專利名稱：光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光開關(guān)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有作為光開關(guān)，例如下面這種是公知的(例如特開平2-149806號(hào)公報(bào))。
即，一方面把光纖分別連接在并列設(shè)置的適配器上，一方面把光纖安裝在沿滾珠絲杠移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)上的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該光開關(guān)，通過使移動(dòng)臺(tái)滑動(dòng)移動(dòng)而改變相對(duì)光纖的位置而能進(jìn)行切換。
但所述光開關(guān)由于把光纖直接安裝在移動(dòng)臺(tái)上，所以高速進(jìn)行切換是不可能的。特別是作為光傳送路的光纖自身進(jìn)行移動(dòng)，在可靠性的這一點(diǎn)上有問題。而且近年來并列設(shè)置的光纖的間距正在變得非常小(例如250μm)，使其停止在規(guī)定位置上是困難的。這時(shí)所使用光纖的線徑也需要根據(jù)間距而變小，但把這種線徑小的光纖安裝在移動(dòng)臺(tái)上的操作是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種光開關(guān)，其盡管是零件個(gè)數(shù)少的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，但能恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行光信號(hào)的切換。
作為為了解決所述課題的裝置，本發(fā)明的光開關(guān)其結(jié)構(gòu)包括射入側(cè)光傳送裝置；多個(gè)射出側(cè)光傳送裝置；反射裝置，其為了與射出側(cè)光傳送裝置中被選擇的任一個(gè)相對(duì)并定位而進(jìn)行移動(dòng)，并把光信號(hào)從射入側(cè)光傳送裝置向該射出側(cè)光傳送裝置反射；驅(qū)動(dòng)裝置，其使反射裝置相對(duì)選擇的所述射出側(cè)光傳送裝置移動(dòng)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使反射裝置是一個(gè)，其也能通過驅(qū)動(dòng)裝置而移動(dòng)到與射出側(cè)光傳送裝置相對(duì)的希望位置處，能把來自所述射入側(cè)光傳送裝置的光信號(hào)向該射出側(cè)光傳送裝置反射。因此，根據(jù)本發(fā)明，通過驅(qū)動(dòng)裝置把反射裝置與各射出側(cè)光傳送裝置相對(duì)地進(jìn)行移動(dòng)，所以能得到盡管是零件個(gè)數(shù)少的簡(jiǎn)單且便宜的結(jié)構(gòu)，但也能故障少地順利進(jìn)行光路切換操作的光開關(guān)。
其具備對(duì)所述各射出側(cè)光傳送裝置而把所述反射裝置進(jìn)行定位的定位裝置，在能進(jìn)行高速切換的這一點(diǎn)上是理想的。
所述定位裝置，其只要包括下述部件就就可以按壓部件，配置在所述反射裝置的整個(gè)移動(dòng)范圍內(nèi)；動(dòng)作部件，其使該按壓部件動(dòng)作而使所述反射裝置能移動(dòng)或不能移動(dòng)。
所述定位裝置，其只要包括下述部件就就可以與所述反射裝置一起移動(dòng)的定位部，和配置在所述反射裝置的整個(gè)移動(dòng)范圍內(nèi)并把所述定位部進(jìn)行定位的定位接受部便可。
所述定位部具備沿所述反射裝置的移動(dòng)方向設(shè)置的，且在與所述反射裝置移動(dòng)方向正交的方向上延伸的多個(gè)槽部，所述定位接受部其結(jié)構(gòu)最好包括至少位于所述槽部中任兩部位上，且把所述反射裝置在移動(dòng)方向上定位的多個(gè)第一突出部，和設(shè)置在對(duì)該第一突出部是與所述反射裝置移動(dòng)方向正交的方向上離開的位置上，且與所述定位部的任一處接觸的第二突出部。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能把定位接受部的定位部正確進(jìn)行定位。即通過第一突出部和第二突出部的至少三處的定位，能把定位部和反射裝置位于希望的水平面內(nèi)。通過第一突出部位于槽部?jī)?nèi)，能防止反射裝置在水平面內(nèi)的傾斜。因此，把反射裝置能對(duì)射入側(cè)光傳送裝置的光路和射出側(cè)光傳送裝置的光路正確進(jìn)行定位，能防止發(fā)生光信號(hào)的收發(fā)錯(cuò)誤。
利用所述定位裝置的所述反射裝置的定位，是利用根據(jù)把線圈通過骨架纏繞在鐵心上的電磁鐵的勵(lì)磁、消磁而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，使所述定位接受部動(dòng)作而進(jìn)行的，這樣，在有效利用現(xiàn)有電磁鐵結(jié)構(gòu)，并且能廉價(jià)制作的這一點(diǎn)上是理想的。
所述反射裝置和所述定位部，通過從支承臺(tái)延伸的彈性部件支承，所述電磁鐵設(shè)置在反射裝置和定位部與支承臺(tái)之間，這樣，在有效利用閑置空間，在能制成簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的這一點(diǎn)上是理想的。
所述驅(qū)動(dòng)部件，把其一端部固定在所述支承臺(tái)上，使用另一端部能按壓所述定位部的重心位置，這樣，在能把定位部的定位在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行的這一點(diǎn)上是理想的。
能把所述驅(qū)動(dòng)部件向所述支承臺(tái)的固定位置對(duì)所述定位部進(jìn)行調(diào)整，這樣，在能吸收精度誤差而得到希望的動(dòng)作特性的這一點(diǎn)上是理想的。
所述驅(qū)動(dòng)裝置由直動(dòng)型音圈電機(jī)構(gòu)成便可。
在所述各光傳送裝置中，最好分別設(shè)置為把射出或射入的光變平行用的準(zhǔn)直透鏡。
把所述反射裝置與所述射入側(cè)光傳送裝置能一體地進(jìn)行移動(dòng)，這樣，在把光路長(zhǎng)度維持固定，能使插入損耗是最小程度的這一點(diǎn)上是理想的。
通過把所述射入側(cè)光傳送裝置與射出側(cè)光傳送裝置并列設(shè)置成一體，所述反射裝置其結(jié)構(gòu)具備把來自所述射入側(cè)光傳送裝置的光信號(hào)進(jìn)行受光的第一反射面，和通過反射來自該第一反射面的光信號(hào)而向所述射出側(cè)光傳送裝置的任一個(gè)射入的第二反射面。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能把光傳送裝置的引出方向集中在一處。而且在向任一射入側(cè)光傳送裝置射出時(shí)，都能得到相同光路尺寸地形成反射部件的各反射面。而且通過兩個(gè)反射面的作用，能大幅度削減利用驅(qū)動(dòng)部件的移動(dòng)距離。
所述反射裝置由三角柱狀的棱鏡構(gòu)成，該棱鏡的一個(gè)側(cè)面構(gòu)成射入面和射出面，另外兩個(gè)側(cè)面構(gòu)成反射面，這樣，在盡管是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但也能高精度進(jìn)行光路方向變換的這一點(diǎn)上是理想的。


圖1是本實(shí)施例光開關(guān)的概略圖；圖2是圖1所示驅(qū)動(dòng)部件的詳細(xì)情況剖面圖；圖3是表示圖1所示光傳送部件結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖4是表示圖3所示光傳送部件透鏡陣列成型狀態(tài)的剖面圖；圖5是表示圖1所示的光開關(guān)中采用的定位部件的剖面圖；圖6是表示定位部件其他例的剖面圖；圖7A、圖7B是表示其他實(shí)施例光開關(guān)動(dòng)作前后的概略圖；圖8是其他實(shí)施例光開關(guān)的分解立體圖；圖9是其他實(shí)施例光開關(guān)的平面圖；圖10是圖9的正面圖；
圖11是圖8所示音圈電機(jī)的分解立體圖；圖12A是具備圖11緩沖座的矩形框體的平面圖，圖12B是其正面圖；圖13A是圖11的棱鏡座的平面圖，圖13B是其正面圖；圖14是表示V型槽部件與對(duì)準(zhǔn)位置部件關(guān)系的概略圖；圖15是表示其他實(shí)施例驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概略圖；圖16是表示其他實(shí)施例驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概略圖；圖17是表示其他實(shí)施例驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概略圖；圖18是表示其他實(shí)施例驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概略圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)圖1表示本實(shí)施例的光開關(guān)。該光開關(guān)在陶瓷制的殼體1內(nèi)收容有射入側(cè)光傳送部件2、反射部件3、驅(qū)動(dòng)部件4、定位部件5(圖5)、射出側(cè)光傳送部件6。
射入側(cè)光傳送部件2由單一的射入側(cè)光纖7(相當(dāng)于本發(fā)明的射入側(cè)光傳送裝置)構(gòu)成。射入側(cè)光纖7與所述射出側(cè)光纖24被配置成其光軸相互正交，并從殼體1的側(cè)面引出。如圖3所示，在本實(shí)施例的射入側(cè)光纖7上使用了由包層9包覆直徑9μm的芯線束8的外周部的直徑125μm的結(jié)構(gòu)。
反射部件3，是由銅、鋁、不銹鋼或它們的合金(黃銅)構(gòu)成的三角柱狀，為了把來自射入側(cè)光纖7光信號(hào)直角變換方向而射入到射出側(cè)光纖24中，其具有傾斜45度的反射面10。
如圖2和圖5所示，驅(qū)動(dòng)部件4由直動(dòng)型音圈電機(jī)14構(gòu)成，該音圈電機(jī)在一端部連接有長(zhǎng)條的大致U字形軛鐵11相對(duì)部的一側(cè)配置有永久磁鐵12，并且在其周圍配置了音圈13。軛鐵11和永久磁鐵12固定在殼體1上。位于軛鐵11和永久磁鐵12周圍的矩形筒狀外裝體15(圖1)與音圈13形成一體，所述反射部件3安裝在該外裝體15上。外裝體15通過固定于殼體1的支承臺(tái)1a上的4根支承金屬線16而被彈性支承，能沿永久磁鐵12和軛鐵11在長(zhǎng)度方向上非接觸移動(dòng)。這樣，反射部件3就能在與射入側(cè)光纖7同軸的基礎(chǔ)上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。
如圖5所示，定位部件5由按壓部件17和動(dòng)作部件18構(gòu)成，并配置在驅(qū)動(dòng)部件4的側(cè)部。按壓部件17沿所述外裝體15配置，并與其側(cè)面能接觸離開。動(dòng)作部件18由在永久磁鐵19周圍配置纏繞的線圈20而構(gòu)成。永久磁鐵19通過在其兩端部設(shè)置的彈簧21而配置在殼體1與按壓部件17之間。不向線圈20通電時(shí)，利用彈簧21的靠壓力，使永久磁鐵19向按壓部件17接近，按壓部件17壓接在外裝體15上，阻止驅(qū)動(dòng)部件4移動(dòng)而定位。向線圈20通電時(shí)，則永久磁鐵19遠(yuǎn)離按壓部件17，按壓部件17從外裝體15離開的結(jié)果是驅(qū)動(dòng)部件4能移動(dòng)。
如圖1所示，射出側(cè)光傳送部件6由光纖陣列22(多芯光纖)和透鏡陣列23構(gòu)成。
光纖陣列22把多根射出側(cè)光纖24(相當(dāng)于本發(fā)明的射出側(cè)光傳送裝置)并列設(shè)置成一體化的扁平電纜狀，并從殼體1的一端面引出。本實(shí)施例中射出側(cè)光纖24，與圖4所示的所述射入側(cè)光纖7一樣，使用把直徑9μm的芯線束8的外周部由包層9包覆的直徑125μm的結(jié)構(gòu)。以250μm的間隔把8根并列設(shè)置成一體化。
透鏡陣列23，除了玻璃基板25的背面外而把表面使用透明樹脂26覆蓋，在前面與所述各光纖對(duì)應(yīng)的位置分別形成有準(zhǔn)直透鏡27。
透鏡陣列23是如下形成的。即如圖4所示，首先把玻璃基板25收容在下模28的內(nèi)腔29內(nèi)。然后向玻璃基板25上供給規(guī)定量的紫外線固化型透明樹脂26(例如環(huán)氧樹脂)，利用上模30加壓，使其被按壓擴(kuò)展在玻璃基板25上。上模30由具有透光性的玻璃等構(gòu)成，通過紫外線燈31向所述透明樹脂26照射紫外線而使其固化。然后，使上模30離開，取出成型品，去掉毛刺，完成透鏡陣列23。所述透明樹脂26除了紫外線固化型樹脂以外也可以使用熱固化型樹脂等。
所述驅(qū)動(dòng)部件4和所述定位部件5的驅(qū)動(dòng)控制，根據(jù)來自控制電路32(圖1)的控制信號(hào)進(jìn)行。
下面說明所述光開關(guān)的動(dòng)作。
根據(jù)表示從射入側(cè)光纖7向任一射出側(cè)光纖24是否輸出了光信號(hào)的輸入信號(hào)，而從控制電路32向驅(qū)動(dòng)部件4和定位部件5輸出控制信號(hào)。這樣，向定位部件5的線圈20施加電壓，按壓部件17從驅(qū)動(dòng)部件4的外裝體15離開。而且向驅(qū)動(dòng)部件4的音圈電機(jī)14通電，音圈13移動(dòng)。這時(shí)，與音圈13一體移動(dòng)的反射部件3的停止位置，是隨著音圈13的移動(dòng)而彈性變形的支承金屬線16的復(fù)原力，與與向音圈13供給的電流量成比例得到的推力相均衡的位置。于是，通過控制向音圈13供給的電流量，就能使反射部件3的反射面10與希望的射出側(cè)光纖24相對(duì)。
在該狀態(tài)下，若遮斷向定位部件5的線圈20的通電，則通過彈簧21的靠壓力而按壓部件17按壓在驅(qū)動(dòng)部件4的外裝體15上，對(duì)音圈13即反射部件3的停止位置進(jìn)行保持。因此，即使向音圈電機(jī)14的通電被遮斷，音圈13也不移動(dòng)，光信號(hào)的傳送通路被自身保持。該結(jié)果是能把來自射入側(cè)光纖7的光信號(hào)，通過反射部件3的反射面10而傳送到希望的射出側(cè)光纖中。
這樣，由于是使用音圈電機(jī)14，所以能高速移動(dòng)反射部件3。而且利用定位部件5，即使在向音圈13的通電被遮斷后，也能可靠地把光信號(hào)傳送到希望的射出側(cè)光纖中。
所述實(shí)施例中，是把射入側(cè)光纖7固定在殼體1上，但也可以是把其與反射部件3形成一體。這樣，在通過驅(qū)動(dòng)部件4而移動(dòng)反射部件3時(shí)，也能把從反射部件3到射入側(cè)光纖7的距離經(jīng)常保持成固定尺寸。因此，由于從反射部件3到射出側(cè)光纖24的距離是一定的，所以能把從射入側(cè)光纖7到射出側(cè)光纖24的距離經(jīng)常維持一定，能抑制插入損耗。
所述實(shí)施例中，作為驅(qū)動(dòng)部件4是使用了音圈電機(jī)14，但通過使用未圖示的步進(jìn)電機(jī)使螺桿旋轉(zhuǎn)，使支承反射部件3的支承臺(tái)沿未圖示的螺桿能移動(dòng)，也可以使支承臺(tái)和反射部件3能滑動(dòng)移動(dòng)。而且也可以使用線性超聲波電機(jī)等其他的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
所述實(shí)施例中，是使用定位部件5的按壓部件17按壓驅(qū)動(dòng)部件4來進(jìn)行定位的結(jié)構(gòu)，但也可以是如圖6所示的結(jié)構(gòu)。即一方面在按壓部件17上與各射出側(cè)光纖相對(duì)應(yīng)形成V形槽33，一方面把沿V形槽33移動(dòng)的定位銷34與音圈13形成一體。這樣，即使由周圍環(huán)境溫度的影響而永久磁鐵和支承金屬線的特性有變化，反射部件3的位置有偏差，也由于V形槽33通過定位銷34強(qiáng)制地把反射部件3矯正到正確的位置上，所以能抑制光路的偏差。而且提高了即使受到來自外部的振動(dòng)·沖擊，也保持其位置的性能。
(第二實(shí)施例)圖7表示其他實(shí)施例的光開關(guān)。該光開關(guān)與所述實(shí)施例在下面的點(diǎn)上不同。
即射入側(cè)光纖7被設(shè)置成與射出側(cè)光纖24一起構(gòu)成成為扁平電纜狀傳送路一部分地成為一體。即在并列設(shè)置的多根光纖中，把一根作為輸入用，把其他的作為輸出用地進(jìn)行利用。反射部件3通過把上面切除成大致的V字形，而分別形成相互正交，且對(duì)光纖的光軸傾斜45度的第一和第二反射面10a和10b。
根據(jù)具備以上結(jié)構(gòu)的光纖，由于能把射入側(cè)光纖7和射出側(cè)光纖24由單一的扁平電纜狀傳送路構(gòu)成，所以能把結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，能把從殼體1的引出方向集中到一處。而且把從射入側(cè)光纖7輸出的光信號(hào)，通過根據(jù)受光的射出側(cè)光纖24的位置而變更反射部件3的移動(dòng)位置，通過調(diào)整反射面10a、10b的反射位置，即使在向任一個(gè)射出側(cè)光纖24輸出時(shí)，也能使光路尺寸相同。即根據(jù)射入側(cè)光纖7與射出側(cè)光纖24的并列設(shè)置間距而移動(dòng)反射部件3，并列設(shè)置的間距小時(shí)，使從光纖7、24到反射面10a、10b的尺寸變大地移動(dòng)，相反，在并列設(shè)置的間距大時(shí)，使從光纖7、24到反射面10a、10b的尺寸變小地移動(dòng)。具體說就是例如如圖7(a)所示那樣，在離開最遠(yuǎn)的光纖7、24間進(jìn)行光信號(hào)傳送時(shí)，使從光纖7、24到反射面10a、10b的尺寸變成最小地移動(dòng)反射部件3。如圖7(b)所示，在鄰接的光纖7、24間進(jìn)行光信號(hào)傳送時(shí)，使從光纖7、24到反射面10a、10b的尺寸變成最大地移動(dòng)反射部件3。根據(jù)本實(shí)施例，能把反射部件3的移動(dòng)范圍抑制到與上述實(shí)施例相比的約一半，是應(yīng)答性優(yōu)良的結(jié)構(gòu)。
(第三實(shí)施例)圖8到圖10表示其他實(shí)施例的光開關(guān)。該光開關(guān)是在底座41上設(shè)置了電磁鐵部42、驅(qū)動(dòng)部(音圈電機(jī))43、輸出輸入部44的結(jié)構(gòu)。
底座41在占據(jù)了上面大部分的矩形凹部45內(nèi)，具備放置電磁鐵部42的支承凹部46和配置有輸出輸入部44的保持臺(tái)47。保持凹部46在兩側(cè)具備槽部48，且在其近旁形成有多個(gè)第一端子孔49。在保持凹部46近旁分別在一處形成有避讓凹部41a，在兩處形成有第二端子孔50。保持臺(tái)47在從底座41的上面稍微突出的板狀部的兩側(cè)邊部分別各形成三處導(dǎo)向突部51。在支承凹部46與保持臺(tái)47間分別形成有一對(duì)卡合突部41b。
電磁鐵部42，是在現(xiàn)有公知電磁繼電器中采用的電磁鐵裝置結(jié)構(gòu)。對(duì)該電磁鐵裝置雖未詳細(xì)圖示，但其是鐵心大致彎曲成U字型，在中央部配置永久磁鐵(未圖示)。線圈通過骨架纏繞在鐵心上而位于永久磁鐵的兩側(cè)。它們被收容在底座組件內(nèi)，在永久磁鐵的上面可轉(zhuǎn)動(dòng)地配置可動(dòng)鐵片52。在可動(dòng)鐵片52一端的上面，有由合成樹脂材料等構(gòu)成的按壓用突出部53通過粘接等與其形成一體。所述電磁鐵裝置使用所謂的自身保持型。即在線圈不通電的消磁狀態(tài)下，維持可動(dòng)鐵片52轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)以使按壓用突出部53位于下方。而向線圈通電進(jìn)行勵(lì)磁時(shí)，則向相反側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，使按壓用突出部53向上運(yùn)動(dòng)。從電磁鐵部42的兩側(cè)部向下方突出的各端子42a，通過所述第一端子孔49向下方突出。
驅(qū)動(dòng)部43分別在矩形框體54的一端部配置構(gòu)成支承臺(tái)的緩沖座55，在另一端部配置棱鏡座56。
如圖11和圖12所示，矩形框體54在一端側(cè)連接部的中央部分形成有螺紋孔54a。在內(nèi)側(cè)邊部的兩處形成有向上方彎曲大致成直角，用于粘接、固定緩沖座55的一對(duì)固定片57、57。而在另一端側(cè)連接部的中央兩側(cè)邊部，有通過向上方彎曲大致成直角而形成的以規(guī)定間隔相對(duì)的相對(duì)壁58、58。在相對(duì)壁58的相對(duì)面上，設(shè)置有把各自不同的極性相對(duì)地使其左右正反面的極性不同地進(jìn)行充磁的永久磁鐵59。另一端側(cè)連接部和相對(duì)壁58起作為所說的軛鐵的作用。一個(gè)相對(duì)壁58通過把一部分進(jìn)行切口而形成在水平方向上延伸支承片60。在它們近旁形成有與所述底座41的卡合突部41b卡合的卡合孔54a，并且安裝有成為定位接受部的V形槽部件61(圖12A，圖12B)。如圖14所示，V形槽部件61在其上面平行地形成有多個(gè)V形槽61a(在此，設(shè)定V形槽61a所成的角度是60°)。各V形槽61a以如后述并列設(shè)置的光纖40的1/2間距形成。
如圖11所示，緩沖座55是大致U字形，兩側(cè)的臂部62形成側(cè)面和端面開口的箱狀。在臂部62的一端安裝有上下兩根支承金屬線63。在臂部62前端的筒狀部64內(nèi)填充凝膠狀的緩沖劑(未圖示)，以支承穿通的支承金屬線63。緩沖劑并不填充在整個(gè)臂部62，而是僅填充在前端的筒狀部64內(nèi)。因此，能防止空隙(氣泡)向緩沖劑產(chǎn)生。而且能提高支承金屬線63的緩沖特性，提高其變形后的收斂性。即在支承金屬線63彈性變形后能縮短穩(wěn)定到規(guī)定位置的收斂時(shí)間。在緩沖座55上設(shè)置有從側(cè)面向下方突出的一對(duì)端子55a。通過臂部62、62的配置，能確保在矩形框體54內(nèi)的開口部分中已經(jīng)存在的電磁鐵部42的配置空間。
緩沖座55的中間部，通過與矩形框體54的一端側(cè)連接部和在那里形成的固定片57粘接而被固定。在中間部的上面兩處突出有突起65，在它們間設(shè)置有穿通孔66。利用突起65和穿通孔66安裝彈性部件，即板簧67(圖8)。板簧67的一端部，成為分別形成有與所述突起65卡合的第一通孔68和與所述穿通孔66連通的第二通孔69的安裝片70。在緩沖座55的中間部上面與板簧67的安裝片70間設(shè)置有墊片71。墊片71上形成有三處圓弧狀的切口，以避免與所述突起65和所述穿通孔66發(fā)生干涉。通過變更墊片71的片數(shù)(也可以是厚度)，能調(diào)整板簧67對(duì)棱鏡座56在上下方向上的位置。板簧67通過其第二通孔69和所述緩沖座55的穿通孔66而旋合在所述矩形框體54的螺紋孔內(nèi)而被安裝。板簧67利用其自身的彈性力，使用設(shè)置在其前端下面的按壓突部72按壓棱鏡座56的重心位置，把棱鏡80對(duì)輸出輸入部44定位在希望的位置上。另一方面，板簧67，通過由所述可動(dòng)鐵片52的一端部設(shè)置的按壓用突出部53把其中間部的下面推上來，而能解除對(duì)棱鏡座56的按壓狀態(tài)。
如圖11和圖13所示，棱鏡座56具備在中央部配置有纏繞了線圈73的矩形支承部74。由導(dǎo)電性金屬材料構(gòu)成的連接片75安裝在矩形支承部74的兩側(cè)面。所述支承金屬線63的一端部通過釬焊和焊接連接在連接片75上。這樣，棱鏡座56就由設(shè)置在左右兩處的上下兩根支承金屬線63所彈性支承，能把棱鏡80對(duì)上下左右各方向的傾斜維持相同不變地進(jìn)行平行移動(dòng)。所述線圈73的兩端部分別通過釬焊等電連接在各連接片75上。因此，通過支承金屬線63能向線圈73通電，而且能把電流方向任意變更。76a是把線圈73通過焊接等向連接片75上連接時(shí)為了保持棱鏡座56而利用的把持片。
在矩形支承部74的前后延伸設(shè)置有框部76、78，所述矩形框體54的相對(duì)壁58和永久磁鐵59就分別插在其中(圖9)。在一側(cè)的框部(第一框部)76內(nèi)設(shè)置有對(duì)準(zhǔn)位置部件77。該對(duì)準(zhǔn)位置部件77從上方安裝在第一框部76上形成的開口部上，把其上方平坦部77a利用粘接等固定在第一框部76的上面。如圖14所示，對(duì)準(zhǔn)位置部件77為了重量輕而在其中央部形成通孔77b，在其下面有以光纖并列設(shè)置間距的1/2間距形成的第一定位突部77c。第一定位突部77c是利用形成在斷面圓弧狀的突條，把前端位于所述V形槽部件61的任兩處V形槽61a中。這樣，對(duì)準(zhǔn)位置部件77就對(duì)固定在底座41上的V形槽部件61進(jìn)行了定位。
如圖13A所示，在另一側(cè)的框部(第二框部)78內(nèi)，形成有導(dǎo)向部79，并安裝了棱鏡80。導(dǎo)向部79由對(duì)棱鏡80的下邊進(jìn)行導(dǎo)向的傾斜部79a和避讓凹部79b所構(gòu)成。棱鏡80具備一個(gè)輸出入面80a和兩個(gè)反射面80b、80c。棱鏡80的上下面被研磨，對(duì)輸出入面80a和反射面80b、80c形成高精度的正交。對(duì)輸出入面80a實(shí)施AR涂覆(消反射膜Anti Reflectioncoat)，來降低通過的光的損耗。反射面80b、80c根據(jù)棱鏡80與周圍空氣的折射率的差而能把光全反射。在第二框部78的下面形成有第二定位突部78a(圖13B)，通過按壓所述板簧67的按壓突部72，使其與矩形框體54的支承片60接觸。
如圖8和圖9所示，輸出輸入部44是與所述第二實(shí)施例同樣的結(jié)構(gòu)，是把多根光纖40并列設(shè)置成一體的結(jié)構(gòu)，但在底面上兩側(cè)的兩個(gè)部位具備突出的腳部81a的調(diào)整板81被一體化的這一點(diǎn)上是不同的。輸出輸入部44放置在所述底座41的保持臺(tái)47上，在腳部81a配置在各導(dǎo)向突部51間的狀態(tài)下進(jìn)行位置調(diào)整。即從一根射入側(cè)光纖40a輸入的光由棱鏡80反射，通過測(cè)量由棱鏡80的位置移動(dòng)而決定的向某一根射出側(cè)光纖40b輸出時(shí)的光量，來調(diào)整到該光量能得到最大值的位置。然后向保持臺(tái)47與調(diào)整板81間注入的粘接劑照射紫外線使其固化，這樣來把輸出輸入部44固定在底座41上。
下面對(duì)構(gòu)成所述結(jié)構(gòu)的光開關(guān)的組裝方法進(jìn)行說明。
如圖8所示，首先把按壓用突出部53粘接在電磁鐵部42的可動(dòng)鐵片52一端的上面。然后把該電磁鐵部42放置在底座41的支承凹部46內(nèi)，把各端子42a插入底座41的第一端子孔49內(nèi)并粘接，使其從所述底座41的下面突出。
把支承金屬線63安裝在緩沖座55的臂部62上，在筒狀部64內(nèi)填充緩沖劑并使其固化。把緩沖座55粘接在通過沖壓加工形成的矩形框體54的一端側(cè)連接部和固定片57上。通過固定片57的存在能提高緩沖座55的粘接強(qiáng)度。在矩形框體54另一端側(cè)連接部的相對(duì)壁58上相對(duì)配置永久磁鐵59，使其相互極性不同，把V形槽部件61固定在其近旁。矩形框體54在緩沖座55等安裝完畢后，被放置在底座41的凹部45內(nèi)。矩形框體54分別通過凹部45的內(nèi)側(cè)邊緣而在寬度方向上通過底座41的卡合突部41b卡合在卡合孔54a內(nèi)而在長(zhǎng)度方向上定位。
在棱鏡座56的矩形支承部74上配置有纏繞好了的線圈73，把其兩端部分別焊接在固定在兩側(cè)面上的各連接片75上。把對(duì)準(zhǔn)位置部件77固定在第一框部76內(nèi)，把棱鏡80粘接在第二框部78內(nèi)。棱鏡80被導(dǎo)向部79導(dǎo)向而正確定位。
棱鏡座56使設(shè)置了永久磁鐵59的相對(duì)壁58插入到各框部76、78內(nèi)地放置在矩形框體54上。把支承金屬線63釬焊在棱鏡座56的連接片75上。在支承金屬線63的釬焊中利用棱鏡80的上面能得到希望的平坦度，且對(duì)永久磁鐵59能平行往復(fù)移動(dòng)地進(jìn)行位置調(diào)整。
接著通過墊片71把板簧67安裝在緩沖座55上。這時(shí)通過變更位于中間的墊片71的片數(shù)，來調(diào)整板簧67對(duì)棱鏡座56的位置。
即調(diào)整成電磁鐵部42在消磁狀態(tài)時(shí)按壓用突出部53從板簧67離開，通過板簧67的靠壓力把棱鏡座56按下。因此，對(duì)準(zhǔn)位置部件77的第一定位突部77c配合在V形槽部件61的V形槽61a中，同時(shí)第二定位突部78a壓接在矩形框體54支承片60上，這樣，棱鏡座56就被定位在矩形框體54上。
在電磁鐵部42是勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)，可動(dòng)鐵片52轉(zhuǎn)動(dòng)，可動(dòng)鐵片52的按壓用突出部53把板簧67推上去地進(jìn)行調(diào)整。因此，棱鏡座56的第一定位突部77c從V形槽61a離開，同時(shí)第二定位突部78a從矩形框體54支承片60上離開。其結(jié)果是棱鏡座56能沿永久磁鐵59往復(fù)移動(dòng)，作為音圈電機(jī)能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
然后把輸出輸入部44放置在底座41的保持臺(tái)47內(nèi)。把輸出輸入部44進(jìn)行位置調(diào)整，使成為來自射入側(cè)光纖40a的光由棱鏡80的各反射面80a、80b反射后，以最大的光量向射出側(cè)光纖40b輸出。如果得到希望的輸出光量，則向保持臺(tái)47與調(diào)整板81間注入的粘接劑照射紫外線使其固化，這樣來把輸出輸入部44固定在底座41上。
最后，把未圖示的殼體蓋在底座41上，通過把配合面等進(jìn)行密封而密封內(nèi)部，就完成了光開關(guān)。
下面對(duì)由所述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光開關(guān)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
電磁鐵部42在消磁狀態(tài)時(shí)，固定在可動(dòng)鐵片52一端的按壓用突出部53轉(zhuǎn)動(dòng)而成為下方位置。因此，板簧67的彈性力通過按壓突部72而作用在棱鏡座56上，使棱鏡座56維持向下動(dòng)的狀態(tài)。這時(shí)，板簧67的按壓突部72是把棱鏡座56的重心位置按下。而且第一定位突部77c配合在設(shè)置于矩形框體54上的V形槽部件61的兩處V形槽61a中。這樣能把棱鏡座56，即棱鏡80的輸出入面正確定位在對(duì)光纖40的光路正交的位置上。同時(shí)，第二定位突部78a壓接在支承片60上，該支承片60形成在從與棱鏡座56移動(dòng)方向正交的方向離開的位置上。即能由第一定位突部77c、77c和第二定位突部78a這三個(gè)部位進(jìn)行定位，能使棱鏡座56的定位狀態(tài)穩(wěn)定。這樣，從射入光纖40a輸入的光由棱鏡80反射，能可靠地向特定的射出光纖40b輸出。
變換光路時(shí)，通過向電磁鐵部42的線圈73通電勵(lì)磁，使可動(dòng)鐵片52轉(zhuǎn)動(dòng)，使用按壓用突出部53把板簧67推上去。這樣，由板簧67的按壓突部72產(chǎn)生的按壓力被解除，棱鏡座56通過支承金屬線63的彈性力而向上動(dòng)。第一定位突部77c、77c從V形槽部件61的V形槽61a離開的同時(shí)，第二定位突部78a從支承片60離開，棱鏡座56成為能自由往復(fù)移動(dòng)。
向音圈電機(jī)的線圈73通電，使其產(chǎn)生洛倫茨力。圖8中在左右的(嚴(yán)密地說是左斜上和右斜下)在永久磁鐵59間磁力線的方向產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)，在纏繞的線圈73的左右位置，電流的方向成為上下相反方向。因此，通過變更向線圈73的通電方向，就也能對(duì)線圈73，即棱鏡座56產(chǎn)生左或右方向任意的洛倫茨力。而且根據(jù)向線圈73施加的電壓的大小不同，能自由變更產(chǎn)生的洛倫茨力的大小。因此，通過調(diào)整線圈73中的電流方向和施加的電壓，能使棱鏡座56抵抗支承金屬線63的彈性力而移動(dòng)到希望的位置。
在使棱鏡座56移動(dòng)到希望位置的狀態(tài)下，把電磁鐵部42消磁，使可動(dòng)鐵片52轉(zhuǎn)動(dòng)到初期位置，使板簧67復(fù)原到原始位置。這樣，定位突部77c和78a分別復(fù)原到V形槽部件61的V形槽61a和支承片60上，能把棱鏡座56對(duì)輸出輸入部44進(jìn)行定位。棱鏡座56被定位后，把音圈電機(jī)消磁。
這樣，根據(jù)所述光開關(guān)，能一邊利用已經(jīng)有電磁鐵裝置，一邊制成簡(jiǎn)單的薄型結(jié)構(gòu)。由于是利用音圈電機(jī)使棱鏡座56動(dòng)作，所以應(yīng)答性好，由于是在三處進(jìn)行定位，所以能可靠地確保希望的光路。
所述第三實(shí)施例中，對(duì)利用電磁鐵部42的板簧67的驅(qū)動(dòng)，是通過圖10所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，但也可以通過圖15到圖18所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行。圖15中把板簧67的支點(diǎn)67a移動(dòng)到中間部分，通過可動(dòng)鐵片52的按壓用突出部53來按壓按壓突部72相反一側(cè)的端部。圖16中使可動(dòng)鐵片52彎曲，通過在其前端的下面設(shè)置按壓用突出部53，使用該按壓用突出部53直接地對(duì)驅(qū)動(dòng)部43(棱鏡座56)進(jìn)行定位。圖17中，根據(jù)電磁鐵100的勵(lì)磁、消磁，使可動(dòng)鐵片52抵抗彈簧101的靠壓力而搖動(dòng)，對(duì)驅(qū)動(dòng)部43進(jìn)行定位。圖18中，通過壓電傳動(dòng)機(jī)構(gòu)102的伸縮而使可動(dòng)鐵片52搖動(dòng)，對(duì)驅(qū)動(dòng)部43進(jìn)行定位。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明是光通信系統(tǒng)中能使用的光開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種光開關(guān)，其特征在于，其包括射入側(cè)光傳送裝置；多個(gè)射出側(cè)光傳送裝置；反射裝置，其為了對(duì)射出側(cè)光傳送裝置中被選擇的任一個(gè)進(jìn)行定位而移動(dòng)，并把光信號(hào)從射入側(cè)光傳送裝置向該射出側(cè)光傳送裝置反射；驅(qū)動(dòng)裝置，其使反射裝置相對(duì)所選擇的所述射出側(cè)光傳送裝置移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于，其具備相對(duì)所述各射出側(cè)光傳送裝置而把所述反射裝置進(jìn)行定位的定位裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的光開關(guān)，其特征在于，所述定位裝置包括按壓部件，其配置在所述反射裝置的整個(gè)移動(dòng)范圍內(nèi)；動(dòng)作部件，其使該按壓部件動(dòng)作而使所述反射裝置能移動(dòng)或不能移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的光開關(guān)，其特征在于，所述定位裝置包括與所述反射裝置一起移動(dòng)的定位部和配置在所述反射裝置的整個(gè)移動(dòng)范圍內(nèi)并把所述定位部進(jìn)行定位的定位接受部。
5.如權(quán)利要求4所述的光開關(guān)，其特征在于，所述定位部具備沿所述反射裝置的移動(dòng)方向設(shè)置的，且在與所述反射裝置移動(dòng)方向正交的方向上延伸的多個(gè)槽部，所述定位接受部包括至少位于所述槽部中任兩部位上，且把所述反射裝置在移動(dòng)方向上定位的多個(gè)第一突出部；和設(shè)置在相對(duì)該第一突出部且與所述反射裝置移動(dòng)方向正交的方向上離開的位置上，且與所述定位部的任一處接觸的第二突出部。
6.如權(quán)利要求5所述的光開關(guān)，其特征在于，利用所述定位裝置的所述反射裝置的定位，是利用根據(jù)把線圈通過骨架纏繞在鐵心上的電磁鐵的勵(lì)磁、消磁而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，使所述定位接受部動(dòng)作而進(jìn)行的。
7.如權(quán)利要求6所述的光開關(guān)，其特征在于，所述反射裝置和所述定位部，通過從支承臺(tái)延伸的彈性部件支承，所述電磁鐵設(shè)置在反射裝置和定位部與支承臺(tái)之間。
8.如權(quán)利要求7所述的光開關(guān)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部件，把其一端部固定在所述支承臺(tái)上，使用另一端部能按壓所述定位部的重心位置。
9.如權(quán)利要求8所述的光開關(guān)，其特征在于，能把所述驅(qū)動(dòng)部件向所述支承臺(tái)的固定位置相對(duì)所述定位部進(jìn)行調(diào)整。
10.如權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)所述的光開關(guān)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置由直動(dòng)型音圈電機(jī)構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1到10任一項(xiàng)所述的光開關(guān)，其特征在于，在所述各光傳送裝置中，分別設(shè)置用于把射出或射入的光變?yōu)槠叫泄獾臏?zhǔn)直透鏡。
12.如權(quán)利要求1到11任一項(xiàng)所述的光開關(guān)，其特征在于，把所述反射裝置與所述射入側(cè)光傳送裝置能一體地進(jìn)行移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求1到11任一項(xiàng)所述的光開關(guān)，其特征在于，把所述射入側(cè)光傳送裝置與射出側(cè)光傳送裝置并列設(shè)置成一體，所述反射裝置具備把來自所述射入側(cè)光傳送裝置的光信號(hào)進(jìn)行受光的第一反射面，和通過反射來自該第一反射面的光信號(hào)而向所述射出側(cè)光傳送裝置的任一個(gè)射入的第二反射面。
14.如權(quán)利要求1到13任一項(xiàng)所述的光開關(guān)，其特征在于，所述反射裝置由三角柱狀的棱鏡構(gòu)成，該棱鏡的一個(gè)側(cè)面構(gòu)成射入面和射出面，另外兩個(gè)側(cè)面構(gòu)成反射面。
全文摘要
一種光開關(guān)，其包括多根射出側(cè)光傳送裝置(24)；至少一根射入側(cè)光傳送裝置(7)；反射裝置(3)，其為了對(duì)射出側(cè)光傳送裝置(24)中的任何一根進(jìn)行移動(dòng)而進(jìn)行定位，并且向射入側(cè)光傳送裝置(7)反射；驅(qū)動(dòng)裝置(4)，其使該反射裝置(3)對(duì)各射出側(cè)光傳送裝置(24)進(jìn)行移動(dòng)。
文檔編號(hào)G02B26/08GK1668958SQ03816518
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者川本竜二, 福田一喜, 田中宏和, 大西徹也, 今井清, 仲西陽一, 鈴木裕一 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社