JPH0961735A

JPH0961735A - 光スイッチ

Info

Publication number: JPH0961735A
Application number: JP7219292A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Tanuma; 清一田沼; Mitsuo Shoda; 光男鎗田; Akira Tsuchiya; 昭土谷; Tomohiro Yoshikawa; 知宏吉川; Naoyuki Hirayama; 尚幸平山
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】可動裸光ファイバと静止裸光ファイバを斜め
対向させ、安価な部材で接合させることにより、小型で
高性能、かつ低コストの光スイッチを提供することであ
る。【解決手段】円筒管１１に固定される静止裸光ファイ
バと可動裸光ファイバ１の端面が斜めに形成され、対向
する。円筒管１０と１１はは案内ピンによりガイドされ
回転を規正する。円筒管１０の中央部には、可動裸光フ
ァイバ１に固着された磁性体５の接触回避のための逃げ
さらい溝１８を設ける。円筒管７、１０、１１は、短尺
円筒スリーブ１４ａ，１４ｂで保持されている。また磁
性体５は複数個に分割されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光通信等に用いられ
る光ファイバ可動型メカニカル光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバを直接駆動して光路を
切り替える構造のメカニカル光スイッチは、構造が簡単
であり、低挿入損失、小型化、低駆動電力が得られると
言う特徴を有しており、これまでに多くのタイプのスイ
ッチ構造が提案されている。その中に図６に示す光スイ
ッチがあり、例えば特開昭６３−３１３１１１に開示さ
れている。

【０００３】このメカニカル光スイッチは１×２型のも
ので、基部を第１の円筒管７に片持ち梁状に固定されて
いてその先端近傍表面に所望の磁気特性を有する磁性体
５を固着した１本の可動裸光ファイバ１と、流れる電流
の向きを変えることにより、磁性体５両端の磁極を反転
させる中空ソレノイドコイル６と、磁性体５に対して光
軸と垂直方向に磁気吸引力を付与する１対の永久磁石８
ａ、８ｂと、半割円柱３ａ、３ｂの平坦部に形成された
Ｖ状溝４上に固定された２本の静止裸光ファイバ２ａ、
２ｂと、第１の円筒管７及び半割円柱３ａ、３ｂを整列
保持し、かつ、中空ソレノイドコイル６および永久磁石
８ａ、８ｂを固定する長尺円筒スリーブ９から構成され
ている。

【０００４】本スイッチの動作は以下に示す通りであ
る。磁性体５の両端部の磁極に応じて可動裸光ファイバ
１は一対の永久磁石８ａ、８ｂのいずれか一方に磁気的
に吸引され、その先端は半割円柱３ａ、３ｂの平坦部に
形成されたＶ状溝４上において２本の静止裸光ファイバ
２ａ、２ｂのいずれか一方と光結合する。中空ソレノイ
ドコイル６へ通電して磁性体５に光軸に沿った磁界を印
加することにより磁性体５両端の磁極を反転させると、
可動裸光ファイバ１は他方の永久磁石側に吸引されて他
方の静止裸光ファイバ２ａ、２ｂに光結合する。電流を
供給しない状態においても、磁性体５は永久磁石に磁気
的に吸引されているため、一方の静止裸光ファイバ２
ａ、２ｂとの結合状態を保つことができ、自己保持型の
スイッチング動作を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記光スイッチにおい
ては、２本の静止裸光ファイバの端面と可動裸光ファイ
バの端面間に数十μｍの間隙を有している。従来の光ス
イッチにおいては、半割円柱に静止裸光ファイバを接着
固定しているため以下のような問題があった。

【０００６】（１）前記光スイッチの組立において半割
円柱のＶ状溝に静止裸光ファイバを接着固定するが、所
定のファイバ長さで、Ｖ状溝に密着固定させることが困
難であり、また、２つの半割円柱の平坦部を接合させ、
長尺円筒スリーブに挿入しているため２本の静止裸光フ
ァイバ端面を揃えにくく、可動裸光ファイバとの間隙に
数μｍの間隙差が生じ、２つの出力ポート間で挿入損失
差が発生した。

【０００７】（２）半割円柱のＶ状溝上で、静止裸光フ
ァイバを斜めに形成し、接着固定することが困難であ
り、高性能な光学特性を得ることできなかった。（３）半割円柱および長尺円筒スリーブは、加工上にお
いて、部品費用が高く、また、組立性においても多くの
時間を要しコスト高となっていた。

【０００８】（４）可動裸光ファイバに磁性体を装着
し、磁気的に光ファイバを駆動させる光スイッチにおい
ては、特性を得る上で、可動裸光ファイバの真直度が重
要な要素となっている。しかし、磁性体は加工上、反り
が発生しやすく、長くなるほどの反りが大きくなり、こ
の磁性体を装着した可動裸光ファイバには、反りが生
じ、組立で特性を得るための調整が困難であった。

【０００９】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな問題を解決するため、安価な部品構成で、簡易組立
可能な高性能かつ低コストの光ファイバ駆動型の光スイ
ッチを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、（１）同一材質および外形からなる第１、第２、第３の
円筒管であって、第１、第２、の円筒管と第２、第３の
円筒管を２個の短尺円筒スリーブで整列保持し、第３の
円筒管に固定された２本の静止裸光ファイバと第１の円
筒管に固定された可動裸光ファイバが第２の円筒管内の
角穴の対角にあたる内角上に沿って対向する。可動裸光
ファイバ端面と第３の円筒管の端面は同一角度で斜めに
形成し対向する。

【００１１】（２）第２の円筒管と第３の円筒管に光軸
方向に、２つのファイバ挿通穴ないし第３の円筒管の角
穴と平行したガイド穴を設け、それぞれの接合時に案内
ピンをガイド穴に挿入し、第２、第３の円筒管の外周を
短尺円筒スリーブで保持することで回転方向の位置を規
正する。

【００１２】（３）磁性体と第２の円筒管内壁の接触を
回避させるために、第２の円筒管の中央部に可動裸光フ
ァイバの移動方向と平行に磁性体の逃げさらい溝を設け
る。（４）第１、第２、第３の円筒管を同一の材質及び外径
とし、第２、第３の円筒管は、一体ものを分割し、各々
の接合を２個の短尺円筒スリーブで保持し接合させる。

【００１３】（５）磁性体を複数個に分割し、可動裸光
ファイバには分割された磁性体を連結させ、所望の長さ
で装着する。以上の様に構成することで、小型で低損
失、低反射特性であり組立の簡易な光スイッチを提供す
る。

【００１４】

【作用】上記のように構成された光スイッチにおいて
は、ファイバ端面が斜めに形成され、対向することで低
反射特性が得られる。また、第２の円筒管と第３の円筒
管に光軸方向に、２つのファイバ挿通穴ないし第３の円
筒管の角穴と平行したガイド穴を設け、各々の接合時
に、ガイド穴と同径の案内ピンをガイド穴に挿入するこ
とで、回転方向の位置を規正され対向位置がずれること
はない。

【００１５】また、第２の円筒管の中央部に可動裸光フ
ァイバの移動方向と平行に磁性体の逃げさらい溝を設け
たことで、磁性体の第２の円筒管内壁への接触を回避
し、対向できる。更に、第１、第２、第３の円筒管を同
一の材質及び外径とし、第２、第３の円筒管は、一体も
のを分割加工し、各々の接合を２個の短尺円筒スリーブ
で保持したことにより、可動裸光ファイバは第２の円筒
管の角穴の対角にあたる内角ないしＣ型溝で案内され、
静止裸光ファイバと精度よく対向する。

【００１６】磁気的に光ファイバを駆動させる光スイッ
チでは、磁性体を分割し、可動裸光ファイバに装着した
ことで、可動裸光ファイバの反りが小さくなる。

【００１７】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。（１）第一の実施例図１は、本発明の光スイッチの部品構成及び配置を示す
構造図である。基部を円筒管７（第１の円筒管）に片持
ち梁状に固定され、かつ、その先端近傍に磁性体５を固
着した１本の可動裸光ファイバ１と、磁性体５を包囲す
るように設けられた、内部に角穴１５ｂを有する円筒管
１０（第２の円筒管）及び中空ソレノイドコイル６と、
磁性体５と平行かつ等間隔に互いに逆磁性として対向配
置された永久磁石８ａ、８ｂと、円筒管１１（第３の円
筒管）に固定された２本の静止裸光ファイバと、同一の
材質および外径からなる円筒管７、１０、１１であっ
て、円筒管７、１０と円筒管１０、１１が２個の短尺円
筒スリーブ１４ａ、１４ｂで整列保持され、可動裸光フ
ァイバ１先端が円筒管１０内の角穴１５ｂの対角にあた
る２つの内角に沿って、所定の長さで整列され、円筒管
１０に固着された静止裸光ファイバと対向している。

【００１８】また、可動裸光ファイバ１の移動方向と平
行かつ磁性体５の取付け位置と同位置に、磁性体５が円
筒管１０内壁への接触を避ける幅と深さで逃げさらい溝
１８が形設されている。図２（ａ）は、図１の軸方向断
面図を示す。磁性体５が固着された可動裸光ファイバ１
の先端部１０１が、光軸方向に対し、斜めに形成され、
円筒管１０を介在し、同じく先端部２０１が前記先端部
１０１に平行になるように形成され、円筒管１１に固着
された２本の静止裸光ファイバ２と対向している。ま
た、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図
２（ｂ）において、角穴１５ｂの横対角に静止裸光ファ
イバ２ａ、２ｂが固着されている。

【００１９】円筒管１１の端面は２本の静止裸ファイバ
と共に軸方向に対し斜め方向に切断され、可動裸光ファ
イバ１と同一の傾きで形成されている。図２において、
円筒管１０、１１は成形等で加工された一体ものを軸方
向に対し直角に分割したのち、それぞれ以下のような加
工を施す。円筒管１１は、静止裸光ファイバ２ａ、２ｂ
を角穴１５ｂに固着後、端面を斜めに形成する。円筒管
１０、１１の角穴１５ａ、１５ｂと平行に所定の位置に
ガイド穴１３が設けられており、ガイド穴１３に、ガイ
ド穴１３の内径と同径の外形を有する回転防止用の案内
ピン１２を挿入し、短尺円筒スリーブ１４ａ、１４ｂで
保持されている。

【００２０】（２）第二の実施例図３は、円筒管１０、１１の対向する部分を断面方向か
ら見た図である。円筒管１０、１１はともに角穴１５
ａ、１５ｂが形成され、可動裸光ファイバ１は、円筒管
１０の角穴１５ａの内角に沿って配置され、対角方向に
動くことにより静止裸光ファイバ２ａ又は２ｂと対向さ
れる。図４は、第２の実施例による光スイッチの、円筒
管１０、１１の対向する部分を断面方向から見た図であ
る。図４においては円筒管１１が２つのファイバ挿通穴
１７ａ、１７ｂで形成され、第２の円筒管１０は２つの
ファイバ挿通穴１７ａ、１７ｂを対角として、ファイバ
挿通穴１７ａ、１７ｂがＣ型溝１６となるよう角穴１５
ｃで形成し、Ｃ型溝１６の内壁に沿って可動裸光ファイ
バ１を整列する。Ｃ型溝１６は、可動裸光ファイバ１を
密着整列させるため、ファイバ挿通穴１７ａ、１７ｂ半
円より小さく形成する。

【００２１】（３）第三の実施例図５は、分割された磁性体１９、２０が、可動裸光ファ
イバ１に装着された状態の一例である。磁性体は加工
上、長くなる程、反りが発生しやすい問題があり、可動
裸光ファイバ１に装着した際、ファイバ自体の反りの原
因となる。可動裸光ファイバ１の長さが十数ｍｍの光フ
ァイバ自体の反りは先端部で数μｍ以下であるが、光フ
ァイバ先端部から数ｍｍの位置に従来の長さ（約２．５
ｍｍ）の磁性体５を装着すると反りが数十μｍ以上にな
る。

【００２２】そこで、従来の磁性体５を２分割し、１／
２の長さで加工することで、反りの小さな磁性体１９、
２０が得られる。分割された磁性体１９、２０を従来同
様に連結装着した場合、可動裸光ファイバ１の先端部で
の反りは、十数μｍ以下に抑えることができる。本実施
例は２分割について記述したが、磁性体自体の全長を更
に短くし、反りを極力小さくすることで光ファイバに磁
性体を複数個装着しても、光ファイバの反りは十数μｍ
に抑えられることが実験より得られている。

【００２３】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、可動
裸光ファイバ１と静止裸光ファイバの端面が斜めに形成
され対向しているので、低反射特性が得られ、また、第
２、第３の円筒管が回転防止用の案内ピンで位置決めさ
れていることから、高精度で対向でき、高性能な光学特
性の光スイッチを提供できる効果がある。また、第３の
円筒管に２本のファイバを同時に接着固定したのち端面
を形成し、第１、第２、第３の円筒管を安価な短尺円筒
スリーブを用い保持、接合することで、簡易に組立てら
れる低コストの光スイッチを提供できる効果もある。

【００２４】また、磁気的に光ファイバを駆動させる光
スイッチでは、磁性体を分割し、光ファイバに装着する
ことで組立性を向上させ安定した特性の光スイッチが提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光スイッチの部品構成および配置を表
す構造図である。

【図２】（ａ）は本発明の光スイッチの対向を示す軸方
向断面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図である。

【図３】本発明の光スイッチの第２及び第３の円筒管の
組合せの一例を示す斜視図である。

【図４】本発明の光スイッチの第２及び第３の円筒管の
組合せの一例を示す斜視図である。

【図５】本発明の光スイッチの磁性体取り付けの方法を
示す説明図である。

【図６】従来の光スイッチの構造の一例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１可動裸光ファイバ２ａ静止裸光ファイバ２ｂ静止裸光ファイバ５磁性体６中空ソレノイドコイル７第１の円筒管８ａ永久磁石８ｂ永久磁石１０第２の円筒管１１第３の円筒管１２案内ピン１３ガイド丸穴１４ａ短尺円筒スリーブ１４ｂ短尺円筒スリーブ１５ａ（第２の円筒管の）角穴１５ｂ（第３の円筒管の）角穴１５ｃ（Ｃ型溝を有する）角穴１６（角穴１５ｃ内の）Ｃ型溝１７ａファイバ挿通穴１７ｂファイバ挿通穴１８逃げさらい溝１９分割磁性体２０分割磁性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川知宏千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内 (72)発明者平山尚幸千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心軸方向に貫通穴を有する第１の円筒
管と、前記第１の円筒管の前記貫通穴に挿通され端部を
片持ち梁状に固定された１本の可動裸光ファイバと、前
記可動裸光ファイバの先端近傍に固着された磁性体と、
前記可動裸光ファイバを挿通させる角穴を中心軸方向に
有し前記第１の円筒管と同一外径の第２の円筒管と、前
記第２の円筒管を包囲し、前記磁性体の磁化方向を反転
させる為に設けられる中空ソレノイドコイルと、前記磁
性体とソレノイドコイルを挟みＮＳ極の向きが互いに逆
になるように対向配置された一対の永久磁石と、中心に
前記角穴と同形の角穴を有し、かつ、前記第２の円筒管
に連なる第３の円筒管と、前記可動光ファイバの先端と
所定の間隔を持って対向するように前記第３の円筒管の
角穴の対角方向に固定された２本の静止裸光ファイバ
と、前記第１、第２の円筒管と第２、第３の円筒管を各
々整列保持し固定する２個の同一の内径を有する円筒ス
リーブとからなり、前記ソレノイドに流す電流の向きを
変えることによって、前記可動裸光ファイバを前記角穴
の対角方向に動かし、前記可動裸光ファイバと向き合う
静止裸光ファイバを切り換えることを特徴とする光スイ
ッチ。
【請求項２】前記可動裸光ファイバ先端と前記静止裸
光ファイバ先端が互いに平行に向き合うように斜めに形
成されたことを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】前記静止裸光ファイバ先端は前記第３の
円筒管と共に斜めに形成されていることを特徴とする請
求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】前記第２の円筒管と前記第３の円筒管に
回転方向位置決め機構を有する請求項１から３のいずれ
か一つに記載の光スイッチ。
【請求項５】前記磁性体と前記第２の円筒管内壁の接
触を回避させる逃げさらい溝を第２の円筒管の中央部に
有する請求項１から４のいずれか一つに記載の光スイッ
チ。
【請求項６】片持ち梁状に固定され先端に磁性体を有
する可動裸光ファイバの前記磁性体に加える磁気力を変
えることにより前記可動裸光ファイバを径方向に駆動
し、対向する複数の静止裸光ファイバを切り換える光ス
イッチにおいて、前記磁性体が複数に分割され連結装着
されていることを特徴とする光スイッチ。