專利名稱：機械式光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于光纖通訊系統(tǒng)中的光路切換元件，尤其是涉及 一 種
利用機械式切換且以棵光纖端頭直接對位(fiber to fiber)的光開關(guān)，本發(fā)明的 光開關(guān)通過模塊機構(gòu)的設(shè)計，可增加光開關(guān)制造合格率的同時一并提高光 纖對位的精度。
背景技術(shù)：
光開關(guān)是全光網(wǎng)絡(luò)的重要元件之一，可用于光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中對光信號 進行直接、交錯或多方的傳輸。過去發(fā)展的光開關(guān)利用光電轉(zhuǎn)換，先將輸 入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，接著進行信號路徑切換，最后再將電信號轉(zhuǎn)換 為光信號后于特定光纖輸出。此方法不僅復(fù)雜且消耗能源，不利于未來光 纖網(wǎng)絡(luò)普及。
應(yīng)用新技術(shù)的光開關(guān)元件依原理的不同可以分為液晶開關(guān)、全像光開 關(guān)、開關(guān)矩陣以及機械式光開關(guān)等。機械式光開關(guān)是使用機構(gòu)移動光纖或 其它元件來切換光路，例如美國專利第6,335,993號。但其利用昂貴的光準(zhǔn) 直器(collimator)或其它將光信號轉(zhuǎn)換成直線光的昂貴光學(xué)元件，以進行光的 折射或反射的動作，因此具有設(shè)備繁瑣、體積大、成本高等缺點。
公告號為6,044,186的美國專利，其利用翹翹板狀的繼電器(relay)改變 輸入光纖端頭的位置，使其對準(zhǔn)另一邊輸出光纖端頭，達到光纖直接對位 的效果。其缺點為切換裝置上的光纖在對位時因受預(yù)壓力與溝槽反作用力 作用，光纖懸臂部分造成彎曲變形，使得兩光纖直接對位時為曲線對直線 的對位關(guān)系。若變形為曲線的光纖端頭在某一個切換位置放置長時間，則 該光纖端頭將無法由曲線形狀回復(fù)到原來的直線形狀，如此切換另 一個位 置時將無法精確對位，且長時間連續(xù)切換后會失去原來的對位精度。此種 設(shè)計具有組裝困難、對位精度不易控制與維持等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光纖端頭直4婁對位時不受彎曲應(yīng)力的機械 式光開關(guān)。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供 一種制造合格率高與對位精度較高的機械 式光開關(guān)。
本發(fā)明提出一種機械式光開關(guān)，其包括一第一光纖模塊及一與該第一 光纖模塊對位設(shè)置的第二光纖模塊，其中，該第一光纖模塊包括一第一光 纖及一第一光纖切換裝置，該第二光纖模塊包括至少二第二光纖及一第二 光纖切換裝置，該第一光纖切換裝置控制該第一光纖的端頭在水平或垂直 方向上移動，該第二光纖切換裝置控制該第二光纖端頭在與該第一光纖端 頭移動方向垂直的方向移動，以使該第一光纖與該第二光纖對位。
在本發(fā)明的較佳實施例中，上述的第二光纖模塊包括四條矩陣式排列 的第二光纖。
本發(fā)明的機械式光開關(guān)因采用使第一光纖端頭與第二光纖端頭形成直 線對直線的對位關(guān)系的結(jié)構(gòu)，因此光纖不需要額外的預(yù)壓力與溝槽的反作 用力就能直接完成對正，可以提高裝配合格率，也比較容易控制與維持對 位精度。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉 較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖l為本發(fā)明機械式光開關(guān)立體分解示意圖2為本發(fā)明機械式光開關(guān)局部立體分解示意圖3為圖2所示第一、第二光纖對位立體放大示意圖4為圖2所示第一光纖模塊的光纖切換裝置的剖面示意圖5為圖2所示第二光纖模塊的光纖切換裝置的剖面示意圖6A及圖6B為圖5中光纖切換裝置動作示意圖7為本發(fā)明機械式光開關(guān)四條第二光纖剖面放大示意圖。
主要元件符號說明
100:機械式光開關(guān)
10:第一光纖模塊
11:第一光纖111:端頭 13:套管
15、 25:光纖切換裝置
151、 251:搖擺元件
1511:底座
1513、 2513:搖臂
1515、 2515:磁力裝置
1517、 2517:旋轉(zhuǎn)軸
1519、 2519:擋塊
153: 套管固定元件
17、 27:基座
20:第二光纖模塊
21:第二光纖
23:套管
253:導(dǎo)引元件
2531:凹槽
255:光纖固持元件
2551:槽孔
257:襯墊
2571:凸塊
30:上蓋
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明機械式光開關(guān)立體分解示意圖，該機械式光開關(guān)100包 括一第一光纖模塊10、 一第二光纖模塊20及一上蓋30，其中，該第一光 纖模塊10為一輸入光纖模塊，該第二光纖模塊20為一輸出光纖模塊。
請一并參閱圖2，該第一光纖模塊10包括一條第一光纖11, 一包覆該 第一光纖11的套管(ferrule)13, —光纖切換裝置15及一基座17。其中，該 基座17內(nèi)置一繼電器(圖未示)，該光纖切換裝置15收容于該基座17中， 該套管13固定安裝于該光纖切換裝置15上。該光纖切換裝置15包括一搖 擺元件151及一套管固定元件153,其可帶動套管13及第一光纖11在垂直 方向上移動，該第一光纖11為一輸入光纖。
該第二光纖模塊20包括四條矩陣式排列之第二光纖21，一包覆該第二 光纖21的套管23， 一光纖切換裝置25及一基座27。其中，該基座27內(nèi) 置一繼電器(圖未示)，該光纖切換裝置25收容于該基座27中。該光纖切換 裝置25包括一搖擺元件251、 一導(dǎo)引元件253及一光纖固持元件255，包 覆光纖的套管23端頭(未標(biāo)示)收容于該光纖固持元件255內(nèi)。該光纖切換 裝置25可帶動該第二光纖21在水平方向上移動，該第二光纖21為輸出光 纖。
如圖3所示，該二基座17、 27對位設(shè)置后使該第一光纖11端頭111 伸入該光纖固持元件255,該二光纖切換裝置15、 25帶動第一、第二光纖 11、 21移動，可使該第一光纖11選擇切換對位四條第二光纖21之一，由 此達成1X4光開關(guān)光路切換的目的。
圖4為本發(fā)明機械式光開關(guān)100第一光纖模塊10中光纖切換裝置15 的剖面示意圖。該光纖切換裝置15包括一搖擺元件151及一套管固定元件 153。該搖擺元件151包括一底座1511及一與該底座1511活動連接的搖臂 1513，該底座1511利用磁力裝置1515吸取搖臂1513，來產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)軸1517 為軸的左、右搖擺。第一光纖模塊IO可利用調(diào)整套管固定元件153的高度， 在搖臂1513的左、右搖擺過程中，調(diào)整套管13包覆的第一光纖11的搖擺 位置，或是在搖臂1513 二端與底座1511 二端之間分別設(shè)置楔形擋塊1519， 調(diào)整搖臂1513的搖擺位置后，進而調(diào)整套管13包覆的第一光纖11的搖擺 位置，即當(dāng)左邊擋塊1519位置變動時，搖臂1513向左搖動的極限位置會 因為搖臂1513左端與左邊楔形擋塊1519的接觸位置不同而改變。同理， 當(dāng)右邊楔形擋塊1519位置變動時，搖臂1513向右搖擺的極限位置也會因 為搖臂1513右端與右邊楔形擋塊1519的接觸位置不同而改變。按底座1511 垂直于水平面的方向?qū)u擺元件151安裝于基座17后，通過調(diào)整搖臂1513 的上、下?lián)u擺的位置，可以微調(diào)固定安裝于搖臂1513上的套管固定元件153 的位置，從而可以在垂直水平面的方向上微調(diào)藉由套管13包覆的第一光纖 11的位置。
圖5為本發(fā)明機械式光開關(guān)100第二光纖模塊20中光纖切換裝置25 的剖面示意圖。該光纖切換裝置25包括一搖擺元件251、 一導(dǎo)引元件253 及一光纖固持元件255。該搖擺元件251與第一光纖模塊10的搖擺元件151
結(jié)構(gòu)相似，其利用磁力裝置2515吸取搖臂2513，來產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)軸2517為 軸的左、右搖擺。第二光纖模塊20也可利用調(diào)整光纖切換裝置25的整體 高度，使第二光纖21的高度改變，搖臂1513的左、右搖擺過程，調(diào)整第 二光纖21的搖擺位置，或是在搖臂2513左、右端分別設(shè)置楔形擋塊2519, 用以調(diào)整搖臂2513的左、右搖擺位置當(dāng)左邊擋塊2519位置變動時，搖 臂2513向左搖動的極限位置會因為搖臂2513左端與左邊楔形擋塊2519的 接觸位置不同而改變。同理，當(dāng)右楔形擋塊2519位置變動時，搖臂2513 向右搖擺的極限位置也會因為搖臂2513右端與右邊楔形擋塊2519的接觸 位置不同而改變。
搖臂2513上設(shè)有一襯墊257,其可由軟橡膠等材料制成，該襯墊257 固定安裝于搖臂2513上方，且具有一凸塊2571。該導(dǎo)引元件253下部設(shè) 有一與凸塊2571卡合的凹槽2531，該凹槽2531孔徑大小稍大于凸塊2571 的孔徑大小，凸塊2571與凹槽2531卡合后，凸塊2571可在凹槽2531內(nèi)微調(diào)。
光纖固持元件255呈平板狀，其中央部分設(shè)有容納并固定第二光纖21 的細長槽孔2551。該光纖固持元件255固定安裝于該導(dǎo)引元件253上方。
如圖6A所示，搖擺元件251帶動搖臂2513向左擺動時，襯墊257帶 動導(dǎo)引元件253及光纖固持元件255向左移動；反之如圖6B所示，搖擺元 件251帶動搖臂2513向右擺動時，襯墊257帶動導(dǎo)引元件253及光纖固持 元件255向右移動。由此，通過調(diào)整搖臂2513的左、右搖擺的位置，可以 微調(diào)活動安裝于搖臂2513上的光纖固持元件255的位置，從而可以在平行 水平面的方向上微調(diào)通過光纖固持元件255收容的第二光纖21的位置。
將第一光纖模塊10、第二光纖模塊20及上蓋30對位組裝后，第一光 纖端頭111伸入光纖固持元件255的細長槽孔中2551與第二光纖21的一對 接。如圖7所示，本發(fā)明機械式光開關(guān)100通過第一光纖模塊10的搖擺元 件151在垂直方向上改變第一光纖11端頭111的位置，同時通過第二光纖 模塊20的搖擺元件251在水平方向上改變第二光纖21端頭(未標(biāo)示)位置， 從而使該第一光纖11選擇對位四條第二光纖21之一，由此達成1X4光開 關(guān)光路切換的目的。
綜上所述，本發(fā)明的機械式光開關(guān)100使第一光纖端頭與第二光纖端 頭形成直線對直線的對位關(guān)系。由于直線對直線的對位，所以光纖不需要
額外的預(yù)壓力與溝槽的反作用力就能直接完成對正，可以才是高裝配合格率， 也比較容易控制與維持對位精度。
本發(fā)明機械式光開關(guān)并不局限于第一光纖模塊帶動第一光纖垂直移 動，第二光纖模塊帶動第二光纖水平移動的模式，也可讓第一光纖模塊的
光纖切換裝置橫置，使第一光纖水平移動，同時讓第二光纖模塊的光纖切 換裝置垂直設(shè)置，使第二光纖垂直移動。使該第一光纖選擇對位四條第二 光纖之一，由此也可達成1X4光開關(guān)光路切換的目的。另外，該第一光纖 模塊可為一輸出光纖模塊，該第一光纖可為輸出光纖，該第二光纖模塊可 為一輸出光纖模塊，該第二光纖可為一輸出入光纖。
雖然結(jié)合以上較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明， 任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種機械式光開關(guān)，其包括一第一光纖模塊及一與該第一光纖模塊對位設(shè)置的第二光纖模塊，其中，該第一光纖模塊包括一第一光纖及一第一光纖切換裝置，該第二光纖模塊包括至少二第二光纖及一第二光纖切換裝置，該第一光纖切換裝置控制該第一光纖的端頭在水平或垂直方向上移動，該第二光纖切換裝置控制該第二光纖端頭在與該第一光纖端頭移動方向垂直的方向移動，以使該第一光纖與該第二光纖對位。
2、 如權(quán)利要求1所述的機械式光開關(guān)，其中該第一光纖模塊為一輸入 光纖模塊，該第一光纖為一輸入光纖。
3、 如權(quán)利要求1所迷的機械式光開關(guān)，其中該第二光纖模塊為一輸出 光纖模塊，該第二光纖為一輸出光纖。
4、 如權(quán)利要求3所述的機械式光開關(guān)，其中該輸出光纖模塊包括四條 矩陣式排列的輸出光纖。
5、 如權(quán)利要求1所迷的機械式光開關(guān)，其中該第一光纖模塊進一步包 括一包覆該第一光纖的套管及一基座，該第一光纖切換裝置收容于該基座 中，該套管固定安裝于該第一光纖切換裝置上。
6、 如權(quán)利要求5所述的機械式光開關(guān)，其中該第一光纖切換裝置包括 一搖擺元件及一套管固定元件。
7、 如權(quán)利要求6所述的機械式光開關(guān)，其中該搖擺元件包括一底座及 一與該底座活動連接的搖臂，該底座利用 一磁力裝置吸取該搖臂來產(chǎn)生以 一旋轉(zhuǎn)軸為軸的搖擺運動。
8、 如權(quán)利要求7所述的機械式光開關(guān)，其中調(diào)整該套管固定元件的高度，用以微調(diào)該套管包覆的該第一光纖的位置。
9、 如權(quán)利要求7所述的機械式光開關(guān)，其中該搖臂二端與該底座二端之間分別設(shè)置 一 楔形擋塊用以調(diào)整該搖臂的搖擺位置。
10、 如權(quán)利要求9所述的機械式光開關(guān)，其中該底座垂直于水平面的方向?qū)⒃摀u擺元件安裝于該基座上，通過調(diào)整該搖臂的上下?lián)u擺的位置， 可微調(diào)固定安裝于該搖臂上的該套管固定元件的位置，從而在其垂直水平 面的方向上微調(diào)通過該套管包覆的第一光纖的位置。
11、 如權(quán)利要求1所述的機械式光開關(guān)，其中該第二光纖模塊進一步包括一包覆該第二光纖的套管及一基座，該第二光纖切換裝置收容于該基 座中。
12、 如權(quán)利要求11所述的機械式光開關(guān)，其中該第二光纖切換裝置包 括一搖擺元件、 一導(dǎo)引元件及一光纖固持元件。
13、 如權(quán)利要求12所述的機械式光開關(guān)，其中該搖擺元件包括一底座 及 一 與該底座活動連接的搖臂，該底座利用 一 磁力裝置吸取該搖臂來產(chǎn)生以其旋轉(zhuǎn)軸為軸的左右搖擺。
14、 如權(quán)利要求13所述的機械式光開關(guān)，其中調(diào)整該第二光纖切換裝置的高度，用以微調(diào)該第二光纖的位置。
15、 如權(quán)利要求13所述的機械式光開關(guān)，其中該搖臂二端與該底座二 端之間分別設(shè)置楔形擋塊用以調(diào)整該搖臂的搖擺位置。
16、 如權(quán)利要求15所述的機械式光開關(guān)，其中該搖臂上設(shè)有一襯墊，其由軟橡膠材料制成，該襯墊固定安裝于該搖臂上方，且具有一凸塊。
17、 如權(quán)利要求16所述的機械式光開關(guān)，其中該導(dǎo)引元件下部設(shè)有一 與該凸塊卡合的凹槽，該凹槽孔徑大小稍大于該凸塊的孔徑大小，使該凸 塊與該凹槽卡合后，該凸塊可在該凹槽內(nèi)微調(diào)。
18、 如權(quán)利要求17所述的機械式光開關(guān)，其中該光纖固持元件呈平板狀，其中央部分設(shè)有容納并固定該第二光纖的槽孔，該光纖固持元件固定 安裝于該導(dǎo)引元件上方。
19、 如權(quán)利要求18所述的機械式光開關(guān)，其中通過調(diào)整該搖臂左右搖 擺的位置，可微調(diào)活動安裝于該導(dǎo)引元件上的該光纖固持元件的位置，從 而可在平行水平面的方向上微調(diào)通過該光纖固持元件收容的該輸出光纖的 位置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種機械式光開關(guān)，其包括一第一光纖模塊及一與該第一光纖模塊對位設(shè)置的第二光纖模塊，其中，該第一光纖模塊包括一第一光纖及一第一光纖切換裝置，該第二光纖模塊包括至少二第二光纖及一第二光纖切換裝置，該第一光纖切換裝置控制該第一光纖的端頭在水平或垂直方向上移動，該第二光纖切換裝置控制該第二光纖端頭在與該第一光纖端頭移動方向垂直的方向移動，以使該第一光纖與該第二光纖對位。
文檔編號G02B6/35GK101174004SQ200610143319
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者楊燿州, 林武郎, 范光照, 鐘添東 申請人:范光照