説明

光スイッチ

【課題】 光スイッチの光路切替方向が容易に検知でき、切替方向の電気信号が得られる
光スイッチを提供する。
【解決手段】 光ファイバー切替機構部に、1本以上の可動側ダミー光ファイバーと1本
以上の固定側ダミー光ファイバーを追加し、可動側ダミー光ファイバーには投光器、固定
側ダミー光ファイバーには受光器が設けられている。投光器から出た光は可動側ダミー光
ファイバーを通り、対向する固定側ダミー光ファイバーに入り受光器で電気信号に変換さ
れる。受光器から出た電気信号で光ファイバーの切替動作方向を認識することができる

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光通信の分野等で用いる光スイッチに関する。
【背景技術】
【0002】
光通信の発達に伴って、光ファイバー通信網は長い光路と複雑な分岐を持つようになっ
た。このような環境では光通信装置や光伝送装置内において、回線間で光ファイバーの光
路(伝送経路)を切替る用途が増大し、多くの光スイッチが用いられている。光スイッチ
を切替方式でみると、電気的あるいは光学的に光路の屈折率や位相を変化させて光の進行
方向を切替る方式のものや、機械的に光路を移動させて光の進行方向を切替る方式のもの
等が開発されている。精密な駆動を実現する低損失な光スイッチとしては、後者の機械式
光スイッチが有望である。光スイッチを分岐の数でみると、1本の入力光ファイバーを2
本の出力光ファイバーに動かして切替る1×2型光スイッチや、多数の光ファイバーの端
面を対向させた1×m型光スイッチあるいはn×m型光スイッチ等がある。また、切替の
目的は、通常の回線切替の他に、断線した伝送経路を別の断線していない経路に切替る障
害復旧用途や、建物内や地域内の光通信ネットワークの回線を切替る保守点検用途等にも
用いられている。
【0003】
従来の機械式光スイッチは、特許文献1に開示されている。図6に展開斜視図、図7に
図6のk−k’断面図、図8に蓋と可動ブロックの上部および固定ブロックの上部を取り
除いた光スイッチの平面図を示す。光スイッチ1’は筐体2と蓋3で構成されるバッケー
ジに、光ファイバー切替機構部が組込まれた構造となっている。光ファイバー切替機構部
は、光ファイバーと光ファイバーを保持するブロック、光ファイバーを移動や保持する磁
気回路等からなっている。筐体2に設けられた外部端子4から光ファイバー切替信号が入
力され、外部端子4と繋がる内部端子5から駆動コイル10に信号が伝わり、電磁力を発
生し可動ブロック11が移動し光ファイバーの切替動作が行われる。内部端子5と駆動コ
イル10を接続する金属線の図示は省略している。
【0004】
図7と図8を用いて光ファイバー切替動作と位置決め方法等に付いて詳細に説明する。
べース板20には、可動側光ファイバー14を挟持する固定ブロックA12と、固定側光
ファイバー15を挟持する固定ブロックB13、図7には、図示はしていないが磁気ヨー
ク16や駆動コイル10、永久磁石17から構成される磁気回路が接着固定されている。
可動側光ファイバー14の先端部には可動ブロック11がベース板20より浮いた状態で
設けられている。可動ブロック11は固定ブロックB13から突出た規制ピン18で保持
され、ベース板より浮いた状態を保持している。規制ピン18で、固定側光ファイバー1
5と可動側光ファイバー14の高さ方向の位置を合わせている。駆動コイル10に切替信
号が入力されると図8の可動ブロック11が実線で示した位置から破線の位置に移動し、
光路の切替が終了する。規制ピン18で可動ブロック11の移動および停止位置は規制さ
れ、固定側光ファイバー15と可動側光ファイバー14の位置合せが行われる。破線の位
置に移動した可動ブロック11は、永久磁石17の磁力により磁気ヨーク16に吸引され
次の光ファイバー切替信号が入力されるまで破線の位置に保持される。
【0005】
【特許文献1】特開平11−326796号公報 図1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
光路の保守点検等で、光スイッチの切替動作方向を知る必要が出て来た場合でも、従来
の光スイッチでは容易に知ることが出来なかった。固定側光ファイバー15と可動側光フ
ァイバー14の突合せ部に外部から光が入るとノイズとなるため、外部光を遮断するため
パッケージの筐体2と蓋3は不透明な材質で構成されている。可動ブロック11の位置を
視認することができれば切替動作方向を知ることができるが、不透明なパッケージのため
外から見ることはできなかった。例え視認できたとしても、切替動作方向を電気信号で取
り出すことはできなかった。
【0007】
光路切替時に駆動コイルに流れる直流電流の方向を検知し、切替動作方向を知ることは
可能であるが、駆動コイルに流れる電流は一時的であるため電流の流れた方向つまり切替
方向を何らかの手段で記憶や表示をする必要がある。切替動作方向の記憶や表示を行う装
置は、大掛かりなものとなるだけでなく、停電時や作業場所の制限があるときは、確実に
作動する保証も低いものであった。可動ブロックや可動側光ファイバーの近傍に電気接点
を設け、切替信号により可動ブロックや可動側光ファイバーが動き、その動きで電気接点
を作動させて切替動作方向の電気信号を得る方法等が考えられる。しかし、光スイッチの
パッケージ内には屈折率整合材であるオイルが充填されることが多い。該オイルは電気絶
縁性のため電気接点から隔絶する必要があり、構造的に複雑となるだけでなく動作の信頼
性も低いものとなるため、実用化されていないのが現状である。
【0008】
本発明の目的は、光スイッチの光路切替方向が容易に検知でき、切替動作方向の電気信
号が得られる光スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の光スイッチは、複数の固定側光ファイバーに対して、少なくとも1本の可動側
光ファイバーを移動させて接続する光ファイバー切替機構部を有し、前記光ファイバー切
替機構部を収納するパッケージを備える光スイッチであり、光ファイバー切替機構部に1
本以上の固定側ダミー光ファイバーと、1本以上の可動側ダミー光ファイバーを設け、可
動側ダミー光ファイバーは可動側光ファイバーと連動して移動し、ダミー光ファイバーに
設けられた投光器と受光器により光ファイバーの切替動作方向を認識できる電気信号が得
られることが好ましい。
【0010】
前記光ファイバー切替機構部に、1本以上の可動側ダミー光ファイバーと1本以上の固
定側ダミー光ファイバーを追加で設け、可動側ダミー光ファイバーには投光器、固定側ダ
ミー光ファイバーには受光器が設けられる。投光器から出た光は可動側ダミー光ファイバ
ーを通り、対向する固定側ダミー光ファイバーに入り受光器で電気信号に変換される。受
光器から出た電気信号で光ファイバーの切替動作方向を認識することができる。
【0011】
可動側ダミー光ファイバーと固定側ダミー光ファイバー各々1本で切替動作方向を、検
出することができる。可動側光ファイバーと固定側光ファイバーAが対向している状態を
動作a、駆動コイルに光ファイバー切替信号が入り可動ブロックが移動し、可動側光ファ
イバーと固定側光ファイバーBが対向した状態を動作bとする。動作aの状態で投光器か
ら出た光は可動側ダミー光ファイバーを通り、対向する固定側ダミー光ファイバーに入り
受光器で電気信号に変換される。切替信号が入り動作bになると、可動側ダミー光ファイ
バーから出た光は固定ブロックの面に当り反射や散乱、減衰を起こし、固定側ダミー光フ
ァイバーには入らない。そのため、受光器から電気信号は得られない。受光器からの電気
信号があれば、動作a状態、電気信号が無ければ動作b状態であることが判る。勿論、固
定側ダミー光ファイバー位置を変えて、動作a状態で電気信号がなく、動作bで電気信号
がある様にすることもできる。
【0012】
可動側ダミー光ファイバーと固定側ダミー光ファイバー各々1本と、投光器と受光器も
各1個で良いため製造コスト的には安くすることができる。しかし、動作aの状態の時で
、投光器もしくは受光器が故障した場合、受光器から出力は得られないため、動作a状態
で有るにも係わらず動作b状態と判断してしまう可能がある。この場合、故障したのが投
光器か受光器かを調べるのは容易ではなく、各々を交換しながら調べて修理する必要があ
る。
【0013】
可動側ダミー光ファイバーを1本、固定側ダミー光ファイバーを2本とすることで、よ
り確実に光ファイバーの切替動作方向を認識することができる。動作aでは可動側ダミー
光ファイバーと固定側ダミー光ファイバーAが対向し、投光器から出た光は固定側ダミー
光ファイバーAに接続された受光器Aで電気信号に変換され出力される。光ファイバー切
替信号が入り動作bになると、可動側ダミー光ファイバーと固定側ダミー光ファイバーB
が対向し、投光器から出た光は固定側ダミー光ファイバーBに接続された受光器Bで電気
信号に変換され出力される。動作aでは受光器Aから、動作bでは受光器Bから切替動作
信号となる電気信号が得られるものである。
【0014】
受光器AとBが同時に故障する確率は非常に低いため、受光器AとBの出力を見ること
で容易に故障した部品が、投光器か受光器か判断することができる。動作a,b状態で受
光器A,B何れからも出力が無ければ投光器の故障、受光器A,Bのどちらか出力が無け
れば出力のない受光器の故障と容易に判断できる。
【0015】
可動側光ファイバー2本固定側光ファイバー4本の2×4光スイッチを、可動側光ファ
イバー1本固定側光ファイバー2本と、可動側ダミー光ファイバー1本固定側ダミー光フ
ァイバー2本として用いることもできる。つまり、切替動作信号なしの2×4光スイッチ
を、切替動作信号付きの1×2光スイッチとすることができる。2×4光スイッチで組立
時に何らかの不具合があり、一方の可動側光ファイバーと固定側光ファイバーの挿入損失
は仕様内だが、他方が仕様外であれば2×4光スイッチとしては不良品となった。挿入損
失等の特性が厳しく決められている光ファイバー側に比べ、閾値以上の信号が得られれば
良いダミー光ファイバー側は、挿入損失が大きくても充分使用することができる。止む無
く不良処理していた2×4光スイッチに投光器と受光器を取り付けることで、切替動作信
号が得られる1×2光スイッチとすることも可能となる。
【0016】
可動側ダミー光ファイバーと固定側ダミー光ファイバー各々2本とすることもできる。
動作a状態で、可動側ダミー光ファイバーAと固定側ダミー光ファイバーAが対向し、受
光器Aから切替動作信号が出る。光ファイバー切替信号が入り動作b状態になると、可動
側ダミー光ファイバーBと固定側ダミー光ファイバーBが対向し、受光器Bから切替動作
信号が出る。動作aでは受光器Aから、動作bでは受光器Bから切替動作信号となる電気
信号が得られるものである。
【0017】
本発明の光スイッチに設けられた投光器より出る光はファイバー内を透過する光信号波
長と異なる事が好ましく、専ら光通信に使用される850nm以上の赤外光に対して、投
光器の光波長は光通信の波長と異なる380nm以上780nm以下の波長であることが
好ましい。
【0018】
動作aの状態で投光器から出た光は受光器に入り電気信号に変換されるが、動作bでは
光は固定ブロックの面に当り反射や散乱、減衰を起し、固定側ダミー光ファイバーには入
らない構成の場合、反射や散乱した光が可動側光ファイバーと固定側光ファイバーの対向
部に当ると、光ファイバー内を通る850〜1600nmの光信号に対しノイズとなる。
対向部に投光器の光が当っても、光ファイバー内を通る850〜1600nmの光信号と
異なった、380nm以上780nm以下波長領域の光であればノイズとならない。38
0nm以上780nm以下波長領域の光を容易に得られるのは、LEDランプである。赤
や緑、青の単色光でも良いし、赤、緑、青の波長を約3:7:1の発光強度で組合せて白
色光としたものでも良い。受光器は、380nm以上780nm以下波長領域の光を電気
に変換できるフォトダイオードを使用することができる。
【0019】
投光器のから出る光波長を380nm以上780nm以下の可視光領域とすることで、
取扱いが容易なプラスチック光ファイバーをダミー光ファイバーに使用することもできる
。プラスチック光ファイバーはコア部が大きいため、ガラス製の光ファイバーに比べ対向
させるのが容易である。挿入損失等の特性が厳しく決められている光ファイバー側に比べ
、閾値以上の信号が得られれば良いダミー光ファイバー側を、プラスチック光ファイバー
とすることで、可動ブロックや固定ブロックの加工や組立精度を下げることもでき、製造
歩留りの向上や製造コストの低下が得られる。
【発明の効果】
【0020】
複数の固定側光ファイバーに対して、少なくとも1本の可動側光ファイバーを移動させ
て接続する光ファイバー切替機構部に、1本以上の可動側ダミー光ファイバーと固定側光
ファイバーを設け、光ファイバー切替機構部で可動側ダミー光ファイバーは可動側光ファ
イバーと連動して移動させる。ダミー光ファイバーに設けられた投光器と受光器により光
ファイバーの切替動作方向を認識できる電気信号が得られた。投光器から出る光を380
nm以上780nm以下の波長領域とすることで、光ファイバー内を通る850〜160
0nmの光信号に影響を与えることは無かった。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。説明を判り易くするため、
同一の部品、部位には同じ符号を用いている。
【実施例1】
【0022】
図1に本発明の光スイッチの展開斜視図を示す。図2に図1のm−m’断面図。図3に
蓋と可動ブロックの上部および固定ブロックの上部を取り除いた光スイッチの平面図を示
す。図1に示す様に、光スイッチ1は筐体2と蓋3で構成されるパッケージに、光ファイ
バー切替機構部が組込まれた構造となっている。筐体2に設けられた外部端子4から光フ
ァイバー切替信号が入力され、内部端子5から駆動コイル10に信号が伝わり、電磁力を
発生し可動ブロック11を移動し光ファイバーの切替を行わせた。内部端子5と駆動コイ
ル10を接続する金属線の図示は省略した。光ファイバー切替機構部には、ガラス製の可
動側ダミー光ファイバー44と固定側ダミー光ファイバー45を、100μm離して対向
させている。可動側ダミー光ファイバー44の端部に投光器52を、固定側ダミー光ファ
イバー45の端部に受光器53を設けた。投光器52には波長630nmの赤色LEDを
、受光器54にはフォトダイオードを用いた。
【0023】
図2は、図1のm−m’断面図である。光ファイバー切替機構部の土台となるベース板
20には、可動側光ファイバー14と可動側ダミー光ファイバー44を挟持する固定ブロ
ックA12と、固定側光ファイバー15と固定側ダミー光ファイバー45を挟持する固定
ブロックB13、図示はしていないが磁気ヨーク16や駆動コイル10、永久磁石17か
ら構成される磁気回路を接着固定した。可動側光ファイバー14と可動側ダミー光ファイ
バー44の先端部には可動ブロック11をベース板20より浮いた状態に設けた。可動ブ
ロック11は固定ブロックB13から突出た規制ピン18で保持され、ベース板20より
浮いた状態を保持している。規制ピン18は、固定側光ファイバー15と可動側光ファイ
バー14と、固定側ダミー光ファイバー45と可動側ダミー光ファイバー44の高さ方向
の位置を合わせている。
【0024】
図3に、蓋3と可動ブロックの上部および固定ブロックの上部を取り除いた光スイッチ
の平面図を示し、光スイッチの切替と切替動作信号の得方を説明する。図3は、動作a状
態を示す実線矢印方向に可動ブロック11が位置している。可動側光ファイバー14は固
定側光ファイバーA15’と対向接続されている。可動側ダミー光ファイバー44は固定
側ダミー光ファイバー45と対向接続されており、投光器52から出た光は受光器53に
入り電気信号が出力された。駆動コイル10に光ファイバー切替信号が入ると、可動ブロ
ック11は動作b状態を示す破線矢印方向に移動する。動作bでは、可動側光ファイバー
14は固定側光ファイバーB15”と対向接続され、光路の切替が行われる。可動側ダミ
ー光ファイバー44は対向接続される固定側ダミー光ファイバーがないため、可動側ダミ
ー光ファイバー44から出た光は、固定ブロックB13の側面で乱反射と減衰を起こす。
動作bでは受光器53からの電気信号の出力はなかった。動作aでは受光器53から電気
信号があり、動作bでは受光器53から電気信号がないと言う状況を得ることで、切替動
作信号とすることができた。
【0025】
動作bでは、可動側ダミー光ファイバー44から出た光は、固定ブロックB13の側面
で乱反射と減衰を起こす。固定ブロックB13には単結晶マンガン亜鉛フェライトを用い
、乱反射と光の減衰率上げるためRa1.3μmの切断面とした。また、可動ブロック1
1の固定ブロック側の側面も、乱反射と光の減衰率上げるためRa1.3μmの切断面と
した。投光器から出る光を波長630nmの赤色としたことと、光が反射する面を粗くし
たことで、動作b状態でも投光器から出た光が、光ファイバーを通る1530〜1580
nmには何ら影響を与えることは無かった。
【実施例2】
【0026】
本発明の他の実施例として、可動側ダミー光ファイバー1本固定側ダミー光ファイバー
2本の光スイッチを図4に示し、動作を説明する。実施例に用いたのは2×4光スイッチ
で、一方の可動側光ファイバーの挿入損失が仕様より2dB悪く不良品として処理したも
のである。挿入損失が仕様から外れた方を、可動側ダミー光ファイバーと固定側ダミー光
ファイバーに転用した。図4に示す様に、可動側ダミー光ファイバー44には投光器52
を設けた。投光器52から出る光は、赤、緑、青の波長を約3:7:1の発光強度で組合
せた白色LED光である。可動側ダミー光ファイバー44と対向する固定側ダミー光ファ
イバーA45’およびB45”には、受光器53’と53”を設けた。
【0027】
実線矢印方向の動作a状態では、可動側光ファイバー14は固定側光ファイバーA15
’と対向接続し、同時に可動側ダミー光ファイバー44は固定側ダミー光ファイバーA4
5’と対向接続した。投光器52から出た光は受光器A53’に入り、電気信号が得られ
た。駆動コイル10に光ファイバー切替信号が入ると、可動ブロック11は動作b状態を
示す破線矢印方向に移動する。可動側光ファイバー14は固定側光ファイバーB15”と
対向接続し、同時に可動側ダミー光ファイバー44は固定側ダミー光ファイバーB45”
と対向接続した。投光器52から出た光は受光器B53”に入り、電気信号が得られた。
動作aでは受光器A53’から、動作bでは受光器B53”から電気信号が得られること
で、確実に切替動作信号を得ることができた。
【実施例3】
【0028】
本発明の他の実施例として、可動側ダミー光ファイバー2本固定側ダミー光ファイバー
2本の光スイッチを図5に示し、動作を説明する。実線矢印方向の動作a状態で、受光器
から電気信号が出るダミー光ファイバー系と、破線矢印方向の動作b状態で受光器から電
気信号が出るダミー光ファイバー系の2系統を有すものである。可動側ダミー光ファイバ
ーが2本となるので、本実施例では可撓性の良いプラスチック光ファイバーを用いた。プ
ラスチック光ファイバーを用いたので、可動側の光ファイバーが3本になったが、駆動コ
イル10に流す光ファイバー切替信号の電圧(電流)を大きくしなくても、可動ブロック
11を移動することができた。プラスチック光ファイバーは光の通るコア部面積が大きい
ため、可動ブロック11や固定ブロックB13のダミー光ファイバーを保持する溝等の加
工精度を、ガラス製の光ファイバー用に比べ約1桁落すことができた。投光器A,Bには
、611nmの橙色のLEDを用いた。
【0029】
実線矢印方向の動作a状態では、可動側光ファイバー14は固定側光ファイバーA15
’と対向接続する。同時に可動側ダミー光ファイバーA44’は固定側ダミー光ファイバ
ーA45’と対向接続し、投光器A52’から出た光が受光器A53’に入り、電気信号
が得られた。可動側ダミー光ファイバーB44”は固定側ダミー光ファイバーB45”と
は対向接続せず、投光器B52”から出た光は固定ブロックB13の側面で、乱反射と減
衰を起す。受光器B53”から電気信号は出て来ない。駆動コイル10に光ファイバー切
替信号が入ると、可動ブロック11は動作b状態を示す破線矢印方向に移動する。可動側
光ファイバー14は固定側光ファイバーB15”と対向接続し光路が切替る。同時に可動
側ダミー光ファイバーA44’と固定側ダミー光ファイバーA45’の対向接続は切断さ
れ、受光器A53’から出ていた電気信号はなくなった。可動側ダミー光ファイバーB4
4”は固定側ダミー光ファイバーB45”と対向接続し、受光器B53”から電気信号が
得られた。動作aでは受光器A53’から、動作bでは受光器B53”から電気信号が得
られることで、確実に切替動作信号を得ることができた。
【0030】
実施例1〜3では、1×2光スイッチに切替動作信号を得るためのダミー光ファイバー
と投光器、受光器を設けた例で説明してきた。1×2光スイッチに限らず、可動側光ファ
イバーがn本、固定側光ファイバーm本のn×m光スイッチにも実施例1〜3で示した切
替動作信号を得る方法は有効であった。また、可動側ダミー光ファイバーに投光器を、固
定側ダミー光ファイバーに受光器を設けることで、実施例1〜3は説明してきた。詳細の
説明は省略するが、投光器を固定側ダミー光ファイバーに、受光器を可動側光ファイバー
にと、逆に配置した光スイッチを試作し、切替動作信号が実施例1から3と同様に得られ
ることが確認できている。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の光スイッチの展開斜視図である。
【図2】図1のm−m’断面図である。
【図3】本発明の光スイッチの平面図である。
【図4】本発明の実施例2の光スイッチの平面図である。
【図5】本発明の実施例3の光スイッチの平面図である。
【図6】従来の光スイッチの展開斜視図である。
【図7】図6のk−k’断面図である。
【図8】従来の光スイッチの平面図である。
【符号の説明】
【0032】
1,1’光スイッチ、2筐体、3 蓋、4 外部端子、5 内部端子、
10 駆動コイル、11 可動ブロック、12 固定ブロックA、
13 固定ブロックB、14 可動側光ファイバー、
15,15’,15” 固定側光ファイバー、16 磁気ヨーク、17 永久磁石、
18 規制ピン、20 ベース板、44,44’、44” 可動側ダミー光ファイバー、
45,45’、45” 固定側ダミー光ファイバー、52,52’,52” 投光器、
53,53’,53” 受光器。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の固定側光ファイバーに対して、少なくとも1本の可動側光ファイバーを移動させ
て接続する光ファイバー切替機構部を有し、前記光ファイバー切替機構部を収納するパッ
ケージを備える光スイッチであって、光ファイバー切替機構部に1本以上の固定側ダミー
光ファイバーと、1本以上の可動側ダミー光ファイバーを設け、可動側ダミー光ファイバ
ーは可動側光ファイバーと連動し、ダミー光ファイバーに設けられた投光器と受光器によ
り光ファイバーの切替動作方向を認識できる電気信号が得られることを特徴とする光スイ
ッチ。
【請求項2】
ダミー光ファイバーに設けられた投光器より出射される光は、380nm以上780n
m以下の波長を有することを特徴とする請求項1に記載の光スイッチ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2006−243540(P2006−243540A)
【公開日】平成18年9月14日(2006.9.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−61316(P2005−61316)
【出願日】平成17年3月4日(2005.3.4)
【出願人】(000005083)日立金属株式会社 (2,051)
【Fターム(参考)】