DE69426103T2

DE69426103T2 - Optischer Schalter

Info

Publication number: DE69426103T2
Application number: DE69426103T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Ikegaya; Kazuhito Saito; Nobuo Tomita; Yukihiro Yokomachi
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; NTT Inc
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2014-07-14
Also published as: DE69426103D1; CA2127968C; CA2127968A1; EP0640857B1; EP0640857A1; US5483608A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung in der Struktur eines optischen Schalters zum Schalten des optischen Pfads einer optischen Faser.

Stand der Technik

Wie bekannt ist, ist ein optischer Schalter eine optische Vorrichtung zum Schalten des optischen Pfads einer optischen Faser entlang der Zeitachse oder räumlich, und er findet breite Anwendung auf den Gebieten der optischen Kommunikation, optischen Information, der angewendeten optischen Messung und dergleichen.
Auf den Gebieten der optischen Kommunikation, optischen Information, angewendeten optischen Messung und dergleichen haben in den letzten Jahren beachtliche Entwicklungen stattgefunden. Zusammen mit diesen Entwicklungen wurden optische Schaltungen immer komplizierter und erhielten fortschrittliche Funktionen. Dementsprechend ist eine weitere Verkleinerung ein Gebot für optische Vorrichtungen.
Die oben kurz beschriebenen optischen Schalter werden gewöhnlich in optische Schalter mechanischer Art klassifiziert, offenbart z. B. in den offengelegten japanischen Patenten 1-99016, 55-43540 und 55-25023, US- 5056886 und den offengelegten japanischen Patenten 55-28160 und 2-149806, und in optische Schalter nicht-mechanischer Art.
Der in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 1-99016 offenbarte optische Schalter hat eine mechanische Struktur, bei welcher ein Auswahlverbinder am fernen Endabschnitt einer einzelnen optischen Faser angebracht ist, und ausgewählte Verbinder angebracht sind an den fernen Endabschnitten einer Vielzahl von optischen Fasern, die in einer Matrix angeordnet sind.
Der optische Schalter mit der obigen Anordnung hat die Funktion des beliebigen Wählens eines Verbinders, der aus der Vielzahl von zu wählenden Verbindern ausgewählt wird, und danach des Bewegens des wählenden Verbinders in die X-, Y- und Z-Richtungen, und des Anbringens und Verbindens des Wählers mit einem auszuwählenden, gegenüberliegenden Verbinder, wodurch der optische Pfad der optischen Faser geschaltet wird.
Die in den offengelegten japanischen Patenten 55-43540 und 55-25023 und US-5056886 offenbarten optischen Schalter haben eine mechanische Struktur, bei welcher der optische Pfad einer Faser unter Verwendung eines Spiegels, eines Prismas und dergleichen geschaltet wird.
Der in dem offengelegten japanischen Patent 54-28160 offenbarte optische Schalter besteht aus einer einzelnen optischen Faser, welche aufgrund der Verwendung eines elektrostriktiven Materials gebogen wird, und einer Vielzahl von optischen Fasern, die im wesentlichen fächerförmig angeordnet sind und jeweils einen Endabschnitt haben, der zum fernen Endabschnitt der gegenüberliegenden, einzelnen optischen Faser gerichtet ist.
Dieser optische Schalter hat die Funktion des beliebigen Wählens einer optischen Faser aus der Vielzahl von optischen Fasern, des Biegens der einzelnen optischen Faser unter Verwendung des elektrostriktiven Materials, und danach des Verbindens des fernen Endabschnitts der einzelnen optischen Faser mit einem Endabschnitt der gewählt optischen Faser, wodurch der optische Pfad geschaltet wird.
Ferner hat ein im Technology Research Report OCS 90-26 des Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan offenbarter optischer Schalter eine mechanische Struktur, bei welcher eine Magnetfilmröhre durch Kleben an einer biegsamen einzelnen optischen Faser fixiert ist, und diese einzelne optische Faser durch eine magnetische Kraft gebogen wird, und diese einzelne optische Faser mit einer einer Vielzahl von optischen Fasern durch Verwendung einer Führungsnut ausgerichtet wird, wodurch der optische Pfad der optischen Faser geschaltet wird.
Ferner hat ein im offengelegten japanischen Patent 2-149806 offenbarter optische Schalter eine mechanische Struktur, bei welcher optische Fasern in eine Vielzahl von Adaptern eingeführt wird, welche in einer Reihe angeordnet sind, und ein Adapter beliebig ausgewählt wird aus der Vielzahl von Adaptern, eine halbkreisförmig gebogene, einzelne optische Faser durch Bewegung einer Kugelumlaufspindel bewegt wird, der ferne Endabschnitt der einzelnen optischen Faser in den gewählten Adapter eingeführt wird, und die gewählte optische Faser und die einzelne optische Faser verbunden werden, wodurch der optische Pfad geschaltet wird.
Als optische Schalter nicht-mechanischer Art gibt es optische Schalter des Wellenleiter-Typs, welche ein Material verwenden, z. B. LiNbO&sub3;, optische Schalter der Festkörperart, welche den optischen Pfad durch Verwendung eines Flüssigkristalls oder Hologramms lenken, und dergleichen.
Da die konventionellen optischen Schalter die obigen Anordnungen haben, haben sie mehrere Defekte und Probleme, wie nachfolgend beschrieben.
Da der im offengelegten japanischen Patent Nr. 1-99016 offenbarte optische Schalter wählende und gewählte Verbinder verwendet, muss eine große Befestigungskraft aufgewendet werden, um die Verbinder zu befestigen.
Dementsprechend muss das Gehäuse des Schalters aus festem Material gebildet sein, um eine große Steifigkeit zu erhalten, so dass das Gehäuse die Befestigungskraft aushalten kann. Zusätzlich wird der Schalter unweigerlich groß.
In einem optischen Schalter dieser Art mit abnehmbarem Verbinder kann die Endfläche der optischen Faser für jeden Verbinder poliert werden, um die Reflexion am Kopplungsabschnitt zu verringern. Da jedoch die Verbinder miteinander verbunden und voneinander gelöst werden müssen, kann ein Anwachsen der Größe nicht vermieden werden.
Da bei den optischen Schaltern, welche in den offengelegten japanischen Patenten 55-43540 und 55-25023 und US-5056886 offenbart werden, die Ausrichtung der optischen Faser eine hohe Präzision erfordert, muss ein teurer, hochwertiger Positionierungsmechanismus als Stellglied vorgesehen werden. Die Zusammenbaubarkeit des Systems kann nicht verbessert werden, und das System ist anfällig gegenüber Schwingungen und dergleichen, wodurch ihm die Zuverlässigkeit fehlt.
Obwohl bei dem optischen Schalter, der im Technology Research Report OCS 90-26 des Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan offenbart wird, die Positionierungsgenauigkeit des Stellglieds grob sein kann, kann der optische Schalter nicht direkt angewendet und überhaupt verwendet werden in einer Multi-Kern-Struktur, welche drei oder mehr Kerne hat.
Bei dem optischen Schalter, der in dem offengelegten japanischen Patent 2-149806 offenbart wird, muss die Vielzahl von optischen Fasern mit hoher Genauigkeit angeordnet werden.
Ferner haben die oben beschriebenen, nicht-mechanischen optischen Schalter Probleme eines großen Verlusts, großen Übersprechens, großer Polarisationsabhängigkeit oder Wellenlängenabhängigkeit und dergleichen, was im Hinblick auf die Zuverlässigkeit nicht vernachlässigt werden kann.
Unterdessen erfordern die konventionellen optischen Schalter zusätzlich zu den oben ausführlich beschriebenen Nachteilen einen Sensor für die Positionserfassung. Wenn dieser Sensor im Schalter untergebracht ist, entstehen Probleme, z. B. wächst die Größe, die elektrische Verdrahtung wird komplizierter und die Kosten steigen.
Da den konventionellen optischen Schaltern ein Mechanismus (nicht-flüchtige Funktion) hinzugefügt wird zur stabilen Aufrechterhaltung der Kopplung, wenn keine Energie zugeführt wird, kann eine Größenzunahme nicht vermieden werden.
Der Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus EP-A-0 569 981 bekannt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick auf die obige Situation gemacht und hat als Aufgabe die Schaffung eines optischen Schalters, der in der Lage ist, die Größe des Schalters zu verringern, die Ausrichtung der optischen Faser zu vereinfachen, die Struktur des Stellglieds zu vereinfachen, die Zusammenbaubarkeit und Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern, die Anwendung auf eine Multi-Kern- Struktur zu vereinfachen, die Anordnung einer Vielzahl von optischen Fasern zu vereinfachen, und dergleichen.
Diese Aufgabe wird durch den optischen Schalter des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die Anordnung des Anspruchs 1 hat, wird während des Schaltens des optischen Pfads einer optischen Faser der Verschiebungstisch bzw. die Verschiebungsstufe, auf welcher die erste optische Faser montiert ist, in die horizontal laterale Richtung verschoben, unter der Steuerung der Steuerungseinrichtung auf der Grundlage des Antriebs durch den ersten Antriebsmechanismus. Danach wird der Hebetisch bzw. die Hebestufe, auf welcher die Vielzahl von zweiten optischen Fasern montiert ist, nach oben bewegt, auf der Grundlage des Antriebs durch den zweiten Antriebsmechanismus, und die gebogene bzw. gespannte erste optische Faser und die beliebige zweite optische Faser werden gekoppelt während sie sich gegenüberstehen in der V-Nut der Kopplungsstufe bzw. des Kopplungstischs, wodurch der optische Pfad der optischen Faser geschaltet wird.
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen, welche nur der Veranschaulichung dienen und somit nicht als Beschränkung der vorliegenden Erfindung zu betrachten sind.
Der weitere Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung geht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor. Man beachte jedoch, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungen der Erfindung angeben, nur der Veranschaulichung dienen, da verschiedene Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung dem Fachmann aus dieser ausführlichen Beschreibung in den Sinn kommen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Gesamtansicht, welche eine Ausführung eines optischen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Planansicht, welche den Hauptteil der Ausführung eines optischen Schalters nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist eine seitliche Schnittansicht, welche einen stromlosen Zustand eines Stellglieds im optischen Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine seitliche Schnittansicht, welche einen Zustand mit eingeschaltetem Strom des Stellglieds im optischen Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen der Lücke zwischen den Endflächen und dem Verlust im optischen Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist ein Schaubild, welches den Minimalwert der Blattfeder bzw. Flachfeder bezüglich des Verschiebungsbetrags des optischen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine Prespektivansicht, welche den Hauptteil einer weiteren Ausführung des optischen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Perspektivansicht, welche den Hauptteil einer weiteren Ausführung des optischen Schalters nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist eine perspektivische Gesamtansicht, welche eine Ausführung eines optischen Schalters zeigt, welche nicht unter den Anspruch 1 fällt;
Fig. 10 ist eine Perspektivansicht, welche den Hauptteil der Ausführung des optischen Schalters nach Fig. 9 zeigt;
Fig. 11 ist eine Perspektivansicht in aufgelösten Einzelteilen, welche die Beziehung zwischen den Führungsstiften, dem stationären Tisch und dem Kopplungstisch des optischen Schalters nach der Ausführung der Fig. 9 zeigt;
Fig. 12 ist eine Perspektivansicht, welche die Beziehung zwischen den Führungsstiften, dem stationären Tisch und dem Kopplungstisch des optischen Schalters nach der Ausführung der Fig. 9 zeigt;
Fig. 13 ist eine Perspektivansicht, welche die Beziehung zwischen den konventionellen Führungsstiften, dem stationären Tisch und dem Kopplungstisch zeigt;
Fig. 14 ist eine Planansicht, welche den Hauptteil der Ausführung des optischen Schalters nach der Ausführung der Fig. 9 zeigt;
Fig. 15 ist eine seitliche Schnittansicht, welche einen stromlosen Zustand des Stellglieds des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 16 ist eine seitliche Schnittansicht, welche einen Zustand mit eingeschaltetem Strom des Stellglieds des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 17 ist eine perspektivische, erklärende Ansicht, welche die Führungsstifte, den stationären Tisch und den Kopplungstisch des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Hebetisch des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 19 ist eine Seitenansicht, welche einen stromlosen Zustand des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 20 ist eine Seitenansicht, welche einen Zustand mit eingeschaltetem Strom des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht, welche den stromlosen Zustand des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Zustand mit eingeschaltetem Strom des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 23 ist eine erklärende Ansicht, welche das Steuerungsprinzip des Verschiebungsbetrags des Verschiebungstischs des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 24 ist ein Schaubild, welches die Strom- Verschiebungscharakteristiken des Verschiebungstischs des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 25 zeigt eine Gleichung, welche den Verschiebungstisch des optischen Schalters der Fig. 9 betrifft;
Fig. 26 ist eine Ansicht zur Erklärung einer Gleichung, welche den Verschiebungstisch des optischen Schalters der Fig. 9 betrifft;
Fig. 27 ist ein Systemdiagramm, welches ein Steuerungsbeispiel zeigt, das den Verschiebungstisch des optischen Schalters der Fig. 9 betrifft;
Fig. 28 ist eine Seitenansicht, welche einen elastischen Körper im stromlosen Zustand des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 29 ist eine Seitenansicht, welche den elastischen Körper in einem Zustand mit eingeschalteten Strom des optischen Schalters der Fig. 9 zeigt;
Fig. 30 ist eine Perspektivansicht, welche den Hauptteil einer weiteren Ausführung eines optischen Schalters zeigt, der nicht unter den Anspruch 1 fällt;
Fig. 31 ist eine erklärende Seitenansicht, welche die Pressblattfeder des optischen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 32 ist eine erklärende Seitenansicht, welche die gebogene Pressblattfeder des optischen Schalters nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 33 ist ein Schaubild, welches die Verlustcharakteristik einer optischen Faser in einem Fall zeigt, in welchem keine Pressblattfeder verwendet wird;
Fig. 34 ist ein Schaubild, das die Verlustcharakteristik eines optischen Schalters in einem Fall zeigt, bei welchem eine Pressblattfeder verwendet wird; und
Fig. 35 ist eine Perspektivansicht, welche den Hauptteil einer weiteren Ausführung des optischen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird ausführlich beschrieben mittels der ersten Ausführung, welche in den Fig. 1 bis 6 gezeigt ist.
In einem 1 · 8 optischen Schalter nach der vorliegenden Erfindung sind ein Verschiebungstisch bzw. eine Verschiebungsstufe 5, auf welcher eine erste optische Faser montiert ist, ein Hebetisch bzw. eine Hebestufe 20, auf welcher eine Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 montiert ist, und ein Linearcodierer 14 in einem Kasten 1 angeordnet. Der Verschiebungstisch 5 wird durch einen Spulenmotor 9 in horizontale Richtung verschoben, und der Hebetisch 20 wird durch ein Stellglied 19 nach oben bewegt, um die erste optische Faser 2 mit einer beliebigen zweiten optischen Faser zu koppeln, wodurch der optische Pfad der optischen Faser geschaltet wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt, hat der Kasten 1 eine rechteckige Kastenstruktur (z. B. der Größe: 20 mm · 50 mm · 9 mm) mit einer geöffneten Oberseite. Silikonöl (Mittel zur Anpassung des Brechungsindex) (nicht abgebildet) zur Anpassung der Kerne an den Kopplungsoberflächen der ersten optischen Faser und der beliebigen zweiten optischen Faser wird in den Kasten 1 eingefüllt. Ein Deckel (nicht abgebildet) ist abnehmbar an der Oberseite des Kastens 1 angebracht.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht die flexible erste optische Faser 2 aus einer einzelnen optischen Faser, die sich geneigt von der linken zur rechten Seite der Fig. 1 erstreckt, und in eine Hauptbefestigungszwinge 4 eingeführt ist, welche eine beinahe zylindrische Form hat.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht der Verschiebungstisch 5 aus einem nicht permeablen Material als im wesentlichen rechteckiger Anker. Eine einzelne Montiernut 5a ist im Zentralabschnitt der geneigten oberen Oberfläche des Verschiebungstischs 5 in V-Form gebildet. Der Verschiebungstisch 5 ist auf der linken Seite im Kasten 1 untergebracht und angeordnet, so dass er in die horizontal laterale Richtung verschiebbar ist, in anderen Worten, in eine Richtung zur Ausrichtung der Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3.
Die einzelne Montiernut 5a erstreckt sich in schiefer Richtung von links nach rechts in Fig. 1, und die Hauptzwinge 4 ist darin in einem geneigten, festen Zustand montiert. Da die Hauptzwinge 4 in der Montiernut 5a montiert ist, befindet sich der freie Endabschnitt der ersten optischen Faser 2, welche nach unten bewegt wurde, an einer tieferen Position.
Die einzelne erste optische Faser 2 wird so montiert, dass ihr freier Endabschnitt angebracht ist in einer V-förmigen Nut 22a eines Kopplungstischs bzw. einer Kopplungsstufe 22 in einem gebogenen bzw. gespannten Zustand, wenn der Hebetisch 20 nach oben bewegt wird (wenn der optische Pfad der optischen Faser geschaltet werden soll).
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Spule (Schwingspule) 6 auf im wesentlichen O-förmige Weise am hinteren Oberflächenabschnitt des Verschiebungstischs 5 angebracht. Ein Paar von Permanentmagneten 7 stehen der Spule 6 über eine kleine Lücke gegenüber.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist das Paar von Permanentmagneten 7 auf der linken Seite im Kasten 1 in einer lateralen Linie ausgerichtet. Die N- und S-Pole der vorderen Flächen der Permanentmagnete 7 stehen der Spule 6 gegenüber. Die hinteren Flächenabschnitte der Permanentmagnete 7 überlappen mit einem Joch (Eisenkern) 8, um einen magnetischen Pfad zu bilden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Joch 8 auf der linken Seite im Kasten 1 angeordnet und bildet den Spulenmotor 9, der als erstes Antriebsmittel dient, zusammen mit dem Verschiebungstisch 5, der als Anker dient, der Spule 6 und dem Paar von Permanentmagneten 7.
Der Spulenmotor 9 wird bei Aufnahme von Leistung angetrieben und verschiebt den Verschiebungstisch 5, auf dem die erste optische Faser 2 montiert ist, in die horizontal laterale Richtung, in anderen Worten, in die Richtung zur Ausrichtung der Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3.
Eine Glasskala 10, welche sich auf dem Blatt der Fig. 1 schief nach vorne erstreckt, ist horizontal an dem oberen Oberflächenabschnitt des Verschiebungstischs 5 montiert. Der obere Abschnitt einer im wesentlichen Z-förmigen Lichtabschirmplatte 12 zur Abschirmung des Durchtritts von Lichtstrahlen ist an der Glasskala 10 montiert. Der untere Abschnitt der Lichtabschirmplatte 12 ist eingeführt in den Innenraum eines im wesentlichen U-förmigen Ursprungssensors bzw. Nullpuntsensors 13, um verschiebbar zu sein.
Der Ursprungssensor 13 ist in dem Kasten 1 angeordnet. Wenn die Lichtabschirmplatte 12 verschoben wird, erfasst der Ursprungssensor 13 immer den Verschiebungsbetrag und die Position des Verschiebungstischs 5 und gibt die Erfassungswerte an den Linearcodierer (Steuerungsmittel) 14 aus.
Der Linearcodierer 14 ist in einem vertieften Oberflächenabschnitt 1a im Kasten 1 mit einem Paar von Befestigungsstiften 15 angeordnet. Der Linearcodierer 14 erhält die Position der Verschiebungsstufe 5 auf der Grundlage der Erfassungswerte, die vom Ursprungssensor 13 zugeführt werden, und steuert die Energiezuführung zur Spule 6, wodurch der Spulenmotor 9 servogesteuert bzw. servogeregelt wird.
Blattfedern bzw. Flachfedern 16 zur Regulierung des Verschiebungsbereichs des Verschiebungstisches 5 sind an den zwei Seitenflächenabschnitten des Verschiebungstisches 5 montiert. Das Paar von Blattfedern 16 ist an den zwei Seitenflächenabschnitten eines stationären Blocks 17 auf Abstandshalter 17b montiert.
Der stationäre Block 17 ist im Kasten 1 auf der rechten Seite angeordnet. Montiernuten 17a, die sich in der schiefen Richtung der Fig. 1 erstrecken, sind horizontal in den zwei Seiten der oberen Oberfläche des stationären Blocks 17 gebildet. Positionierführungsstifte (Stifte) 18, die sich in die gleiche Richtung erstrecken, sind horizontal in dem Paar von Montiernuten 17a in einem befestigten Zustand montiert.
Teile des Paars von Führungsstiften 18 stehen vor aus dem stationären Block 17 in die schiefe Richtung der Fig. 1. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist das Stellglied (zweites Antriebsmittel) 19, das sich zwischen dem Paar von Blattfedern 16 befindet, zwischen dem stationären Block 17 und dem Verschiebungstisch 5 angeordnet.
Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht der Hebetisch bzw. die Hebestufe 20 aus einem stationären Tisch bzw. einer stationären Stufe 21 und dem Kopplungstisch bzw. der Kopplungsstufe 22, und hat eine blattartige Form, und ist in einem Raum angeordnet, der umgeben wird von und definiert wird durch das Paar von Blattfedern 16, dem stationären Block 17 und dem Verschiebungstisch 5. Wenn der optische Pfad der optischen Faser geschaltet werden soll, wird der Hebetisch 20 nach oben bewegt aus einer normalen unteren Position, wenn er durch das Stellglied 19 betätigt wird.
Die Vielzahl von V-förmigen Positionierungsnuten 21a wird gebildet durch Einschnitte in die Oberfläche des stationären Tisches 21 in einer lateralen Linie mit einem Abstand von 0,25 mm. Positionierungsnuten 21b werden durch Schneiden gebildet, zur Lokalisierung an den zwei Seitenabschnitten des stationären Tisches 21. Die Führungsstifte 18 werden in einem befestigten Zustand in Eingriff gebracht mit dem Paar von Positionierungsnuten 21b.
Der Kopplungstisch 22 ist vorgesehen am Vorderabschnitt des stationären Tisches 21, um auf der gleichen Ebene und mit ihm einstückig zu sein. Die Vielzahl von V-förmigen Positionierungs/Kopplungs-Nuten 22a wird in der Oberfläche des Kopplungstischs 22 durch Einschnitte in einer lateralen Linie mit einem Abstand von 0,25 mm gebildet. Die Vielzahl von V-förmigen Nuten 22a sind verbunden mit einer Vielzahl von V-förmigen Nuten 21a des stationären Tisches 21.
Positionierungsnuten 22b werden durch Schneiden in den zwei Seitenabschnitten der Oberfläche des Kopplungstisches 22 gebildet, und die Führungsstifte 18 werden in einem befestigten Zustand mit dem Paar von Positionierungsnuten 22b in Eingriff gebracht.
Wenn der optische Pfad der optischen Faser geschaltet werden soll, bewirkt der Kopplungstisch 22, dass der freie Endabschnitt der ersten optischen Faser 2, die durch die entsprechende V-förmige Nut 22a des Kopplungstisches gebogen wird, gegen den freien Endabschnitt einer beliebigen zweiten optischen Faser stößt, und koppelt diese.
Die Vielzahl von flexiblen zweiten optischen Fasern 3 bestehen aus acht optischen Fasern, die sich von der rechten zur linken Seite der Fig. 1 horizontal erstrecken, und in einem bandförmigen Kabel 23 eingewickelt sind, da sie in einer lateralen Linie ausgerichtet sind. Die zweiten optischen Fasern 3 sind angebracht in der Vielzahl von V- förmigen Nuten 21a des stationären Tisches 21 in einem stationären Zustand, so dass sie ausgerichtet sind.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, ist im Stellglied 19 eine Spule 19a, welche eine abstoßende Kraft bei Leistungsaufnahme erzeugt, in einem Raum angeordnet, der umgeben wird von und definiert wird durch das Paar von Blattfedern 16, den stationären Block 17 und den Verschiebungstisch 5.
Ein Permanentmagnet-Stab 19b, der einen Permanentmagneten hat, ist eingeführt in das vertikale Loch am Zentralabschnitt der Spule 19a, um vertikal beweglich zu sein. Der Hebetisch 20 ist horizontal angeordnet auf einem Permanentmagnet- Abschnitt 19c am Oberteil des Permanentmagnet-Stabs 19b.
Wenn der optische Pfad der optischen Faser nicht geschaltet werden soll, bewegt das Stellglied 19 den Hebetisch 20 nach unten, um die erste optische Faser 2 von der Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 zu trennen. Wenn der optische Pfad der optischen Faser geschaltet werden soll, bewegt da Stellglied 19 den Hebetisch 20 nach oben, um zu bewirken, dass die erste optische Faser 2 gegen die Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 stößt, und trägt den freien Endabschnitt der ersten optischen Faser 2 in der V-förmigen Nut 22a des Kopplungstisches 22 in einem gebogenen bzw. gespannten Zustand.
Der Verlust eines optischen Schalters, der bei optischer Kommunikation und dergleichen verwendet wird, ist im allgemeinen verschieden von einem Kern zum nächsten. Der Verlust wird verursacht von einem Zusammenbauvorgang, wie dem Einfluss von Staub, einem Fehler des Endflächenzustands einer optischen Faser und dergleichen, und durch die Struktur, wie einer axialen Fehlausrichtung, Winkelfehlausrichtung, einer Lücke und dergleichen.
Beim optischen Schalter nach der vorliegenden Erfindung, da die erste optische Faser 2 und eine beliebige zweite optische Faser unter Verwendung der V-förmigen Nuten 22a gekoppelt und axial ausgerichtet werden, treten die oben beschriebene axiale Fehlausrichtung und Winkelfehlausrichtung theoretisch nicht auf.
Was die Lücke angeht, da Blattfedern 16 verwendet werden, tritt jedoch eine Lückenvariation auf, wenn die Blattfedern 16 gespannt werden, was zu Verlustvariationen von einem Kern zum nächsten führt. Daher muss die Verlustvariation unterdrückt werden durch ein unten beschriebenes Unterdrückungsmittel.
Marcuze zufolge, in dem Artikel mit dem Titel "LOSS ANALYSIS OF SINGLE MODE FIBER SPLICES" in The Bell System Technology, Band 56, Nr. 5 (1977), wenn eine Lücke vorliegt zwischen optischen Fasern, wird ein Transmissionskoeffizient T, der erhalten wird, wenn Licht durch die Lücke läuft, durch die folgende Gleichung ausgedrückt: [Gleichung 1]
wobei n: Brechungsindex der Lücke
k = 2 π/λ
λ: Wellenlänge des Lichts
w: Radius des Modenfelds des Lichts, welches sich in der optischen Faser ausbreitet.
Fig. 5 zeigt ein Schaubild, das den Verlust bezüglich der Lücke auf der Grundlage der Gleichung (1) zeigt. Aus diesem Schaubild geht hervor, dass zur Verringerung des Verlusts auf 0,1 dB oder weniger die Lücke auf 25 um oder kleiner eingestellt werden muss.
Die Verluste, die benötigt werden von optischen Vorrichtungen bei optischer Kommunikation und dergleichen variieren. Im allgemeinen, wenn eine Vorrichtung einen Verlust von ungefähr 0,1 dB hat, ist ihr Anwendungsbereich sehr groß. Genauer gesagt, kann ein optischer Schalter ausreichend eingesetzt werden, wenn der Absolutwert seines Verlustes 0,1 dB oder weniger beträgt, selbst wenn sein Verlust von einem Kern zum nächsten variiert.
Ein Mittel zum Regulieren der Länge der Blattfedern 16, so dass der Absolutwert des Verlustes in allen Kernen 0,1 dB oder weniger wird, d. h. so dass die Variation der Lücke zwischen den optischen Fasern 25 um oder weniger wird, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.
Eine Variation in der Lücke, die durch Verschiebung der Blattfedern 16 bewirkt wird, wird durch die Größe der Verschiebung und die Länge der Blattfedern 16 bestimmt. Unter der Annahme, dass der maximale Verschiebungsbetrag der Blattfedern 16 t beträgt, und dass die mit der maximalen Verschiebung erhaltene Lücke 25 um beträgt, wenn t in der Größenordnung von ungefähr 1 mm liegt, wird die minimale notwendige Länge der Blattfedern 16 ungefähr durch die folgende Gleichung gegeben:

[Gleichung 2]

L = 27 t² ... (2)
Genauer gesagt, wenn die Länge der Blattfedern 16 länger eingestellt ist als das durch Gleichung (2) gegebene L, kann der Verschiebungsbetrag der Lücke auf 25 um oder weniger unterdrückt werden.
In dem 1 · 8 optischen Schalter dieser Ausführung, da die Vielzahl von V-förmigen Nuten gebildet wird durch Einschnitte in einer lateralen Linie mit einem Abstand von 0,25 mm, beträgt der maximale Verschiebungsbetrag der Blattfedern 16 ± 0,875 mm. Dementsprechend kann die Länge der Blattfedern 16 auf 20,7 mm oder mehr eingestellt werden, auf der Grundlage von Gleichung (2). Bei dieser Ausführung ist die Länge der Blattfedern 16 auf 30 mm eingestellt.
Nun wird der Betrieb beschrieben. Um den optischen Pfad durch Kopplung der ersten optischen Faser 2 und einer gewählten beliebigen zweiten optischen Faser zu schalten, wird das Stellglied 19 und der Spulenmotor 9 als erstes ausgeschaltet.
Dann wird der Permanentmagnet-Stab 19b nach unten bewegt, um den Hebetisch 20 wieder in die getrennte Position zu bringen, wodurch die Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 und die erste optische Faser 2 getrennt werden, so dass sie sich nicht berühren. Der Verschiebungstisch 5, welcher in die horizontal laterale Richtung verschoben wurde, wird in die Normalposition zurückgebracht (die in Fig. 1 gezeigte Position) durch die Rückstellfunktion des Paars von gespannten Blattfedern 16.
Dann wird die Energieversorgung eingeschaltet, und der Spulenmotor 9 wird freigegeben. Da die erste optische Faser 2 und die Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 voneinander getrennt sind, kann ein durch Kontakt der ersten optischen Faser 2 bewirkter Schaden verhindert werden.
Wenn der Verschiebungstisch 5 auf diese Weise in die Normalposition zurückgebracht wird, wird dem Spulenmotor 9 Energie zugeführt, für den Antrieb. Dann wird der Verschiebungstisch 5 aus der Normalposition verschoben, auf eine vorbestimmte Position, während das Paar von Blattfedern 16 gespannt wird, und die erste optische Faser 2 befindet sich unmittelbar über der beliebigen zweiten optischen Faser.
Dann wird die Lichtabschirmplatte 12 verschoben, um zu bewirken, dass der Ursprungssensor 13 den Verschiebungsbetrag des Verschiebungstisches 5 erfasst, und ein von dem Ursprungssensor 13 erfasster Verschiebungsbetrag wird an den Linearcodierer 14 ausgegeben. Wenn der Erfassungswert aus dem Ursprungssensor 13 an den Linearcodierer 14 ausgegeben wird, erhält der Linearcodierer 14 den Verschiebungsbetrag des Verschiebungstisches 5 und steuert die Energieversorgung der Spule 6, wodurch der Spulenmotor 9 servogesteuert bzw. servogeregelt wird.
Wenn die zwei optischen Fasern 2 und 3 durch eine entsprechende V-förmige Nut 22a axial ausgerichtet werden sollen, da die Toleranz der axialen Zählausrichtung in der lateralen Richtung +20 um beträgt, steuert der Linearcodierer 14 den Spulenmotor so, dass die erste optische Faser 2 sich innerhalb des Bereichs von +20 um der Zielposition befindet.
Wenn sich die erste optische Faser 2 auf diese Weise innerhalb des Bereichs von +20 um der Zielposition befindet, wird dem Stellglied 19 Energie zugeführt. Dann wird der Permanentmagnet-Stab 19b nach oben bewegt, um den Hebetisch 20 nach oben an die Kontaktposition zu bewegen, und die Führungsstifte 18 werden in Eingriff gebracht mit dem Paar von Positionierungsnuten 21b und 22b des Hebetisches 20 in dem befestigten Zustand, so dass die Führungsstifte 18 positioniert sind.
Die erste optische Faser 2 und die beliebige zweite optische Faser stehen einander gegenüber an einer Position, an welcher sie einander berühren können. Gleichzeitig wird der freie Endabschnitt der ersten optischen Faser 2 getragen in der V- förmigen Nut 22a des Kopplungstisches 22 in dem gespannten Befestigungszustand, so dass die erste optische Faser 2 und die beliebige zweite optische Faser in dieser V-förmigen Nut 22a gekoppelt werden, wodurch der optische Pfad der optischen Faser geschaltet wird.
Bei dieser Kopplung steuert der Linearcodierer 14 den Spulenmotor 9 so, dass die Position der ersten optischen Faser 2 sich innerhalb des Bereichs von +20 um bezüglich der Position der zweiten optischen Faser befindet.
Gemäß der obigen Anordnung, da kein auswählender Verbinder und kein gewählter Verbinder verwendet werden, muss keine große Befestigungskraft bewirkt werden zur Befestigung der Verbinder. Daher entfällt die Notwendigkeit, den Kasten des Schalters aus steifem Material zu bilden, um eine große Steifigkeit sicherzustellen, so dass der Kasten die Befestigungskraft aushalten kann.
Da die Blattfedern 16 verwendet werden, kann eine weitere Verkleinerung des optischen Schalters erwartet werden. Genauer gesagt kann der optische Schalter reduziert werden auf eine kleine Größe mit einer Breite von 34 mm x einer Tiefe von 50 mm x einer Höhe von 9 mm.
Da die Glasskala 10 horizontal montiert ist auf dem oberen Oberflächenabschnitt des Verschiebungstisches 5 und der Ursprungssensor 13 sich im Kasten 1 befindet, kann das Gewicht des Verschiebungstisches 5 verringert werden, und eine Verringerung der Antriebskraft, in anderen Worten, eine Verringerung des Energieverbrauchs und der Größe können erwartet werden.
Da die erste optische Faser 2 und die beliebige zweite optische Faser in der V-förmigen Nut 22a gekoppelt werden, kann die Positionierungsgenauigkeit grob sein, wodurch die Notwendigkeit der Bereitstellung eines teuren, hochwertigen Positionierungsmechanismus für das Stellglied 19 entfällt.
Da der stationäre Tisch und der Kopplungstisch des Hebetisches 20 integral gebildet sind, kann eine Verkleinerung erzielt werden, und eine Positionierung der V- förmigen Nut und deren Verbinder kann vermieden werden.
Da die Struktur leicht zusammengebaut werden kann, kann die Zusammenbaubarkeit verbessert werden. Ferner, selbst wenn eine Positionsvariation aufgrund von Vibrationen oder dergleichen auftritt, wenn die Positionsvariation innerhalb des erlaubten Bereichs der V-förmigen Nut 22a liegt, kann die Variation der optischen Intensität unterdrückt werden durch Servosteuerung des Spulenmotors 9 auf der Grundlage des Linearcodierers 14.
Die Positionierungsgenauigkeit des Stellglieds 19 kann grob sein, und eine Anwendung auf eine Multikernstruktur mit drei oder mehr Kernen kann erwartet werden.
Da dieser optische Schalter nicht von nicht-mechanischer Art ist, sondern von mechanischer Art, können Probleme, wie z. B. großes Übersprechen und große Polarisationsabhängigkeit und Wellenlängenabhängigkeit, welche im Hinblick auf die Zuverlässigkeit nicht vernachlässigt werden können, gelöst werden.
Da das Silikonöl zur Anpassung der Kerne an den Kopplungsoberflächen der ersten optischen Faser 2 und der beliebigen zweiten optischen Faser in den Kasten 1 eingefüllt ist, kann ein Verlust an den Kopplungsoberflächen der ersten optischen Faser 2 und der beliebigen zweiten optischen Faser verhindert werden.
Die obige Ausführung zeigt einen 1 · 8 optischen Schalter. Die Zahl der ersten optischen Fasern 2 kann jedoch auf m erhöht werden, und die Zahl der Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 kann erhöht werden auf m · n, wodurch ein optischer Schalter der m-Kern-Gruppenart gebildet wird.
In diesem Fall wird ein Brechungsindex-Anpassungsmittel, z. B. Silikonöl, das die Kerne der optischen Fasern anpasst, in den Kasten 1 des optischen Schalters der m-Kern-Gruppenart gefüllt, wodurch die gleiche Funktion und Wirkung geschaffen wird, wie bei der obigen Ausführung.
Bei der obigen Ausführung wird ein Linearcodierer 14 verwendet, der eine Lesegenauigkeit in der Größenordnung von mehreren Millimetern hat. Es kann jedoch ein Linearcodierer 14 mit einer Lesegenauigkeit in der Größenordnung von 1 um oder weniger verwendet werden.
Bei der obigen Ausführung wird der Verschiebungstisch 5 durch den Spulenmotor 9 verschoben. Der Verschiebungstisch 5 kann jedoch betrieben werden durch z. B. eine Kombination einer linearen Führung und des Spulenmotors 9.
Bei der obigen Ausführung wird der Verschiebungstisch durch den Spulenmotor 9 verschoben. Der Verschiebungstisch kann jedoch betätigt werden durch z. B. eine Kombination der linearen Führung 23, einer Kugelumlaufspindel 24 und eines Schrittmotors 25, wie in Fig. 7 gezeigt, oder durch eine Kombination der linearen Führung 23, einer Kugelumlaufspindel 24, eines Gleichstrommotors 25 und eines Codierers 26, wie in Fig. 8 gezeigt.
Bei der obigen Ausführung wird der Hebetisch 20 durch das Stellglied 19 vertikal bewegt. Jedoch selbst dann, wenn die erste optische Faser 2 oder die zweite optische Faser 3 vertikal bewegt wird durch das Stellglied 19, um miteinander gekoppelt zu sein, können die gleiche Funktion und Wirkung erwartet werden, wie jene der obigen Ausführung.
Eine Anordnung, welche nicht unter den Anspruch 1 fällt, wird ausführlich mittels einer in den Fig. 9 bis 29 gezeigten Ausführung beschrieben.
Bei einem solchen optischen Schalter sind ein Verschiebungstisch 5, auf dem eine Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 montiert ist, und ein Hebetisch 20, auf dem eine Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 montiert ist, in einem Kasten 1A angeordnet. Der Verschiebungsbetrag des Verschiebungstisches 5 wird gesteuert auf der Grundlage des Gleichgewichts einer Rückstellkraft, die proportional erzeugt wird zum Verschiebungsbetrag und der Kraft eines Spulenmotors 9. Ein elastischer Körper 32 zur Fixierung des Verschiebungstisches 5 wird so vorgesehen, dass er vom Verschiebungstisch 5 absteht.
Wie in Fig. 9 gezeigt, ist der Kasten 1A so gebildet, dass er eine längliche, rechteckige Kastenstruktur hat (genauer eine Länge von 50 mm x einer Breite von 20 mm x einer Dicke von 9 mm) mit einer offenen Oberseite. Silikonöl (Brechungsindex- Anpassungsmittel) (nicht abgebildet) zur Anpassung der Kerne und der Kopplungsoberfläche der Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 und der Vielzahl von beliebigen zweiten optischen Fasern 2 ist in dem Kasten 1A eingefüllt. Ein Deckel (nicht abgebildet) ist abnehmbar angebracht an der Oberseite des Kastens 1A.
Wie in Fig. 9 gezeigt, bestehen die flexiblen ersten optischen Fasern 2 aus zwei optischen Fasern, die sich von der linken zur rechten Seite in Fig. 9 geneigt erstrecken.
Diese zwei optischen Fasern sind eingeführt in Hauptbefestigungszwingen 4, welche eine im wesentlichen zylindrische Form haben.
Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, besteht der Verschiebungstisch 5 aus einem nicht permeablen Material, als im wesentlichen rechteckiger Anker. Eine Vielzahl von Montiernuten 5a sind im Zentralabschnitt der geneigten oberen Oberfläche des Verschiebungstisches 5 gebildet, in V-Form.
Der Verschiebungstisch 5 ist auf der linken Seite im Kasten 1a untergebracht und angeordnet, so dass er verschiebbar ist in der horizontal lateralen Richtung, in anderen Worten in eine Richtung zur Ausrichtung der Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3.
Die Vielzahl von Montiernuten 5a erstrecken sich in die schiefe Links-Rechts-Richtung in Fig. 9 und haltern die Vielzahl von Hauptzwingen 4 in einem geneigt befestigten Zustand. Da die Vielzahl von Hauptzwingen 4 in den Montiernuten 5a montiert ist, befinden sich die freien Endabschnitte der Vielzahl von ersten optischen Fasern 2, welche nach unten bewegt wurden, an einer unteren Position.
Die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 ist so montiert, dass ihre freien Endabschnitte angebracht sind in V-förmigen Nuten 22a eines Kopplungstisches 22 in einem gespannten Zustand, wenn der Hebetisch 20 nach oben bewegt wird (wenn die optischen Pfade der optischen Fasern geschaltet werden sollen), wie in den Fig. 21 und 22 gezeigt.
Wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, ist eine VCM-Spule (Schwingspule) 6A, die im wesentlichen O-förmig gewickelt ist, auf dem hinteren Oberflächenabschnitt des Verschiebungstisches 5 montiert. Die zwei Endabschnitte der VCM-Spule 6A sind verbunden (nicht abgebildet) mit einem Spulenendanschluss 27. Ein Paar von VCM-Permanentmagneten 7A stehen der VCM-Spule 6A über einer kleinen Lücke gegenüber.
Wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, sind die VCM-Permanentmagnete 7A auf der linken Seite im Kasten 1A in einer lateralen Linie ausgerichtet. Die N- und S-Pole der Vorderflächen der VCM- Permanentmagnete 7A stehen der VCM-Spule 6A gegenüber. Die hinteren Flächenabschnitte der VCM-Permamentmagnete 7A überlappen mit einem Joch (Eisenkern) 8 zur Bildung eines magnetischen Pfads.
Wie in Fig. 9 gezeigt, ist das Joch 8 angeordnet auf der linken Seite im Kasten 1A und bildet den Spulenmotor 9, der als erstes Antriebsmittel dient, zusammen mit dem Verschiebungstisch 5, der als Anker dient, der VCM-Spule 6A und dem Paar von VCM-Permanentmagneten 7A.
Der Spulenmotor 9 wird bei Leistungsaufnahme betrieben und verschiebt den Verschiebungstisch 5, auf dem die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 montiert ist, in die horizontal laterale Richtung, in anderen Worten in die Richtung zur Ausrichtung der Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 (siehe Fig. 10).
Blattfedern 16 zur Regelung des Verschiebungsbereichs des Verschiebungstisches 5 sind an den zwei Seitenflächenabschnitten des Verschiebungstisches 5 montiert. Das Paar von Blattfedern 16 ist montiert an Abstandshaltern 17b an den zwei Seitenflächenabschnitten eines stationären Blocks 17, der nahe bewegt wird an den Spulenendanschluss 27 (siehe Fig. 10).
Der stationäre Block 17 ist auf der rechten Seite im Kasten 1A angeordnet. Montiernuten 17a, die sich in die schiefe Richtung der Fig. 9 erstrecken, sind horizontal gebildet in den zwei Seiten der oberen Oberfläche des stationären Blocks 17. Positionierungsführungsstifte (Stifte) 18, die sich in die gleiche Richtung erstrecken, sind horizontal montiert im Paar von Montiernuten 17a, in einem befestigten Zustand.
Teile des Paars von Führungsstiften 18 stehen aus dem stationären Block 17 in die schiefe Richtung der Fig. 9 vor. Wie in den Fig. 9, 15, 16, 28 und 29 gezeigt, befindet sich ein Stellglied (zweites Antriebsmittel) 19 zwischen dem Paar von Blattfedern 16 und ist angeordnet zwischen dem stationären Block 17 und dem Verschiebungstisch 5.
Wie in Fig. 9 gezeigt, wird der Hebetisch 20 gebildet durch einen stationären Tisch 21 und einen Kopplungstisch 22, um eine plattenartige Form zu haben, er ist montiert am fernen Ende des oberen Abschnitts des stationären Blocks 17 durch eine Trageblattfeder 28, um schwenkbar in vertikaler Richtung zu sein, und ist angeordnet in einem Raum, der umgeben wird von und definiert wird durch das Paar von Blattfedern 16, dem stationären Block 17 und dem Verschiebungstisch 5. Wenn die optischen Pfade der optischen Fasern geschaltet werden sollen, wird der Hebetisch 20 aus einer normalen unteren Position nach oben bewegt, während er durch das Stellglied 19 angetrieben wird.
Der stationäre Tisch 21 wird durch eine Siliziumscheibe bzw. einen Siliziumwafer gebildet. Eine Vielzahl von V-förmigen Positionierungsnuten 21a sind durch Einschnitte in deren Oberfläche der stationären Stufe 21 in einer lateralen Linie mit einem Abstand von 0,25 mm gebildet. Positionierungsnuten 21b sind gebildet durch Einschnitte, um an den zwei Seitenabschnitten des stationären Tisches 21 zu liegen. Die Führungsstifte 18 werden in einem befestigten Zustand mit dem Paar von Positionierungsnuten 21b in Eingriff gebracht.
Unterdessen wird der Kopplungstisch 22 durch einen Siliziumwafer gebildet, um eine getrennte Struktur (siehe Fig. 11 und 12) zu haben, anders als der in Fig. 13 gezeigte einstückige Kopplungstisch 22, und ist angebracht an dem Vorderabschnitt des stationären Tisches 21, um die gleiche Ebene bzw. Höhe zu haben wie jener. Die Vielzahl von V- förmigen Positionierungs-/Kopplungsnuten 22a ist gebildet in der Oberfläche des Kopplungstisches 22, durch Schneiden in einer lateralen Linie mit einem Abstand von 0,25 mm. Die Vielzahl von V-förmigen Nuten 22a ist verbunden mit einer Vielzahl von V-förmigen Nuten 21a des stationären Tisches 21, um diesen gegenüberzuliegen.
Positionierungsnuten 22b sind in den zwei Seitenabschnitten der Oberfläche des Kopplungstisches 22 durch Schneiden gebildet, und die Führungsstifte 18 werden mit dem Paar von Positionierungsnuten 22b in einem Befestigungszustand miteinander in Eingriff gebracht (siehe Fig. 17).
Wenn die optischen Pfade der optischen Fasern geschaltet werden sollen, bewirkt der Kopplungstisch 22, dass die freien Endabschnitte der Vielzahl von ersten optischen Fasern 2, welche durch die V-förmigen Nuten 22a des Kopplungstisches 22 gebogen bzw. gespannt sind, gegen die freien Endabschnitte einer Vielzahl von zweiten optischen Fasern, die einander gegenüberstehen, stößt und mit diesen koppelt.
Die Vielzahl von flexiblen zweiten optischen Fasern 3 besteht aus acht optischen Fasern, die sich horizontal von der rechten zur linken Seite der Fig. 9 erstrecken und in einem bandartigen Kabel 23 eingewickelt sind, während sie in einer lateralen Linie ausgerichtet sind. Die zweiten optischen Fasern 3 sind angebracht in der Vielzahl von V-förmigen Nuten 21a des stationären Tisches 21 in einem stationären Zustand, so dass sie ausgerichtet sind.
Wie in den Fig. 15 und 16 gezeigt, ist in dem Stellglied 19 eine Spule 19a angeordnet, welche eine abstoßende Kraft bei Leistungsaufnahme erzeugt, in einem Raum, der umgeben wird von und definiert wird durch das Paar von Blattfedern 16, den stationären Block 17 und den Verschiebungstisch 5. Zwei Endabschnitte der Spule 19a sind verbunden (nicht abgebildet) mit dem Spulenendanschluss 27.
Ein Permanentmagnet-Stab 19b, der einen Permanentmagneten hat, ist in das vertikale Loch am Zentralabschnitt der Spule 19a eingeführt, um vertikal beweglich zu sein. Ein Permanentmagnet-Abschnitt 19c am Oberteil des Permanentmagnet-Stabs 19b stößt gegen die untere Oberfläche des geneigten Hebetisches 20, um den Hebetisch 20 im horizontalen Zustand nach oben zu drücken.
Wenn die optischen Pfade der optischen Fasern nicht geschaltet werden sollen, bewegt das Stellglied 19 den Hebetisch 20 nach unten in den geneigten Zustand, um die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 von der Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 zu trennen. Wenn die optischen Pfade der optischen Fasern geschaltet werden sollen, bewegt das Stellglied 19 den Hebetisch 20 nach oben in den horizontalen Zustand, um zu bewirken, dass die Vielzahl von ersten optischen Fasern und die Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 einander gegenüberstehen, und trägt die freien Endabschnitte der Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 in den V-förmigen Nuten 22a des Kopplungstisches 22 in einem gebogenen bzw. gespannten Zustand (siehe Fig. 19 und 20).
Der Verschiebungsbetrag des Verschiebungstisches 5 wird nicht durch den Linearcodierer 14 gesteuert, im Gegensatz zur oben beschriebenen vorliegenden Erfindung, sondern wird gesteuert auf der Grundlage des Gleichgewichts einer Rückstellkraft, die proportionale erzeugt wird zum Verschiebungsbetrag, und der von dem Spulenmotor erzeugten Kraft. Somit kann die Glasskala 10, die Lichtabschirmplatte 12, der Ursprungssensor 13 und der Linearcodierer 14 weggelassen werden.
Dies wird ausführlich beschrieben. Um den Verschiebungstisch 5 zu verschieben, wird der Spulenmotor 9 dazu gebracht, eine Kraft zu erzeugen, die auf der Fleming'schen Linke-Hand-Regel beruht, wie in Fig. 23 gezeigt. Diese Kraft wird als Antriebskraft verwendet.
In Fig. 23 wird eine Antriebskraft F des Spulenmotors 9 zur Verschiebung des Verschiebungstisches 5 ausgedrückt durch die folgende Gleichung:
F = i · B · l · N
wobei i: Strom
B: magnetische Flussdichte
l: effektive Länge der VCM-Spule 6A
N: Wicklungszahl der VCM-Spule 6A
Nun wird eine theoretische Rechnung und ein Steuerungsverfahren der Antriebskraft des Spulenmotors 9 beschrieben.
Ein Verschiebungsbetrag X des Verschiebungstisches 5 wird ausgedrückt durch die folgende Gleichung:
X (Verschiebungsbetrag des Verschiebungstisches S) [mm] = R · i (dem Spulenmotor 9 zugeführter Strom) [mA], wobei R ausgedrückt wird durch die folgende Gleichung: [Gleichung 3]
I wird ausgedrückt durch die folgende Gleichung:

[Gleichung 4]

I = bt³/ 12 ... (4)
wobei L: Länge [mm] der Blattfedern 16
b: Breite [mm] der Blattfedern 16
t: Dicke [mm] der Blattfedern 16
E: longitudinaler Elastizitätskoeffizient [kg Gew./mm²] der Blattfedern 16
I: Sekundärmoment des Querschnitts der Blattfedern 16
Fig. 24 zeigt ein Schaubild, welches theoretische Werte darstellt, beruhend auf der obigen theoretischen Rechnung und dem obigen Steuerverfahren, und experimentelle Werte. Aus Fig. 24 ist bekannt, dass eine gute Übereinstimmung herrscht zwischen den theoretischen Werten und den experimentellen Werten.
Die Proportionalkonstante R ist dadurch gekennzeichnet, dass ihre Temperaturabhängigkeit sehr klein ist. Der Grund hierfür wird unter Bezugnahme auf Fig. 25 beschrieben.
Aus den oben beschriebenen Gleichungen (3) und (4) wird R durch die in Fig. 25 gezeigte Gleichung ausgedrückt. In Fig. 25 nehmen Faktoren, welche durch durchgezogene Kreise umringt sind, mit der Temperatur zu, Faktoren, die durch gepunktete Kreise umringt sind, nehmen mit zunehmender Temperatur ab, und Faktoren, welche nicht umringt sind, ändern sich nicht mit zunehmender Temperatur. Dies wird auch auf Fig. 26 angewendet.
Daher kann die Temperaturabhängigkeit weggekürzt werden durch den Nenner und den Zähler. Insbesondere, da die durch durchgezogene Kreise umringten Faktoren den Koeffizienten der Linearexpansion des Materials ausdrücken, können sie komplett weggekürzt werden.
Folglich, selbst wenn sich die Temperatur ändert, wenn i konstant eingestellt ist, verändert sich der Verschiebungsbetrag X nicht bei einer Änderung der Temperatur. Daher ist eine Konstantstromsteuerung ausreichend, und die Glasskala 10, die Lichtabschirmplatte 12, der Ursprungssensor 13 und der Linearcodierer 14 werden überflüssig.
Fig. 27 zeigt ein Steuerungsbeispiel, bei welchem die Verdrahtung und Steuerung vereinfacht sind. In Fig. 27 bezeichnet die Ziffer 29 einen Schalter, 30 eine variable Energieversorgung und 31 eine Steuerungseinrichtung bzw. einen Controller.
Wie in den Fig. 14, 15, 16, 28 und 29 gezeigt, besteht der elastische Körper 32 aus einem flexiblen Material, z. B. aus Gummi oder Plastik, und hat eine plattenartige Form. Der elastische Körper 32 steht von der unteren Oberfläche des Verschiebungstisches 5, die dem Hebetisch 20 gegenübersteht, vor, um sich in einem geneigten Zustand zu erstrecken, so dass er sich nur in vertikaler Richtung biegt, und, ist angeordnet auf dem Permanentmagnet-Abschnitt 19c des Stellglieds 19.
Wenn der Hebetisch 20 nach oben bewegt werden soll, wird der elastische Körper 20 sandwichartig eingeklemmt zwischen der unteren Oberfläche des Hebetisches 20 und dem Permanentmagnet-Abschnitt 19c, und fixiert die Position des Verschiebungstisches 5 in der horizontalen Richtung.
Der Betrieb wird nun beschrieben. Um die optischen Pfade durch Kopplung der Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 und einer Vielzahl von ausgewählten, beliebigen zweiten optischen Fasern zu schalten, wird zuerst das Stellglied 19 und der Spulenmotor 9 ausgeschaltet.
Dann wird der Permanentmagnet-Stab 19b nach unten bewegt, um den Hebetisch 20 wieder in die getrennte Position zu bringen, wodurch die Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 von der Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 getrennt wird, so dass sie einander nicht berühren. Der Verschiebungstisch 5, welcher in die horizontal laterale Richtung verschoben wurde, wird in die Normalposition (die in Fig. 9 gezeigte Position) zurückgebracht, durch die Rückstellkraft des Paars von gespannten Blattfedern 16.
Dann wird die Energieversorgung abgeschaltet, der Spulenmotor 9 wird freigegeben. Da die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 und die Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 voneinander getrennt ist, kann ein Schaden, der durch den Kontakt durch die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 verursacht wird, verhindert werden.
Wenn der Verschiebungstisch 5 auf diese Weise in die Normalposition zurückgebracht ist, wird dem Spulenmotor 9 Energie zugeführt, um einen Antrieb zu bewirken. Dann wird der Verschiebungstisch 5 aus der Normalposition in eine vorbestimmte Position verschoben, während das Paar von Blattfedern 16 gespannt wird, und die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 befindet sich unmittelbar oberhalb der beliebigen zweiten optischen Fasern.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Verschiebungsbetrag des Verschiebungstisches 5 auf der Grundlage des Gleichgewichts der Rückstellkraft, die proportional zum Verschiebungsbetrag erzeugt wird, und der von dem Spulenmotor 9 erzeugten Antriebskraft gesteuert, so dass sich die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 innerhalb des Bereichs von ±20 um der Zielposition befinden. Dementsprechend können die Glasskala 10, die Lichtabschirmplatte 12, der Ursprungssensor 13 und der Linearcodierer 14 weggelassen werden.
Wenn sich die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 innerhalb des Bereichs von +20 um der Zielposition auf diese Weise befindet, wird dem Stellglied 19 Energie zugeführt. Dann wird der Permanentmagnet-Stab 19b nach oben bewegt, um den geneigten Hebetisch 20 nach oben zu bewegen, in die Kontaktposition, über den zwischen ihnen eingeklemmten elastischen Körper 32. Der elastische Körper 32 fixiert die Position des Verschiebungstisches 5 in der horizontalen Richtung, wenn er sandwichartig eingeklemmt ist, zwischen der unteren Oberfläche des Hebetisches 20 und dem Permanentmagnet-Abschnitt 19c. Die Führungsstifte 18 werden in Eingriff gebracht mit dem Paar von Positionierungsnuten 21b des Hebetisches 20 in dem befestigten Zustand, so dass die Führungsstifte 18 positioniert sind.
Die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 und die Vielzahl von beliebigen zweiten optischen Fasern stehen einander gegenüber an einer Position, an der sie einander berühren können. Gleichzeitig werden die freien Endabschnitte der Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 in den V-förmigen Nuten 22a der Kopplungsstufe 22 in dem gespannten bzw. gebogenen Befestigungszustand getragen, so dass die Vielzahl von ersten optischen Fasern 2 und die Vielzahl von beliebigen zweiten optischen Fasern in den V-förmigen Nuten 22a gekoppelt werden, wodurch die optischen Pfade der optischen Fasern geschaltet werden.
Mit der obigen Anordnung kann der gleiche Effekt erzielt werden wie bei der vorliegenden Erfindung, da der Verschiebungsbetrag des Verschiebungstisches 5 gesteuert wird auf der Grundlage des Gleichgewichts der Rückstellkraft, die proportional zum Verschiebungsbetrag erzeugt wird, und der vorn Spulenmotor 9 erzeugten Antriebskraft. Auch können die Glasskala 10, die Lichtabschirmplatte 12, der Ursprungssensor 13 und der Linearcodierer 14 weggelassen werden.
Wenn die optischen Pfade der optischen Fasern geschaltet werden sollen, wird der elastische Körper 32 sandwichartig eingeklemmt zwischen der unteren Oberfläche des Hebetisches 20 und dem Permanentmagnet-Abschnitt 19c mit Reibungskraft, und fixiert die Position des Verschiebungstisches 5 in der horizontalen Richtung (nicht-flüchtige Funktion). Daher, selbst wenn der Spulenmotor 9 sich im freien Zustand befindet, kann ein Positionsfehler der optischen Fasern zuverlässig verhindert werden, und ein Anwachsen der Größe kann vermieden werden.
Da der stationäre Tische und der Kopplungstisch des Hebetisches 20 eine separate Struktur bilden, kann eine Endflächenpolierung der optischen Verbinder den gleichen Reflexionsbetrag (mit einem Reflexionsdämpfungsbetrag von 40 dB oder mehr) erhalten, wie jener eines optischen Schalters mit abnehmbaren Verbinder. Dann kann das Problem schlechter Reflexionscharakteristiken (mit einem Reflexionsdämpfungsbetrag von ungefähr 35 dB), welches verursacht wird, wenn die Endflächen der optischen Verbinder nicht poliert werden können, gelöst werden, und eine Verhinderung eines Größenzuwachses kann erwartet werden.
Ferner ist die Tragblattfeder 28, welche sich verschiebt, um immer die gleiche Spur zu bilden, an dem fernen Ende des oberen Abschnitts des stationären Blocks 17 montiert, und der Hebetisch 20 ist am fernen Endabschnitt der Trageblattfeder 28 montiert, um vertikal schwenkbar zu sein. Daher kann eine zuverlässige Verhinderung eines Positionsfehlers der optischen Fasern in der Axialrichtung und den orthogonalen Richtungen erwartet werden.
Eine weitere Anordnung, welche nicht unter den Anspruch 1 fällt, wird ausführlich mittels einer in Fig. 30 gezeigten Ausführung beschrieben.
Dieser optische Schalter hat einen ersten Verschiebungstisch 5A, auf dem eine erste optische Faser 2 montiert ist, einen zweiten Verschiebungstisch 5 zum Tragen des ersten Verschiebungstisches 5A, einen Nicht-Hebetisch 20A, auf dem eine Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3 montiert ist, einen Spulenmotor 9 zum Verschieben des Verschiebungstisches 5, und ein Stellglied 19 zur Bewegung des ersten Verschiebungstisches 5A nach unten. Der Positionierungskörper des Nicht-Hebetisches 20A ist sandwichartig zwischen dem ersten Verschiebungstisch 5A und dem Stellglied 19 eingefügt, wodurch die Position des zweiten Verschiebungstisches 5 fixiert wird.
Wie in Fig. 30 gezeigt, hat der erste Verschiebungstisch 5A eine rechteckige Form und ist am fernen Endabschnitt einer Montierblattfeder 33 montiert, welche nur in der vertikalen Richtung flexibel ist. Der untere Endabschnitt der Montierblattfeder 33 ist mit dem oberen Abschnitt des zweiten Verschiebungstisches 5 verbunden, der beinahe die gleiche Struktur und Funktion wie jene des zweiten Verschiebungstisches 5 hat, wodurch die einzelne erste optische Faser 2 getragen wird.
Das Stellglied 19 (nicht abgebildet) ist unterhalb des ersten Verschiebungstisches 5A vorgesehen. Wenn das Stellglied 19 beim Schalten des optischen Pfads der optischen Faser betätigt wird, wird der erste Verschiebungstisch 5A nach unten bewegt und aus einer oberen Position in eine untere Position verschoben, und der freie Endabschnitt der ersten optischen Faser 2 wird in einer V-förmigen Nut 22a eines Kopplungstisches 22 getragen, und wird in ihr gebogen und befestigt. Somit stehen sich die erste optische Faser 2 und die beliebige zweite optische Faser an einer Position gegenüber, an welcher sie einander kontaktieren können.
Der Nicht-Hebetisch 20A hat im wesentlichen die gleiche Anordnung wie der Hebetisch 20 und hält die Vielzahl von zweiten optischen Fasern 3, welche in einer lateralen Linie ausgerichtet sind. Im Gegensatz zu dem Hebetisch 20 hat der Nicht-Hebetisch 20A keine Hebefunktion.
Der Nicht-Hebetisch 20A ist einstückig vorgesehen mit einem Positionierungskörper (nicht abgebildet), der im wesentlichen die gleiche Funktion hat wie der elastische Körper 32. Wenn der Positionierungskörper sandwichartig eingeklemmt wird von dem ersten Verschiebungstisch 5A und einem Permanentmagnet- Abschnitt 19c des Stellglieds 19, ist die Position des zweiten Verschiebungstisches 5 in der horizontalen Richtung fixiert. Was die anderen Abschnitte angeht, sind diese gleich wie bei den oben beschriebenen Anordnungen.
Es ist offensichtlich, dass die gleiche Funktion und Wirkung wie jene der vorliegenden Erfindung, welche oben beschrieben wurde, erwartet werden können bei der Anordnung der Fig. 30.
Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn der optische Pfad/die optischen Pfade der optischen Faser(n) geschaltet werden soll/sollen, wird/werden der freie Endabschnitt/die freien Endabschnitte der ersten optischen Faser(n) zwei von dem/den V-förmigen Nut(en) 22a des Kopplungstisches 22 so gehalten wie er ist/sie sind, gebogen und in ihr/ihnen befestigt. Wie jedoch in den Fig. 31 und 32 gezeigt, kann eine Druckblattfeder bzw. Pressblattfeder (Presskörper) 34, die beim Schalten der optischen Pfade gebogen bzw. gespannt wird und die Endabschnitte gebogener bzw. gespannter erster optischer Fasern 2 gegen V-förmige Nuten 22a in der Oberfläche eines Kopplungstisches 22 drängt, auf dem oberen Oberflächenabschnitt eines Verschiebungstisches 5 oder eines ersten Verschiebungstisches 5A montiert sein.
Auf diese Weise kann durch eine einfache Anordnung ein Problem vermieden werden, bei welchem die ersten optischen Fasern 2 von den geneigten Oberflächen der V-förmigen Nuten 22a gefangen werden, um eine axiale Fehlausrichtung während wiederholter Schaltvorgänge zu verursachen, wodurch der Verlust abrupt zunimmt.
Die Fig. 33 und 34 zeigen Schaubilder, welche Fälle zeigen, bei welchen eine Pressblattfeder 34 verwendet bzw. nicht verwendet wird. Aus dem Vergleich und Studium dieser zwei Schaubilder geht hervor, dass das Problem des abrupten Anstiegs des Verlustes beseitigt werden kann durch Verwendung der Pressblattfeder 34.
Bei den obigen Ausführungen wird die Pressblattfeder 34 durch eine Blattfeder gebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, solange die Feder die gleiche Funktion hat.
Bei den obigen Ausführungen wird der Verschiebungstisch 5 des zweiten Verschiebungstisches 5 von einem Paar von Blattfedern 16 getragen. Wie jedoch in Fig. 35 gezeigt, können die gleiche Funktion und Wirkung wie jene der obigen Ausführungen erzielt werden durch horizontales Vorsehen von zwei Führungsstangen 35, so dass sich diese zwischen den zwei Seitenwänden eines Kastens 1 oder eines Kastens 1A erstrecken, um den Verschiebungstisch 5 oder den zweiten Verschiebungstisch 5 zu führen, und Einfügen von Schraubenfedern 36 in die zwei Führungsstangen 35, welche den Verschiebungstisch 5 oder den zweiten Verschiebungstisch 5 in eine Richtung elastisch vorspannen.
Die obigen Ausführungen zeigen einen 2 · 8 optischen Schalter und einen 1 · 8 optischen Schalter. Die Zahl der ersten optischen Fasern kann jedoch auf m erhöht werden, und die Zahl der Vielzahl von zweiten optischen Fasern kann auf m · n erhöht werden, wodurch ein optischer Schalter der Art einer m-Kernpackung gebildet wird.
Ein Brechungsindex-Anpassungsmittel, z. B. Silikonöl, welches die Kerne der optischen Fasern anpasst, kann in den Kasten 1 oder den Kasten 1A des optischen Schalters der Art einer m-Kernpackung eingefüllt sein, wodurch die gleiche Funktion und Wirkung erzielt wird wie bei den obigen Ausführungen.
Wie oben beschrieben wird, da gemäß der vorliegenden Erfindung ein auswählender Verbinder und ein gewählter Verbinder nicht verwendet werden, muss keine große Befestigungskraft aufgebracht werden, um die Verbinder zu befestigen. Daher wird die Notwendigkeit beseitigt, den Kasten des Schalters aus einem festen Material zu bilden, um eine große Steifigkeit sicherzustellen, so dass der Kasten der Befestigungskraft widerstehen kann, was ein beachtlicher Effekt ist.
Ferner kann das Gewicht des Verschiebungstisches verringert werden. Ebenfalls kann eine Verringerung der Antriebskraft, in anderen Worten, eine Verringerung des Energieverbrauchs und der Größe erwartet werden, was somit einen exzellenten Effekt schafft.
Da die erste optiche Faser und eine beliebige zweite optische Faser in einer V-förmigen Nut verbunden sind, kann die Positionierungsgenauigkeit grob sein, und die Notwendigkeit der Bereitstellung eines teuren und hochwertigen Positionierungsmechanismus für das Stellglied kann beseitigt werden, womit ein großer Effekt bereitgestellt wird.
Da der stationäre Tisch und der Kopplungstisch des Hebetisches integral gebildet sind, kann eine Größenreduktion erzielt werden, und ein beachtlicher Effekt der Beseitigung der Notwendigkeit der Ausrichtung der V-förmigen Nut mit dem Verbinder kann erwartet werden.
Da der optische Schalter leicht zusammengebaut werden kann, kann die Zusammenbaubarkeit der Vorrichtung verbessert werden. Ferner, selbst wenn eine Positionsvariation aufgrund von Vibrationen und dergleichen auftritt, wenn die Positionsvariation innerhalb des erlaubten Bereichs der V- förmigen Nut ist, können Variationen in der optischen Intensität unterdrückt werden, womit ein beachtlicher Effekt bereitgestellt wird.
Die Positionierungsgenauigkeit des zweiten Antriebsmittels kann grob sein, und der optische Schalter kann direkt angewendet werden auf eine Multi-Kern-Struktur, welche drei oder mehr Kerne hat, ohne Veränderung der Struktur, womit ein exzellenter Effekt bereitgestellt wird.
Da dieser optische Schalter von mechanischer Art ist, können Probleme, z. B. großer Verlust, großes Übersprechen und große Polarisationsabhängigkeit und Wellenlängenabhängigkeit, welche im Hinblick auf die Zuverlässigkeit nicht vernachlässigt werden können, gelöst werden, womit ein großer Effekt bereitgestellt wird.
Da der stationäre Tisch und der Kopplungstisch des Hebetisches eine separate Struktur bilden, wird eine Endflächenpolierung der optischen Verbinder ermöglicht, um den gleichen Reflexionsbetrag zu erhalten, wie jener eines optischen Schalters mit abnehmbarem Verbinder. Dann kann das Problem schlechter Reflexionscharakteristik, welches verursacht wird, wenn die Endflächen der optischen Verbinder nicht poliert werden können, gelöst werden, und die Verhinderung eines Größenzuwachses kann erwartet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, da ein Presskörper zum Pressen des Endabschnitts der gebogenen bzw. gespannten ersten optischen Faser gegen die V-förmige Nut in der Oberfläche des Kopplungstisches an dem ersten Verschiebungstisch montiert ist, kann ein Problem, bei welchem die erste optische Faser von der geneigten Oberfläche der V-förmigen Nut gefangen wird, um eine axiale Fehlausrichtung während wiederholter Schaltvorgänge zu verursachen, wodurch abrupt der Verlust ansteigt, mit einer einfachen Anordnung beseitigt zu werden, womit ein großer Effekt erzielt wird.
Da das Brechungsindex-Anpassungsmittel zum Anpassen der Kerne an den Kopplungsoberflächen der ersten optischen Faser und einer beliebigen zweiten optischen Faser in dem Kasten gefüllt ist, kann ein Verlust an den Kopplungsoberflächen der ersten optischen Faser und der beliebigen zweiten optischen Faser verhindert werden, womit ein beachtlicher Effekt erzielt wird.
Aus der so beschriebenen Erfindung geht klar hervor, dass die Erfindung auf viele Arten variiert werden kann. Solche Variationen sollen nicht als Abkehr vom Umfang der Erfindung betrachtet werden, und alle solche Modifikationen, die einem Fachmann offensichtlich sind, sollen in den Schutzumfang der folgenden Ansprüche fallen.

Claims

1. Optischer Schalter, umfassend

- einen Verschiebungstisch (5), um darauf eine erste Optische Faser (2) anzubringen;

- einen Hebetisch (20), der V-förmige Nuten in einem ausgerichteten Zustand (21a) enthält, um darauf eine Vielzahl von zweiten optischen Fasern (3) gegenüber von der ersten optischen Faser (2) anzubringen;

- ein erster Antriebsmechanismus (9, 25, 26) zur Verschiebung des Verschiebungstisches (5) in eine horizontale Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Vielzahl von zweiten optischen Fasern (3) während des Schaltens eines optischen Pfades;

- ein zweiter Antriebsmechanismus (19) zur vertikalen Verschiebung des Hebetischs (20) bezüglich der ausgerichteten V-förmigen Nuten während des Schaltens eines optischen Pfades, um selektiv die erste optische Faser (2) mit einer beliebigen zweiten optischen Faser unter der Vielzahl von zweiten optischen Fasern (3) in einer V-förmigen Nut zu koppeln, wodurch ein optischer Pfad einer optischen Faser geschaltet wird,

gekennzeichnet durch

- Mittel (13) zur Erfassung einer Verschiebungsmenge des Verschiebungstisches (5), und Mittel (14) zur Steuerung des ersten Antriebsmechanismus (9, 25, 26) ansprechend auf die erfasste Verschiebung des Verschiebungstisches.

2. Optischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (13, 14) umfasst:

- einen Detektor (13) zur Erfassung einer Verschiebungsmenge des Verschiebungstisches (5); und

- eine Steuereinrichtung (14) zur Steuerung des ersten Antriebsmechanismus (9, 25, 26) ansprechend auf die Verschiebung, die vom Detektor (13)erfasst wurde.

3. Optischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Antriebsmechanismus (9) einen Spulenmotor umfasst.

4. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebetisch (20) gebildet wird durch einen stationären Tischabschnitt (21) für die Anbringung der Vielzahl von zweiten optischen Fasern, um in einer Linie in einem festen Zustand ausgerichtet zu sein, einen Kopplungstischabschnitt (22) zur Kopplung eines Endabschnitts der ersten optischen Faser (2), welcher gebogen wird mit einem Endabschnitt der beliebigen zweiten optischen Faser in der V-förmigen Nut (22a) in seiner Oberfläche, und eine Vielzahl von Stiften (18) zur Verbindung des stationären Tischabschnittes (21) und des Kopplungstischabschnitts (22).

5. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebungstisch (5) mit einem Presskörper (34) ausgestattet ist, zum Pressen eines Endabschnitts der ersten optischen Faser, welche gegen die V-förmige Nut (22a) in der Oberfläche des Kopplungstischabschnitts (22) während des Schaltens eines optischen Pfades gebogen wird.

6. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste optische Faser m optische Fasern (2) umfasst, und die Vielzahl von zweiten optischen Fasern m · n optische Fasern (13) umfassen, wodurch ein optischer Schalter der Art einer m-Kernpackung gebildet wird.

7. Optischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Schalter in einem Gehäuse (1; 1A) untergebracht ist, und ein Brechungsindex-Anpassungsmittel für einen Kern der ersten optischen Faser und für Kerne der Vielzahl von zweiten optischen Fasern in dem Gehäuse eingeführt ist.

8. Optischer Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuerung (14) die erste optische Faser (2) mit einer beliebigen zweiten optischen Faser (3) koppelt, indem der zweite Antriebsmechanismus (19) betrieben wird und der erste Antriebsmechanismus (25; 26) ansprechend auf eine Verschiebungsmenge des Verschiebungstisches (5), die von dem Detektor (13) während des Schaltens eines optischen Pfades erfasst wird, betrieben wird.

9. Optischer Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend ein Paar von Blattfedern (16, 34), welche den ersten Verschiebungstisch (5) durch ihre Spannkräfte in einem vorbestimmten Zustand halten.

10. Optischer Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend: ein Paar von Führungsstangen (35), die durch den Verschiebungstisch (5) laufen, ein Paar von Wänden (1; 1A), die horizontal an beiden Enden der Führungsstangen vorgesehen sind, und mindestens eine Kompressionsschraubenfeder (36), die in die Führungsstange eingeführt ist, die zwischen dem Verschiebungstisch (5) und einer der Seitenwände (1; 1A) vorgesehen ist.

11. Optischer Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Hebetisch (20) umfasst: erste V-förmige Nuten, die die zweiten optischen Fasern halten, zweite V-förmige Nuten, die vor dem Endabschnitt der zweiten optischen Fasern (3) positioniert sind, die von den ersten V-förmigen Nuten gehalten werden, und die erste optische Faser (2) zum Endabschnitt einer der zweiten optischen Fasern führen.