JPS5960401A - 光スイツチ - Google Patents
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- JPS5960401A JPS5960401A JP17234482A JP17234482A JPS5960401A JP S5960401 A JPS5960401 A JP S5960401A JP 17234482 A JP17234482 A JP 17234482A JP 17234482 A JP17234482 A JP 17234482A JP S5960401 A JPS5960401 A JP S5960401A
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- switch
- piezoelectric element
- optical
- permanent magnet
- slider
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
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- G—PHYSICS
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- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
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- G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
- G02B6/355—1x2 switch, i.e. one input and a selectable single output of two possible outputs
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- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
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-
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- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
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- Optics & Photonics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は機械式光スィッチに関し、特に圧電素子を利用
して可動部分を駆動するようにした光スィッチに関する
ものである。
して可動部分を駆動するようにした光スィッチに関する
ものである。
従来技術と問題点
光路の切り替えを行うための光スィッチとしては、従来
、電磁石を用いて可動形の光学素子を駆動して光路を切
り替える機械式のものと、光学素子における電気光学効
果等を利用して光路を切り替える非機械式のものとがあ
る。
、電磁石を用いて可動形の光学素子を駆動して光路を切
り替える機械式のものと、光学素子における電気光学効
果等を利用して光路を切り替える非機械式のものとがあ
る。
第１図は従来の機械式光スィッチを示したものである。
同図において、１．２は電磁石を構成するコイル、３は
永久磁石つきスライダ、４はプリズムである。
永久磁石つきスライダ、４はプリズムである。
第１図においてコイル１．２を直列にしであるいはそれ
ぞれを単独に励磁することによって、永久磁石と電磁石
との極性の関係に応じて、永久磁石つきスライダ３をコ
イル１の側とコイル２の側とに任意に移動させることが
できる。プリズム４は永久磁石つきスライダ３上に搭載
されており、スライダとともに移動することによって、
光路の切り替えを行う。
ぞれを単独に励磁することによって、永久磁石と電磁石
との極性の関係に応じて、永久磁石つきスライダ３をコ
イル１の側とコイル２の側とに任意に移動させることが
できる。プリズム４は永久磁石つきスライダ３上に搭載
されており、スライダとともに移動することによって、
光路の切り替えを行う。
このように従来の機械式光スィッチは電磁石と永久磁石
との間に（ｌ＋ ＜力を利用して動作するものであり、
そのため切り替え速度が遅くまた電磁石の励磁に必要な
消費電力が大きいという欠点があった。
との間に（ｌ＋ ＜力を利用して動作するものであり、
そのため切り替え速度が遅くまた電磁石の励磁に必要な
消費電力が大きいという欠点があった。
また非機械式の光スィッチは、一般に切り替え速度は速
いが、反面漏話が大きくかつ非常に高価であるという欠
点を伴うものであった。
いが、反面漏話が大きくかつ非常に高価であるという欠
点を伴うものであった。
発明の目的
本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、その目的は、機械式光スィッチにおけ
る可動光学素子の駆動を圧電素子を利用して行うことに
よって、切り替え速度が速いとともに切り替えに要する
消費電力が小さい光スィッチを提供することにある。
るものであって、その目的は、機械式光スィッチにおけ
る可動光学素子の駆動を圧電素子を利用して行うことに
よって、切り替え速度が速いとともに切り替えに要する
消費電力が小さい光スィッチを提供することにある。
発明の実施例
第２図は本発明の光スィッチの動作原理を説明するため
の図である。同図において、１１はバイモルフ形圧電素
子、１２はその両端に突起１３．１４を有するスライダ
、１５Ａ、１５Ｂはスライダ１２０両端に設けられた強
磁性材料たとえばＮ５２合金片、１６はプリズム等の光
学素子、１７．１８は永久磁石、１９は電源、２０はス
イッチ、２１．２２は圧電素子の両入力端子である。
の図である。同図において、１１はバイモルフ形圧電素
子、１２はその両端に突起１３．１４を有するスライダ
、１５Ａ、１５Ｂはスライダ１２０両端に設けられた強
磁性材料たとえばＮ５２合金片、１６はプリズム等の光
学素子、１７．１８は永久磁石、１９は電源、２０はス
イッチ、２１．２２は圧電素子の両入力端子である。
第２図において、（ａ）はスイッチ２０の操作によって
端子２１，２２に図示の極性の電圧を加えた場は永久磁
石１７に吸引される。スイッチ２０が解放されると圧電
素子１１は実線のように無変位の位置に復旧し、スライ
ダ１２は突起１４の部分が圧電素子ＩＩに衝突して、永
久磁石１７の吸引力と釣り合ってその位置に保持される
。
端子２１，２２に図示の極性の電圧を加えた場は永久磁
石１７に吸引される。スイッチ２０が解放されると圧電
素子１１は実線のように無変位の位置に復旧し、スライ
ダ１２は突起１４の部分が圧電素子ＩＩに衝突して、永
久磁石１７の吸引力と釣り合ってその位置に保持される
。
次に（ｂ）はスイッチ２０の操作によって端子２Ｌ２２
に図示のように（ａ）の場合と逆極性の電圧をは永久磁
石１日に吸引される。スイッチ２０が解放されると圧電
素子１１は実線のように無変位の位置に復旧し、スライ
ダ１２は突起１３の部分が妊電素子１１に衝突して、永
久磁石１８の吸引力と釣り合ってその位置に保持される
。
に図示のように（ａ）の場合と逆極性の電圧をは永久磁
石１日に吸引される。スイッチ２０が解放されると圧電
素子１１は実線のように無変位の位置に復旧し、スライ
ダ１２は突起１３の部分が妊電素子１１に衝突して、永
久磁石１８の吸引力と釣り合ってその位置に保持される
。
このようにして圧電素子１１に電圧を加えるごとに、ス
ライダ１２は突起１３または１４が圧電素子１１に衝突
して定まる位置に保持される。従ってスライダ１２に搭
載された光学素子■６は２つの定位置のうちの何れかの
位置をとり、これによって光路の切り替えを行うことが
できる。
ライダ１２は突起１３または１４が圧電素子１１に衝突
して定まる位置に保持される。従ってスライダ１２に搭
載された光学素子■６は２つの定位置のうちの何れかの
位置をとり、これによって光路の切り替えを行うことが
できる。
なお第２図においてＮ５２合金片１５Ａ 、 １５Ｂに
代えζ、保持状態におい一ζそれぞれ永久磁石１７．１
８と互いに吸引する極性を有する永久磁石を用いてもよ
い。
代えζ、保持状態におい一ζそれぞれ永久磁石１７．１
８と互いに吸引する極性を有する永久磁石を用いてもよ
い。
また第２図（ａ）において、無電位状態で突起てもよい
、この方法によれば、圧電素子に不要の応力を与えるこ
とがなく、又ストッパで強制的に反発しているので、自
然に第２図（ｂ）の状態に移動する。
、この方法によれば、圧電素子に不要の応力を与えるこ
とがなく、又ストッパで強制的に反発しているので、自
然に第２図（ｂ）の状態に移動する。
第３図は本発明の光スィッチの一実施例の構成を示して
いる。同図においては第２図におけると同じ部分は同じ
番号で示されているが、圧電素子１１に電圧を印加する
ための電源の部分は省略して示されている。また同図に
おいて３０，３１．３２は光ファイバ、３３．３４．３
５はレンズであって、光ファイバ３０、レンズ３３は光
入力系を構成し、光ファイノＸ３１゜レンズ３４および
光ファイバ３２．レンズ３５はそれぞれ光出力系を構成
している。
いる。同図においては第２図におけると同じ部分は同じ
番号で示されているが、圧電素子１１に電圧を印加する
ための電源の部分は省略して示されている。また同図に
おいて３０，３１．３２は光ファイバ、３３．３４．３
５はレンズであって、光ファイバ３０、レンズ３３は光
入力系を構成し、光ファイノＸ３１゜レンズ３４および
光ファイバ３２．レンズ３５はそれぞれ光出力系を構成
している。
第３図において圧電素子１１に電圧が印加されて１１へ
のように変位することによって、スライダ１２は突起１
４が圧電素子１１に衝突する図示の位置に保持されプリ
ズム１６は図における実線の位置におかれる。光ファイ
バ３０の出力光はレンズ３３を経てプリズム１６に入射
するが、この状態においてはプリズム１６は入射光を直
進させるので、レンズ３３の出射光はレンズ３４に入射
しレンズ３４を経て光ファイバ３１に伝送される。
のように変位することによって、スライダ１２は突起１
４が圧電素子１１に衝突する図示の位置に保持されプリ
ズム１６は図における実線の位置におかれる。光ファイ
バ３０の出力光はレンズ３３を経てプリズム１６に入射
するが、この状態においてはプリズム１６は入射光を直
進させるので、レンズ３３の出射光はレンズ３４に入射
しレンズ３４を経て光ファイバ３１に伝送される。
圧電素子１１に逆極性の電圧が印加されてＩＩＢのよう
に変位することによって、スライダ１２は左方に移動し
て突起１３が圧電素子１１に衝突する位置に保持されプ
リズム１６は図において破線で示す１６への位置におか
れる。この状態においては光ファイバ″ｌＯの出射光は
レンズ３３を経てプリズム１６八に入射し、プリズムＩ
ＧＡ中を鎖線で示すように進行してレンズ３５に入射し
、レンズ３５を経て光ファイバ３２に伝送される。
に変位することによって、スライダ１２は左方に移動し
て突起１３が圧電素子１１に衝突する位置に保持されプ
リズム１６は図において破線で示す１６への位置におか
れる。この状態においては光ファイバ″ｌＯの出射光は
レンズ３３を経てプリズム１６八に入射し、プリズムＩ
ＧＡ中を鎖線で示すように進行してレンズ３５に入射し
、レンズ３５を経て光ファイバ３２に伝送される。
このように第３図の光スィッチによれば、圧電素子１１
に異なる極性の電圧を印加することによってプリズム１
６を異なる位置に変位させ、これによって光ファイバ３
０の出射光を光ファイバ３１．３２に切り替えて伝送す
ることができる。
に異なる極性の電圧を印加することによってプリズム１
６を異なる位置に変位させ、これによって光ファイバ３
０の出射光を光ファイバ３１．３２に切り替えて伝送す
ることができる。
第４図は本発明の光スィッチの他の実施例の構成を示し
ている。同図においては第３図におけると同じ部分は同
じ番号で示されており、４０はスイッチ、４１．４２は
それぞれバイモルフ形圧電素子である。第４図の構成に
おいては、圧電素子がスライダ１２を挾んで２個設けら
れているのに対応して、突起１３．１４およびＮ５２合
金片１５Ａ、１５Ｂはそれぞれスライダ１２の上下に分
けて配置されている。また第４図の場合、スイッチ４０
は第３図におけるスイッチ２０と異なり圧電素子に加え
られる電圧を反転できるような動作を行う必要がない。
ている。同図においては第３図におけると同じ部分は同
じ番号で示されており、４０はスイッチ、４１．４２は
それぞれバイモルフ形圧電素子である。第４図の構成に
おいては、圧電素子がスライダ１２を挾んで２個設けら
れているのに対応して、突起１３．１４およびＮ５２合
金片１５Ａ、１５Ｂはそれぞれスライダ１２の上下に分
けて配置されている。また第４図の場合、スイッチ４０
は第３図におけるスイッチ２０と異なり圧電素子に加え
られる電圧を反転できるような動作を行う必要がない。
第４図においてスイッチ４０をＡ側に倒したとぎは、圧
電素子４１が破線で示す４１Ａのように変位して突起１
３を押し、Ｎ５２合金片１５Ａは永久磁石１７に吸引さ
れるが突起１４が圧電素子４２に衝突することによって
スライダ１２は図示の位置に保持され、従ってプリズム
１６は実線で示す位置にある。この状態では光ファイバ
３０からレンズ３３を経て出射した光はプリズム１６に
無関係に直進し、レンズ３４を経て光ファイバ３Ｉに伝
送される。
電素子４１が破線で示す４１Ａのように変位して突起１
３を押し、Ｎ５２合金片１５Ａは永久磁石１７に吸引さ
れるが突起１４が圧電素子４２に衝突することによって
スライダ１２は図示の位置に保持され、従ってプリズム
１６は実線で示す位置にある。この状態では光ファイバ
３０からレンズ３３を経て出射した光はプリズム１６に
無関係に直進し、レンズ３４を経て光ファイバ３Ｉに伝
送される。
スイッチ４０をＢ側に倒したときは、圧電素子４２が破
線で示す４２Ａのように変位して突起１４を押し、Ｎ５
２合金片１５１１ば永久磁石１８に吸引されるが突起１
３が圧電素子４１に衝突することによってスライダ１２
ばその位置に保持され、従ってプリズム１６は破線で示
す１６への位置になる。この状態では光ファイバ３０か
らレンズ３３を経て出射した光はプリズム１６内を鎖線
で示すように進行してレンズ３５に入射し、レンズ３５
を経て光ファイバ３２に伝送される。
線で示す４２Ａのように変位して突起１４を押し、Ｎ５
２合金片１５１１ば永久磁石１８に吸引されるが突起１
３が圧電素子４１に衝突することによってスライダ１２
ばその位置に保持され、従ってプリズム１６は破線で示
す１６への位置になる。この状態では光ファイバ３０か
らレンズ３３を経て出射した光はプリズム１６内を鎖線
で示すように進行してレンズ３５に入射し、レンズ３５
を経て光ファイバ３２に伝送される。
このように第４図の光スィッチによれば、圧電素子４１
．４２にそれぞれ電圧を与えることによってプリズム１
６を変位させ、これによって光ファイバ３０の出射光を
光ファイバ３１．３２に切り替えて伝送することができ
る。第４図の場合は圧電素子を２個必要とするが、単一
極性の電源で駆動できる利点がある。
．４２にそれぞれ電圧を与えることによってプリズム１
６を変位させ、これによって光ファイバ３０の出射光を
光ファイバ３１．３２に切り替えて伝送することができ
る。第４図の場合は圧電素子を２個必要とするが、単一
極性の電源で駆動できる利点がある。
なお本発明の光スィッチは、光学素子として上述のよう
にプリズムを利用する場合に訳らず、ミラーを利用する
場合にも同様にして適用できるものであることば言うま
でもない。光学素子は光を屈折させる光学素子を利用す
る場合′であっても、あるいは光を反射させる光学素子
であっても同様に通用することが可能である。
にプリズムを利用する場合に訳らず、ミラーを利用する
場合にも同様にして適用できるものであることば言うま
でもない。光学素子は光を屈折させる光学素子を利用す
る場合′であっても、あるいは光を反射させる光学素子
であっても同様に通用することが可能である。
発明の詳細
な説明したように本発明の光スィッチによれば、漏話が
少なくかつ安価である機械式光スィッチの利点を活かし
ながら、光信号の切り替え速度を向上させることができ
るとともに消費電力を著゛シ＜低減できるので、高性能
化および省力化の効果がある。
少なくかつ安価である機械式光スィッチの利点を活かし
ながら、光信号の切り替え速度を向上させることができ
るとともに消費電力を著゛シ＜低減できるので、高性能
化および省力化の効果がある。
第１図は従来の機械式光スィッチの構成を示す図、第２
図は本発明の光スィッチの動作原理を説明するための図
、第３図および第４図はそれぞれ本発明の光スィッチの
一実施例の構成を示す図である。 １．２−コイル、３・・−永久磁石つきスライダ、４−
プリズム、１１−バイモルフ形圧電素子、１２−スライ
ダ、１３．Ｌ４−突起、１５＾、１５Ｂ−強磁性材料、
１６−−光学素子、１７．１８−・−永久磁石、１９−
・−電源、２０−スイッチ、２１．２２−入力端子、３
０，３１．３２−・光ファイバ、３３，３４．３５−・
レンズ、４０−・スイッチ、４１．４２−バイモルフ形
圧電素子 特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 玉蟲久五部 （外３名）第１図 第３因 ４− 第４図
図は本発明の光スィッチの動作原理を説明するための図
、第３図および第４図はそれぞれ本発明の光スィッチの
一実施例の構成を示す図である。 １．２−コイル、３・・−永久磁石つきスライダ、４−
プリズム、１１−バイモルフ形圧電素子、１２−スライ
ダ、１３．Ｌ４−突起、１５＾、１５Ｂ−強磁性材料、
１６−−光学素子、１７．１８−・−永久磁石、１９−
・−電源、２０−スイッチ、２１．２２−入力端子、３
０，３１．３２−・光ファイバ、３３，３４．３５−・
レンズ、４０−・スイッチ、４１．４２−バイモルフ形
圧電素子 特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 玉蟲久五部 （外３名）第１図 第３因 ４− 第４図
Claims (3)
- （１）バイモルフ形の圧電素子と、該バイモルフ形圧電
素子に電圧を印加したときの該圧電素子の変位によって
移動する支持手段と、該支持手段をその移動方向によっ
て定まる２つの定位置のいずれかに保持する保持手段と
、前記支持手段上に設けられた光の屈折または反射を行
う光学素子とを具え、該光学素子のそれぞれの定位置へ
の移動に応じて光路の切り替えを行うことを特徴とする
光スィッチ。 - （２）前記保持手段が無変位状態の前記圧電素子と衝突
して前記支持手段を定位置に保持する前記支持手段に設
けられた突起部からなることを特徴とする特許１７求の
範囲第１項記載の光スィッチ。 - （３）前記保持手段が無変位状態の前記圧電素子と衝突
して前記支持手段を定位置に保持する前記支持手段に設
けられた突起部と、前記支持手段の両端に設けられた強
磁性材料体または永久磁石と、前記支持手段の両側に設
けられ保持状態において前記強磁性材料体または永久磁
石と吸引する永久磁石とからなることを特徴とする特許
績、求の範囲第１項記載の光スィッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17234482A JPS5960401A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17234482A JPS5960401A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960401A true JPS5960401A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15940163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17234482A Pending JPS5960401A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62222217A (ja) * | 1986-03-25 | 1987-09-30 | Anritsu Corp | 光路切替装置 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP17234482A patent/JPS5960401A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62222217A (ja) * | 1986-03-25 | 1987-09-30 | Anritsu Corp | 光路切替装置 |
| JPH041329B2 (ja) * | 1986-03-25 | 1992-01-10 | Anritsu Kk |
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