JPH06208045A

JPH06208045A - 光スイッチ

Info

Publication number: JPH06208045A
Application number: JP422993A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Watanabe; 勤渡邉; Kazuto Saito; 和人斉藤; Kazumasa Ozawa; 一雅小沢; Izumi Mikawa; 泉三川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; NTT Inc
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】光ファイバが全体的に精度良く配列されると
共に、接続損失の少ない光スイッチを提供すること。【構成】基板６の上面に形成したスリット７の長手方
向に対し直交する方向に、当該スリット７を挟んで断面
が略Ｖ字状の第１ファイバ固定溝８と第２ファイバ固定
溝９を設ける。第１、第２のファイバ固定溝８、９は、
その長手方向延長線が一致している。第１光ファイバ２
は第１ファイバ固定溝８に固定され、その先端面２ａは
スリット７に臨んで配置され、カバープレート１０で押
さえられている。基板６と第１光ファイバ２とカバープ
レート１０を含んで光ファイバ配列部材３が構成され
る。多段に積層された光ファイバ配列部材３の前方に設
けられた搬送手段５により、第２光ファイバ４の先端部
は第２ファイバ固定溝９に搬送され、その先端面４ａが
スリット７部において第１光ファイバ２の先端面２ａと
非接触で光結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の光ファイバを配
列させる光ファイバ配列部材を備えた光スイッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多数のコネクタをマトリックス状に配列
したコネクタテーブルを備え、２次元的に移動可能なマ
スタコネクタに接続される光スキャンスイッチが知られ
ている（“Ｃ−４４９、１０心一括１×１０００光スキ
ャンスイッチ”、電子情報通信学会春季全国大会（１９
９８年）、Ｐ４−２３８）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のコネクタテーブ
ルは物理的に複数のコネクタを並べることにより、光フ
ァイバの２次元配列を構成していた。そのため、異なる
コネクタに保持された光ファイバ間で精度良く配列され
ておらず、マスタコネクタに保持された光ファイバと精
度良く持続できないという欠点があった。

【０００４】上記の欠点を改良し、光ファイバを精度良
く接続できる光スイッチを出願人は先に提案した（特願
平４−１２３，７５０号、未公開）。本発明はこれをさ
らに改良した光スイッチを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は所定の配列に設けられた複数のｎ側光ファ
イバと、マスター側光ファイバとを対向させ、当該マス
ター側光ファイバを移動して上記ｎ側光ファイバとの切
り換えを行なう光スイッチにおいて、基板上面に形成し
たスリットの長手方向に対し直交する方向に当該スリッ
トを挟んで延在し、各溝の長手方向延長線が一致してい
る第１ファイバ固定溝および第２ファイバ固定溝を有
し、先端面を上記スリットに臨ませて上記第１ファイバ
固定溝に光ファイバを固定してなる光ファイバ配列部材
と、マスタ側光ファイバを上記第２ファイバ固定溝へ搬
送する搬送手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】光ファイバ配列部材は所定の積層間隔はを
あけて多段に設け、また、搬送手段はマスター側光ファ
イバを上記各段の光ファイバ配列部材の第２ファイバ固
定溝への移動する移動機構を含んで構成するとよい。

【０００７】スリットの底面は第１および第２ファイバ
固定溝の底より深く設けるのが望ましい。

【０００８】また、マスタ側光ファイバの先端はスリッ
ト内に位置させ第１ファイバ固定溝の光ファイバと非接
触に設けるとよい。

【０００９】さらに、スリット内に位置するマスタ側光
ファイバの先端には集光レンズを設け、あるいはファイ
バ先端面のエッジを加熱溶融により球面状に設けるとよ
い。

【００１０】

【作用】上記の構成によると、複数のファイバ固定溝が
同一基板状に形成されているので、ファイバ固定溝の形
状、間隔が精度良く規定されている。また、第１ファイ
バ固定溝に固定された光ファイバの先端部に飛来する塵
や埃はスリットを介して基板からすぐに排除されて光フ
ァイバ先端に付着せず、対向する光ファイバ同志の接続
損失が増大しない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る光スイッチを図
面を参照して説明する。なお、図において同一要素には
同一符号を付して説明する。

【００１２】図１は本実施に係る光スイッチの全体構成
を示す斜視図である。本実施例の光スイッチは、図示の
ように、光ファイバテープ１の端部から導出された複数
の第１光ファイバ（ｎ側光ファイバ）２の光ファイバ配
列部材（光ファイバユニット）３と、第２光ファイバ
（マスター側光ファイバ）４の搬送手段５とから構成さ
れる。

【００１３】光ファイバ配列部材３は、基板６と、基板
６の上面に形成されたスリット７と、このスリット７の
長手方向に対し、直交する方向に当該スリット７を挟ん
で延在する第１ファイバ固定溝８および、第２ファイバ
固定溝９と、第１ファイバ固定溝８に嵌合される第１光
ファイバ２と、この第１光ファイバ２を上方から押さえ
るカバープレート１０とから構成される。図示例の場
合、光ファイバ配列部材３は７段積層されているが、例
えば１２段等複数段積層されることもある。

【００１４】基板６は図１の上部から見て長方形であ
り、スリット７は基板６の一側面６ａから他側面６ｂに
亘って伸びている。スリット７の断面形状は略凹形に設
けられている。一方、第１ファイバ固定溝８と第２ファ
イバ固定溝９は、上記の一側面（基準端面）６ａから一
定ピッチ間隔（例えば、０．２５ｍｍ）で多数本（例え
ば８０本）並設されている。複数段積層された基板６は
それぞれＳｉ材で形成され、全て同一形状、同一サイズ
になっているので、各基板６の一側面６ａから各ファイ
バ固定溝までの距離は全て同一になっている。

【００１５】また第１および第２ファイバ固定溝８、９
は実施例ではＶ溝になっており、各ファイバ固定溝の長
手方向延長線は一致するように設けられている。第１フ
ァイバ固定溝８には、光ファイバテープ１から導出され
た第１光ファイバ２が固定溝の後方から挿入されてお
り、ファイバ先端面がスリット７の一方の垂直壁と同一
面となるように配設されている。スリット７は上述した
ように略凹形であり、その深さはＶ溝状のファイバ固定
溝よりも幾分深く形成されている。

【００１６】第１光ファイバ２はＶ溝の底部側壁に内接
しており、この状態で接着剤により保持されている。ま
た、基板６の上面にはシリコン製カバープレート１０が
接合され、第１ファイバ固定溝８に固定された第１光フ
ァイバ２が保護されている。カバープレート１０は第１
光ファイバ２の先端面が露出した状態で基板６に接合さ
れているので、第２光ファイバ４との接続に支障は生じ
ない。また、第１光ファイバ２は、この光ファイバを十
分に埋設できる大きさのＶ溝の底部に固定されているの
で、カバープレート１０は基板６の上面に対し面接触に
近い状態で接合されている。そのため、複数段積層され
た光ファイバ配列部材３はすべて同じ配列状態にあり、
例えば、基板６の一側面（基準端面）６ａから数えて１
０番目の第１光ファイバ２までの距離は、どの光ファイ
バ配列部材３でも同一である。

【００１７】本実施例では、上述のように一側面６ａを
揃えて複数の光ファイバ配列部材３が積層されているの
で、一側面６ａから同一順位にある任意の第１光ファイ
バ２における一側面６ａからの距離はすべての基板６で
同一である。この各基板６は、一枚の基板の上面を一側
面６ａから他側面６ｂに向けてダイヤモンドカッタ等で
切削してスリット７を形成する。また、このスリット７
の長手方向と直交する方向に沿ってダイヤモンドカッタ
等で複数のＶ溝を切削して第１と第２のファイバ固定溝
８、９を形成する。そして、基板を適当の位置で切断す
ることにより、図示の基板６を簡単に作製することがで
きる。また、フォトエッチング技術によっても高精度で
作製することができる（但し、図示省略）。

【００１８】第２ファイバ固定溝９は、第２光ファイバ
２の導入溝として機能する。そして、図１に示すよう
に、この第２光ファイバ２を第２ファイバ固定溝９の各
溝に搬送するための搬送手段５がファイバ配列部材３の
前方に配置されている。

【００１９】搬送手段５は、図１のＸ矢印方向に配置さ
れた上下２本のリニアガイドレール１１と、各リニアガ
イドレール１１に沿ってＸ方向に移動可能な２個のリニ
ア移動部材１２と、上下のリニア移動部材１２に保持さ
れたリニアガイドレール１３と、このリニアガイドレー
ル１３に沿ってＺ方向移動可能なリニア移動部材１４と
を具備している。

【００２０】リニア移動部材１４には第２光ファイバ４
を支持する回転板１５が設けられている。この回転板１
５によって第２光ファイバ４の先端部はＹ−Ｚ面に沿っ
て回動させることができる。各リニア移動部材１２、１
４はボールねじ等を含む動力伝達機構（図示せず）によ
って可動され、それにより、第２光ファイバ４を任意の
第２ファイバ固定溝９まで搬送することができる。

【００２１】上記の光スイッチは、矩形状の収納部材１
６に収納されている。この収納部材１６にマッチングオ
イルを入れることにより、または、第１、第２光ファイ
バ２、４の結合端面に反射防止膜を蒸着することによ
り、スイッチングにおける光ファイバ間の光学特性（ス
イッチング損失、反射損失など）の安定化を図ってい
る。

【００２２】次に、上記光スイッチにおける第１、第２
光ファイバ２、４の光結合部の詳細を図２、図３を参照
して説明する。

【００２３】図２は光結合部の斜視図、図３は側断面図
である。各図には、基板６の上面に形成されたスリット
７と、Ｖ溝状の第１、第２ファイバ固定溝８、９と、第
１、第２光ファイバ２、４の位置関係が示されている。
図３に示されるように、第２光ファイバ２の先端面２ａ
はスリット７内に位置しており、しかも第１光ファイバ
２の先端面２ａとは非接触の状態にある。この状態で第
１と第２光ファイバ２、４は光結合しており、一方から
他方に光伝送を行なうことができる。

【００２４】また、スリット７を設けたことにより、第
１、第２光ファイバ２、４の各先端面２ａ、４ａの接続
損失を少なくできる。これは次の理由による。すなわ
ち、スリット７がない場合はＶ溝状の第１および第２フ
ァイバ固定溝８、９に塵や埃がたまったとき、この塵や
埃はＶ溝の長手方向にしか逃げ場所がない。この場合、
スイッチ動作毎に第２光ファイバ２が各Ｖ溝を移動して
光結合が行なわれるとき、第１、第２光ファイバ２、４
の各先端面２ａ、４ａに軸ずれが生じ、接続損失が増大
する。

【００２５】しかるに、本実施例に係るスリット７は、
第１、第２のファイバ固定溝２、４と直交する方向に伸
びており、しかも、第１光ファイバ２の先端面２ａはス
リット７の一方の垂直壁７ａと同一面に設けられている
ので、先端面２ａ近くに飛来する塵、埃はスリット７を
通って基板６の外に逃げ易く、各光ファイバ先端の光結
合部における接続損失の増大を抑えることができる。と
くに本実施例において、スリット７の底は、第１、第２
光ファイバ固定溝８、９の溝底より深く形成してあっ
て、第１、第２光ファイバ２、４の先端面２ａ、４ａは
このスリット７内に位置し、かつスリット７の底から浮
いた位置において光結合するので、塵や埃はスリット７
の底に溜まっていても、この塵や埃によって光結合が阻
害されることがない。

【００２６】図３はスリット７の幅Ｌと、第２光ファイ
バ４のスリット７におけるファイバ突出長Ｌ₁との関係
を例示的に示しており、図示例では、Ｌ；Ｌ₁＝５：４
の関係に示されている。また、この実施例では第２光フ
ァイバ４の先端面４ａは平滑に切削されていて特別な加
工は施されていない。

【００２７】図４は、第２実施例であって、第２光ファ
イバ４の先端に集光レンズ１７を設けた例が示されてい
る。その他の構成は第１実施例と同じである。この第２
実施例によると、第２光ファイバ４から出射する光は、
集光レンズ１７により第１光ファイバ２の先端面２ａに
集光できる。したがって、この第２実施例によると、第
１光ファイバ２と第２光ファイバ４との間に若干の軸ず
れがあっても、光結合部における接続損失を抑えること
ができる。

【００２８】図５は第３実施例であって、第２光ファイ
バ４の先端面に加熱溶融処理により球面部１８が形成さ
れている。この球面部１８は第２実施例における集合レ
ンズ１７と同様の集光作用をなすと共に、加熱溶融処理
によりファイバ端面に生じる欠け、傷等が修正されてい
る。すなわち、光ファイバの端面エッジは、グラインダ
等による光ファイバ切断時、損傷を受けて欠けることが
ある。この場合、光散乱により接続損失の原因となるだ
けでなく、光ファイバが脆性材であることから、欠けや
傷が原因でファイバ端面に亀列が生じることがある。し
かるに、光ファイバ端面を加熱溶融処理することによ
り、端面エッジの損傷が修正されて平滑面となり、光損
失や亀裂の問題を解消することができる。このように、
第３実施例の接続方法によっても、第１光ファイバ２と
第２光ファイバ４との光接続を確実に行なうことがで
き、かつスリット７の存在により光結合部における塵や
埃による接続損失をなくすことができる。

【００２９】次に、図１によって搬送手段５の作用を説
明する。

【００３０】回転板１５により第２光ファイバ４の先端
面４ａは水平状態に維持されている。この状態で搬送手
段５が駆動され、第２光ファイバ４の先端面４ａは所定
の光ファイバ固定溝９に接近する。その後、第２光ファ
イバ４が接続される第１光ファイバ２を固定した第１フ
ァイバ固定溝８と対応する第２ファイバ固定溝９上に第
２光ファイバ４の先端部を配置する（図２参照）。この
場合、第２ファイバ固定溝９のＶ溝の開口幅の分だけ位
置精度が緩和されるので、位置合せが容易である。例え
ば、０．２５ｍｍピッチで隣接した状態でＶ溝が形成さ
れている場合、Ｖ溝の開口幅（０．２５ｍｍ）以内に第
２光ファイバ４のコア中心が位置するよう搬送手段５を
駆動すればよい。

【００３１】さらに、回転板１５を図１において反時計
方向に回転させることにより、第２光ファイバ４の先端
部を第２ファイバ固定溝９に係合させる（図３参照）。
このとき、第２光ファイバ４は第２ファイバ固定溝９に
対し傾斜した状態で接触するので、第２光ファイバ４の
先端部には光ファイバの弾性変形による反力が作用す
る。その結果、第２光ファイバ４の先端部は溝に沿って
湾曲し、上述した反力がＶ溝と第２光ファイバ４との接
合力として作用する。

【００３２】その後、搬送手段５の移動機構を駆動して
第２光ファイバ４をＹ方向に移動させ、その先端面４ａ
を第１光ファイバ２の先端面２ａに接近させる（但し、
非接触状態である）。以上の動作により、第２光ファイ
バ４を任意の第１光ファイバ２に光結合することができ
る。

【００３３】このように、本実施例の光スイッチによる
と、第２光ファイバ４の位置決めをラフにすることがで
きるので、位置決めが容易になる。また、コネクタフェ
ルールを用いないため、光ファイバ配列部材３がコンパ
クトになり装置全体を小型化できる。

【００３４】なお、本発明は上記の実施例に限定され
ず、上記の回転板１５等による回転機構を省略した機構
も考えられる。例えば、第２光ファイバ４をあらかじめ
下方斜めに傾斜固定させておき、図１のＺ方向にリニア
移動部材１４ｄを移動させることにより、上記と同じ湾
曲を第２光ファイバ４の先端部に与えることができる。
この場合、搬送手段５の他の動作は上記と同じで構わな
い。

【００３５】また、上記実施例では、第１ファイバ固定
溝８と第２ファイバ固定溝９を同一断面のＶ溝に形成し
たが、同一のＶ溝でなくても構わない。

【００３６】重要なことは、第２ファイバ固定溝９が、
第２光ファイバ４の先端部を第１光ファイバ２と光結合
する位置に導く機構を備えている点である。したがっ
て、例えば第１と第２の各光ファイバ固定溝８、９が同
一頂角であるが、溝の高さが異なるＶ溝、あるいは頂角
の異なるＶ溝であってもよい。また、溝の形状はＶ字状
でなく、楕円の一部であってもよい。

【００３７】また、第１光ファイバ２は図示例の光ファ
イバテープ１だけでなく、光ケーブルから導出される光
ファイバであってもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光スイッ
チによると、簡潔な構成で、個々の光ファイバを精度よ
く配列し、かつ光ファイバ同志を確実に光結合すること
ができる。しかも、光ファイバ同士を非接触で光結合す
るときは、スイッチング動作時におけるファイバ先端面
の摩耗、損傷等をなくすことができ、耐久性が向上す
る。

【００３９】また、同一基板に形成されたファイバ固定
溝を利用して光ファイバを固定するので、高密度で、か
つ高精度の実装が可能である。さらに、光ファイバ同士
の接続部にスリットが形成されているので、接続部に飛
来する塵、埃等はこのスリットを介して排除され易く、
塵、埃等による接続損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る光スイッチを示す斜視図
である。

【図２】実施例に係る光スイッチの要部を示す斜視図で
ある。

【図３】図２におけるファイバ固定溝の側断面図であ
る。

【図４】他の実施例としてファイバ固定溝の第２光ファ
イバの先端部を示す側断面図である。

【図５】さらに他の実施例としてファイバ固定溝と第２
光ファイバの先端部を示す側断面図である。

【符号の説明】

２…第１光ファイバ、２ａ…先端面、３…光ファイバ配
列部材、４…第２光ファイバ、４ａ…先端面、５…搬送
手段、６…基板、７…スリット、８…第１ファイバ固定
溝、９…第２ファイバ固定溝、１０…カバープレート、
１７…集光レンズ、１８…球面部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小沢一雅神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者三川泉東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の配列に設けられた複数のｎ側光フ
ァイバと、マスター側光ファイバとを対向させ、当該マ
スター側光ファイバを移動して前記ｎ側光ファイバとの
切り換えを行なう光スイッチにおいて、基板上面に形成したスリットの長手方向に対し直交する
方向に当該スリットを挟んで延在し、各溝の長手方向延
長線が一致している複数の第１ファイバ固定溝および第
２ファイバ固定溝を有し、先端面を前記スリットに臨ま
せて前記第１ファイバ固定溝にｎ側光ファイバを固定し
てなる光ファイバ配列部材と、マスタ側光ファイバを前
記第２ファイバ固定溝へ搬送する搬送手段とを備えたこ
とを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】前記光ファイバ配列部材が所定の積層間
隔をあけて多段に設けられており、前記搬送手段が、前
記マスター側光ファイバを前記各段の光ファイバ配列部
材の第２ファイバ固定溝へ移動する移動機構を含んで構
成されていることを特徴とする請求項１記載の光スイッ
チ。
【請求項３】前記スリットの底面が前記第１および第
２ファイバ固定溝の底より深く設けられていることを特
徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項４】前記マスタ側光ファイバの先端が前記ス
リット内に位置し、かつ前記第１ファイバ固定溝の光フ
ァイバと非接触に設けられていることを特徴とする請求
項１記載の光スイッチ。
【請求項５】前記スリット内に位置するマスタ側光フ
ァイバの先端に集光用レンズを設けたことを特徴とする
請求項１記載の光スイッチ。
【請求項６】前記マスタ側光ファイバの先端面のエッ
ジが加熱溶融により球面状に設けられていることを特徴
とする請求項１記載の光スイッチ。