(57)【要約】【課題】  簡単な機構で安価に製作できる光スイッチを提供する。【解決手段】光ファイバが接続されたコリメータ１２を内蔵するブロック１４は上面にコリメータ光軸と平行な位置決め溝１３を持ち、垂直軸１８を中心として回転可能である。それぞれ複数のブロック１４をＸ方向に並べて、入力側ブロック群１５及び出力側ブロック群１６を構成し、両者１５、１６を対向させる。それらの上方に切替棒２４を配置する。接続しようとするコリメータ１２を持つ一対のブロック１４を概ね対向させた後、切替棒２４を前記一対のブロック１４の上に移動させ次いで下降させて、位置決め溝１３内に嵌入させる。切替棒２４は、一対のブロック１４の両位置決め溝１３に渡って嵌入する時、位置決め溝１３に案内されることでブロック１４を微小回転させ、対向するコリメータ１２の光軸を精度良く一致させる。次いで、電磁チャック２２でブロック１４を動かないように保持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが接続されたコリメータを内蔵しコリメータ光軸と平行な位置決め溝を上面に備え垂直軸心回りに回転可能なブロックを少なくとも２つ有し、これらのブロックの端面は対向可能な位置に配列されており、概ね一直線に対向する姿勢を取らせた1対のブロックの両位置決め溝に渡って嵌入し得る水平な切替棒を設け、前記ブロックを動かないように保持する保持手段を設けたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
光ファイバが接続されたコリメータを内蔵しコリメータ光軸と平行な位置決め溝を上面に備え垂直軸心回りに回転可能なブロックを、少なくとも２つ以上水平面内のＸ方向に並べて入力側ブロック群を構成し、前記と同じ構造のブロックを、Ｘ方向に少なくとも２つ以上並べかつ前記入力側ブロック群と対向させて出力側ブロック群を構成し、それらの上方にてＸ方向に移動可能かつ垂直線回りに回転可能かつ上下に昇降可能で、概ね一直線に対向する姿勢を取らせた1対のブロックの両位置決め溝に渡って嵌入し得る水平な切替棒を設け、前記ブロックを動かないように保持する保持手段を設けたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項３】
光ファイバが接続されたコリメータを内蔵しコリメータ光軸と平行な位置決め溝を上面に備え垂直軸心回りに回転可能なブロックを、少なくとも３つ以上水平面内で円周方向に間隔をあけて配置し、それらの上方にて水平面内の少なくとも一方向に移動可能かつ垂直線回りに回転可能かつ上下に昇降可能で、概ね一直線に対向する姿勢を取らせた1対のブロックの両位置決め溝に渡って嵌入し得る水平な切替棒を設け、前記ブロックを動かないように保持する保持手段を設けたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項４】
前記ブロックの回転及び保持に係る機械部分を、コリメータの高さ位置より下位に設けたことを特徴とする請求項１〜３記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記ブロックのコリメータ軸方向の一端側を他端側に対して昇降可能にしたことを特徴とする請求項１〜４記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記保持手段が、ブロック側の強磁性体部分を吸着させる電磁チャックであることを特徴とする請求項１〜５記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光通信システムにおける経路の切替を行う光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおいて、伝送局や中継局には複数の経路が集中する。経路の切替えをコネクタ切換盤にて行う伝送局や中継局では、経路の変更や接続がある場合には、目的の経路どうしを、両端に光コネクタを持つジャンパコードを用いて接続し、不要となったジャンパコードは撤去する。また、無人局の場合は、作業者が現地に行って接続する。
【０００３】
また、入力光路と出力光路とがなすマトリクスの交点に、光路を切り替えるための可動のミラーを配置した構造のマトリクス光スイッチにより、経路の切替を行う場合もある（特許文献１など）。
【０００４】
また、選択した位置決め溝内で光ファイバどうしを直接突き合わせ接続するファイバ移動型の光スイッチを用いることも可能である。図１０はファイバ移動型の光スイッチの一例を示すもので、この光スイッチ５は、位置決め溝台１に設けた複数のＶ溝等の位置決め溝２にそれぞれ固定側光ファイバ３を収容し接着剤等で固定し、これらの固定側光ファイバ３に対して選択的に接続しようとする移動側光ファイバ４を固定側光ファイバ３の並び方向（図１０の矢印（イ）方向）に移動可能に設けた構成である（特許文献２など）。移動側光ファイバ４を取り付けた移動ヘッド６はガイドシャフト７に沿って移動可能であり、パルスモータ８で回転駆動されるボールネジ９の回転により往復移動する。６ａはナット部である。
【特許文献１】特開平５−１３００３７号
【特許文献２】特開２０００−２４９９３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のジャンパコードを用いる方式では、ジャンパコードを接続したり撤去したりする際に、作業ミスが生じる可能性がある。また、ジャンパコードの接続は手作業の為、経路の変更や接続に時間がかかる。特に、無人局の場合は、現地までの移動時間が必要となる。
【０００６】
選択した位置決め溝内で光ファイバどうしを直接突き合わせ接続するメカニカルスプライス方式では、機構が複雑なものとなる。
また、マトリクスの交点に可動ミラーを配置したマトリクス光スイッチの場合も、多くの機構部品が必要であり、また高い精度を必要とし、高価なものとなる。
【０００７】
本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、経路の切替えに際して作業ミスの問題や作業時間がかかるという問題を解消するとともに、簡単な機構で安価に製作可能な光スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する請求項１の発明の光スイッチは、光ファイバが接続されたコリメータを内蔵しコリメータ光軸と平行な位置決め溝を上面に備え垂直軸心回りに回転可能なブロックを少なくとも２つ有し、これらのブロックの端面は対向可能な位置に配列されており、概ね一直線に対向する姿勢を取らせた1対のブロックの両位置決め溝に渡って嵌入し得る水平な切替棒を設け、前記ブロックを動かないように保持する保持手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の光スイッチは、光ファイバが接続されたコリメータを内蔵しコリメータ光軸と平行な位置決め溝を上面に備え垂直軸心回りに回転可能なブロックを、少なくとも２つ以上水平面内のＸ方向に並べて入力側ブロック群を構成し、前記と同じ構造のブロックを、Ｘ方向に少なくとも２つ以上並べかつ前記入力側ブロック群と対向させて出力側ブロック群を構成し、それらの上方にてＸ方向に移動可能かつ垂直線回りに回転可能かつ上下に昇降可能で、概ね一直線に対向する姿勢を取らせた1対のブロックの両位置決め溝に渡って嵌入し得る水平な切替棒を設け、前記ブロックを動かないように保持する保持手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の光スイッチは、光ファイバが接続されたコリメータを内蔵しコリメータ光軸と平行な位置決め溝を上面に備え垂直軸心回りに回転可能なブロックを、少なくとも３つ以上水平面内で円周方向に間隔をあけて配置し、それらの上方にて水平面内の少なくとも一方向に移動可能かつ垂直線回りに回転可能かつ上下に昇降可能で、概ね一直線に対向する姿勢を取らせた1対のブロックの両位置決め溝に渡って嵌入し得る水平な切替棒を設け、前記ブロックを動かないように保持する保持手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４は、請求項１〜３記載の光スイッチにおいて、ブロックの回転及び保持に係る機械部分を、コリメータの高さ位置より下位に設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５は、請求項１〜４記載の光スイッチにおいて、ブロックのコリメータ軸方向の一端側を他端側に対して昇降可能にしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６は、請求項１〜５記載の光スイッチにおいて、保持手段が、ブロック側の強磁性体部分を吸着させる電磁チャックであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１あるいは請求項２の発明の光スイッチによれば、操作を作業者が手作業で行うものではないから、経路の接続や切替えの際の作業ミスの問題や作業時間がかかるという問題は解消される。そして、ブロック、切替棒、保持手段等の少ない部品で光スイッチを構成することができ、簡単な機構で安価に製作可能な、コリメータ光軸を高精度に一致させることができる光スイッチが得られる。
【００１５】
請求項３の発明の光スイッチによれば、各コリメータが円形に配置されているので、上記の効果に加えて、全ての光ファイバどうしの接続が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施した光スイッチについて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は請求項１あるいは請求項２の発明の光スイッチ１１の要部の斜視図、図２は図１における１つのブロック部分の詳細を示す斜視図、図３（イ）は上記光スイッチ１１の平面図、図４は図３（イ）のＡ−Ａ断面図である。この光スイッチ１１は、光ファイバ１０が接続されたコリメータ１２を内蔵し上面にコリメータ光軸と平行な位置決め溝１３を備えた３つのブロック１４からなる入力側ブロック群１５と、同じ構造の３つのブロック１４からなる出力側ブロック群１６とを備えている。図示例の位置決め溝はＶ溝であるが、これにかぎらずＵ溝などでもよい。
各ブロック１４はいずれも水平面内にあり、入力側ブロック群１５の３つのブロック１４、及び出力側ブロック群１６の３つのブロック１４はいずれも、水平面内のＸ方向に等間隔に並べて配置され、かつ、入力側ブロック群１５の３つのブロック１４と出力側ブロック群１６の３つのブロック１４とはＸ方向と直交するＹ方向にそれぞれ対向している。
【００１８】
前記各ブロック１４の下面中央部には垂直軸１８が固定され、この垂直軸１８を回転駆動するステッピングモータ１９がベース２１に設けられている。ブロック１４の下面には鉄等の強磁性体金属片が埋め込まれており、この強磁性体金属片を吸着する電磁チャック（保持手段）２２がベース２１側に設けられている。
【００１９】
前記入力側及び出力側ブロック群１５、１６の配置部分の上方に切替棒２４が設けられている。この切替棒２４は図１、図３などでＸ方向（ブロック並び方向）に移動可能かつ切替棒中央の垂直線まわりに回転可能（θ方向に回転可能）かつＺ方向（高さ方向）に昇降可能であり、入力側ブロック群１５及び出力側ブロック群１６からそれぞれ選択した一対のブロックを概ね一直線に対向する姿勢にしたときに、対向する両ブロック１４の位置決め溝１３に嵌入し得る径及び長さをもつ。
【００２０】
上記の光スイッチにおいて、入力側ブロック群１５及び出力側ブロック群１６からそれぞれ選択した一対のブロック１４のコリメータ１２どうしを接続する際の動作を説明すると、
（１）まず、接続したい一対のコリメータ１２を持つ一対のブロック１４における電磁チャック２２をオフとし、その一対のブロック１４の保持（拘束）を解除する。
（２）次いで、前記一対のブロック１４をステッピングモータ１９の駆動により所定角度だけ回転させて、その一対のブロック１４を概ね一直線に対向する姿勢にする。すなわち、接続したい一対のコリメータ１２を概ね一直線に対向する姿勢にする。
（３）次いで、切替棒２４をＸ方向に移動させかつθ方向（切替棒中央の垂直線回り）に回転させて、前記の概ね一直線に対向する姿勢にした一対のブロック１４を結ぶ線上に合わせる。
（４）次いで、切替棒２４を下降させる（Ｚ方向下方に移動させる）。切替棒２４は、対向する一対のブロック１４の両位置決め溝１３に渡って嵌入するときに、位置決め溝１３に案内されることでブロック１４を微小回転させ、対向するコリメータ１２の光軸を精度良く一致させる。図３（イ）は最も左側のコリメータ１２どうしを接続する場合の状態、図３（ロ）は入力側ブロック群１５の右側のコリメータ１２と出力側ブロック群１６の左側のコリメータ１２とを接続する場合の状態を示す。
（５）次いで、前記一対のブロック１４を、それぞれの電磁チャック２２で吸着して、保持する。
（６）次いで、切替棒２４を上昇させる。初期位置に復帰させる場合は、逆のθ方向に回転させ逆のＸ方向に後退させて、初期の待機位置に戻す。
【００２１】
上記の光スイッチ１１は、操作を手作業で行うものではないから、経路の接続や切替えの際の作業ミスの問題や作業時間がかかるという問題が解消される。そして、ブロック１４、切替棒２４、電磁チャック２２（保持手段）などの簡単な部品でかつ少ない部品で光スイッチ１１を構成することができるので、全体としても簡単な機構で安価に製作可能な、コリメータ光軸を高精度に一致させることができる光スイッチを提供することができる。
なお、上記の実施例において、入力側ブロック群１５及び出力側ブロック群１６は、出力側と入力側とを入れ替えても当然よい。また、図示例では説明を簡単にするために、光ファイバ１が接続されたコリメータを内蔵するブロック１４が入力側及び出力側の両方とも３つからなる構成として説明したが、入力側ブロック群１５および出力側ブロック群１６がそれぞれ少なくとも２つ以上のコリメータ内蔵ブロック１４を備えていればよく、さらに多数のコリメータ内蔵ブロック１４を備えた構成とすることができる。また、入力側と出力側とが同数である必要は無く、任意のＭ×Ｎ（Ｍ、Ｎは整数）の光スイッチとすることができる。
【００２２】
また、ブロック１４の回転及び保持に係る機械部分（垂直軸１８、ステッピングモータ１９、電磁チャック２２など）がコリメータ１２の高さ位置より下位にあるので、機械部分から発生する恐れのある磨耗紛等の異物が重力で落下して、光接続に悪影響を及ぼすことは防止される。
【実施例２】
【００２３】
図５に請求項３の光スイッチの一実施例を示す。この光スイッチ３１は、例えば図示例ではＡ〜Ｈの８つのブロック１４を、円周方向に等間隔で配置したものである。各ブロック１４自体は図１〜図４の実施例のブロック１４と同じものであり、各ブロック１４を回転駆動する機構、保持手段等も上述の実施例と同様であるため説明は省略するが、各ブロック１４の基準位置としては、図５（イ）に示すようにいずれも円形配置の円中心方向に向いている。この光スイッチ３１における切替棒２４’は、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能であり、かつ切替棒中央の垂直線まわりに回転可能（θ方向に回転可能）かつ上下に昇降可能である。
【００２４】
この光スイッチ３１において、例えばブロックＡ（１４）はＢ〜Ｈの他の全てのブロック１４と対向する姿勢をとることができ、切替棒２４’は対向させたその２つのブロック１４の位置決め溝１３に渡して嵌入させることができ、したがってブロックＡ（１４）のコリメータ１２は、Ｂ〜Ｈの全てのブロック１４のコリメータと接続することができる。Ｂ〜Ｈの他のブロック１４のコリメータ１２についても、いずれもそれ以外の全てのブロック１４のコリメータ１２と接続することができる。図５（ロ）はブロックＡ（１４）のコリメータ１２と、そこからコリメータを１つ空けた所に位置するブロックＧ（１４）のコリメータ１２とを接続する場合を示す。
なお、この光スイッチ３１において、切替棒２４’の水平方向の移動をＸ方向又はＹ方向の一方のみとすることもできるが、Ｘ、Ｙ両方向に移動可能にするのが適切である。
【実施例３】
【００２５】
図６、図７にブロック部分についての他の実施例を示す。このブロック１４’は、コリメータ光軸方向の一端側Ｐが他端側Ｑの下辺を軸として上下に回転可能になっている。図示例では電磁チャック２２とブロック下面との間にバネ３２を設け、電磁チャック２２の吸引力を解除した時にバネ３２の反発力でブロック１４’の一端側Ｐが上昇して、ブロック１４’が傾くようにしている。通常は、電磁チャック２２がオンにされており、その吸引力でバネ３１を圧縮状態にしてブロック１４’を吸着し、水平に保持する（図７の右側のブロック１４’の状態）。
光ファイバ切替え時にブロック１４’を回転させる時、電磁チャック２２をオフにすると、吸引力が解除されバネ３１の反発力でブロック１４’の一端側Ｐが上昇して、ブロック１４’が傾く（図７の左のブロック１４’の状態）。これにより、光ファイバ切替え中に、コリメータ１２から他のコリメータ１２に光が入らないようになる。なお、回転軸１８とブロック１４’とはピン連結するとよい。
【実施例４】
【００２６】
図８に示すように、１つのブロック１４”に複数のコリメータ１２を垂直方向に並べて内蔵させることもできる。このブロック１４”によれば複数心線を一括して接続することが可能となる。
ブロック１４”に内蔵するコリメータ１２を始め、位置決め溝１３、回転軸１８、ステッピングモータ１９、電磁チャック２２などは前述の実施例と同様である。
【実施例５】
【００２７】
図９に本発明の光スイッチのさらに他の実施例を示す。この光スイッチ４１は１対Ｎの光ファイバ接続を行うことができる構成であるが、図示例では４つのブロック１４を備えている。これら４つのブロック１４はいずれも、図１〜図４の実施例のブロック１４と同じ構成であり、各ブロック１４を回転駆動する機構（垂直軸１８、ステッピングモータ１９）、保持手段（電磁チャック２２）等も上述の実施例と同様であるため説明は省略するが、そのうちの１つのブロック１４（Ａ）と他の３つのブロック１４（Ｂ）とが互いに端面が対向可能な位置に配置されている。また、一方側のブロック１４（Ａ）と他方側の３つから選択した１つのブロック１４（Ｂ）とを概ね一直線に対向する姿勢を取らせた状態で、この１対のブロック１４の両位置決め溝１３に渡って嵌入し得る水平な切替棒４４を設けている。この切替棒４４は一方側のブロック１４(Ａ)の回転中心（垂直軸１８）を中心に回転可能かつ上下に昇降可能である。
この光スイッチ４１は、図９（イ）、（ロ）のように、一方側のブロック１４（Ａ）のコリメータと他方側の３つから任意に選択したブロック１４（Ｂ）のコリメータとを接続できる。この場合もステッピングモータ１９の回転で選択した相手側のブロック４４と概ね一直線に対向する姿勢とし、切替棒２４を位置決め溝１３に嵌入させることで、コリメータ軸を高精度に一致させることができる。この光スイッチ４１の場合、切替棒４４を位置決め溝１３に嵌入させたままとすることができる。したがって、安定して高精度の位置決めを維持できる。この場合、電磁チャック２２を設けない構成も可能である。
また、図９の光スイッチ４１における他方側のブロック１４（Ｂ）の数は任意であり、１つの場合も除外しない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例の光スイッチの要部の斜視図である。
【図２】図１における１つのブロック部分の詳細を示す図である。
【図３】上記光スイッチの平面図であり、（イ）、（ロ）はそれぞれ経路選択の異なる態様を示す。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】他の実施例の光スイッチを示すもので、（イ）、（ロ）はそれぞれ経路選択の異なる態様を示す。
【図６】さらに他の実施例の光スイッチを説明するもので、１つのブロック部分の斜視図である。
【図７】図６に示す光スイッチの作用を説明するもので、図４に対応する図である。
【図８】さらに他の実施例の光スイッチを説明するもので、１つのブロック部分の斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例の光スイッチの平面図であり、（イ）、（ロ）はそれぞれ経路選択の異なる態様を示す。
【図１０】従来の光スイッチの平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１、３１、４１  光スイッチ
１２  コリメータ
１２ａ  光ファイバ
１２ｂ  コリメータレンズ
１３    位置決め溝
１４、１４’、１４”  ブロック
１５  入力側ブロック群
１６  出力側ブロック群
１８  垂直軸
１９  ステッピングモータ
２１  ベース
２２  電磁チャック
２４、２４’、４４  切替棒
３２  バネ
【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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【図７】
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【図８】
2005338201.tif 000010
【図９】
2005338201.tif 000011
【図１０】
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