JPS58158607A - 光学スイツチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来技術〕 本発明は、ｚ７いにほぼ整列される少くとも第１および
第２の光伝導体を光学的に分離したり接続したりＪる光
学スイッチングｔｒ置であって、前記の光伝導体の各々
が端部を有し、前記の光伝導体の少くとも１つをその一
方の端部で調整部材に収容し、この調整部材を少くとも
２つの位置間でしかも光伝導体の長手軸線に対し横方向
に移動しつるようにし、面記の調整部材の少くとも１つ
の位置で第１および第２の光伝導体の端部がこれらの端
部間に空間をおいてｎいに対向するようにした光学スイ
ッチング装置に関するものである。

このような特性を有する装置は例えばドイツ連邦共和国
特許公開第２８４１８４８号明細書から既知て゛ある。

このドイツ連邦共和国特許公開明細書には特に少くとも
２つの光伝導体を光学的に分離したり接続したりするス
イッチが開示されており、Ｌ記の光伝導体の端部は互い
にほぼ同一方向に延在し、これら端部の端部は互いにり
・ｊ向づるものである。双方の光伝導体の端部は柔軟性
のａｈげ部材に設（）られており、第１の光伝導体の端
部は曲げ部材にその全長に口って固着されでいるも、第
２の光伝導体の端部は曲げ部材にゆるく掛合している。

曲げ部材が第１の（まっすぐに伸びた）位置にある場合
には、光伝導体の２つの端部がわずかの距離をあけて同
軸的に互いに対向しており、従って光学的に接続が行な
われている。曲げ部材を第２の（湾曲）位置に変形さけ
ると、曲げ部材にゆるく掛合している第２の光伝導体の
端部が長手軸線に対して横方向への移動中曲げ部材から
離間し、これにより光学的な接続が遮断される。

２つの光伝導体の端面間を離すことは、光伝導体の端面
が横方向移動中互いにこすれないように、従って損傷さ
れないようにする為に必要なことである。しかし、２つ
の光伝導体間を光学的に接続する為には、上述したよう
に端面間が頗れていると、一方の光伝導体から他方の光
伝導体に光を伝送する場合に光が可成り失われるという
欠点を生じる。

光伝導体の端部間に液体を設けてこのような光の損失を
減少せしめること（液浸法）は既知である。このような
液体、例えばグリセリン或いはベンゼンを用いると、不
所望なことに装置が汚染されてしまう。また使用プる液
体の性質によっては、液体が蒸発したり乾燥したりして
装置が使用できなくなるおそれがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光伝導体を光学的に分離したり接続し
たりする光学スイッチング装置であって、光の損失が極
めてわずかしか生ぜずに光学的な接続を達成でき、光伝
導体を分離したり接続したりづる際に特に光伝導体の端
部における摩耗を無くし、機械的および光学的特性が長
い作動ｗ１間に亘って一一定であり、従って妨害や故障
に対し作動的に信頼しうるようにした光学スイッチング
装置を提供せｌυとするにある。

〔発明の構成〕

本発明は、互いにほぼ整列される少くとも第１および第
２の光伝導体を光学的に分離したり接続したりする光学
スイッチング装置であって、前記の光伝導体の各々が端
部を有し、前記の光伝導体の少くとも１つをその一方の
端部で調整部材に収容し、この調整部材を少くとも２つ
の位置間でしかも光伝導体の長手軸線に対し横方向に移
動しつるようにし、前記の調整部材の少くとも１つの位
置で第１および第２の光伝導体の端部がこれらの端面間
に空間をおいて互いに対向するようにした光学スイッチ
ング装置におい−ｃ１少くとも１つの光伝導体の端部に
作用し、２つの光伝導体の端部を相対的に互いの方向に
移動させ、これら光伝導体の対向して位置している端面
を互いに接触ぜしめうるようにする軸線方向調整素子を
設けたことを特徴とする。

本発明装置によれば、光伝導体を相対的に横方向に移動
させる場合に、光伝導体の端面間に充分大ぎな間隙が形
成され、光伝導体を経て光を伝送する場合、上記の間隙
が最小となり、装置の摩耗や光の損失が極めてわずかと
なるという利点が得られる。この目的を達成する為には
既知の装置と（０逍して液浸法による液体が不要となる
。

本発明の有利な変形例によれば、前記の軸線方向調整素
子が少くとも１つの圧Ｎ１−ランスジューサを有し、こ
の圧電［・ランスジューサに電圧を印加しうるようにす
る。圧電調整素子の慣性質量は小さく、これらの調整力
は大きい為に、これらの圧電調整素子のスイッチング時
間は極めて短い。

本発明の他の変形例によれば、調整部材を横方向に移動
させる為の少くとも１つの横方向調整素子と、少くとも
１つの軸線方向調整素子とを互いに組合せたものを調整
部材に設（プる。このような組合せによれば、構成がコ
ンバク１〜になるとともに、調整部材、従ってこの調整
部材に設【プられた光伝導体の端部に関する軸線方向調
整移動および横方向調整移動間の転移が迅速になる。

圧電材料の部材に電圧を印加すると、その寸法はこの電
圧によって発生させられた電界の方向に対し平行に且つ
直角に変化する。これらの変化をそれぞれ縦方向および
横方向圧電効果と称する。

寸法変化の値は圧電材料の特性および組成に依存し、更
に技術的に製造した圧電セラミック材料の場合には加え
た電界に対する、人為的にこの材料に与えた電気分極の
強さおよび方向に依存する。

圧電レラミック材料、例えば圧電酸化物（ＰＸＥ）に与
えた電気分極に平行でこの電気分極と同一方向の電界を
この材料に加えた場合には、この材料は電位の方向に収
縮し、これと同時に電界の方向に対して直角な方向に伸
長する。これに対し、電界を電気分極の方向と逆で且つ
平行に加えた場合には、材料は電界の方向に伸良し目つ
同時に電界の方向に対し直角な方向に収縮する。ＩＥＥ
電セラミック部材の形状、その電気分極およびこの部材
上の電極の配置の選択の仕方によって種々の特↑９を有
する圧電トランスジコーリーを製造することができ、こ
れらの圧電トランスジコーりのうち本発明にとって最も
重要なものを以下に簡単に説明する。

一種の圧電トランスジューサにおいては、材料に均一の
電気分極を与える。電極は電気分極の方向に対し面角に
或いは更に平行にも配置りる。調整移動を得る為には、
縦方向の圧電効果、すなわち電気分極および加えた電界
の方向に平行な長さ変化を用いるのが好ましい。この種
の１〜ランスジコーザは通常ディスク或いはプレートの
形状とし、プレート或いはディスクの小面積面に平行に
分極し、大面積表面上に電極を設ける。電極に印加する
電圧を同じにした場合に調整運動（ス１〜ローク）を大
ぎくする為に、数個のディスク或いはプレートをこれら
の大きな表面で互いに積Φねて積層体を形成し、この積
層体の各別の素子は電気的に並列に機械的に直列に接続
する。

本発明の有利４ｒ変形例によれば、調整素子の少くとも
１つをディスク或いはプレー１〜の形態の少くとも１つ
の圧電部材を以って構成する。このような調整素子は機
械的に極めて安定であり、従って振動或いは変形に不感
応であり、従って正確で信頼できる調整移動を達成でき
、調整力が高くなる。

他の型の圧電トランスジューサにおいては、圧電材料を
電気分極の方向が互いに逆方向となった２つの領域に分
ける。分極方向に平行な電界を加えることにより、互い
に逆方向に分極された領域の長さ変化が異なる為にバイ
メタル細条における状態に匹敵する圧電部材の湾曲が生
じる。この湾曲をできるだり有効に用いうるようにする
為に、このような圧電１〜ランスジユー４ｊはその本体
の湾曲面に沿う寸法が大きくなるように覆る。このよう
なトランスジューサは棒状体或いは細条の形態にするの
が好ましい。

本発明の有利な変形例によれば、調整素子の少くとも１
つを圧電曲げ梁として構成する。このような曲げ梁の構
成は簡単であり、この曲げ梁によれば調整移動の際に大
ぎな動きを良好に得ることができる。

本発明の他の例によれば、少くとも１つの横方向調整素
子を圧電曲げ梁として構成し、少くとも１つの軸線方向
調整素子がディスク或いはプレーｉへの形態の少くとも
１つの圧電部材を有するようにする。このように種々の
調整素子を組合わせることにより、これらの利点も組合
わさり、調整部材により横方向においては大きな動ぎで
、軸線方向においては高い精庶で調整移動を達成でき、
しかもコンパクト／、７調整素子によって軸線方向の調
整移動も充分大ぎな動きで達成できる。

特定例では、領域毎に逆方向に分極した圧電トランスジ
ューサを、圧電セラミック材料から押出し成形により造
ったマルチモルファス細条とする。

マルチｔルファス細条の断面は、丸味をつけた側面を有
する偏平なほぼ矩形の形状とし、このマルチモルファス
細条はの断面の長手方向に平行な軸線内に配置した数個
の円筒細長ダクトを有する。

細条の外面と細長ダクＩ・の表面とは金属化膜で被覆す
る。マルチモルファス細条の月利は細条の外面の金属化
膜とダクトの表面の金属化膜との間に電圧を印加するこ
とにより分極する。細長ダク１〜よりも上の領域におけ
る分極と細長ダク１〜よりも下の領域における分極とは
互いに逆方向にする。

分極された細条にイの分極方向に対し平行な方向で電界
を加えると、この細条は横方向の圧電効果に基づいてそ
の長手軸線において湾曲する。

一方、細条の細長ダクｌ〜の上下で同じ方向に分極を与
えると、分極方向に対゛し平行な電界の供給にＪこる横
方向の圧電効果により細条の長手軸線の方向での長さ変
化が生じる。本発明による装置に対しては、上述した種
類の圧電トランスジコーサを各別に或いは組合わせて用
いることができる。

本発明の変形例では、横方向および軸線方向調整素子を
有する調整部材を、棒状体或いは細条を以って構成する
。このようにすることにより構成を簡単にすることがで
きる。この点で有利な本発明の他の例では、圧電部材が
互いに異なる圧電時ｆ［の数個の領域を有し、これら領
域の少くとも１つを横方向調整素子として構成し、これ
ら領域の仙の少くとも１つを軸線方向調整素子どして構
成する。調整部材として構成した圧電部材をマルチモル
ファス細条とした本発明の変形例においては構成が特に
簡単となる。特に、軸線方向調整素子の全範囲における
電気分極を均一な方向にし、横方向調整素子の範囲にお
いて圧電部材が、電気分極を互いに反対方向とした２つ
の層を有するようにする。横方向調整移動に際し、調整
部材およびこれに設けた光伝導体の端部に関して大きな
動きを得る為には、棒状体或いは細条の形態の圧電部材
の端部の１つをハウジングに剛固に連結づるのが有利で
ある。

構成を簡単にする為には更に、圧電部材上に電極を設け
、圧電部材の電気分極をこの圧電部材の長手軸線に対し
てほぼ直角を成づ゛方向とし、電極をシート状にすると
ともに電気分極方向に対し直角に配冒し、互いに逆方向
に向いた分極の層を電極表面に対しほぼ平行に延在させ
るのが有利である。

数個の平行に延在づる光伝導体を有し、例えば各光伝送
方向に対し別個の光伝導体を有（〕、伝送容量を高める
ようにした構成の光信導体接続を達成する為には、少く
とも２つの光伝導体を調整部材において豆いに平行に配
置するのが有利である。

光伝導体の端部を調整部材に特に均一に且つ機械的に安
定に埋込むには、光伝導体を、調整部材として形成した
マルヂモルファス細条のＩＩＩ長ダクト内に配置する。

このような構成にすると、光伝導体を汚染および機械的
な負荷から容易に保護することができる。横方向の調整
移動に必要な調整力はマルヂモルファス細条内に存在す
る光伝導体の縦断面全体に作用するのが有利である。

本発明の有利な変形例では、調整部材を、案内素子、特
に機械的な受部によって少くとも１つの明確に決定され
たスイッチング位置内に整列させるようにする。このよ
うにすることにより、前記のスイッチング位置で光学的
に互いに接続すべき光伝導体の軸線が、このスイッチン
グ位置で伝送される光の減衰が最少となるように正確に
整列されるようになる。

製造するのが特に簡単な機械的な案内素子は、少くとも
１つの固定配置した光伝導体の端部のホルダを以って構
成し、調整部材に設【ノられた少くとも１つの光伝導体
が調整素子の少くとも１つのスイッチング位置において
ホルダと掛合するようにする。このように構成した案内
素子により、互いに光学的に接続すべぎ光伝導体の湾曲
面が互いに直接整列される。従って、伝送される光の減
衰に関しては、光伝導体の寸法的な誤差のみが重要とな
るだけである。

調整移動を行なった後に、光学的に互いに接続すべき光
伝導体が正確に整列されるように、すなわち前記のスイ
ッチング位置において伝送される光の減衰が最小となる
にうにする為には、本発明の他の例によれば、調整素子
に接続した制御段を有するスイッチング回路を設け、前
記の制御段により、調整部材が、少くとも１つのスイッ
チング位置において伝送される光の減衰が最小となるよ
うにこのスイッチング位置で整列されるように、前記の
調整素子に調整信号を供給するようにする。

このスイッチング回路によれば、光伝導体の端部の端部
を軸線方向調整素子により互いに接触さけて光学的な接
続を行なう前に、光伝導体の端部を互いに精密に調整す
る。本発明による装置において、光伝導体の対向端部を
亙いに連結することにより伝送光の減衰を最少にする必
要がある場合に、上述した光伝導体の端部の正確な調整
が有効となる。この目的の為に、調整部材に設けた第１
の光伝導体と、固定配置した第２の光伝導体とを光送信
機および光受信機に接続することができる。この目的の
為のスイッチング回路は２つの光伝導体間で伝送される
光の量を測定し、調整素子の少くとも１つにお【プる電
斤を変えることにより少くとも１つのスイッチング位置
におりる光伝導体の端部のうちの少くとも１つの位置を
調整し、光送信機から２つの光伝導体を経て光受信機に
伝送される光が最大となるようにする。本発明の伯の例
によれば、端部が少くとも１つの位置で互いに対向Ｊる
少くども２つの光伝導体の端面イ」近に受光装置を設り
、この受光装置をスイッチング回路に接続づる。このス
イッチング回路は、対向して位置する光伝導体の端部の
接触点で場合に応じ生じる漏洩光を測定し、受光Ｈｉ［
Ｖが受ける漏洩光が最少となるように先払導体端部のう
ちの少くとも１つの位置を調整する。本発明によるこの
Ｍ後の例の構成によれば、切換自在の先払導体接続のす
べてを有効な信号の伝送に用いることができ、これらの
接続の１つのみをスイッチング作動の達成に用いるもの
ではない。

更に、スイッチング回路によれば、光学スイッチング装
置内の熱膨張の補償を良好に行なうことができる。その
理由は、熱膨張によって生じる相対的な光伝導体の端面
の調整外れがスイッチング回路による調整部材の自動的
なトラッキングにより補償される為である。また機械的
な摩耗が生じない。その理由は摩擦が生じるおそれのあ
る個所に機械的な案内素子が存在しない為である。

図面につぎ本発明を説明する。

第１図は、光伝導体を光学的に分離したり接続したりす
る装置の為のスイッチの一例を示す。第２図は第１図の
Ｂ−Ｂ線上を断面とした拡大断面図である。調整部材１
には４本の光伝導体２゜２＋、２ｎ、２ｍが設けられて
おり、これら光伝導体は図示の第１の切換位置では剛固
に連結された第１群の光伝導体３に対向し、第２の切換
位置では剛固に連結された第２群の光伝導体４に対向す
る。本例では調整部材１を４本の細長状のダクトを有す
るマルヂモルファス細条を以って構成し、これらのダク
トの壁に導電被膜５．５’　、５″。

５″′が設けられており、これらのダクト内に光ファイ
バより成る光伝導体２．２’　、２″、２″′が設ｃ）
られている。このマルチモルファス細条はその一端６が
ハウジング７に剛固に連結されており、その長さにおい
て２つの区分８および９に分割されている。ハウジング
７に面する第１区分８においては、マルチモルフ７ス細
条は電気分極が互いに反対方向の２つの層を有している
。この電気分極の方向は矢印で示すように、下側層中で
はマルチモルファス細条の下側面に向けて、上側層中で
はマルチモルファス細条の上側面に向けて細長状のダク
１へから離れる方向に向いている。第１区分８は圧電曲
げ梁であり、横方向のスイッチング素子を構成する。光
伝導体２の端部側のマルチ士ルファス細条の第２区分９
は下側面から上側面に均一に向いた分極（同一方向の矢
印で示す）を有しており、軸線方向の調整素子を構成す
る。マルチモルファス細条の下側面は双方の区分８．９
に亘って延在し接地電極として作用する金属化膜１０に
よって被膜されており、ハウジング７を経て電気接続端
子１１に接続されている。マルチモルファス細条１の上
側面は横方向調整素子８の区分および軸線方向調整素子
９の区分においてそれぞれ電極として作用する金属化膜
１２および１３で被覆されている。軸線方向調整索子９
の電極１２はマルチモルファス細条１の移動に追従しう
る機械的に柔軟性のある導電体１４により接続端子１５
に接続されている。横方向調整素子の電極１３はマルチ
モルファス細条１の固定端部６の側の端部で機械的に柔
軟性のある導電体１４ａを経て接続端子１６に接続され
ており、この導電体１４ａは導電体１４に比べてわずか
の移動に追従させる必要がある。接続端子１５．１６は
絶縁性のリードスルー１７．１８内に保持する。

第３図は第１図のＡ−Ａ練土を断面とづる断面図であり
、光伝導体３の１本の端部およびこの光伝導体３を収容
するホルダを通る断面図である。

本例では４つのこのようなホルダを４本の光伝導体３に
対し互いに並べて設（プ、第１図に示す調整部材１の第
１スイツヂング位置において光伝導体３の各端部２１が
４本の光伝導体２．２’　、２″。

２″′のうちの１本の端面２５に対向するようにする。

同様に、端面２２が第２スイッチング位百において光伝
導体２．２’　、２″、２”’の端面２５に対向する４
本の光伝導体４のホルダを光伝導体３のホルダに対し対
称的に設ける。

光ファイバより成る光伝導体３および４の端部はハウジ
ング７の一部を構成する三角形の満１９．２０内に収容
する。多溝１９．２０の壁面は互いに直角を成し、これ
に」：り面内の光ファイバの位置ができるだけ正確に固
定されるＪ：うにするのが好ましい。固定配置された光
ファイバ３．４は満１９．２０の端部２３．２４のわず
か前で終端する。従って、溝１９．２０の端部２３．２
４は光ファイバ３．４に対しては空になっている。これ
らの端部２３．２４は、マルチモルファス細条１の端部
２６をわずかに越えて突出する光ファイバ２．２’　、
２″、２″’の端部に対する案内素子を構成覆る。マル
チモルファス細条１の２つのスイッヂング位置の各々で
は、それぞれ光ファイバ２゜２’　、２”　、２″’　
、３の端部および光ファイバ２゜２’　、２″、２″’
　、４の端部が溝１９および２０内にそれぞれ存在し、
互いに正確に位置決めおよび対向するようになる。光フ
ァイバ２．２’　。

２　Ｊ′、　２　ＬＪ／の端面２５は光ファイバ３およ
び４のそれぞれの端面２１および２２に平面的に掛合す
る。

光ファイバ２．２’　、２″、２″’　、３．４は柔軟
性のある保護外被２７．２８．２９により覆われている
。ひっばりに耐えるようにする為にこれらの外被をハウ
ジング７に連結する。

第１図に示すスイッチにより、光伝導体２゜２　ｒ　、
　２　Ｎ　、　２　ＩＩ／が光伝導体３に接続されるス
イッヂング位置から、光伝導体２．２’　、２″。

２″′が光伝導体４に接続されるスイッチング位置にス
イッチング作動り−る為に、第１スイツヂング工稈で端
子１１に対して正の電圧を端子１５に印加り“る。これ
により、軸線方向調整素子９が光ファイバ２．２’　、
２″、２″′の長手方向において短くなり、これらの光
ファイバの端面２５が光ファイバ３の端部２１から離れ
る。この状態を第１図に示しである。第２スイツチング
エ稈で端子１６に正の電圧を印加することにより、横方
向調整素子８が、光ファイバ２．２’　、２″、２”’
が溝２０内に入るまで湾曲する。第３スイツヂング工程
で端子１５における電圧を値Ｏまで減少させる。これに
より光ファイバ２．２’　、２″、２″′の端面２５が
光ファイバ４の端面２２に掛合し、これによりこれら光
フアイバ間の光学的な接触を達成する。端子１６におけ
る正の電圧は、光ファイバ２．２’　、２″、２”’と
光ファイバ４との間の光学的な接触を維持する必要があ
る限り印加したままにしてｉＪ５　＜。もとのスイッチ
ング位置に戻すにはすべてのスイッチング■程を逆の順
序で行なう必要がある。

第１図に示す装置は、保護気体を入れうるハーメチック
封止した外匣内に挿入することができる。

このようにすることによりスイッチが腐食や汚染から保
護される。

第４図は本発明の他の例のスイッチを示し、その調整部
材は２つの別個の調整素子を有しており、このこと以外
ではこのスイッチは第１図に示すスイッチと同じである
。本例のスイッチにおいては、第１図と相違して軸線方
向の調整運動は光伝導体２．２’　、２″、２″ｆの端
面２５の付近で生ぜず、この端面２５から離れた個所で
生じ、横方向調整素子３０によって端部２５に伝達され
る。横方向調整素子３０は第１図のマルチモルファス細
条の場合と同様に形成された曲げ梁として作用するマル
チモルファス細条より成る。□マルチモルファス細条３
０をＤ−Ｄ線上で切った断面は第２図に示す形状を有す
る。マルチモルファス細条３０の下側面上には接地電極
として作用する金属化膜３１を設け、細条３０の上側面
上には横方向調整素子用の制御電極を設ける。制御Ｎ極
３２は機械的に柔軟性のある導体３５を経て接続端子３
４に接続し、この接続はハウジング７内の絶縁性のリー
ドスルー３３を経て行なう。マルチ士ルフ１ス細条３０
ははんだ３７により４個の板状圧電トランスジューサ３
８．３８’　、３８″、３８″′の積層体３６上に連結
する。この積層体３６は軸線方向調整素子を構成する。

順次の２つの板、状圧電トランスジューサ３８．３８’
　、３８″、３８”間には電極として形成した金属層３
９．３９’　、３９″を設け、積層体３６の両端部を金
属電極４０　。

４０′でそれぞれ被覆する。Ｎ極４０および３９′は機
械的に柔軟性の導体４１および４２をそれぞれ経て、電
極４０’　は直接にハウジング７に、従って接地端子１
１に接続づる。半田３７、電極４０および機械的に柔軟
性の導体４１の為にマルチモルフ１ス細条３０の接地電
極３１も接地電位となる。電極３つおよび３９″は機械
的に柔軟性の導体４３および４４を経て互いに接続する
どともに接続端子４５に接続し、この接続端子４５は絶
縁性のリードスルー４６によりハウジングに取付レプる
。第２図による調整部材に段【ノられた光伝導体２．２
’　、２″、２″′の端部２５を固定配置した光伝導体
３および４のイれぞれの端面２１および２２から離す為
には、端子１１に対して正の電圧を端子４５に印加し、
これにＪ：り軸線方向調整素子３６の寸法を光伝導体２
の長手軸線に平行な方向で減少せしめる。光伝導体２．
２’　。

２　ｎ　、　２　ｏｒの端部を光伝導体３の端部２１の
前方の位置から、他のスイッチング位置、すなわち光伝
導体４の端部２２の前方の位置に切り換える為には、端
子１１に対して正の電圧を端子３４に印加する。固定配
置の光伝導体３および４に対するホルダ１９および２０
や、光伝導体２．２’　。

２　ｕ　、　２　′１／の端部に対する案内素子は第１
図の装置と同様にして構成する。特に第３図は第４図に
おけるＣ−Ｃ線上を断面とする断面図である。

光伝導体２．２’　、２″、２″’はマルチモルファス
細条１および３０内に好ましくは接着剤により取付ける
。接着はマルチモルファス細条１および３０のそれぞれ
の端面２６ｆ′３よび４７のすぐ近くで光伝導体の短い
部分に対し０行なう。圧電トランスジューサと同程度に
変形しうる材料より成る光伝導体の場合のみマルチモル
ファス細条１および３０内に存在する全体の長さ部分に
対して接着を行なう。わずかに変形しつる光伝導体の場
合は、これら光伝導体を接着点まで長手軸線方向に移動
しつるように調整素子および調整部材内に配置する。光
伝導体の軸線方向の移動に対する長さの補償は、スイッ
チの後方で例えば光伝導体がループ状に弯曲づることに
より行なわれる。従って光伝導体はこの弯曲領域では柔
軟的に支承する。

光学的に相互連結した光伝導体の端部を整列させる際に
軸線方向調整運動の為に生じるおそれのある圧力を制限
する為に、調整部材を軸線方向で弾性的に支持するのが
有利である。この目的の為に、例えば第１図の装置では
、マルチモルファス細条１の端部６を軸線方向に移動す
るにうにハウジング７内に支承し、弾性素子、例えばゴ
ムパッドににり軸線方向でハウジング７に対して支持す
る。第４図の装置では、この目的の為に例えば電極４０
′とハウジング７との間でこの電極／Ｉｏ’の面に平行
にゴムディスクを挿入づ′る。

第５図はスイッチング回路を示り１０ツク図であり、こ
のスイッチング回路により第４図（或いは第１図）に応
じて構成したスイッチの双方のスイッチング位置におい
て光伝導体３或を調整する。

第５図にはスイッチングの移動時において、すなわち一
方のスイッチング位置から他方のスイッチング位置に移
動する第２スイツチング工程中において横方向調整素子
３０が中央位置にある状態を示しである。上）ホした例
で切換えられる光信号は調整部材に配置された光伝導体
２を経て入射され、固定配置された光伝導体３或いは４
に選択的に供給される。光伝導体３．４の一方に対する
光伝導体２の整列が悪い場合には、光伝導体２の端面２
５から生じる光が少なくとも部分的に光伝導体３の端面
２１或いは光伝導体４の端部２２に入射しない。光伝導
体３．４の端部のそばに光センサ５０．５１を設（プ、
これら光センサの光感応面を光伝導体３，４の端部２１
，２２に対し平行に配置する。光センサ５０．５１の信
号出力端子５２゜５３はスイッチング段５４に接続する
。このスイッチング段５４により光センサ５０，５１の
一方を制御段５５に接続し、この制御段を横方向調整素
子３０の電極３２の接続端子３４に接続する。

制御段５５は更に制御ライン５６おＪ：び帰線ライン５
７を経て制御回路５８に接続する。制御回路５８の出力
端子は軸線方向調整素子３６の接続端子４５に接続する
。スイッチング段５４の入力端子および制御回路５８の
入力端子はスイッチング信号入力端子５９に接続する。

スイッチング回路の特性および機０しを以下のスイッチ
ング処理の例につき以下に説明する。スイッチング信号
入力端子５９にはレベルが所定通りに時間的に変化する
電圧を印加する。このスイッチング信号により、例えば
光レンサ５１が制御段５５に接続されるようにスイッチ
ング段５４を調整する。前述した例のスイッチング処理
では。光伝導体２がその初期位置で光伝導体３に接続さ
れており、最終位置で光伝導体４に接続されるべきもの
であるとする。一方、スイッチング信号入力端子５９に
おけるスイッチング信号により制御回路５８における処
理制御をトリガし、この制御１回路により第１の工程で
軸線方向調整素子３６の接続端子４５に電圧を印加する
ことにより、光伝導体２の端部２５を光伝導体２の端部
２１から離間させる。第２の工程では制御回路５８が制
御ライン５６を経て制御段５５に命令を与え、これによ
り横方向調整素子３０の接続端子３４に電圧を印加する
ことにより、光伝導体２の端部を光伝導体３の端部から
光伝導体４の端部に移動させる。次に制御段５５は、光
伝導体２から光伝導体４の端面２２以外に放出され光セ
ンサ５１にＪ：つて受光される漏洩光が最少となるよう
に接続端子３４における電圧を変えることにより光伝導
体２の端部２５を光伝導体４の端部２２に対向するよう
に移動させる。この整列（位置合１り処理の終了は制御
段５５から帰線ライン５７を経て供給されるリターン信
号により制御回路５８に知らされる。次に制御回路５８
により軸線方向調整素子３６の接続端子４５にお（づる
雷汁を除去する。これにより光伝導体２の端面２５が良
好に整列された状態で光伝導体くの端部に掛合し、従っ
て光学的な接続が最少の光減衰で達成される。調整素子
３０および３６の移動方向を第５図に単一の矢印（調整
素子３０の場合）および両矢印（調整素子３６の場合）
で示１゜ 第６図は、第５図に示すスイッチング回路に用いる光セ
ンサを示す線図である。光センサ５０は２つの半導体フ
ォトダイオード６０および６１を以って構成し、これら
ダイオードは両矢印で示す。

横方向調整素子の調整移動方向でりいに前後に配置する
。半導体プレー１−は例えばｎ導電型珪素の基板領域６
２を以って構成し、この基板領域６２の裏側を陰極とし
て作用する大面積の金属化膜６３で被覆する。半導体プ
レートの表側には２っのｐ導電型の領域６４および６５
を設け、これら領域を陽極としての透明電Ｍｉ６６およ
び６７で被覆覆る。陰極および２つの陽極には接点６８
゜６９．７０を接続し、これら接点を接続線５２を経て
スイッチング段５４に接続覆る。２つのフォｉ〜ダイオ
ード６０および６１間の境界領域では半導体ブ１ノー１
〜に遮断領域を設（プ、この遮断領域を経て光伝導体３
の端部を案内する。光伝導体３の端面２１は陽極側に設
（プる。光伝導体２の端面２５が光伝導体３の端面２１
にりも高いか低いかに依存して光伝導体２から生じる光
が〕第１〜ダイオード６０に当たるかフォ１〜ダイオー
ド６１に当たる。これに、応じて電気信号が接点６９或
いは７０に与えられ、この電気信号が制御段５５により
評価される。

（二の場合、第１および４図において説明した装置と相
違して機械的な案内素子が不要である為、光伝導体２の
端面２５は調整部材の端面ど一致さけるのが、すなわち
第５図に示すように横方向調整素子３３０の端（面／′
１７と〜致さゼるのが好ましい１前述した機械的な案内
素子の１つを用いる場合には、調整部材の端面を越えて
突出する光伝導体による調整部材の整列（位置合せ）を
、調整部Ｈの寸法誤差によって影響されることなく行な
うことかできるも、第５図の構成の場合機械的な摩擦が
なくなり、従って損傷が極めて少なくなり、構成が丈夫
となり、振動のない作動が達成される。

ハウジング７に対して、熱膨張が小さな祠１１、例えば
インバー鋼を用いるのが好ましい。他の好適な材料は、
使用する先広導体月別の熱膨張係数に一致づる熱Ｐ＃服
係数を有する銅合金である。この場合の装置は作動温麿
の変化が大きい場合に用いることもできる。この点で第
５図に示１スイッチング構成によれば、装置中の熱膨張
を自動的に補償する利点が得られる。上述した例は種々
に変形することがＣきる。１変形例では、軸線方向およ
び横方向調整素子を、大きな動き（ストローク）で簡単
に調整移動を達成しうる磁気装置として構成することが
できる。一方、圧電Ｉ・ランスジューサの場合は、構造
を小型で軽量にでき、エネルギー消費用を無祝しつる程
酊に少なくしうる利点が得られる。史に、圧電１−ラン
スジユーザは磁界にＪ：って悪影響を受（づない。

本発明の他の変形例においては、少なくとも１つの調整
素子を熱的に膨張作動する部拐どする。

熱的に膨張する部材によれば、簡単な構成で占有体積の
わずかな軸線方向および横方向調整素子を造ることがで
きるも、比較的長いスイッチング時間を許容しつる装置
にこの調整素子を設けるのが有利となるだ（プである。

【図面の簡単な説明】

第１図は光伝導体スーｒツチの一例を示す線図的断面図
、 第２図は第１図の光伝導体スイッチの調整部（Ａを形成
するマルヂモルファス細条を第１図のＢ−１３線−［を
断面とし矢の方向に見た断面図、第３図は第１図におい
て固定配置した光伝導体の端部のホルダを第１図のＡ−
Ａ線上を断面とし矢の方向に見た断面図、 第４図は光伝導体スイッチの他の例を示す線図的断面図
、 第５図は先払導体端部をＨいに調整部る回路を示す回路
図、 第６図は漏洩光を受番プる受光装置を示す線図である。 １・・・調整部材（マルチモルファス細条）２．２’　
、２″、２″′、３．４・・・光伝導体５　、５　ｒ　
、　５　ＪＬ　、　！、’　ＩＩ／・・・導電細条６・
・・マルチモルノＩス細条の一端 ７・・・ハウジング ８．９・・・マルヂモルファス細条のメ分（８・・・横
方向調整素子、９・・・軸線方向調整素子）１０・・・
金属化膜　　　　１１・・・電気接続端子１２．１３・
・・電極　　　　１４．１４ａ・・・導電体１５．１６
・・・接続端子　　　１７．１８・・・リードスルー１
９．２０・・・溝　　　　　３０・・・横方向調整素子
３１・・・金属化膜　　　　３２・・・金属化膜（制御
電極）３７・・・はんだ ３８、．１８’　　、３８″、３８″’・・・圧電トラ
ンスジョー４ノ３９．３９’　　、３９″・・・金属層
４０．４０’　・・・金属゛小極　　５０，５１・・・
光センーリ５４・・・スイッチング段　５５・・・制御
段５８・・・制御回路 ｊ）９・・・スイッチング信号入力端子ＧＯ，６１・・
・フＡトダイ′Ａ−１〜特許出願人　　エヌ・べ−・フ
ィリップス・フルーイランペンファブリケン ３９− −３８− 曽 Ｃ力 −

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いにほぼ整列される少なくとも第１および第２の
   光伝導体を〉に学的に分離したり接続したりする光学ス
   イッチング装置であって、前記の光伝導体の各々が端面
   を有し、前記の光伝導体の少なくとも１つをぞの一方の
   端部で調整部材に収容し、この調整部材を少なくとも２
   つの位置間でしかも光伝導体の長手軸線に対し横方向に
   移動しうるようにし、前記の調整部材の少なくとも１つ
   の位置で第１および第２の光伝導体の端部がこれらの端
   面間に空間をおいて乃いに対向するように（）た光学ス
   イッチング装置において、少なくとも１つの光伝導体の
   端部に作用し、２つの光伝導体の端面を相対的に互いの
   方向に移動さｌ、これら光伝導体の対向して位置してい
   る端部を互いに接触せしめうるようにづる軸線方向調整
   素子を設けたことを特徴とする光学スイッチング装置。 ２、特許請求の範囲１記載の光学スイッチング装置にお
   いて、前記の軸線方向調整素子が少なくとも１つの圧電
   トランスジューサを有し、この圧電トランスジューサに
   電圧を印加しうるようにしたことを特徴とする光学スイ
   ッチング装置。 ３、特許請求の範囲１または２記載の光学スイッチング
   装置において、調整部材を横方向に移動させる為の少な
   くとも１つの横方向調整素子と、少なくとも１つの軸線
   方向調整素子とを互いに組合せたものを調整部材に設け
   たことを特徴とする光学スイッチング装置。 ４、特許請求の範囲１〜３いずれか１つに記載の光学ス
   イッチング装置において、調整素子の少なくとも１つを
   圧電曲げ梁として構成したことを特徴とする光学スイッ
   チング装置。 ５、特許請求の範囲１〜４のいずれか１つに記載の光学
   スイッチング装置において、調整素子の少なくとも１つ
   がディスク或いはプレー１〜の形態の少くとも１つの圧
   電部材を有するようにしたことを特徴とする光学スイッ
   チング装詰。 ６、特許請求の範囲１−．５のいずれか１つに記載の光
   学スイッチング装置において、少なくとも１つの横方向
   調整素子を圧電曲げ梁として構成し、少くとも１つの軸
   線方向調整素子がディスク或いはプレートの形態の少く
   とも１つの圧電部材を有づるようにしたことを特徴とす
   る光学スイッチング装置。 ７、特許請求の範囲１〜６のいずれか１つに記載の光学
   スイッチング装置において、横方向および軸線方向調整
   素子を有する調整部材を、棒状体或いは細条を以って構
   成したことを特徴とする光学スイッチング装置。 ８、特許請求の範囲７記載の光学スイッチング装置にお
   いて、圧電部材が互いに異なる圧電特性の数個の領域を
   有し、これら領域の少くとも１つを横方向調整素子とし
   て構成し、これら領域の他の少くとも１つを軸線方向調
   整水子として構成したことを特徴とする光学スイッチン
   グ装置。 ９、特８′［請求の範囲７または８記載の光学スイッチ
   ング装置において、調整部材として構成した圧電部材を
   マルヂモルファス別条としたことを特徴とする光学スイ
   ッチング装置。 １０、特許請求の範囲７〜９のいずれか１つに記載の光
   学スイッチング装置において、棒状体或いは細条の形態
   の圧電部材の端部の１つをハウジングに剛固に連結した
   ことを特徴とする光学スイッチング装置。 １１、特許請求の範囲７〜１０のいずれか１つに記載の
   光学スイッチング装置において、軸線方向調整素子の全
   範囲にａ′３ける電気分極を均一な方向にし、横方向調
   整素子の範囲において圧電部材が、電気分極を互いに反
   対方向とした２つの層を有するようにしたことを特徴と
   する光学スイッチングＫＭ。 １２、特許請求の範囲１１記載の光学スイッチング装置
   において、圧電部材上に電極を設け、圧電部材の電気分
   極をこの圧電部材の長手軸線に対してほぼ面角を成り一
   方向どじ、電極をシート状に覆るとともに電気分極方向
   に対し直角に配置し、互いに逆方向に向いた分極の層を
   電極表面に対しほぼ平行に延在させたことを特徴どＪる
   光学スイッチング装置。 １３、特許請求の範囲１〜１２のいずれか１つに記載の
   光学スイッチング装置において、少くとも２つの光伝導
   体を調整部材に互いに平行に設けたことを特徴とする光
   学スイッチング装置。 １４、特許請求の範囲９記載の光学スイッチング装置に
   おいて、１つ以上の光伝導体を、調整部材として形成し
   たマルチモルファス細条の細長状ダクト内に設けたこと
   を特徴とする光学スイッチング装置。 １５、特許請求の範囲１〜１４のいずれか１つに記載の
   光学スイッチング装置において、調整部材を、案内素子
   、特に機械的な受部によって少くとも１つの明確に決定
   されたスイッチング位置内に整列させるようにしたこと
   を特徴とする光学スイッチング装置。 １６、特許請求の範囲１５記載の光学スイッチング装置
   において、機械的な案内素子を、少くとも１つの固定配
   置した光伝導体の端部のホルダを以って構成し、調整部
   Ｈに設けられた少くとも１つの光伝導体が調整素子の少
   くと５１つのスイッチング位置においてホルダと掛合づ
   るようにしたことを特徴とりる光学スイッチング装置。 １７、特許請求の範囲１〜１４のいずれか１つに記載の
   光学スイッチング装置において、調整素子に接続した制
   御段を有するスイッチング回路を設け、前記の制御段に
   より、調整部材が、少くとも１つのスイッチング位置に
   おいて伝送される光の減衰が最少となるようにこのスイ
   ッチングＷ！置で整列されるにうに、前記の調整素子に
   調整信号を供給するようにしたことを特徴と覆−る光学
   スイッチング装置。 １８、特許請求の範囲１７記載の光学スイッチング装置
   において、少くとも１つの位置において互いに対向する
   少くとも２つの光伝導体の端面の付近に受光装置を設け
   、該受光装ｊ６をスイッチング回路に接続し、該スイッ
   チング回路により、前記の受光装置が受光する漏洩光が
   最少となるように調整部材の位置を調整するようにした
   ことを特徴とする光学スイッチング装置。