(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子をなす複数の固定側光ファイバ（１５）の先端に、移動側光ファイバ（１６）の先端を択一的に突き合わせ接続する光スイッチ装置であって、
前記複数の固定側光ファイバと前記移動側光ファイバの接続部とが浸潜される屈折率整合液が満たされた容器（３０）と、
前記複数の固定側光ファイバをＶ溝（４２）により同一平面内に互いに平行に配列させて支持する光ファイバ支持台（３１、３２）と、
前記移動側光ファイバの先端を支持するとともに、第１の移動手段（３４）により前記固定側光ファイバの配列方向に沿う待機位置へ移動する移動台（３３）と、該移動台に支持された移動側光ファイバを前記固定側光ファイバのいずれかに突き合わせるべく前記移動台を移動させる第２の移動手段（５８）と、
から構成されてなり、
前記光ファイバ支持台は、互いに間隔をおいて一対設けられていて、それぞれが支持する固定側光ファイバ群が含まれる平面を互いに平行にして配置され、
前記移動台は、前記一対の光ファイバ支持台の間で前記移動側光ファイバを支持するものであって、揺動自在に、かつ、交互に弾性変形するばね（３３ｄ、３３ｅ）によってほぼ水平位置に支持され、
前記第１の移動手段は、前記固定側光ファイバの配列方向と平行に設けられた軸をモータによって回転させることにより前記移動台を軸線方向に沿って移動させ、
前記第２の移動手段は、前記移動台をストッパにより規制される上限および下限まで揺動させることにより、前記光ファイバ支持台に支持された固定側光ファイバの方向へ前記移動台を移動させることを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項２】
端子をなす複数の固定側光ファイバ（１５）の先端に、移動側光ファイバ（１６）の先端を択一的に突き合わせ接続する光スイッチ装置であって、
前記複数の固定側光ファイバと前記移動側光ファイバの接続部とが浸潜される屈折率整合液が満たされた容器（３０）と、
前記複数の固定側光ファイバをＶ溝（４２）により同一平面内に互いに平行に配列させて支持する光ファイバ支持台（３１、３２）と、
前記移動側光ファイバの先端を支持するとともに、第１の移動手段（３４）により前記固定側光ファイバの配列方向に沿う待機位置へ移動する移動台（３３）と、該移動台に支持された移動側光ファイバを前記固定側光ファイバのいずれかに突き合わせるべく前記移動台を移動させる第２の移動手段（５８）と、
から構成されてなり、
前記光ファイバ支持台は、互いに間隔をおいて一対設けられていて、それぞれが支持する固定側光ファイバ群が含まれる平面を互いに平行にして配置され、
前記移動台は、前記一対の光ファイバ支持台の間で前記移動側光ファイバを支持するものであって、揺動自在に、かつ、交互に弾性変形するばね（３３ｄ、３３ｅ）によってほぼ水平位置に支持され、
前記第１の移動手段は、前記移動台を前記固定側光ファイバの配列方向と平行に設けられた軸の軸線方向に沿って移動させ、
前記第２の移動手段は、前記移動台を軸を中心に上下に回動させることにより、前記光ファイバ支持台に支持された固定側光ファイバの方向へ前記移動台を移動させることを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項３】
前記第１の移動手段は、軸を回転させることにより移動台を軸線方向へ移動させることを特徴とする請求項２に記載の光スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈折率整合液を満たした容器内で光ファイバを接続切替する光スイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光スイッチにあっては、近年、対応すべき心線数の増大に伴って、より多数の端子間の接続切替を効率良く行うことができる自動光スイッチの開発が求められている。
【０００３】
一般に、光スイッチは端子切替ばかりでなく、現用予備切替、伝送路網制御、光交換器等多くの用途に用いられる。このため、従来、多くの光スイッチが試験研究されてきた。それらは、光ファイバやプリズム等の光学素子を機械的に駆動して光路の切替を行う機械式光スイッチ形式、電気光学効果、磁気光学効果や音響光学効果を利用した非機械式光スイッチ形式等である。
機械式光スイッチの内、光ファイバを機械的に駆動する光スイッチは、接続損失が少なく、漏話損失が小さく、消光比が大きくとれる等の特徴があり、この光スイッチで問題となる切換応答時間が遅い点を改良することにより、優れた光スイッチを構成することが可能と考えられた。
【０００４】
このため、次のような方式の光スイッチの試作改良を進めた。すなわち、多数の光ファイバ間の接続替えを任意に行うため、多数の端子をなす固定側光ファイバの一つを識別し、移動側光ファイバと接続するＭ×Ｎスイッチとし、また、接続の方法としては、接続を短時間で完了することができるように、簡易に精度良く接続することが可能なＶ溝による接続を採用することとした。
【０００５】
具体的には、多数の光ファイバを位置決め溝としてのＶ溝上に並行配列して固定させ、これらの固定側光ファイバより僅かに高い位置に接続用の移動側光ファイバを待機させ、この移動側光ファイバを接続対象の光ファイバの端面上に移動させ、移動側光ファイバの接続端部をＶ溝上に押し下げて接続する接続法とし、接続部に常に屈折率整合剤を介在させるため、装置全体を密閉して屈折率整合剤であるシリコンオイル中に浸潜しておくこととした。
【０００６】
図７は、上記具体例に従って試作された接続装置を備えた光スイッチの概略図である。同図において、符号１０は光スイッチ装置である。本光スイッチ装置１０は、屈折率整合剤であるシリコンオイル１３を満たした容器１２内に収納されている。接続対象である複数の固定側光ファイバ１５は、外部から容器１２内に導入され、シリコンオイル１３の液中に浸潜された位置決め用のＶ溝を有する支持台１４上に位置決めされて並行配置し固定されている。一方、移動側光ファイバ１６は移動台２０上に載置され、前記固定側光ファイバ端面の直上に、その先端面が待機されるように保持されている。
【０００７】
移動台２０は、レール２１上に設置され、移動台２０はネジ穴２７ａを有し、このネジ穴２７ａに移動手段であるボールネジ２７が回転自在に挿通されている。ボールネジ２７の一端は、前記容器１２の壁部２ａに設けられた玉軸受２７ｂに支持されている。また、ボールネジ２７の他端は、移動手段の駆動部であるモータ２８に連結されている。モータ２８によりボールネジ２７が回転し、移動台１０が矢印Ｘ−Ｘの方向（Ｖ溝に直角の方向）に動かされる。移動台２０に突設された一対の突出部２２、２２にはピン穴２３ａが穿設され、このピン穴２３ａと、光ファイバ１６を押さえるアーム２４に設けられた穴２４ａとには共にピン２３が挿通していて、突き合わせ機構であるアーム２４が回動自在に支持されるようになっている。
【０００８】
一方、回動アーム２４のＶ溝側の先端は移動側光ファイバ１６の先端部を押し下げるため、回動アーム１４のＶ溝を反対の後端部は、小型のネジ２５とそのネジ２５を回転させるモータ２６が設けられ、モータ２６の回転によりネジ２５が回転し、アーム２４の後端部が上方へ押し上げられ、アームの先端部が下降し、移動側光ファイバの先端が、アーム２４の先端部により押し下げられることにより、移動側光ファイバ１６は、Ｖ溝１４上の固定側光ファイバ１５と突き合わせ接続される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の装置においては、接続すべき固定側光ファイバの位置に移動側光ファイバを移動し、移動側光ファイバを同じＶ溝上で押しつけることによって、光ファイバどうしが接続される。この方法によれば、きわめて迅速に精密な位置決めが可能であると共に、接続部が屈折率整合剤に浸潜されているため、平均的には良好な接続特性を得ることが可能であった。しかし、移動側および固定側の光ファイバを正確に位置決めするには、固定側光ファイバを支持するＶ溝を精密に加工することが必要である。また、容器内の限られたスペースを有効に利用するには、Ｖ溝の配列ピッチをできるだけ小さくして、光ファイバの密度を高めることが望ましいが、前記Ｖ溝を細かいピッチで精密にしかも低コストで加工することが難しいという問題がある。さらに他の問題としては、固定側光ファイバの配列ピッチが制限されることがある。すなわち、固定側光ファイバは、光ファイバテープにて装置に導入されるが、当該光ファイバテープ内の光ファイバ配列ピッチは機械的特性、製作コスト等の諸要因により、Ｖ溝のピッチ程には細かくすることができないということである。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、固定側光ファイバに移動側光ファイバを精密に位置合わせすることができるとともに、容器内の限られたスペースにできるだけ多くの固定側光ファイバを設けることができ、しかも位置決めのためのＶ溝の加工が容易な光スイッチ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の光スイッチ装置は、端子をなす複数の固定側光ファイバの先端に、移動側光ファイバの先端を択一的に突き合わせ接続する光スイッチ装置であって、前記複数の固定側光ファイバと前記移動側光ファイバの接続部とが浸潜される屈折率整合液が満たされた容器と、前記複数の固定側光ファイバをＶ溝により同一平面内に互いに平行に配列させて支持する光ファイバ支持台と、前記移動側光ファイバの先端を支持するとともに、第１の移動手段により前記固定側光ファイバの配列方向に沿う待機位置へ移動する移動台と、該移動台に支持された移動側光ファイバを前記固定側光ファイバのいずれかに突き合わせるべく前記移動台を移動させる第２の移動手段とから構成されてなり、前記光ファイバ支持台は、互いに間隔をおいて一対設けられていて、それぞれが支持する固定側光ファイバ群が含まれる平面を互いに平行にして配置され、前記移動台は、前記一対の光ファイバ支持台の間で前記移動側光ファイバを支持するものであって、揺動自在に、かつ、交互に弾性変形するばねによってほぼ水平位置に支持され、前記第１の移動手段は、前記固定側光ファイバの配列方向と平行に設けられた軸をモータによって回転させることにより前記移動台を軸線方向に沿って移動させ、前記第２の移動手段は、前記移動台をストッパにより規制される上限および下限まで揺動させることにより、前記光ファイバ支持台に支持された固定側光ファイバの方向へ前記移動台を移動させることを特徴とする。第１の移動手段による移動と第２の移動手段による移動との組み合わせにより、固定側光ファイバの配列方向のいずれかの位置でいずれかの固定側光ファイバに突き合わせることができる。
また、請求項２の光スイッチ装置は、端子をなす複数の固定側光ファイバ（１５）の先端に、移動側光ファイバ（１６）の先端を択一的に突き合わせ接続する光スイッチ装置であって、前記複数の固定側光ファイバと前記移動側光ファイバの接続部とが浸潜される屈折率整合液が満たされた容器（３０）と、前記複数の固定側光ファイバをＶ溝（４２）により同一平面内に互いに平行に配列させて支持する光ファイバ支持台（３１、３２）と、前記移動側光ファイバの先端を支持するとともに、第１の移動手段（３４）により前記固定側光ファイバの配列方向に沿う待機位置へ移動する移動台（３３）と、該移動台に支持された移動側光ファイバを前記固定側光ファイバのいずれかに突き合わせるべく前記移動台を移動させる第２の移動手段（５８）とから構成されてなり、前記光ファイバ支持台は、互いに間隔をおいて一対設けられていて、それぞれが支持する固定側光ファイバ群が含まれる平面を互いに平行にして配置され、前記移動台は、前記一対の光ファイバ支持台の間で前記移動側光ファイバを支持するものであって、揺動自在に、かつ、交互に弾性変形するばね（３３ｄ、３３ｅ）によってほぼ水平位置に支持され、前記第１の移動手段は、前記移動台を前記固定側光ファイバの配列方向と平行に設けられた軸の軸線方向に沿って移動させ、前記第２の移動手段は、前記移動台を軸を中心に上下に回動させることにより、前記光ファイバ支持台に支持された固定側光ファイバの方向へ前記移動台を移動させることを特徴とする。
また請求項３の光スイッチ装置は、前記第１の移動手段は、軸を回転させることにより移動台を軸線方向へ移動させることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を説明する。
符号３０は、図７の従来例と同様に屈折率整合液で満たされる容器である。この容器３０には、複数の固定側光ファイバを同一平面内に互いに平行に配列させて支持する一対の光ファイバ支持台３１、３２と、移動側光ファイバの先端を支持して前記固定側光ファイバの配列方向へ移動させる移動台３３と、この移動台３３と、この移動台３３を雄ネジ３４の軸線方向へ移動させる駆動モータ３５と、前記移動台３３を前記雄ネジ３４を中心に回動させる駆動モータ３６とを基本構成としている。
【００１３】
前記光ファイバ支持台３１、３２は、いずれも板状をなし、図２および図４に示すように、容器３０内に支持された支持フレーム４０と４１との間に互いに間隔をおいて支持されている。前記光ファイバ支持台３１、３２には、それぞれ、固定側光ファイバ１５が位置決めされるＶ溝４２が平行に設けられている。これらのＶ溝４２は、例えば、１２７μｍのピッチで互いに平行にＭ箇所（Ｍは自然数）に配置されていて、それぞれ固定側光ファイバ１５を支持するようになっている。
【００１４】
前記移動台３３は、前記光ファイバ支持台３１、３２における光ファイバ配列方向と平行に設けられたレール５０により該レール５０の長手方向に移動自在に支持されている。また前記雄ネジ３４は前記レール５０と平行に設けられていて、前記移動台３３側の雌ネジ５１とボールネジ方式で螺合している。前記雄ネジ３４は容器３０に回転自在に支持されており、その一端には、プーリ５２が取り付けられている。このプーリ５２は、前記駆動モータ３５によって駆動されるプーリ５３にベルト５４を介して連結されていて、前記駆動モータ３５によって回転駆動されるようになっている。前記雌ネジ５１は、前記移動台３４に回転自在に支持されており、この結果、前記雄ネジ３４の回転は、前記雌ネジ５１を介して直線運動に変換されて、移動台３４がレール５０に沿って（前記固定側光ファイバ１５の配列方向に沿って）移動することができるようになっている。
【００１５】
前記移動台３３の一方の側部には、図３に示すように、Ｎ本（Ｎは自然数）の移動側光ファイバ１６を保持するクランプ手段５５が設けられており、このクランプ手段５５により、移動側光ファイバ１６が自身の剛性によりその先端を固定側光ファイバ１５側へ向けたまっすぐの状態で支持されるようになっている。また前記移動台３３の他方の側部には、一対のローラ５６、５７が設けられている。これらのローラ５６、５７は、いずれも前記雄ネジ３４と平行な軸を中心に回転自在に支持されており、作動板５８に当接することにより、前記移動台３３を軸３３ａを中心に上下に回動させるようになっている。前記作動板５８は、前記雄ネジ３４と平行な軸５９を中心として回動自在に前記容器３０に支持されている。前記軸５９の端部にはプーリ６０が設けられており、このプーリ６０は、前記駆動モータ３６によって駆動されるプーリ６１にベルト６２を介して連結されていて、前記駆動モータ３５により回動されるようになっている。前記クランプ手段５５は、前記移動台３３の上下に設けられたストッパー３３ｂ、３３ｃのいずれかに当接することにより、揺動動作の上限および下限が規制されるようになっている。さらに前記ストッパーの先端位置は、ナット３３Ｆ、３３Ｇを回転させて調整することがことができるようになっている。また前記移動台３３は、前記作動板５８に当接して揺動するに際して、上方への揺動ではコイルバネ３３ｄに接触してこれを圧縮し、下方への揺動ではコイルバネ３３ｅに接触してこれを圧縮するようになっている。また前記コイルバネ３３ｄ、３３ｅは、前記移動台３３が作動板５８により操作されていない状態では、交互に弾性変形することによって移動台３３をほぼ水平位置にフローティング状態で支持するようになっている。
【００１６】
前記移動台３３の上面および下面には、軸６３、６４を中心として可動自在な揺動部材６５、６６がそれぞれ支持されており、これらの揺動部材６５、６６の一端は、それぞれ連結部材６７、６８を介して前記移動台３３に連結されている。またそして、前記揺動部材６５、６６の他端に設けられた軸６９、７０により、前記ローラ５６、５７が回動自在に支持されている。
【００１７】
上記構成の光スイッチ装置の動作を説明する。
ｉ．作動板５８がローラ５６、５７のいずれにも接していない場合、移動台３３は、前記コイルバネ３３ｄ、３３ｅの作用によってほぼ水平位置にフローティング状態で支持されていて、図５と図６との中間の位置にあり、移動側光ファイバ１６は固定側光ファイバ１５のいずれにも接続されていない。
ｉｉ．この状態において、駆動モータ３５を駆動すると、この回転がプーリ５３、ベルト５４、プーリ５２を介して雄ネジ３４に伝達され、駆動モータ３５の回転方向に応じて、移動台３３がいずれかの方向へ移動し、多数の固定側光ファイバ１５のいずれかに対応する位置に配置される。
ｉｉｉ．ここで、上下いずれの側の固定側光ファイバ１５に接続すべきかの命令に基づき、駆動モータ３６がいずれかの方向へ回転する。すなわち、駆動モータ３６の回転方向により、図５の矢印方向へ作動板５８が回転すると、ローラ５７が回転しながら下方へ押し下げられ、移動台３３の先端が上方へ持ち上げられて移動側光ファイバ１６が上側の一つのＶ溝４２に挿入され、このＶ溝４２内の固定側光ファイバ１５に突き合わせられる。
ｉｖ．さらに、切り替えるべき命令を受けると、前記ｉｉｉとは逆方向へ移動側光ファイバ１６を動かし、上側のＶ溝４２内の固定側光ファイバ１５と接続され、あるいは、一旦、前記ｉの位置に戻った後、ｉｉの過程を経て所定の位置に配置される。ここで、下側のＶ溝４２に接続すべき旨の命令を受けると、図６の矢印方向へ作動板５８が回転し、ローラ５６が回転しながら押し上げられ、移動台３３の先端が下方へ下げられて移動側光ファイバ１６が下側の一つのＶ溝４２に挿入され、このＶ溝４２内の固定側光ファイバ１５に突き合わせられる。
【００１８】
なお、上記実施形態ではＶ溝によって固定側光ファイバを位置決めしたが、光ファイバの位置決め構造がこれに限定されるものでないのはもちろんである。
また、移動台の駆動方式が上記実施形態に限定されるものでないのはもちろんである。
また、光ファイバ支持台の数は必ずしも一対には限定されず、設計上の必要に応じて変更可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明で明かなように、本発明によれば、固定側光ファイバを上下一対の光ファイバ支持台に分散して配置しているから、光ファイバ支持台に設けられる光ファイバの位置決め手段としてのＶ溝等のピッチより高い密度で固定側光ファイバを配置することができ、したがって、高密度でしかも全体の寸法が小型化された光スイッチ装置を容易に製造することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態の斜視図である。
【図２】  一実施形態の光ファイバ支持台の拡大斜視図である。
【図３】  一実施形態の横断面図である。
【図４】  一実施形態の正面図である。
【図５】  一実施形態の動作説明図である。
【図６】  一実施形態の動作説明図である。
【図７】  一従来例の斜視図である。
【符号の説明】
１５  固定側光ファイバ                  １６  移動側光ファイバ
３０  容器                              ３１、３２  光ファイバ支持台
３３  移動台                            ３４  雄ネジ
３５、３６  駆動モータ                  ４２  Ｖ溝
５１  雌ネジ                            ５５  クランプ手段
５６  ローラ                            ５８  作動板
５９  軸
【図１】
0003781831.tif 000002
【図２】
0003781831.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003781831.tif 000006
【図６】
0003781831.tif 000007
【図７】
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