专利名称：机械式光开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于光纤通讯系统中的光路切换元件，尤其是涉及 一 种
利用机械式切换且以棵光纤端头直接对位(fiber to fiber)的光开关，本发明的 光开关通过模块机构的设计，可增加光开关制造合格率的同时一并提高光 纤对位的精度。
背景技术：
光开关是全光网络的重要元件之一，可用于光纤网络系统中对光信号 进行直接、交错或多方的传输。过去发展的光开关利用光电转换，先将输 入的光信号转换为电信号，接着进行信号路径切换，最后再将电信号转换 为光信号后于特定光纤输出。此方法不仅复杂且消耗能源，不利于未来光 纤网络普及。
应用新技术的光开关元件依原理的不同可以分为液晶开关、全像光开 关、开关矩阵以及机械式光开关等。机械式光开关是使用机构移动光纤或 其它元件来切换光路，例如美国专利第6,335,993号。但其利用昂贵的光准 直器(collimator)或其它将光信号转换成直线光的昂贵光学元件，以进行光的 折射或反射的动作，因此具有设备繁瑣、体积大、成本高等缺点。
公告号为6,044,186的美国专利，其利用翘翘板状的继电器(relay)改变 输入光纤端头的位置，使其对准另一边输出光纤端头，达到光纤直接对位 的效果。其缺点为切换装置上的光纤在对位时因受预压力与沟槽反作用力 作用，光纤悬臂部分造成弯曲变形，使得两光纤直接对位时为曲线对直线 的对位关系。若变形为曲线的光纤端头在某一个切换位置放置长时间，则 该光纤端头将无法由曲线形状回复到原来的直线形状，如此切换另 一个位 置时将无法精确对位，且长时间连续切换后会失去原来的对位精度。此种 设计具有組装困难、对位精度不易控制与维持等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤端头直4娄对位时不受弯曲应力的机械 式光开关。
本发明的另 一 目的在于提供 一种制造合格率高与对位精度较高的机械 式光开关。
本发明提出一种机械式光开关，其包括一第一光纤模块及一与该第一 光纤模块对位设置的第二光纤模块，其中，该第一光纤模块包括一第一光 纤及一第一光纤切换装置，该第二光纤模块包括至少二第二光纤及一第二 光纤切换装置，该第一光纤切换装置控制该第一光纤的端头在水平或垂直 方向上移动，该第二光纤切换装置控制该第二光纤端头在与该第一光纤端 头移动方向垂直的方向移动，以使该第一光纤与该第二光纤对位。
在本发明的较佳实施例中，上述的第二光纤模块包括四条矩阵式排列 的第二光纤。
本发明的机械式光开关因采用使第一光纤端头与第二光纤端头形成直 线对直线的对位关系的结构，因此光纤不需要额外的预压力与沟槽的反作 用力就能直接完成对正，可以提高装配合格率，也比较容易控制与维持对 位精度。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举 较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图l为本发明机械式光开关立体分解示意图2为本发明机械式光开关局部立体分解示意图3为图2所示第一、第二光纤对位立体放大示意图4为图2所示第一光纤模块的光纤切换装置的剖面示意图5为图2所示第二光纤模块的光纤切换装置的剖面示意图6A及图6B为图5中光纤切换装置动作示意图7为本发明机械式光开关四条第二光纤剖面放大示意图。
主要元件符号说明
100:机械式光开关
10:第一光纤模块
11:第一光纤111:端头 13:套管
15、 25:光纤切换装置
151、 251:摇摆元件
1511:底座
1513、 2513:摇臂
1515、 2515:磁力装置
1517、 2517:旋转轴
1519、 2519:挡块
153: 套管固定元件
17、 27:基座
20:第二光纤模块
21:第二光纤
23:套管
253:导引元件
2531:凹槽
255:光纤固持元件
2551:槽孔
257:衬垫
2571:凸块
30:上盖
具体实施例方式
图1为本发明机械式光开关立体分解示意图，该机械式光开关100包 括一第一光纤模块10、 一第二光纤模块20及一上盖30，其中，该第一光 纤模块10为一输入光纤模块，该第二光纤模块20为一输出光纤模块。
请一并参阅图2，该第一光纤模块10包括一条第一光纤11, 一包覆该 第一光纤11的套管(ferrule)13, —光纤切换装置15及一基座17。其中，该 基座17内置一继电器(图未示)，该光纤切换装置15收容于该基座17中， 该套管13固定安装于该光纤切换装置15上。该光纤切换装置15包括一摇 摆元件151及一套管固定元件153,其可带动套管13及第一光纤11在垂直 方向上移动，该第一光纤11为一输入光纤。
该第二光纤模块20包括四条矩阵式排列之第二光纤21，一包覆该第二 光纤21的套管23， 一光纤切换装置25及一基座27。其中，该基座27内 置一继电器(图未示)，该光纤切换装置25收容于该基座27中。该光纤切换 装置25包括一摇摆元件251、 一导引元件253及一光纤固持元件255，包 覆光纤的套管23端头(未标示)收容于该光纤固持元件255内。该光纤切换 装置25可带动该第二光纤21在水平方向上移动，该第二光纤21为输出光 纤。
如图3所示，该二基座17、 27对位设置后使该第一光纤11端头111 伸入该光纤固持元件255,该二光纤切换装置15、 25带动第一、第二光纤 11、 21移动，可使该第一光纤11选择切换对位四条第二光纤21之一，由 此达成1X4光开关光路切换的目的。
图4为本发明机械式光开关100第一光纤模块10中光纤切换装置15 的剖面示意图。该光纤切换装置15包括一摇摆元件151及一套管固定元件 153。该摇摆元件151包括一底座1511及一与该底座1511活动连接的摇臂 1513，该底座1511利用磁力装置1515吸取摇臂1513，来产生以旋转轴1517 为轴的左、右摇摆。第一光纤模块IO可利用调整套管固定元件153的高度， 在摇臂1513的左、右摇摆过程中，调整套管13包覆的第一光纤11的摇摆 位置，或是在摇臂1513 二端与底座1511 二端之间分别设置楔形挡块1519， 调整摇臂1513的摇摆位置后，进而调整套管13包覆的第一光纤11的摇摆 位置，即当左边挡块1519位置变动时，摇臂1513向左摇动的极限位置会 因为摇臂1513左端与左边楔形挡块1519的接触位置不同而改变。同理， 当右边楔形挡块1519位置变动时，摇臂1513向右摇摆的极限位置也会因 为摇臂1513右端与右边楔形挡块1519的接触位置不同而改变。按底座1511 垂直于水平面的方向将摇摆元件151安装于基座17后，通过调整摇臂1513 的上、下摇摆的位置，可以微调固定安装于摇臂1513上的套管固定元件153 的位置，从而可以在垂直水平面的方向上微调藉由套管13包覆的第一光纤 11的位置。
图5为本发明机械式光开关100第二光纤模块20中光纤切换装置25 的剖面示意图。该光纤切换装置25包括一摇摆元件251、 一导引元件253 及一光纤固持元件255。该摇摆元件251与第一光纤模块10的摇摆元件151
结构相似，其利用磁力装置2515吸取摇臂2513，来产生以旋转轴2517为 轴的左、右摇摆。第二光纤模块20也可利用调整光纤切换装置25的整体 高度，使第二光纤21的高度改变，摇臂1513的左、右摇摆过程，调整第 二光纤21的摇摆位置，或是在摇臂2513左、右端分别设置楔形挡块2519, 用以调整摇臂2513的左、右摇摆位置当左边挡块2519位置变动时，摇 臂2513向左摇动的极限位置会因为摇臂2513左端与左边楔形挡块2519的 接触位置不同而改变。同理，当右楔形挡块2519位置变动时，摇臂2513 向右摇摆的极限位置也会因为摇臂2513右端与右边楔形挡块2519的接触 位置不同而改变。
摇臂2513上设有一衬垫257,其可由软橡胶等材料制成，该衬垫257 固定安装于摇臂2513上方，且具有一凸块2571。该导引元件253下部设 有一与凸块2571卡合的凹槽2531，该凹槽2531孔径大小稍大于凸块2571 的孔径大小，凸块2571与凹槽2531卡合后，凸块2571可在凹槽2531内微调。
光纤固持元件255呈平板状，其中央部分设有容纳并固定第二光纤21 的细长槽孔2551。该光纤固持元件255固定安装于该导引元件253上方。
如图6A所示，摇摆元件251带动摇臂2513向左摆动时，衬垫257带 动导引元件253及光纤固持元件255向左移动；反之如图6B所示，摇摆元 件251带动摇臂2513向右摆动时，衬垫257带动导引元件253及光纤固持 元件255向右移动。由此，通过调整摇臂2513的左、右摇摆的位置，可以 微调活动安装于摇臂2513上的光纤固持元件255的位置，从而可以在平行 水平面的方向上微调通过光纤固持元件255收容的第二光纤21的位置。
将第一光纤模块10、第二光纤模块20及上盖30对位组装后，第一光 纤端头111伸入光纤固持元件255的细长槽孔中2551与第二光纤21的一对 接。如图7所示，本发明机械式光开关100通过第一光纤模块10的摇摆元 件151在垂直方向上改变第一光纤11端头111的位置，同时通过第二光纤 模块20的摇摆元件251在水平方向上改变第二光纤21端头(未标示)位置， 从而使该第一光纤11选择对位四条第二光纤21之一，由此达成1X4光开 关光路切换的目的。
综上所述，本发明的机械式光开关100使第一光纤端头与第二光纤端 头形成直线对直线的对位关系。由于直线对直线的对位，所以光纤不需要
额外的预压力与沟槽的反作用力就能直接完成对正，可以才是高装配合格率， 也比较容易控制与维持对位精度。
本发明机械式光开关并不局限于第一光纤模块带动第一光纤垂直移 动，第二光纤模块带动第二光纤水平移动的模式，也可让第一光纤模块的
光纤切换装置横置，使第一光纤水平移动，同时让第二光纤模块的光纤切 换装置垂直设置，使第二光纤垂直移动。使该第一光纤选择对位四条第二 光纤之一，由此也可达成1X4光开关光路切换的目的。另外，该第一光纤 模块可为一输出光纤模块，该第一光纤可为输出光纤，该第二光纤模块可 为一输出光纤模块，该第二光纤可为一输出入光纤。
虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明， 任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与 润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
权利要求
1、一种机械式光开关，其包括一第一光纤模块及一与该第一光纤模块对位设置的第二光纤模块，其中，该第一光纤模块包括一第一光纤及一第一光纤切换装置，该第二光纤模块包括至少二第二光纤及一第二光纤切换装置，该第一光纤切换装置控制该第一光纤的端头在水平或垂直方向上移动，该第二光纤切换装置控制该第二光纤端头在与该第一光纤端头移动方向垂直的方向移动，以使该第一光纤与该第二光纤对位。
2、 如权利要求1所述的机械式光开关，其中该第一光纤模块为一输入 光纤模块，该第一光纤为一输入光纤。
3、 如权利要求1所迷的机械式光开关，其中该第二光纤模块为一输出 光纤模块，该第二光纤为一输出光纤。
4、 如权利要求3所述的机械式光开关，其中该输出光纤模块包括四条 矩阵式排列的输出光纤。
5、 如权利要求1所迷的机械式光开关，其中该第一光纤模块进一步包 括一包覆该第一光纤的套管及一基座，该第一光纤切换装置收容于该基座 中，该套管固定安装于该第一光纤切换装置上。
6、 如权利要求5所述的机械式光开关，其中该第一光纤切换装置包括 一摇摆元件及一套管固定元件。
7、 如权利要求6所述的机械式光开关，其中该摇摆元件包括一底座及 一与该底座活动连接的摇臂，该底座利用 一磁力装置吸取该摇臂来产生以 一旋转轴为轴的摇摆运动。
8、 如权利要求7所述的机械式光开关，其中调整该套管固定元件的高度，用以微调该套管包覆的该第一光纤的位置。
9、 如权利要求7所述的机械式光开关，其中该摇臂二端与该底座二端之间分别设置 一 楔形挡块用以调整该摇臂的摇摆位置。
10、 如权利要求9所述的机械式光开关，其中该底座垂直于水平面的方向将该摇摆元件安装于该基座上，通过调整该摇臂的上下摇摆的位置， 可微调固定安装于该摇臂上的该套管固定元件的位置，从而在其垂直水平 面的方向上微调通过该套管包覆的第一光纤的位置。
11、 如权利要求1所述的机械式光开关，其中该第二光纤模块进一步包括一包覆该第二光纤的套管及一基座，该第二光纤切换装置收容于该基 座中。
12、 如权利要求11所述的机械式光开关，其中该第二光纤切换装置包 括一摇摆元件、 一导引元件及一光纤固持元件。
13、 如权利要求12所述的机械式光开关，其中该摇摆元件包括一底座 及 一 与该底座活动连接的摇臂，该底座利用 一 磁力装置吸取该摇臂来产生以其旋转轴为轴的左右摇摆。
14、 如权利要求13所述的机械式光开关，其中调整该第二光纤切换装置的高度，用以微调该第二光纤的位置。
15、 如权利要求13所述的机械式光开关，其中该摇臂二端与该底座二 端之间分别设置楔形挡块用以调整该摇臂的摇摆位置。
16、 如权利要求15所述的机械式光开关，其中该摇臂上设有一衬垫，其由软橡胶材料制成，该衬垫固定安装于该摇臂上方，且具有一凸块。
17、 如权利要求16所述的机械式光开关，其中该导引元件下部设有一 与该凸块卡合的凹槽，该凹槽孔径大小稍大于该凸块的孔径大小，使该凸 块与该凹槽卡合后，该凸块可在该凹槽内微调。
18、 如权利要求17所述的机械式光开关，其中该光纤固持元件呈平板状，其中央部分设有容纳并固定该第二光纤的槽孔，该光纤固持元件固定 安装于该导引元件上方。
19、 如权利要求18所述的机械式光开关，其中通过调整该摇臂左右摇 摆的位置，可微调活动安装于该导引元件上的该光纤固持元件的位置，从 而可在平行水平面的方向上微调通过该光纤固持元件收容的该输出光纤的 位置。
全文摘要
本发明公开一种机械式光开关，其包括一第一光纤模块及一与该第一光纤模块对位设置的第二光纤模块，其中，该第一光纤模块包括一第一光纤及一第一光纤切换装置，该第二光纤模块包括至少二第二光纤及一第二光纤切换装置，该第一光纤切换装置控制该第一光纤的端头在水平或垂直方向上移动，该第二光纤切换装置控制该第二光纤端头在与该第一光纤端头移动方向垂直的方向移动，以使该第一光纤与该第二光纤对位。
文档编号G02B6/35GK101174004SQ200610143319
公开日2008年5月7日 申请日期2006年11月3日 优先权日2006年11月3日
发明者杨燿州, 林武郎, 范光照, 钟添东 申请人:范光照