バネが圧縮されるとき、ラッチフック１３０は、図１１の挿入部２２２に示すように、ラッチフック孔１６６の上縁から離れるように変位する。
【００９４】
ファイバ終端装置３００は、ファイバ端カプラ１２２−Ｔ（図８）を備える本体３０１を有し、任意には、終端装置を終端装置バネ３０４に接続するための終端装置バネ取付ボタン３０２が形成されている。
【００９５】
図１２に示すファイバ端キャリッジ１２０−Ｔの様々な部品は取付フレーム２９０に取り付けられ、取付フレームは、その第１側部２９１上のウィッシュボーン２７５およびラッチフックレバー２７０を受け入れるための窪み２９３と、レバーバネハウジング２８０およびそれらに関連するレバーバネ２７２を受け入れる孔２９４とを有するように形成されている。レバーバネ支持バー２９５は、その上に形成された取付ナブ２９６を有し、各孔２９４に架かっている。この支持バーおよびナブは、図１４に示すように、孔２９４内にレバーバネ２７２を取り付けるために使用される。取付フレームも、任意には、ファイバ終端装置３００を受け入れるための孔２９７を有するように形成され、取付フレームの第２側部２９２は、ファイバ終端装置に接続される光ファイバ１２１−Ｔを受け入れるためのチャネル２９８を有するように形成されている。孔２９４内のレバーバネハウジング２８０およびその各レバーバネ２７２、およびファイバチャネル２９８の構成、第２側部２９２は、図１４に示されている。
【００９６】
本出願の明細書および特許請求の範囲において、“comprise”、“include”および“have”の各動詞およびそれらの同根語は、動詞の１または複数の目的語が必ずしも、動詞の１または複数の目的語の部材、部品、構成要素またはパーツの完全列挙ではないことを示すために使用される。
【００９７】
本発明について、その実施形態の詳細な説明を使用して述べてきたが、それら実施形態は、例示として提供されるものであって、本発明の範囲を制限することを意図したものではない。記載された実施形態は、異なる特徴部分を有するが、それらのすべてが本発明のすべての実施形態で必要とされる訳ではない。本発明の幾つかの実施形態は、特徴部分の幾つか、あるいは特徴部分の可能性のある組合せのみを利用する。当業者であれば、記載された本発明の様々な実施形態、並びに、記載された実施形態で言及された特徴部分の異なる組合せを有する本発明の実施形態を思い付くであろう。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【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５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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