光开关制造技术

提供由棱镜（３１）前进和缩进运动在光耦合到对应光纤（４ａ－４ｄ）端部的准直透镜（３５）之间转换光路的光开关，包括安排固定棱镜（３１）的衔铁（２１）和由磁动作驱动衔铁（２１）运动的线圈体（２ａ）的电磁驱动器（２）及片簧（２７），片簧主要包括四个平行延伸的弹簧片（２７ａａ－２７ａｄ）并且一端连接本体（１）和另一端连接衔铁（２１），在空间固定衔铁（２１）和棱镜（３１）作线性运动。电磁驱动器（２）和棱镜（３１）沿衔铁（２）运动方向彼此相邻设置。光开关动作时衔铁（２１）和棱镜（３１）可垂直透镜（３５）之间的光路线性移动。这允许棱镜线性移动，与固定棱镜的移动部件绕枢轴旋转运动的任何常规安排不同。由于不需要无限制棱镜枢轴运动的无效空间，可减小本体的总尺寸。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于转换多个光纤之间的光路组合的光开关。
技术介绍
通常，提供通过在两组透镜之间前进和缩进的棱镜用于转换多个准直透镜之间的光路的光开关，其中准直透镜光耦合到对应光纤。已经公开了的某些常规光开关具有电磁驱动器，电磁驱动器设有机械连接到棱镜上的衔铁(美国专利US 5999669和日本专利公开公报4-145409)。在美国专利US 5999669中公开的光开关具有安排成可以在准直透镜35之间往返移动的棱镜31，其中准直透镜光耦合到对应光纤4a-4c上并位于本体1中，用于转换光路，如图57所示。棱镜31安装在臂37的一端，而臂37的另一端连接到继电器RY上并由继电器RY驱动旋转。结果，棱镜31可垂直于纸面往返移动。当棱镜31从光路缩进时，两个光纤4a和4c耦合在一起。当棱镜31跨过光路设置时，光纤4a耦合到光纤4b。在日本专利公开公报4-145409中公开的光开关具有设置成可在准直透镜35之间往返移动的棱镜31，准直透镜35通过设置在铁芯中的窗口38e光耦合到相应光纤4a-4d上，用于转换光路，如图58所示。棱镜31由具有片簧38a的机构激励，片簧38a一端连接到永久磁铁38b和棱镜31，另一端连接到铁芯38c。铁芯38c具有围绕在其上的线圈38d。当线圈38d被赋能时，在永久磁铁38b和铁芯38c之间产生磁力，因此使棱镜31垂直纸面移动到和离开光路。当棱镜31从光路缩进时，光纤4a和4b分别耦合到光纤4c和4d。当棱镜31跨过光路设置时，光纤4a和4d互相耦合，而光纤4b和4c互相耦合。在常规光开关中，棱镜31安装到以直角延伸到棱镜31的移动方向的臂37或片簧38a上。而且，当臂37或片簧38a围绕一个枢轴进行枢轴运动时，其长度必须增加，以便延长棱镜31的运动冲程。结果，将增加本体1沿着臂37或片簧38a的纵向的尺寸。而且，本体1在其内部具有不希望的无效空间。由于棱镜31围绕臂37或片簧38a上的枢轴旋转运动，因此其旋转运动允许棱镜31与其中心相邻的区域断开光路并使棱镜31最外侧长距离行进。因而，需要更多空间无限制(clear)棱镜31的运动，因此增加于本体1的总尺寸。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种光开关，利用其本体内最小的任何无效空间减小其总尺寸。为了实现上述目的，根据本专利技术，一种通过棱镜的前进和缩进运动转换耦合到相应光纤的端部的准直透镜之间的光路的光开关，包括装有光开关壳体的本体；具有固定棱镜的衔铁和借助磁动作驱动衔铁运动的线圈体的电磁驱动器；以及在衔铁移动方向弹性的片簧，其主要由至少两个平行延伸的弹簧片构成，每个弹簧片一端固定安装到本体上，另一端安装到衔铁上，由此空间上固定衔铁和棱镜作线性运动。电磁驱动器和棱镜沿着衔铁移动方向互相相邻设置，当光开关起动作时，衔铁和棱镜可以以直角线性移动到透镜之间的光路。作为本专利技术的一个特征，电磁驱动器允许衔铁并由此允许棱镜线性运动。而且，电磁驱动器沿着衔铁的运动方向与棱镜相邻设置。因此，可简单地由棱镜投射在垂直于衔铁移动方向的位置上的面积来确定用于前进和缩进棱镜的尺寸。结果，可以使转换光路的机构的尺寸最小化。而且，由于棱镜的移动是线性的，不象在安装于棱镜的部件上的围绕枢轴点的常规旋转运动那样，消除了允许棱镜运动的任何无效空间。因而，可以减小本体的总尺寸。在本专利技术的光开关中，电磁驱动器中的线圈体包括具有在其两端设置的两个磁极部分的铁芯、用于激励铁芯的线圈以及用于磁化衔铁的永久磁铁，衔铁包括第一接触部分和第二接触部分，第一接触部分与面对衔铁的一个运动方向的两个磁极部分之一的一侧相对设置，第二接触部分与面对衔铁的另一个运动方向的另一磁极部分的一侧相对设置，并且每个弹簧片连接到衔铁的两个接触部分之间的中间区域。由于电磁驱动器是有极性的，可以由相对小的电流产生大驱动力，因此有助于节省电能。在本专利技术的光开关中，电磁驱动器执行双稳态动作，通过永久磁铁的磁力在两个位置的每个位置固定衔铁，其中衔铁的第一接触部分与铁芯的相应磁极部分直接接触，并且衔铁的第二接触部分与铁芯的另一磁极部分直接接触。由于电磁驱动器执行双稳态动作，因此在要求转换光路时只需要给其线圈赋能，因此使功耗最小化。在本专利技术的光学开光中，电磁驱动器执行单稳态动作，用于通过永久磁铁的磁力恒定地在两个位置之一固定衔铁，其中衔铁的第一接触部分与铁芯的相应磁极部分直接接触，或者衔铁的第二接触部分与铁芯的另一磁极部分直接接触。由于电磁驱动器执行单稳态动作，因此在选择正常连接的一个光路中时，不需要给其线圈赋能，由此使功耗最小化。在本专利技术的光开关中，弹簧片的数量是四个，衔铁设置在两对弹簧片之间，每对弹簧片在一个方向从与衔铁连接的每个向磁极部分之一延伸。由于衔铁在两端沿着跨过铁芯的两个磁极部分的方向支撑，因此它的运动可以基本上禁止沿着以直角延伸到衔铁的运动方向和延伸到跨过两个磁极部分排列的方向。具体地说，当衔铁保持其接触部分与铁芯的相应磁极部分接触时，它的运动禁止沿着以直角到达衔铁的运动方向并到达跨过两个磁极部分排列的方向，因此禁止棱镜由于任何外部撞击而位移。结果，可以成功地消除由于任何外部应力造成改变光路或沿着光路的光强度的概率。由于弹簧片是四个，因此这种效果比两个弹簧片的情况更强了。在本专利技术的光开关中，片簧具有安排在衔铁的运动方向延伸的连接片，并且随着运动以重叠关系连接到衔铁，而弹簧片与连接片的端部在衔铁运动方向整体地设置。因此，在它们与衔铁组装期间可以防止弹簧片偏移。这允许弹簧片没有偏移地安装到衔铁上。而且，由于片簧的连接片沿着衔铁的运动方向定向，因此可以在衔铁的宽开口侧容易地进行其组装。本专利技术的光开关可以不用特殊部件将棱镜连接到衔铁，因此减少了部件数量、总尺寸以及制造成本。而且，通过控制衔铁的尺寸可以确保棱镜的位置精度。结果是，棱镜的定位可以稳定和改善。本专利技术的光开关具有与衔铁整体连接而不妨碍片簧动作的棱镜固定座。本专利技术的光开关具有围绕棱镜固定座设置的分支和片簧框架，由此提高抵抗沿垂直于衔铁运动方向和片簧纵向的任何不希望的力的撞击。本专利技术的光开关允许精细控制衔铁和棱镜之间的位置关系，由此使沿着两组准直透镜之间的光路的光强度的偏差最小。本专利技术的光开关允许参照铁芯确定电磁驱动器的部件和棱镜相对于本体定位，因此使不同样品批量之间的偏差最小。本专利技术的光开关具有互相整体形成的透镜固定平台的侧壁和底壁，其横截面为L形，因此即使其侧壁和底壁很薄也能增加透镜固定平台的机械强度。当希望其强度与任何常规开关的强度相同时，可以减小透镜固定平台的总尺寸。当希望其尺寸与任何常规的开关相同时，透镜固定平台可以为棱镜的运动让出更多的空间，因此这是容易实现的。本专利技术的光开关具有确定衔铁的运动的铁芯和确定互相连接的透镜位置的透镜固定平台，由此以高精确度控制透镜和棱镜之间的位置关系。而且，透镜的光轴可以精确地与棱镜对准。附图简要说明附图说明图1是表示本专利技术的一个实施例的光开关的分解透视图；图2是去掉其盖子的光开关的平面图；图3是其棱镜从光路缩进的光开关的平面图；图4是光开关的纵截面图；图5是光开关的横截面图；图6(a)是光开关的基座的部分切除的正视图，图6(b)光开关的剖视图；图7是光开关的部分切除的分解透视图；图8是光开关的片簧和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光开关，通过前进和缩进棱镜在光耦合到对应光纤的端部的准直透镜之间转换光路，包括： 安装到光开关壳体中的本体； 具有衔铁和线圈体的电磁驱动器，衔铁用于保持该棱镜，线圈体借助磁性动作驱动该衔铁的移动；和 在衔铁的移动方向有弹性的片簧，主要由至少两个平行延伸的弹簧片构成，每个弹簧片的一端固定安装在本体，另一端固定到衔铁，由此在空间上保持衔铁和棱镜作线性运动，其中 该电磁驱动器和该棱镜沿着该衔铁的移动方向互相相邻设置，和 当该光开关动作时，该衔铁和该棱镜可以相对于该透镜之间的光路以直角线性运动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉山贵则，三原义博，信时和弘，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]