JP2000275551A - ファイバ型光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ファイバの高精度切り替えを実現するために
位置決めピン摺動溝を精度よく加工する必要があり、製
造コスト上昇の原因となっていた。 【解決手段】位置決めピン摺動溝と位置決めピンが接触
する部分を、光ファイバー保持部材の中心に近い側の位
置決めピン摺動溝側面、あるいは、光ファイバー保持部
材の中心から遠い側の位置決めピン摺動溝側面に限定し
た。 【効果】位置決めピン摺動溝の加工誤差が大きい場合で
も、光ファイバの高精度切り替えを実現でき、光スイッ
チの製造コストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野で用い
る光スイッチに係り、特に、量産性に優れた光スイッチ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】光スイッチで、磁気回路の可動ヨーク位
置を用いて、光路を切り替える構造として、特開平１０
−２６８２１２号公報に記載のものがある。

【０００３】その公報では、位置決めピンや位置決め用
台形溝は、可動光ファイバー保持部材を固定光ファイバ
ー固定部材に対し位置決めするための機構である。基板
には、可動光ファイバー保持部材を動かすためのアクチ
ュエータが固定されている。アクチュエータは、コイル
と永久磁石からなっておリ、可動光ファイバー保持部材
に固定された軟磁性部材を交互に吸引することで、可動
光ファイバー保持部材を変位させる、と記載されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】台形型溝を用い位置決
めピンで位置決めする構造は、挿入損失の小さい光スイ
ッチを実現する上で優れた構造である。しかし、位置決
め用台形溝を構成する４つの面をすべて精度よく加工す
る必要があり、製造コスト上昇の原因となっていた。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、量産性に優れた低コストの光スイッチを提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の光スイッチは、可動光ファイバー保持部
材に形成された位置決めピン摺動溝と位置決めピンが接
触する部分を、光ファイバー保持部材の中心に近い側の
位置決めピン摺動溝側面、あるいは、光ファイバー保持
部材の中心から遠い側の位置決めピン摺動溝側面に限定
したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の光ス
イッチの全体構造を示す上面図である。

【０００８】光ファイバ１０２は、ファイバ保持ブロッ
ク１０３によりベース１０４に固定されている。入力光
信号１０１が入力される光ファイバ１０２の先端は可動
構造の軟磁性セラミックス製の可動ファイバ保持ブロッ
ク１０６に固定されている。可動ファイバ保持ブロック
１０６に形成された溝の中には、高剛性のガイドピン１
０５の端部が摺動可能な状態で挿入されている。ガイド
ピン１０５の他方の端部は、軟磁性セラミックス製のフ
ァイバ保持ブロック１０７に固定されている。可動ファ
イバ保持ブロック１０６の可動領域は、このガイドピン
１０５により、前述の溝の幅で規定される。

【０００９】ファイバ保持ブロック１０７には光ファイ
バ１１０が固定されており、光ファイバ１１０からは出
力光信号１１１ａあるいは１１１ｂが出力される。可動
ファイバ保持ブロック１０６はヨーク１０９に揺動する
空隙を確保しつつ挟まれている。ヨーク１０９には永久
磁石１１２が磁気的に接続されており、さらに、ヨーク
１０９にはコイル１０８ａ及び１０８ｂが巻かれてい
る。これらの部品はベース１０４に接合されており、ベ
ース１０４はパッケージベース１００に接合、又は一体
形成されている。

【００１０】可動ファイバ保持ブロック１０６が、実線
で示されるごとくコイル１０８ａ側にある場合、光ファ
イバ１０２は、光ファイバ１１０のうち上から一番目及
び三番目の光ファイバに結合する。その結果、入力光信
号１０１は、出力光信号１１１ａとして本光スイッチか
ら出力される。可動ファイバ保持ブロック１０６は、ヨ
ーク１０９を通して作用する永久磁石１１２の磁力によ
り、実線で示される位置に保持され続ける。

【００１１】ここで、図示しない電源からコイル１０８
ａにヨーク１０９内の磁束を弱める方向に電流を流し、
一方コイル１０８ｂには逆にヨーク１０９内の磁束を強
める方向に電流を流すと、可動ファイバ保持ブロック１
０６はコイル１０８ｂ側に引き付けられ、破線で示す位
置に切り替えられる。一旦切り替えられた後は、電流を
切断してもヨーク１０９を通して作用する永久磁石１１
２の磁力により、破線で示される位置に保持され続け
る。この時、光ファイバ１０２は光ファイバ１１０のう
ち、上から二番目及び四番目の光ファイバに結合する。
この結果、入力光信号１０１は出力光信号１１１ｂとし
て本光スイッチから出力される。

【００１２】さらに、再度電流の向きを反転してコイル
１０８ａ及び１０８ｂにそれぞれ電流を流せば、可動フ
ァイバ保持ブロック１０６はコイル１０８ａ側に引き付
けられ、実線で示す位置に切り替えられて保持される。
このように、本光スイッチではコイル１０８ａ及び１０
８ｂに流す電流の向きを変化させることにより、光の進
路を切り替えることができる。

【００１３】また、本実施例では、ファイバ保持ブロッ
ク１０３側から光信号が入力され、ファイバ保持ブロッ
ク１０７側から出力されるとしたが、これとは逆に、光
信号がファイバ保持ブロック１０７側から入力され、フ
ァイバ保持ブロック１０３側から出力される場合でも、
全く同様に光信号の切り替えを行なうことができる。

【００１４】次に、図２を用いて光スイッチの光切り替
え原理を説明する。

【００１５】図２は光スイッチの光切り替え部（可動フ
ァイバ保持ブロック）の断面構造を示す断面図である。

【００１６】ガイドピン１０５ａ、１０５ｂは、四角形
の溝２０２ａ、２０２ｂに挿入されており、その上部は
押さえ板２０１で蓋がされ台形に近い形状をしている。
可動ファイバ保持ブロック１０６には、矢印方向２０
３、２０４に力Ｎが作用する。

【００１７】可動ファイバ保持ブロック１０６には、ガ
イドピン１０５ａ、１０５ｂが移動できる寸法の溝２０
２ａ、２０２ｂが形成されている。それぞれの溝には、
ガイドピン１０５ａ、１０５ｂが挿入されている。可動
ファイバ保持ブロック１０６がガイドピン１０５ａ、１
０５ｂに対して紙面上で左右に動くことにより、可動フ
ァイバ保持ブロック１０６が位置決めされる。光ファイ
バ１０２は、可動ファイバ保持ブロック１０６に設けら
れたＶ溝中に固定、保持されているので、可動ファイバ
保持ブロック１０６が移動することにより、光ファイバ
１０２の先端部の位置が切り替えられる。

【００１８】但し、図２では動作の理解を容易にするた
めに、可動ファイバ保持ブロック１０６の位置を固定と
し、ガイドピン１０５ａ、１０５ｂが移動したものとし
て位置を表示している。実際には、前述のようにガイド
ピン１０５ａ、１０５ｂは移動せずに可動ファイバブロ
ック１０６が移動するものである。

【００１９】切り替え力Ｎが矢印２０３のごとく作用し
て、可動ファイバ保持ブロック１０６がガイドピン１０
５ａ、１０５ｂに対して右側に移動した場合は、可動フ
ァイバ保持ブロック１０６に対するガイドピン１０５
ａ、１０５ｂの位置は実線で示された通りとなる。これ
により、ガイドピン１０５ａは溝２０２ａの光ファイバ
１０２から遠い側の側壁（以下外側壁と称する）に、ガ
イドピン１０５ｂは溝２０２ｂの光ファイバ１０２に近
い側の側壁（以下内側壁と称する）に接触して位置が決
定される。

【００２０】これとは逆に、切り替え力Ｎが矢印２０４
のごとく作用した場合は、可動ファイバ保持ブロック１
０６がガイドピン１０５ａ、１０５ｂに対して左側に移
動する。それによって、ガイドピン１０５ａ、１０５ｂ
の位置は点線で示された通りとなる。すなわち，ガイド
ピン１０５ａは溝２０２ａの内側壁に、ガイドピン１０
５ｂは溝２０２ｂの外側壁に接触して位置が決定され
る。

【００２１】従って、光ファイバ１０２の切り替え精度
を高めるには、可動ファイバ保持ブロック１０６の溝２
０２ａ、２０２ｂの加工精度とガイドピン１０５ａ、１
０５ｂの位置精度が極めて高いことが必要である。例え
ば、並進方向の位置ずれによる光の結合損失を１ｄＢ以
下にするには、溝２０２ａ、２０２ｂの各面の寸法精度
を２．５μｍ以下に抑える必要がある。

【００２２】図３は、切り替え時の位置ずれの発生メカ
ニズムを示す断面図である。図において、矢印３０１は
回転方向を示している。

【００２３】可動ファイバ保持ブロック１０６には、切
り替え力Ｎが矢印２０３のごとく作用している。ガイド
ピン１０５ａ、１０５ｂは可動ファイバ保持ブロック１
０６に対して左側に位置している。ただし、ガイドピン
１０５ａは溝２０２ａの内側壁と接触しているが、ガイ
ドピン１０５ｂは溝２０２ｂの内側壁と接触していな
い。従って、可動ファイバ保持ブロック１０６は、ガイ
ドピン１０５ａの中心Ｏを回転軸として、回転運動が可
能となる。

【００２４】ここで、切り替え力Ｎは矢印２０３のごと
く作用している。切り替え力Ｎの作用線と、ガイドピン
１０５ａの中心との距離をｈとする。ガイドピン１０５
ａ回りには可動ファイバ保持ブロック１０６をガイドピ
ン１０５ａの中心を回転軸として回転させようとする、
回転モーメントＭ＝ｈ・Ｎが働く。すなわち、回転モー
メントＭは、可動ファイバ保持ブロック１０６を紙面上
側反時計回りに回転させる方向に働き、可動ファイバ保
持ブロック１０６が回転する。ただし、ガイドピン１０
５ｂと溝２０２ｂの底面が接触すると、可動ファイバ保
持ブロック１０６はそれ以上回転できない。従って、可
動ファイバ保持ブロック１０６は、点線で示された回転
した位置で保持されることになる。

【００２５】この回転移動に伴い、光ファイバ１０２も
移動し、正常な光結合の位置から逸脱する。これが、光
結合効率の低下原因となる。すなわち、可動ファイバ保
持ブロック１０６の溝２０２の加工精度が悪い場合は、
切り替えに伴う可動ファイバ保持ブロック１０６の並進
運動の誤差に加えて回転運動による位置ずれが発生し、
光ファイバ１０２を正確に位置決めができない場合があ
った。そのため、光結合損失を低減するには、溝２０２
ａ及び２０２ｂのすべての面を高精度に加工する必要が
ある。

【００２６】図４は、ガイドピンと溝との接触部の寸法
関係を示す断面図である。ガイドピン１０５と溝２０
２、図２又は図３の一方側のみを示している。また、可
動ファイバ保持ブロック１０６が一方に寄っている状態
を示している。

【００２７】ブロック上面から深さｒの部分の側壁上の
点をＡ、ガイドピンと側壁との接点をＢ、ガイドピンの
中心をＯ、半径をｒとする。これらの３点で三角形ＡＢ
Ｏを形成すると、頂点Ｂは直角なので、次の式が成り立
つ。

【００２８】ｃｏｓθ＝ｒ／[ＯＡ] 但し、[ＯＡ]は辺ＯＡの長さである。辺ＯＡとガイドピ
ン外周との交点をＣとすると、[ＯＡ]＝ｒ＋[ＣＡ]であ
る。従って、次式が成り立つ。

【００２９】[ＯＡ]＝ｒ＋[ＣＡ]＝ｒ／ｃｏｓθ 従って、 [ＣＡ]＝（１／ｃｏｓθ−１）ｒ となる。

【００３０】溝のもう一方の側壁は、傾きがφであるの
で、ブロック上面から深さｒの点の破線で示すガイドピ
ン外周と側壁との距離は次式で与えられる。

【００３１】（１／ｃｏｓφ−１）ｒ 次に、本発明の光スイッチの切り替えストロークと溝寸
法の関係について、図５を用いて説明する。図５は可動
構造のファイバ保持ブロックとガイドピンを含む、光の
進行方向に対して直角方向の断面図である。

【００３２】５０１は中心がブロック上面からｒの位置
にあり、押さえ板２０１と溝２０２ａの外側壁と接触し
ている半径ｒの円で（ガイドピン１０５に相当する）あ
る。

【００３３】可動ファイバ保持ブロック１０６には、溝
２０２ａ、２０２ｂが形成されており、それぞれの溝２
０２ａ、２０２ｂの中にはガイドピン１０５ａ、１０５
ｂが挿入されている。この溝２０２ａ、２０２ｂの上側
の面には、押さえ板２０１が蓋をするように接合されて
いる。

【００３４】ブロック上面から深さｒの平面において、
図中左側の溝２０２ａの内側壁と右側の溝２０２ｂの内
側壁との距離をａ、左側の溝２０２ａの内外側壁間の距
離をｄ１、右側の溝２０２ｂの内外側壁間の距離をｄ２
とする。また、可動ファイバ保持ブロック１０６がガイ
ドピンに対して右側に切り替えられ、ガイドピン１０５
ｂと右側溝２０２ｂの内側壁が接触した状態で、左側の
溝２０２ａの外側壁とガイドピン１０５ａ外周との距離
をｃ１、右側の溝２０２ｂの内側壁とガイドピン１０５
ｂの外周との距離をｂ２とする。また、可動ファイバ保
持ブロック１０６がガイドピンに対して左側に切り替え
られた状態で、ガイドピン１０５ａと左側溝２０２ａの
内側壁が破線のように接触した状態で、左側の溝２０２
ａの内側壁とガイドピン１０５ａ外周との距離をｂ１、
右側の溝２０２ｂの外側の側壁とガイドピン１０５ｂ外
周との距離をｃ２とする。

【００３５】いま、ブロックが右側に切り替えられてお
り、右側のガイドピンと右側溝２０２ｂの内側壁とが、
実線で示すように接触しているとする。このとき、左側
のガイドピン１０５ａと左側溝２０２ａの外側壁との距
離ｃ１は次のようになる。

【００３６】 ｃ１＝（ｒ＋ｂ２＋a＋ｄ１）-（a＋ｂ１＋ｂ２＋２ｒ＋Ｐ）-r ＝ｄ１-ｂ１-２ｒ-Ｐ ここで、左側溝２０２ａの外側壁とガイドピン１０５ａ
が接触しなければ、可動ファイバ保持ブロック１０６の
回転中心はガイドピン１０５ｂの中心Ｑとなる。従っ
て、可動ファイバ保持ブロック１０６には、紙面上で反
時計方向に回転させるモーメントＭ’が作用する。しか
し、すでに押さえ板２０１と接触している位置決めピン
１０５ａがこの回転運動を拘束しているため、可動ファ
イバ保持ブロック１０６は回転できない。これにより、
ファイバ保持ブロック１０６の回転移動に起因する光フ
ァイバの位置ずれが防止される。

【００３７】すなわち、ファイバ保持ブロック１０６が
右側に切り替えられた状態では、位置決めガイドピン１
０５ａが溝２０２ａの外側壁と接触しないことが、可動
ファイバ保持ブロック１０６の回転移動を防止する条件
であることがわかる。

【００３８】言い換えると、ガイドピン１０５ａ、１０
５ｂの中心間距離Ｄは一定である。ガイドピン１０５
ａ、１０５ｂの接触する高さ（押え板と３点接触する位
置）における、左側の溝２０２ａの内側と右側の溝２０
２ｂの内側壁との距離をａ´とすると、可動ファイバ保
持ブロック１０６の片側の可動範囲は、Ｄ−ａ´とな
り、この溝の幅Ｄｍ（＝ｄ１＝ｄ２）をＤｍ＞Ｄ−ａの
関係となるように形成することにより、前述の効果が得
られるものである。すなわち、ガイドピンの一方が一方
の溝内の可動ファイバ保持ブロックの中心側の内壁と押
え板に接触した状態の時、他方のガイドピンは他方の溝
の側壁には接触せず、押え板に接触するように溝幅を設
定したものである。

【００３９】ここで、左側溝２０２ａの外側壁と、二点
鎖線で示されている中心がブロック上面からｒの位置に
ある半径ｒの円５０１が接触しているとき、側壁と円と
の距離をｅ１とする。ｃ１がｅ１よりも大きければ、左
側のガイドピン１０５ａと溝２０２ａの外側壁は接触し
ないことになる。すなわち、ｃ１＞ｅ１の関係となる。

【００４０】よって、ｄ１-ｂ１-２ｒ-Ｐ＞ｅ１とな
り、これにｅ１＝（１／ｃｏｓφ１−１）ｒ、ｂ１＝
（１／ｃｏｓθ１−１）ｒを代入し、整理して次式を得
る。

【００４１】 ｄ１＞２ｒ+Ｐ+（１／ｃｏｓθ１−１）ｒ+（１／ｃｏｓφ１−１）ｒ …（式１） 従って、ガイドピンが摺動する溝を形成したブロックの
諸寸法が、式１を満たす場合に切り替え動作が高精度に
行われる。

【００４２】右側溝２０２ｂの外側壁とガイドピン１０
５ｂの位置関係についても、同様に次式が成り立つ場合
に、ガイドピン１０５ｂと溝２０２ｂの外側壁は接触し
ないことになり、高精度切り替えが実現される。右側溝
２０２ａの外側壁と、図示しない中心がブロック上面か
らｒの位置にある半径ｒの円が接触しているときの、外
側壁と円との距離をｅ２とすると、ｃ２＞ｅ２となり、
よってｄ２-ｂ２-２ｒ-Ｐ＞ｅ２となる。

【００４３】これに、ｅ２＝（１／ｃｏｓφ２−１）
ｒ，ｂ２＝（１／ｃｏｓθ２−１）ｒを代入して次式を
得る。

【００４４】 ｄ２＞２ｒ+Ｐ+（１／ｃｏｓθ２−１）ｒ+（１／ｃｏｓφ２−１）ｒ …（式２） 本実施例では、溝を形成したブロックが軟磁性体である
とした。これとは異なり、押さえ板が軟磁性体の場合
は、切り替え力の作用により発生する回転モーメントの
方向が反対になる。この場合の高精度切り替えの条件と
しては、溝を形成したブロックが軟磁性体である場合と
同様にして、次式が得られる。

【００４５】 ｄ１＜２ｒ+Ｐ+（１／ｃｏｓθ１−１）ｒ+（１／ｃｏｓφ１−１）ｒ …（式３） ｄ２＜２ｒ+Ｐ+（１／ｃｏｓθ２−１）ｒ+（１／ｃｏｓφ２−１）ｒ …（式４） 図６は図５の構成で、具体的寸法の一例を示したもので
ある。

【００４６】可動ファイバ保持ブロック１０６の上面か
ら0.125mmの位置において、溝２０２ａ、２０２ｂの幅
は0.5964mm、可動ファイバ保持ブロック上面に対する垂
線と溝２０２ａ、２０２ｂ側面のなす角度は32.5度、ガ
イドピン１０５ａ、１０５ｂの半径ｒは0.125mmであ
る。

【００４７】ガイドピン１０５ａと溝２０２ａが破線で
示すごとく接触している場合、ガイドピン外周と溝２０
２ａの内側壁との距離は（１／ｃｏｓθ−１）ｒにおい
てθ＝32.5度、ｒ＝0.125mmを代入して0.0232mmとな
る。また、切り替えストロークは0.250mmである。これ
らの値から、式１及び２の左辺は0.5964mmとなり、右辺
は0.5464mmとなる。従って、左辺は右辺より大きく、式
１及び２を満足する。

【００４８】図６に示す構成とすれば、溝２０２ａ、２
０２ｂの外側壁の加工誤差が50μｍ、底面の加工誤差が
30μｍと大きい場合でも、光ファイバの並進方向の位置
ずれによる光の結合損失が１ｄＢ以下の光スイッチを構
成できる。従って、可動ファイバ保持ブロック１０６の
加工が容易となり、製造コストを低減することができ
る。

【００４９】さらに、本実施例では、溝２０２ａ、２０
２ｂの外側面の角度を32.5度としたが、これを０度とす
ると可動ファイバ保持ブロック１０６の上面から垂直に
溝を加工すればよい。この場合、先端が平らで幅が広い
工具を用いて、効率よく溝２０２ａ、２０２ｂの外側壁
を加工できるので、より一層の製造コストの低減を実現
できる。

【００５０】図７を用いて本発明による光スイッチの全
体構成例を説明する。図７は光スイッチのパッケージを
密封する直前の状態の斜視図である。図は、パッケージ
ベース１００からカバー７０６をはずした状態で示して
ある。

【００５１】光ファイバ１０２は、ファイバ保持ブロッ
ク１０３によりベース104に固定されている。光ファイ
バ１０２先端部は、可動構造の軟磁性セラミックス製の
可動ファイバ保持ブロック１０６に固定されている。可
動ファイバ保持ブロック１０６に形成された溝の中に
は、図示しないガイドピンの端部が、摺動可能な状態で
挿入されている。ガイドピンの他方の端部は軟磁性セラ
ミックス製のファイバ保持ブロック１０７に固定されて
いる。可動ファイバ保持ブロック１０６はサイドヨーク
７０５ａ、７０５ｂに揺動する空隙を確保しつつ挟まれ
ている。サイドヨーク７０５ａ、７０５ｂには、ヨーク
１０９及び永久磁石１１２が磁気的に接続されており、
ヨーク１０９にはコイル１０８ａ、１０８ｂが巻かれて
いる。これらの部品はベース１０４に接合され、ベース
１０４はパッケージベース100に接合されている。コイ
ル１０８ａ、１０８ｂには、コイル電極７０４ａ、７０
４ｂが設けられ、これらは、はんだ７０３ａ、７０３ｂ
で内部電極７０２ａ、７０２ｂに電気的に接続されてい
る。内部電極７０２ａ、７０２ｂは、それぞれ外部電極
７０１ａ、７０１ｂに電気的に接続されている。

【００５２】可動ファイバ保持ブロック１０６は、サイ
ドヨーク７０５ａ、７０５ｂを介して、永久磁石１１
２、コイル１０８ａ、１０８ｂが発生する磁力により揺
動し、それにより光ファイバも移動し、光ファイバ１０
２と光ファイバ１１０の接続状態を切り替えることがで
きる。

【００５３】可動ファイバ保持ブロック１０６に形成さ
れているガイドピンが摺動する溝は、図６に示される構
造となっており、光ファイバ１０２の位置を高精度に切
り替えることができる。

【００５４】カバー７０６を気密性よくパッケージベー
ス１００に接合し、屈折率整合液注入孔７０７から図示
しない屈折率整合液を注入し、屈折率整合液注入孔カバ
ー７０８を気密性よく屈折率整合液注入孔７０７の上に
接合して、光の結合損失1dB以下のスイッチを容易に構
成することができる。

【００５５】

【発明の効果】ガイドピンが摺動する溝の加工誤差が大
きい場合でも、光ファイバの並進方向の位置ずれによる
光の結合損失を１ｄＢ以下とした光スイッチを構成で
き、光スイッチの製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光スイッチの全体構造を示す上面図。

【図２】光スイッチの光切り替え部の断面構造を示す断
面図。

【図３】切り替え位置のずれが発生するメカニズムを示
す断面図。

【図４】ガイドピンと溝との接触部の寸法関係を示す断
面図。

【図５】可動ファイバ保持ブロックとガイドピン部の断
面図。

【図６】図５は具体的寸法例を示した図。

【図７】光スイッチのパッケージを密封する直前の状態
の斜視図。

【符号の説明】

１００…パッケージベース、１０１…入力光信号、１０
２…光ファイバ、１０３…光ファイバ保持ブロック、１
０４…ベース、１０５…ガイドピン、１０６…可動光フ
ァイバ保持ブロック、１０７…ファイバ保持ブロック、
１０８ａ、１０８ｂ…コイル、１０９…ヨーク、１１０
…光ファイバ、１１１ａ、１１１ｂ…出力光信号、１１
２…永久磁石、２０１…押さえ板、２０２…溝、７０１
ａ、７０１ｂ…外部電極、７０２ａ、７０２ｂ…内部電
極、７０３ａ、７０３ｂ…はんだ、７０４ａ、７０４ｂ
…コイル電極、７０５ａ、７０５ｂ…サイドヨーク、７
０６…カバー、７０７…屈折率整合液注入孔、７０８…
屈折率整合液注入孔カバー。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月２１日（２０００．２．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、例えば、
第一の光ファイバの端部を固定した第一のブロックと第
二の光ファイバの端部を固定した第二のブロックを対向
して設け、第一のブロックを第二のブロックに対して相
対移動して光路を切り替えるファイバ型光スイッチにお
いて、第一のブロックに第一の光ファイバを挟んで第一
の光ファイバの長手方向に沿う方向に位置決めに用いる
一対の溝を形成し、この溝には、溝の深さ方向の寸法
が、溝の深さより小さい断面形状をもつ一対の位置決め
用ガイドピンの一方端を挿入し、第一のブロックにはこ
の溝に蓋をするようにガイドピンと接触する押さえ板が
配設されており、第二のブロックに第二の光ファイバを
挟んで一対の位置決め用ガイドピンの他方端を固定し、
第一のブロックを移動させる力（例えば電磁力や機械力
など）が、ガイドピンの軸に垂直な断面の中心より第一
のブロック側（但し、断面中心より押さえ板側にある第
一のブロックの部分は押さえ板側の部分とする）に作用
する場合には、ガイドピンの一方は溝の第一のファイバ
側に近い側壁と押さえ板に接触し、ガイドピンの他方は
押さえ板のみに接触し、一方、第一のブロックを移動さ
せる力が、ガイドピンの軸に垂直な断面の中心より押さ
え板側に作用する場合には、ガイドピンの一方は溝の第
一のファイバ側に遠い側壁と押さえ板に接触し、ガイド
ピンの他方は押さえ板のみに接触するように一対の溝の
幅が構成されることを特徴とすることにより、精密加工
の必要な位置決め用の壁や面の数が最小になり、対向し
て光結合する第一のファイバと第二のファイバの光軸を
高精度に一致させるための位置決め機構を低コストで達
成することができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】光ファイバ１０２は、ファイバ保持ブロッ
ク１０３によりベース１０４に固定されている。入力光
信号１０１が入力される光ファイバ１０２の端部は可動
構造の軟磁性セラミックス製の可動ファイバ保持ブロッ
ク１０６に固定されている。可動ファイバ保持ブロック
１０６に形成された溝の中には、高剛性のガイドピン１
０５の端部が摺動可能な状態で挿入されている。ガイド
ピン１０５の他方の端部は、軟磁性セラミックス製のフ
ァイバ保持ブロック１０７に固定されている。可動ファ
イバ保持ブロック１０６の可動領域は、このガイドピン
１０５により、前述の溝の幅で規定される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】ガイドピン１０５ａ、１０５ｂは、溝２０
２ａ、２０２ｂに挿入されており、その溝の開口上部は
押さえ板２０１で蓋がされ、ガイドピン１０５の軸に垂
直なガイドピン可動領域の断面は台形に近い四辺形形状
をしている。可動ファイバ保持ブロック１０６には、矢
印方向２０３、２０４に力Ｎが作用する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】ブロック上面（溝２０２を蓋するために押
さえ板が配設される面）から深さｒの位置における側壁
上の点をＡ、ガイドピンと側壁との接点をＢ、ガイドピ
ンの中心をＯ、ガイドピンの半径をｒとする。これらの
３点で三角形ＡＢＯを形成すると、頂点Ｂは直角なの
で、次の式が成り立つ。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】言い換えると、ガイドピン１０５ａ、１０
５ｂの中心間距離Ｄは一定である。そこで、例えば、可
動ファイバ保持ブロック１０６をファイバ位置決め方向
に最大限移動し、ガイドピン１０５が１つの側壁と押さ
え板２０１に接触して位置決めされる２つの状態を重ね
て描いた時、側壁と接触しているガイドピン１０５ａ、
１０５ｂの中心間距離をａ′とすると、可動ファイバ保
持ブロック１０６の可動範囲は、Ｄ−ａ′となり、この
時、押さえ板２０１の溝側面からｒの深さにおける溝の
幅Ｄｍ（＝ｄ１、＝ｄ２）をＤｍ＞Ｄ−ａ（但し、φ１
＝φ２＝θ１＝θ２）の関係となるように形成すること
により、前述の効果が得られるものである。すなわち、
ガイドピンの一方が可動ファイバ保持ブロックの溝の内
側壁と押さえ板に接触した時、他方のガイドピンは対を
なす溝の内側壁には接触せず、押さえ板のみに接触する
ように溝幅を設定したものである。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】可動ファイバ保持ブロック１０６の上面か
ら0.125mmの位置において、溝２０２ａ、２０２ｂの幅
は0.5964mm、可動ファイバ保持ブロック上面に対する垂
線と溝２０２ａ、２０２ｂの内側壁および外側壁とのな
す角度は32.5度、ガイドピン１０５ａ、１０５ｂの半径
ｒは0.125mmである。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】さらに、本実施例では、溝２０２ａ、２０
２ｂの外側壁の角度を32.5度としたが、これを０度とす
ると可動ファイバ保持ブロック１０６の上面から垂直に
溝を加工すればよい。この場合、先端が平らで幅が広い
工具を用いて、効率よく溝２０２ａ、２０２ｂの外側壁
を加工できるので、より一層の製造コストの低減を実現
できる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】光ファイバ１０２は、ファイバ保持ブロッ
ク１０３によりベース104に固定されている。光ファイ
バ１０２の端部は、可動構造の軟磁性セラミックス製の
可動ファイバ保持ブロック１０６に固定されている。可
動ファイバ保持ブロック１０６に形成された溝の中に
は、図示しないガイドピンの端部が、摺動可能な状態で
挿入されている。ガイドピンの他方の端部は軟磁性セラ
ミックス製のファイバ保持ブロック１０７に固定されて
いる。可動ファイバ保持ブロック１０６はサイドヨーク
７０５ａ、７０５ｂに揺動する空隙を確保しつつ挟まれ
ている。サイドヨーク７０５ａ、７０５ｂには、ヨーク
１０９及び永久磁石１１２が磁気的に接続されており、
ヨーク１０９にはコイル１０８ａ、１０８ｂが巻かれて
いる。これらの部品はベース１０４に接合され、ベース
１０４はパッケージベース100に接合されている。コイ
ル１０８ａ、１０８ｂには、コイル電極７０４ａ、７０
４ｂが設けられ、これらは、はんだ７０３ａ、７０３ｂ
で内部電極７０２ａ、７０２ｂに電気的に接続されてい
る。内部電極７０２ａ、７０２ｂは、それぞれ外部電極
７０１ａ、７０１ｂに電気的に接続されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 久夫 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA35 DA04 DA06 DA11 DA35 2H041 AA16 AA18 AB20 AC05 AZ03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバ端部を固定した二つのブロック
   を対向して設け、一方のブロックを他方のブロックに対
   して平行移動して光路を切り替えるファイバ型光スイッ
   チにおいて、 一方のブロックは移動可能に形成され、前記光ファイバ
   を固定した面の両側に底面が平面の一対の溝を形成し、
   前記溝にはそれぞれガイドピンが挿入され、前記溝には
   蓋が設けられており、 他方のブロックはベースに固定され、前記ガイドピンの
   一部が所定の間隔で固定され、 前記一方のブロックに設けた前記溝幅が、前記ガイドピ
   ンの一方が前記一方のブロックの中心側の側壁と前記蓋
   に接触しているとき他方のガイドピンが他方の溝の途中
   に位置するように構成されたことを特徴とするファイバ
   型光スイッチ。
2. 【請求項２】請求項１記載のファイバ型光スイッチにお
   いて、前記一方のブロックに設けた前記溝のブロックの
   中央側側壁が所定の傾斜を有することを特徴とするファ
   イバ型光スイッチ。
3. 【請求項３】請求項１記載のファイバ型光スイッチにお
   いて、前記ガイドピンはその断面が丸型形状であり、前
   記他方のブロックに設けられる光ファイバの本数が、前
   記一方のブロックに設けられる光ファイバの２倍の数で
   あること特徴とするファイバ型光スイッチ。
4. 【請求項４】光ファイバ端部を固定した二つのブロック
   を対向して設け、一方のブロックを他方のブロックに対
   して平行移動して光路を切り替えるファイバ型光スイッ
   チにおいて、 一方のブロックにはｎ（ｎは２以上）本の光ファイバが
   中心間隔２Ｐにて固定し、前記光ファイバの両側に一対
   の四角形断面の穴を形成し、前記穴には一対の断面半径
   ｒのガイドピンを挿入し、他方のブロックには中心間隔
   Ｐにて２ｎ本の光ファイバが固定され、前記ガイドピン
   の一部が中心間隔Ｄで固定し、前記一方のブロックに設
   けた前記穴が、ブロック中心側の側壁がブロック上面に
   対する垂線からθだけ傾き、ブロック中心から遠い側の
   側壁がブロック上面に対する垂線からφだけ傾くように
   構成し、前記ブロック上面からｒの深さの位置の穴の幅
   が ２ｒ＋Ｐ＋（１／ｃｏｓθ−１）ｒ＋（１／ｃｏｓφ−
   １）ｒ よりも大きいことを特徴とするファイバ型光スイッチ。