JP2000258708A - ２ｘ２光スイッチとその集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の２ｘ２光スイッチを、高密度に、安価
に製造する。 【解決手段】 符号１３，１４の２本１組の固定ファイ
バを、多数組、Ｖ溝台４０のＶ溝内に、横１列に配置す
る。Ｖ溝内で前記固定ファイバ１３，１４と突き合わせ
接続する可動ファイバ１１，１２をそれぞれ配置して、
多数の２ｘ２スイッチを横１列に構成する。可動ファイ
バ１１，１２はヘッド１６で保持される。ヘッド１６を
ｙ軸の周りに180度反転させると、ファイバ１１，１２
の位置が入れ替わり、切り替え接続となる。この２ｘ２
スイッチ集合体を利用して、非常に多数のＭｘＮスイッ
チ、例えば１０００ｘ１０００光交換機を作ることもで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２ｘ２光スイッ
チと、それが多数集合した光スイッチに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光スイッチの一例（光ファイバ移動型）
を、図５に示す。例えば２本の移動側光ファイバ５２と
数百本の固定側光ファイバ５４とが対峙している。固定
側光ファイバ５４はＶ溝台５６に載っている。Ｖ溝台５
６は、金属、ガラス、セラミックス、あるいはシリコン
よりなり、その上に、数百本の位置決め溝であるＶ溝５
８が形成されている。

【０００３】移動側光ファイバ５２は、Ｖ溝台５６に沿
って左右に移動し、目的の固定側光ファイバ５４と対峙
したならば、接続されるような姿勢になる。接続は、Ｖ
溝５８内でなされる。Ｖ溝ピッチは、例えばファイバ径
に近似させて、127μm程度とする。

【０００４】移動側光ファイバ５２の目的位置への移動
には、ボールネジ等を用いた公知の精密位置決め機構
（図示略す）が用いられる。

【０００５】［Ｖ溝の用語について］光ファイバの位置
決め溝として、Ｖ溝を最も一般的に用いる。そこで、本
明細書に限り、位置決め溝を代表して「Ｖ溝」と表現す
る。すなわち、本明細書における「Ｖ溝」は、断面がＶ
形だけでなく、Ｕ形その他公知の形状のものを含むもの
とする。つまり、光ファイバを載置固定して位置決めで
きる溝を総称したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】移動側光ファイバ５
２を長距離動かすためのメカニズムと精密位置決め制御
装置を必要とする。 移動側光ファイバ５２の数は固定のため、移動側の光
ファイバ数をｍ本、固定側の光ファイバ数をｎ本とした
とき、ｍｘｎの完全な切り替えを容易に行えない場合が
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、２ｘ
２光スイッチに係るもので、図１に例示するように、固
定ファイバ１３，１４が、Ｖ溝２２内に挿入固定され、
可動ファイバ１１，１２が、Ｖ溝２２と等ピッチ間隔を
保った状態で、ｙ軸の周りに回転可能なヘッド１６に保
持され、Ｖ溝２２内において、 ・可動ファイバ１１と固定ファイバ１３、並びに ・可動ファイバ１２と固定ファイバ１４との突き合わせ
接続が、それぞれ可能であるとともに、ヘッド１６を18
0度回転させることにより、 ・可動ファイバ１１と固定ファイバ１４、並びに ・可動ファイバ１２と固定ファイバ１３との突き合わせ
接続が、それぞれ可能であるようになっていること、を
特徴とする。

【０００８】上記の中の「Ｖ溝２２内において、突き合
わせ接続させることが可能である」の意味について述べ
る。Ｖ溝２２内において、可動ファイバ１１，１２と固
定ファイバ１３、１４とが、突き合わせ接続できるため
には、固定ファイバ１３，１４は、先端がＶ溝２２の途
中（約半分の位置）までであり、それから先は、空溝で
なければならない。

【０００９】移動完了後の精密なファイバの突き合わせ
接続は、Ｖ溝２２内に、可動ファイバ１１，１２が入り
込んだ状態で行われる。そして、何らかの手段により、
Ｖ溝２２内に押し込まれる必要がある。例えば何らかの
手段の一例としては、移動側光ファイバの先端を上から
治具で押さえ付けて、強制的にＶ溝に沿わせることが行
われている。またある例では、移動側光ファイバの向き
をＶ溝に向かって傾斜させてしまうことが行われている
（移動時は、移動側光ファイバの方向はＶ溝と平行であ
る）。これらのことは、周知であり、自明である。「Ｖ
溝２２内において、突き合わせ接続させることが可能で
ある」の記載には、以上のことが含まれている。

【００１０】また、接続切替のため、ヘッド１６を１８
０度回転させるためには、いったんヘッド１６を上方
（ｚ方向）持ち上げ、可動ファイバ１１，１２が、Ｖ溝
２２の外に移動して、回転の途中においてＶ溝台２０に
接触しないようにする必要がある（後記参照）。

【００１１】このような構造をとると、スイッチ切替の
ために、可動ファイバ１１，１２を、ｘ方向に移動さ
せ、所定位置に停止させる必要がなくなり、構造がシン
プルになる。

【００１２】請求項２の発明は、上記の２ｘ２光スイッ
チを多数集合して一体としたもので、主として図３に例
示するように、Ｖ溝台４０上のＶ溝４２内に、請求項１
記載の２ｘ２光スイッチの固定ファイバ１３，１４が、
複数組、横１列に配置され、当該固定ファイバ１３，１
４と対応する位置に、請求項１記載の２ｘ２光スイッチ
の可動ファイバ１１，１２及びそれらを保持するヘッド
１６が、それぞれ配置されていること、を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態１】請求項１にかかる２ｘ２光スイ
ッチを、図１について述べる。固定ファイバ１３，１４
を、Ｖ溝台２０上のＶ溝２２内の、ｙ方向の約半分の部
分に、挿入固定する。固定ファイバ１３，１４の先端
を、ｘ方向に揃え、かつ鏡面研磨する（ｂ）。可動ファ
イバ１１，１２を、Ｖ溝２２と等ピッチ間隔（固定ファ
イバ１３，１４と等間隔）を保ち、かつ平行な状態で、
ヘッド１６で保持する。可動ファイバ１１，１２の先端
も、ｘ方向に揃え、かつ研磨する。

【００１４】ヘッド１６は、上下方向（ｚ方向）に移動
可能であり、また、ｙ軸の周りに回転可能である。

【００１５】図１（ｂ）は、可動ファイバ１１，１２を
Ｖ溝２２内に挿入し、板バネ１８で押さえ、 ・可動ファイバ１１と固定ファイバ１３並びに ・可動ファイバ１２と固定ファイバ１４を、それぞれ突
き合わせ接続した状態を示す。

【００１６】上記（ｂ）の状態から、板バネ１８を跳ね
上げておいて、ヘッド１６を少し持ち上げ（ｃ）、ヘッ
ド１６を180度反転させ（ｄ）、ヘッド１６を下降さ
せ、板バネ１８で押さえる（ｅ）。すると、 ・可動ファイバ１１と固定ファイバ１４並びに ・可動ファイバ１２と固定ファイバ１３とが、それぞれ
突き合わせ接続される。すなわち、（ｂ）の状態に対し
て切替接続した状態になる。

【００１７】ヘッド１６を上下させ、180度反転させる
機構例を述べる（図２）。ヘッド１６の前後（ｙ方向）
に軸２４を突出させ、各先端にスライダ２６を回転自在
に取り付ける。各スライダ２６を、ｚ方向（上下方向）
のガイド２８内に、スライド自在にはめ込む。各ガイド
２８に、ストッパ３０，３２を設け、ヘッド１６の上下
運動を制限する。軸２４にギア３４を固定する。また、
ステッピングモータ３８により、ギア３６を、180度回
転できるようにする。

【００１８】スライダ２６が、下のストッパ３０に当た
っているとき（図２（ａ））、可動ファイバ１１，１２
は、Ｖ溝２２内に入って固定ファイバ１３，１４と突き
合わせ可能の状態にある。

【００１９】ヘッド１６を持ち上げ（その手段は図示し
ていない）スライダ２６がストッパ３２に当たったとき
（ｂ）、ギア３４と３６がかみ合う（そのようにしてあ
る）。モータ３８によりギア３６を180度回転させる
と、ヘッド１６が180度回転する。そのままヘッド１６
を下降させて、可動ファイバ１１，１２をＶ溝２２内に
挿入する。これにより、切り替え接続が行われる。

【００２０】上記の他、ヘッド１６の反転には、カム
で直線運動のソレノイドを回転運動に変換させる、ロ
ボットハンドを該当する接続部へ移動させてヘッド１６
を回転させる、等の方法をとることもできる。

【００２１】板バネ１８を上下させるためには、それぞ
れの近傍にソレノイドを配置したり、又はロボットハン
ドを移動させたりする（何れも図示略す）。又、板バネ
１８は、可動側に設けてもよい。

【００２２】ヘッド１６を、上記のようにｚ方向に持ち
上げる代わりに、ｙ方向に後退させて、可動ファイバ１
１，１２をＶ溝２２の外に出すようにしても良い。ま
た、持ち上げと、後退を併用しても良い。

【００２３】

【発明の実施の形態２】請求項２のスイッチ集合体に関
するものである。主として図３について述べる。Ｖ溝台
４０のＶ溝４２（光ファイバと重なって図面に現れな
い）内に、上記２ｘ２光スイッチの固定ファイバ１３，
１４を、複数組、横１列に配置する。固定ファイバ１
３，１４の先端を、円盤状の砥石（図示せず）で鏡面に
仕上げ、かつｘ方向に揃える。４４は、砥石が作った溝
を示す。

【００２４】固定ファイバ１３，１４の各組と対応する
位置に、上記２ｘ２光スイッチの可動ファイバ１１，１
２及びそれらを保持するヘッド１６を、それぞれ配置す
る。また、各可動ファイバ１１，１２を板バネ１８で押
さえる。以上により、高密度の多数個の２ｘ２光スイッ
チ集合体が得られる。

【００２５】この２ｘ２光スイッチ集合体により、Ｍｘ
Ｎマトリックススイッチを構成できる。図４（ａ）は、
入力４ポート（Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｄ）、出力４ポート（ａ．
ｂ．ｃ．ｄ）の、４ｘ４マトリックススイッチの例であ
る。このクロスポイントスイッチＡａ，Ｂａ，−−−の
群に、上記の２ｘ２光スイッチ集合体を用いる。

【００２６】その様子を、図４（ｂ）に模式的に示す。
Ａａ，Ｂａ，−−−は、個々の２ｘ２スイッチで、点線
は、接続の状態を示す。

【００２７】なお、図４（ａ）で、クロスポイントスイ
ッチＡａ等は、同図（ｃ）のように丸で示してあるが、
同図（ｂ）においては、（ｄ）のように四角で示した。
1,2は入力端子、3,4は出力端子である。

【００２８】このようにして製作した４ｘ４とか、６ｘ
６とか８ｘ８等の少心数の小型スイッチを、クロスの理
論のように接続することにより、より多心数の、例えば
1000ｘ1000の光の交換機を作ることができる。

【００２９】なお、本発明の光スイッチは、通常、接続
部は屈折率整合オイル中に漬けられており、そのまま光
路を切り替えるスイッチとして使用でき、光線路の保守
や測定装置として使用できる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明の場合は、移動側ファ
イバの、移動機構と位置決め機構が不要になり、全体と
して構造が簡単になる。 請求項２の発明を利用して、８ｘ８スイッチとか、１
６ｘ１６スイッチなどの少心数の小型のスイッチを、ク
ロスの理論により接続し、より多心数の、例えば１００
０ｘ１０００光交換機を作ることができる。 そのまま光路を切り替えるスイッチとして使用でき、
光線路の保守や測定装置として使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１にかかる本発明の説明図。

【図２】ヘッド１６の回転機構例の説明図。

【図３】請求項２にかかる本発明の説明図。

【図４】請求項２にかかる本発明にかかる２ｘ２光スイ
ッチ集合体を用いて、４ｘ４マトリックススイッチを構
成した例の説明図。

【図５】従来技術の説明図。

【符号の説明】

１１，１２ 可動ファイバ １３，１４ 固定ファイバ １６ ヘッド １８ 板バネ ２０ Ｖ溝台 ２２ Ｖ溝 ２４ 軸 ２６ スライダ ２８ ガイド ３０，３２ ストッパ ３４，３６ ギア ３８ ステッピングモータ ４０ Ｖ溝台 ４２ Ｖ溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定ファイバ１３，１４が、Ｖ溝２２内に
   挿入固定され、可動ファイバ１１，１２が、前記Ｖ溝２
   ２と等ピッチ間隔を保った状態で、ｙ軸の周りに回転可
   能なヘッド１６に保持され、前記Ｖ溝２２内において、
   前記可動ファイバ１１と固定ファイバ１３、並びに可動
   ファイバ１２と固定ファイバ１４との突き合わせ接続
   が、それぞれ可能であるとともに、前記ヘッド１６を18
   0度回転させることにより、前記可動ファイバ１１と固
   定ファイバ１４、並びに可動ファイバ１２と固定ファイ
   バ１３との突き合わせ接続が、それぞれ可能であるよう
   になっていることを特徴とする、２ｘ２光スイッチ。
2. 【請求項２】Ｖ溝台４０上のＶ溝４２内に、請求項１記
   載の２ｘ２光スイッチの固定ファイバ１３，１４が、複
   数組、横１列に配置され、当該固定ファイバ１３，１４
   と対応する位置に、請求項１記載の２ｘ２光スイッチの
   可動ファイバ１１，１２及びそれらを保持するヘッド１
   ６が、それぞれ配置されていることを特徴とする、２ｘ
   ２光スイッチ集合体。