JP3602241B2

JP3602241B2 - 光スイッチ

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Publication number: JP3602241B2
Application number: JP02146096A
Authority: JP
Inventors: 恒一内山; 隆一田頭
Original assignee: ケル株式会社
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2016-02-07
Also published as: DE19649218A1; US5721794A; JPH09218359A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光通信分野や光情報処理分野、光応用機器分野等で使用される光スイッチに関するもので、詳しくは自動車用パワーウインドウの操作用ユニット並びに直接的電気切替えをきらう環境等に使用される光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から駆動系の制御には高電圧、大電流を必要とするものが多く、このため、駆動系のスイッチに関しては、リレー等の許容電流の大きな開閉素子が必要とされるほか、リレー等の開閉制御も電気式スイッチが使用されるのが通常であった。
自動車のパワーウインドウの操作スイッチも従来から電気式スイッチが使用されている。例えば、ボンネット内に納められたバッテリから電源を取得してドア操作に必要な制御回路を内蔵した操作ユニットをフロントドア内部に配設すると共に、そこから大型のコネクタを介してエネルギー供給ラインや制御ラインが各ドアーに引き出されている。ドアー内部にはレギュレータやモータアセンブリ、ドアロック機構などのほかこれら配線類が納められなければならないため、ドア内部は空き空間の無いほどの過密状態になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらはパワーウィンドウの操作が電気式スイッチによって行われていることにも一因があり、機能の高度化に伴ってさらに操作ユニット及び配線類の肥大化が目立つようになってきた。このため、ドア内部の配置設計の自由度は無くなり、配線、部品等の省スペース化が求められるようになっていた。特に自動車のドアーは雨などに晒されるため、ドアー内部のスイッチ等は耐湿性が要求されると共に、配線類の肥大化等によるドアー内部の過密化は機械的接点に起因する火花放電現象を極力避ける必要もあった。
さらに、パワーウィンドウの操作ユニットや配線類は電気式である限り金属線が使用され、その重量も無視できない程度に増していた。このため、省エネルギ化を図る観点からも重量の軽減を図る必要があった。
【０００４】
ところで、従来から無接点スイッチとして発光素子と光ファイバを使用した光スイッチが開発され利用されているが、そのいずれもが光通信用に開発された構造上複雑なものであり、車両搭載用に使用することが困難なものが多かった。特に、機械式光スイッチ、電気式光スイッチはいずれも光路を切り換える形のものであり、車輌等のドアーのような可動部での使用には適するものではなかった。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、従来の電気式スイッチを簡易な形で光スイッチ化することにより、スイッチ接点の無接触化を図り、耐湿性、防爆性の向上を図ると共に、一本あたりの伝送線の外径を細くすることによって機能の高度化に伴う配線類の肥大化を押さえ、省スペース化、軽量化を図ることを目的としたものである。
さらに、電気的接点の使用できない例えば水中等においても、防水構造や電気絶縁を必要とせずに簡単に構成し使用できるスイッチを提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本出願第一の発明に係る光スイッチは、発光素子と、一端側端面が発光素子の光路と同軸上で且つ発光素子と所定間隔をおいて対向する光ファイバとからそれぞれ構成される第一および第二の光インタラプタを備え、これら第一および第二の光インタラプタを、それぞれの光路が互いに平行に延び、且つそれぞれの所定間隔が光路と直角な方向に重なるように配設して構成している（例えば、図６参照）。そして、両光インタラプタそれぞれの所定間隔内に位置するとともに光路と直角な方向に延びてそれぞれの光路を横切って配設され、光路と直角な方向にスライド移動自在な遮光板と、遮光板を光路と直角な方向にスライド移動させる移動手段とを備え、遮光板における、第一の光インタラプタを構成する発光素子の光路に対して直角方向外側の所定位置に第一の光透過用スリットを設け、第二の光インタラプタを構成する発光素子の光路に対して直角方向外側の所定位置に第二の光透過用スリットを設けて構成している。さらに、移動手段により、遮光板が、第一の光透過用スリットが所定間隔内において第一の光インタラプタの光路上に位置するとともに遮光板の遮光部が所定間隔内において第二の光インタラプタの光路上に位置する第一のオン位置と、遮光板の遮光部が所定間隔内において第一および第二の光インタラプタの光路上に位置するオフ位置と、第二の光透過用スリットが所定間隔内において第二の光インタラプタの光路上に位置するとともに遮光板の遮光部が所定間隔内において第一の光インタラプタの光路上に位置する第二のオン位置との間を移動するように構成している。
【０００７】
さらに、本出願第二の発明に係る光スイッチは、発光側光ファイバの一端側端面と、発光側光ファイバの光路と同軸上で且つ発光側光ファイバの一端側端面と所定間隔をおいて対向する受光側光ファイバの一端側端面とからそれぞれ構成される第一および第二の光インタラプタを備え、これら第一および第二の光インタラプタを、それぞれの光路が互いに平行に延び、且つそれぞれの所定間隔が光路と直角な方向に重なるように配設して構成している。そして、両光インタラプタそれぞれの所定間隔内に位置するとともに光路と直角な方向に延びてそれぞれの光路を横切って配設され、光路と直角な方向にスライド移動自在な遮光板と、遮光板を光路と直角な方向にスライド移動させる移動手段とを備え、遮光板における、第一の光インタラプタを構成する発光側光ファイバの光路に対して直角方向外側の所定位置に第一の光透過用スリットを設け、第二の光インタラプタを構成する発光側光ファイバの光路に対して直角方向外側の所定位置に第二の光透過用スリットを設けて構成している。さらに、移動手段により、遮光板が、第一の光透過用スリットが所定間隔内において第一の光インタラプタの光路上に位置するとともに遮光板の遮光部が所定間隔内において第二の光インタラプタの光路上に位置する第一のオン位置と、遮光板の遮光部が所定間隔内において第一および第二の光インタラプタの光路上に位置するオフ位置と、第二の光透過用スリットが所定間隔内において第二の光インタラプタの光路上に位置するとともに遮光板の遮光部が所定間隔内において第一の光インタラプタの光路上に位置する第二のオン位置との間を移動するように構成している。また、光インタラプタを遮光板および移動手段とともに水中部に配設し、発光側光ファイバの他端側端面に接続される発光素子と受光側光ファイバの一端側端面に接続される受光素子とをともに陸上操作ユニットに配設し、水中部と陸上操作ユニットとを光ファイバを介して連絡して構成してもよい。なお、本出願第一および第二の発明に係る光スイッチにおいて、遮光板の光透過用スリットは単なる孔として構成しても良いが、光の集束、拡散を通して光をより伝えやすくするためにレンズをはめ込むように構成することが望ましい。
【０００８】
【作用】
このように構成された第一の発明に係る光スイッチ１０ａでは、第一および第二の光インタラプタの一方の構成例を図１に示すように、移動手段が操作されないときには遮光板４ａの遮光部分（光透過用スリット４９ａ以外の部分）が光インタラプタ３Ａの光路上に位置し、発光素子１が発光する光を遮断しているため、この光が光ファイバ２に入射し、光ファイバ２内を通過することがない。従って、光ファイバ２の他端に接続された受光素子等が光を捉えることがないため、受光素子等側の回路が励起されることがない。いわゆる光スイッチ１０ａのオフ状態が保たれる。
【０００９】
移動手段が操作され、遮光板４ａが図１の図面上方にスライド移動されたとき、遮光板４ａの光通過用スリット４９ａが光インタラプタ３Ａの光路上に位置し、発光素子１が発光する光を通過させて光ファイバ２に光が入射する。光ファイバ２は光の全反射を利用するものであり、光ファイバ２に入射された光はファイバ２の外にでることなく、ファイバが曲がってもそれに沿ってファイバの中を進む。このため光ファイバ２の他端に接続された受光素子等が光を感じて作動し、受光素子等側の回路を励起できる状態になる。即ち、光スイッチ１０ａのオン状態になる。
【００１０】
第二の発明に係る光スイッチ１０ｂも、第一の発明に係る光スイッチ１０ａと同様に作用するが、第二の発明においては、第一および第二の光インタラプタの一方の構成例を図２に示すように、光インタラプタ３Ｂを発光側および受光側光ファイバ２ａ，２ｂで構成し、発光側光インタラプタの一端に接続される発光素子を受光側光インタラプタの一端に接続される受光素子と同一場所に配置できるように構成している。このため、第一の発明と異なって光インタラプタ３Ｂ部には電気的接点および電気部品等がなくなり、光インタラプタ３Ｂを水中のような電気配線の使用できない悪環境内に配備しても操作が可能なように構成している。
【００１１】
以上は、本発明に係る光スイッチにおける一個の光インタラプタの構成に関するオン、オフ状態の作用について説明したが、図１に示す光スイッチ１０ａでは発光素子１と光ファイバ２を有する前記光インタラプタ３Ａを互いに光路を平行にしてもう一つ余分に配設すれば３値状態の光スイッチを実現できる。さらに、動作指示選択肢の数と同数の光インタラプタ３Ａを設けた多値状態光スイッチの実現も可能である。また、図２に示す光スイッチ１０ｂでも同様に、発光側光ファイバ２ａと受光側光ファイバ２ｂを有する前記光インタラプタ３Ｂを互いに光路を平行にしてもう一つ余分に配設すれば３値状態の光スイッチを実現できる。さらに、動作指示選択肢の数と同数の光インタラプタ３Ｂを設けた多値状態光スイッチの実現も可能である。
【００１２】
【実施例】
以下、本願第一の発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。図３は第一の発明に類似の構成形態の光スイッチが自動車のパワーウインドウの操作ユニットに使用されたときの概念図を示すものであり、図４は上記構成形態の光スイッチ部分の構造を示す断面図である。第一の発明およびそれに類似の構成形態として、一対の発光素子１１、１２を光路を平行にして併設し２本の光ファイバ２１、２２で受光する場合の光スイッチについて説明する。
【００１３】
発光素子１１、１２と光ファイバ２１、２２とはそれぞれ一対で一つの光インタラプタ３１、３２を形成し、同軸上に所定の間隔をもって対向して設置されている。発光素子１１、１２は一般にＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザダイオード）等が使用される。受光部の光ファイバ２１、２２には種々の材質のものがあり、普通は石英ガラスが使用されているが、本構成形態のような伝送路が比較的短く、大きな出力を余り必要としない場合には、簡易で心線（コア）径の大きいプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）の使用が可能である。光ファイバ２１、２２のコアは極めて細い糸状のものであるため、発光素子１１、１２に対向する一端側端面にはこのプラスチック光ファイバ２１、２２を保持固定し、強度補強と保護並びに組立上の利便性を兼ねてフェルール２３を設けることが望ましい。
【００１４】
一対の光インタラプタ３１、３２の所定の間隔内には一枚のシャッタ４１が発光素子１１、１２の光路を直角に横切って図３の図面上、上下方向にスライド移動自在に配設されている。図４に示すように、シャッタ４１の上端部はコの字型に形成され、コの字部分はコの字の上下部分が両側に開こうとする力で板バネを構成している。シャッタ４１はこの板バネ作用を利用してスイッチつまみ６１の下端空隙部に圧入され嵌着されている。
【００１５】
略半円形をしたスイッチつまみ６１は前記シャッタ４１の上端部コの字型部分の中央空間部であって半円形つまみの中心より左に位置する偏心軸６２を中心に回転可能に配設され、右端凹部に指先をかけてスイッチつまみ６１を上下方向に回転させると、このシャッタ４１もほぼ上下方向にスライドするようになっている。このとき、スイッチつまみ６１の回転を上下方向の運動に完全には変換できないが、シャッタ４１を上下動させて光スイッチをオン、オフさせるのに必要なスイッチつまみ６１の回転角は極めて少なく、それに伴うシャッタ４１の左右方向への移動は光インタラプタ３１、３２の所定間隔以下に押さえることができる。
【００１６】
シャッタ４１には、通常のオフ状態において、第一の光インタラプタ３１の光路と第二のインタラプタ３２の光路のほぼ中間位置に光透過用のスリット４２が設けられており（図５のＯＦＦ参照）、このスリット４２がシャッタ４１の移動に伴って上下に移動する。今、スイッチつまみ６１が操作されず、図４のオフ位置にあるときは第一の光インタラプタ３１及び第二の光インタラプタ３２の光路上に前記スリット４２が無く、発光素子１１、１２の発する光が光ファイバ２１、２２を通過することはない。即ち、共にオフ状態にある。
【００１７】
図４において、スイッチつまみ６１をＵＰ位置まで反時計方向に回転させるとシャッタ４１もわずかに回転しつつ上方向にスライド移動する。するとスリット４２がちょうど第一の光インタラプタ３１の光路上に位置し（図５のＵＰ位置）、第一の発光素子１１が発した光が第一の光ファイバ２１の内部に入射する。このとき、他方第二の光インタラプタ３２の光路はシャッタ４１の遮光部分によって遮光されて第一のオン状態を形成する。逆に、スイッチつまみ６１をＤＯＷＮダウン位置まで時計方向に回転させるとシャッタ４１も図面下方向にスライド移動し、光透過用のスリット４２がちょうど第二の光インタラプタ３２の光路上に位置して（図５のＤＯＷＮ位置）、第二の発光素子１２が発した光が第二の光ファイバ２２の中に入射する。このとき、第一の光インタラプタ３１の光路はシャッタ４１の遮光部分によって遮光されて第二のオン状態を形成する。
【００１８】
図５は図４のＩＶーＩＶ断面より発光素子側をみたときの第一の発光素子１１および第二の発光素子１２と光透過用スリット４２との位置関係を示したものである。なお，ＵＰ，ＤＯＷＮはつまみの回転方向を示すために便宜的に使用したもので、パワーウインドウの移動方向とは必ずしも一致するものではない。
【００１９】
光ファイバ２１、２２に入射された光は光の全反射を利用した光ファイバの原理に基づき、光ファイバ２１、２２のコア内を通過してドア内部に配設された受光素子７１、７２を励起する（図３参照）。受光素子７１、７２には一般にフォトトランジスタやフォトダイオードが使用される。これら受光素子が光によって励起されると導通状態となり、そこに電圧勾配が存在すれば電流が流れる。この電流は極めて微弱であり、これ自体では何らの駆動系の励起もできないが電流増幅器７３、７４によって増幅し、リレー回路の励磁ソレノイドの駆動電流とすることによりリレースイッチ５１〜５４をオン、オフ作動させることができる。なお、近年ではフォトサイリスタ等も開発されており、電流増幅することなく、大電流のオン、オフのスイッチ制御も可能になっている。
【００２０】
図３にはブリッジ配線されたウインドウモータ５５の駆動回路の概略を示している。ウインドウモータ５５は自動車のウインドウの上下作動を行うアクチュエータであり、その回転軸に設けられた伝達機構によって回転駆動力を上下運動に変換している。上下運動の切り替えは機械的に行うことも可能であるが、自動車ドア内の限られた空間をより広く使用できるように前記モータ５５の正逆回転の切り替えによって行っている。
【００２１】
スイッチつまみ６１がＵＰ方向に操作されると前記第一のオン状態となり、第一の光ファイバ２１内を光が通過する。この光は受光素子７１によって感知され、平常時開接点のリレー５１とリレー５４を閉じる。するとバッテリＢから供給される電流はモータ内を図３の図面上左から右に流れ、ウインドウモータ５５を時計方向に回転（正回転）させる。一方、スイッチつまみ６１がＤＯＵＮ方向に操作されると前記第二のオン状態になり、第二の光ファイバ２２内を光が通過する。この光は受光素子７２によって感知され、平常時開接点のリレー５２とリレー５３を閉じる。すると、バッテリーＢから供給される電流はウインドウモータ５５内を図３の図面上右から左に流れ、モータ５５を反時計方向に回転（逆回転）させる。
【００２２】
スイッチつまみ６１が何ら操作されていないときは、いずれの光インタラプタ３１、３２もオフ状態にあり、従って平常時開接点のリレー５１〜５４のソレノイドが励磁されることはなく、リレーは開状態のままである。従って、モータ５５に電流が供給されることもないためモータ５５は停止している。以上のようにして、スイッチつまみ６１の上下回転操作に応じて自動車のウインドウの開閉を制御することができる。なお、モータの回転方向は配線を逆にすれば逆になり、回転方向（正逆）の説明は便宜上のものである。
【００２３】
図６に本願第一の発明に係る光スイッチ１０ａの実施例の構造図を示す。本実施例は、上記した類似の構成形態の光スイッチと基本的構造において変わりがないが、光インタラプタ３１、３２の光路を遮断するシャッタ４４の光透過用スリットの位置および個数が異なる。上記構成形態においては第一の光インタラプタ３１の光路と第二の光インタラプタ３２の光路が作る間隔のちょうど中間点に位置するシャッタ４１上に光透過用のスリット４２を一つだけ設けているが、本実施例においてはそれぞれの第一の光インタラプタ３１の光路および第二の光インタラプタの光路３２の外側であって、シャッタ４４がスライド移動する方向の所定位置にそれぞれ第一の光透過用のスリット４５、第二の光透過用のスリット４６を設けて構成されている（図７参照）。
【００２４】
この場合においては、スイッチつまみ６１がＵＰ位置に操作されると、シャッタ４４は図面６の上方向にスライド移動し、第二の光インタラプタ３２の光路上に第二の光透過用のスリット４６が位置する（図７のＵＰ位置）。これによって、前記第二のオン状態を形成する一方で第一の光透過用スリット４５は第一の光インタラプタ３１の光路からさらに外側に遠さけられる。さらに、スイッチつまみ６１がＤＯＷＮ位置に操作されると、シャッタ４４は図面６の下方向にスライド移動し、第一の光インタラプタ３１の光路上に第一の光透過用のスリット４５が位置する（図７のＤＯＷＮ位置）。このときは前記第一のオン状態を形成する一方で第二の光透過用スリット４６は第二の光インタラプタ３２の光路からさらに外側に遠ざけられる。図７は図６のＶＩーＶＩ断面より発光素子側を見たときのこのシャッタ４４の移動に伴う光透過用スリット４５、４６と発光素子１１、１２の互いの位置関係を示したものである。
【００２５】
このような構成にすれば、第一の発光素子１１及び第二の発光素子１２がたとえ光の収束度の弱いもので、発光する光が円錐状に広がったり、光路が互いに平行でなくなったりした場合であっても、第一の発光素子１１が発した光が第二の光ファイバ２２に取り込まれることがなく、またその逆も起こることがないため、光の遮断を確実に行い、光スイッチの誤動作の可能性を少なくすることができる。
【００２６】
以下に、本願第二の発明に係る光スイッチについて図面を参照しながら説明する。図８は本願第二の発明に類似の構成形態の光スイッチが自動車のパワーウィンドウの操作ユニットに使用されたときの概念図を示すものであり、図９は上記構成形態のスイッチ部分の構造を示す断面図である。第二の発明およびそれに類似の構成形態として、２本の発光側光ファイバ１４、１５をその光路を平行にして併設し、２本の受光側光ファイバ２４、２５によって受光する場合の光スイッチについて示してあるが基本的動作は第一の発明に係る光スイッチの実施例と同じであるので詳しい説明は省略する。
【００２７】
この本願第二の発明の光スイッチは本願第一の発明と基本的構造において変わりがないが、第一の発明において光スイッチ部に配設されていた発光素子７０がドアー内部に受光素子７３、７４と同一の場所に置かれ、二つの光インタラプタ３４、３５を構成するのはそれぞれ一対の発光側光ファイバ１４、１５と受光側光ファイバ２４、２５である点において異なる。本構成形態においては本願第一の発明に類似の構成形態と同様、第一の光インタラプタ３４の光路と第二の光インタラプタ３５の光路が作る間隔のちょうど中間点に位置するシャッタ４７上に光透過用のスリット４８をひとつだけ設けている。
【００２８】
図９に示す構成形態の光スイッチの場合においては、発光素子７０が発光する光を入射した光ファイバ１４および１５の光路がスイッチつまみ６１のＯＦＦ位置（図９参照）においてシャッタ４７により遮断されている。スイッチつまみ６１がＵＰ位置に操作されるとシャッタ４７は図面上方向にスライド移動し、第一の光インタラプタ３４の光路上に光透過用のスリット４８が位置する。これによって、第一のオン状態を形成する。さらに、スイッチつまみ６１がＤＯＷＮ位置に操作されるとシャッタ４７は図面下方向にスライド移動し、第二の光インタラプタ３５の光路上に光透過用のスリット４８が位置する。これにより、第二のＯＮ状態が形成される。以上のようにしてスイッチつまみ６１の上下回転操作に応じて自動車のウィンドウの開閉を制御することができる。
【００２９】
上記構成形態について、それぞれ第一の光インタラプタ３４の光路および第二の光インタラプタの光路３５の外側であって、シャッタ４７がスライド移動する方向の所定位置にそれぞれ光透過用のスリット（図示せず）を複数設けることにより、第二の発明の実施例が構成される。このような構成にすれば、本願第一の発明の実施例と同様、光の遮断を確実に行い、光スイッチの誤動作の可能性を少なくすることができる。
【００３０】
さらに、本願第二の発明による光スイッチではスイッチ部分に電源や電気的配線を一切使用する必要がなくなるため、スイッチ部分の防水を施す必要がなくなるだけでなく電気絶縁の心配をする必要がなくなり、極めて使用環境の悪い場所（例えば、水中）においても使用が可能となる。その一実施例として水中ディジタルビデオカメラの外部スイッチに本願発明に係る光スイッチを使用した場合のブロック図を示し、簡単に説明する。
【００３１】
発光素子および受光素子８２を陸上操作ユニット内に有し、これら素子が光ファイバ８６を介して水中ビデオカメラ８０の外部操作スイッチ８１と連結されている。水中カメラマンがビデオカメラ８０を操作したいときは水中部にある外部操作スイッチ８１を操作する。すると、その情報が光ファイバ８６を介して受光素子８２に感知され制御回路８３に伝えられる。制御回路８３はビデオカメラ８０を作動させると共にビデオカメラ８０との間で画像情報の授受を行う。その結果がメモり８４に記憶されてディスプレー８５に表示させる。このように、本願第二の発明に係る光スイッチでは電気的構成を全く有していないため電気絶縁や防水を心配することなく使用できるものである。
【００３２】
なお、本願第一の発明および第二の発明に係る実施例で使用されたスイッチつまみ６１並びにシャッタ４１、４４、４７はそれぞれ別の物品として構成し、組立時に圧入嵌着していたが、本発明はこのような構成に限らず、スイッチつまみ６１とシャッタ部４０を図１１に示すように一体的に構成することができる（シャッタ４４の場合にはスリット位置が異なる）。このように構成する場合には組立工数を減ずることができるだけでなく、スイッチつまみ６１とシャッタ４１、４４、４７の圧入の程度に左右されることなく、偏心軸６２に取り付ける際に、シャッタの光透過用スリット４２、４５、４６、４８の位置合わせを容易に行うことができるようになる。
【００３３】
さらに、本願第一の発明および第二の発明に係る実施例で使用されたシャッタ４１、４４、４７に形成された光透過用スリット４２、４５、４６、４８は単にシャッタに設けられた単なる孔として説明したが、この光透過用スリット４２、４５、４６、４８にレンズを挿入してシャッタ４１、４４、４７を形成することが望ましい。光ファイバの位置決めが極めて難しいときは光拡散用のレンズを挿入すれば、光の伝達効率を少し犠牲にするが確実にスイッチを作動させることができる。また、光の強さが不足しているときは光集束用のレンズを挿入することで伝達効率を上げることができ、場合に応じて光を伝えやすくすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第一および第二の発明による光スイッチでは簡易な構成で無接点スイッチを構成することができ、耐湿性、防爆性に優れたスイッチを実現できると共に、従来使用してきたワイヤを極めて細い光ファイバに置き換えることで、軽量化、省スペース化を図ることができる。このため、自動車ドア内部に有効スペースを作ることができ、従来、一括して操作ユニットに納められていた電気的制御手段をアクチュエータに近接して配設可能となり、設計時の自由度を高めることができる。さらに、第一の光インタラプタの光路および第二の光インタラプタの光路のそれぞれ外側であって、シャッタがスライド移動する方向の所定位置にそれぞれ第一の光透過用のスリット、第二の光透過用のスリットを設けて構成することにより、第一の発光素子（発光側光ファイバ）及び第二の発光素子（発光側光ファイバ）がたとえ光の収束度の弱いもので、発光する光が円錐状に広がったり、光路が互いに平行でなくなったりした場合であっても、第一の発光素子（発光側光ファイバ）の光路が第二の光ファイバに取り込まれることがなく、またその逆も起こることがないため、光の遮断を確実に行い、光スイッチの誤動作の可能性を少なくすることができる。
【００３５】
また、本願第二の発明による光スイッチではスイッチ部分に電源や電気的配線を一切使用する必要がなくなるため、スイッチ部分の防水を施す必要がなくなるだけでなく電気絶縁の心配をする必要がなくなり、極めて使用環境の悪い場所（例えば、水中）においても使用が可能となる。
さらに、本願第一および第二の発明の光スイッチでは、スイッチつまみとシャッタを一体として構成することにより組立上の利便性を図ることができるとともに、その光透過用のスリットにレンズを配することによってより光を伝えやすくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光スイッチの構成例を示す構成図である。
【図２】光スイッチの構成例を示す構成図である。
【図３】本願第一の発明に係る光スイッチの概念図である。
【図４】本願第一の発明に類似の構成形態に係る光スイッチの断面図である。
【図５】上記構成形態に係るシャッタスリットと発光素子との位置関係を示す説明図である。
【図６】第一発明の第一実施例に係る光スイッチの断面図である。
【図７】第一発明の第一実施例に係るシャッタスリットと発光素子との位置関係を示す説明図である。
【図８】本願第二の発明に係る光スイッチの概念図である。
【図９】本願第二の発明に類似の構成形態に係る光スイッチの断面図である。
【図１０】本願第二の発明に係る光スイッチが他の用途に使用された場合のブロック図である。
【図１１】光スイッチのスイッチつまみとシャッタを一体的に構成した場合の概略構成図である。

Claims

発光素子と、一端側端面が前記発光素子の光路と同軸上で且つ前記発光素子と所定間隔をおいて対向する光ファイバとからそれぞれ構成される第一および第二の光インタラプタを備え、
前記第一および第二の光インタラプタが、それぞれの前記光路が互いに平行に延び、且つそれぞれの前記所定間隔が前記光路と直角な方向に重なるように配設されて構成され、
それぞれの前記所定間隔内に位置するとともに、前記光路と直角な方向に延びてそれぞれの前記光路を横切って配設され、前記光路と直角な方向にスライド移動自在な遮光板と、
前記遮光板を前記光路と直角な方向にスライド移動させる移動手段とを備え、
前記遮光板に、前記第一の光インタラプタを構成する前記発光素子の光路に対して直角方向外側の所定位置に第一の光透過用スリットが設けられるとともに、前記第二の光インタラプタを構成する前記発光素子の光路に対して直角方向外側の所定位置に第二の光透過用スリットが設けられており、
前記移動手段により、前記遮光板が、前記第一の光透過用スリットが前記所定間隔内において第一の光インタラプタの光路上に位置するとともに前記遮光板の遮光部が前記所定間隔内において第二の光インタラプタの光路上に位置する第一のオン位置と、前記遮光板の遮光部が前記所定間隔内において前記第一および第二の光インタラプタの光路上に位置するオフ位置と、前記第二の光透過用スリットが前記所定間隔内において第二の光インタラプタの光路上に位置するとともに前記遮光板の遮光部が前記所定間隔内において第一の光インタラプタの光路上に位置する第二のオン位置との間を移動するように構成されていることを特徴とする光スイッチ。
発光側光ファイバと、一端側端面が前記発光側光ファイバの光路と同軸上で且つ前記発光側光ファイバと所定間隔をおいて対向する受光側光ファイバとからそれぞれ構成される第一および第二の光インタラプタを備え、
前記第一および第二の光インタラプタが、それぞれの前記光路が互いに平行に延び、且つそれぞれの前記所定間隔が前記光路と直角な方向に重なるように配設されて構成され、
それぞれの前記所定間隔内に位置するとともに、前記光路と直角な方向に延びてそれぞれの前記光路を横切って配設され、前記光路と直角な方向にスライド移動自在な遮光板と、
前記遮光板を前記光路と直角な方向にスライド移動させる移動手段とを備え、
前記遮光板には、前記第一の光インタラプタを構成する発光側光ファイバの光路に対して直角方向外側の所定位置に第一の光透過用スリットが設けられるとともに、前記第二の光インタラプタを構成する発光側光ファイバの光路に対して直角方向外側の所定位置に第二の光透過用スリットが設けられており、
前記移動手段により、前記遮光板が、前記第一の光透過用スリットが前記所定間隔内において第一の光インタラプタの光路上に位置するとともに前記遮光板の遮光部が前記所定間隔内において第二の光インタラプタの光路上に位置する第一のオン位置と、前記遮光板の遮光部が前記所定間隔内において前記第一および第二の光インタラプタの光路上に位置するオフ位置と、前記第二の光透過用スリットが前記所定間隔内において第二の光インタラプタの光路上に位置するとともに前記遮光板の遮光部が前記所定間隔内において第一の光インタラプタの光路上に位置する第二のオン位置との間を移動するように構成されていることを特徴とする光スイッチ。
前記発光側光ファイバの一端側端面と前記受光側光ファイバの一端側端面とをそれぞれ対向させてなる前記第一および第二の光インタラプタが水中部に配設され、
前記発光側光ファイバの他端側端面に接続される発光素子および前記受光側光ファイバの他端側端面に接続される受光素子が、ともに陸上操作ユニットに配設されており、
前記水中部と前記陸上操作ユニットとが、前記発光側光ファイバおよび前記受光側光ファイバを介して連絡されて構成されることを特徴とする請求項２に記載の光スイッチ。
発光側光ファイバの一端側端面と、前記発光側光ファイバの光路と同軸上で且つ前記発光側光ファイバの一端側端面と所定間隔をおいて対向する受光側光ファイバの一端側端面とからなる光インタラプタを備え、
前記所定間隔内に位置するとともに前記光路と直角な方向に延びて前記光路を横切って配設され、前記光路と直角な方向にスライド移動自在な遮光板と、
前記遮光板を前記光路と直角な方向にスライド移動させる移動手段とを備え、
前記遮光板に、前記光路を前記受光側光ファイバに導通させるための光透過用スリットが設けられ、
前記移動手段により、前記遮光板が、前記光透過用スリットが前記所定間隔内において前記光路上に位置するオン位置と、前記遮光板の遮光部が前記所定間隔内において前記光路上に位置するオフ位置との間を移動するように構成されており、
前記光インタラプタが水中部に配設され、
前記発光側光ファイバの他端側端面に接続される発光素子および前記受光側光ファイバの他端側端面に接続される受光素子が、ともに陸上操作ユニットに配設されており、
前記水中部と前記陸上操作ユニットとが前記発光側光ファイバおよび前記受光側光ファイバを介して連絡されて構成されることを特徴とする光スイッチ。
前記遮光板の前記光透過用スリットに光集束用レンズを配し、前記光透過用スリットを通過する光路を前記光集束用レンズにより集束させて前記光ファイバに受光させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光スイッチ。
前記遮光板の前記光透過用スリットに光拡散用レンズを配し、前記光透過用スリットを通過する光路を前記光拡散用レンズにより拡散させて前記光ファイバに受光させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光スイッチ。