JP2001075026A - 反射ミラー形光ファイバスイッチ - Google Patents
反射ミラー形光ファイバスイッチInfo
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- 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
- G02B6/3514—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element moving along a line so as to translate into and out of the beam path, i.e. across the beam path
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- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
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- 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
- G02B6/3572—Magnetic force
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 安定した繰り返し再現性を有し、振動、衝撃
などの影響や、外部からの磁気誘導による誤動作を受け
ない小型の反射ミラー形光ファイバスイッチを提供す
る。 【解決手段】 反射ミラー形２×２光ファイバスイッチ
の第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 は、レンズの光軸対
称に一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2を配置し、第２のコリ
メータレンズ組立Ｃ2 もレンズの光軸対称に一対の光フ
ァイバＦ3 ，Ｆ4 を配置する。整列ブロックＢにより、
第１及び第２のコリメータレンズ組立を対向させて光軸
を一致させて支持する。反射ミラー組立ＭＡは、レンズ
の焦点面にレンズの光軸に直角に各光ファイバからの光
を反射させる第１の位置と、透過させる第２の位置間を
移動可能に設けられている反射ミラー、整列ブロックを
基準にして反射ミラーの前記第１の位置の直角度を規定
する案内手段とから構成されている。駆動手段ＭＯは、
反射ミラー手段ＭＡを駆動する。
などの影響や、外部からの磁気誘導による誤動作を受け
ない小型の反射ミラー形光ファイバスイッチを提供す
る。 【解決手段】 反射ミラー形２×２光ファイバスイッチ
の第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 は、レンズの光軸対
称に一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2を配置し、第２のコリ
メータレンズ組立Ｃ2 もレンズの光軸対称に一対の光フ
ァイバＦ3 ，Ｆ4 を配置する。整列ブロックＢにより、
第１及び第２のコリメータレンズ組立を対向させて光軸
を一致させて支持する。反射ミラー組立ＭＡは、レンズ
の焦点面にレンズの光軸に直角に各光ファイバからの光
を反射させる第１の位置と、透過させる第２の位置間を
移動可能に設けられている反射ミラー、整列ブロックを
基準にして反射ミラーの前記第１の位置の直角度を規定
する案内手段とから構成されている。駆動手段ＭＯは、
反射ミラー手段ＭＡを駆動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信シ
ステム等に使用される光ファイバスイッチに関する。そ
のうち特に、対向して配置された一対の光ファイバ付き
コリメータレンズ間に反射ミラーを出没させて、光ファ
イバ回路の切り換え接続をするための反射ミラー形光フ
ァイバスイッチの改良に関する。
ステム等に使用される光ファイバスイッチに関する。そ
のうち特に、対向して配置された一対の光ファイバ付き
コリメータレンズ間に反射ミラーを出没させて、光ファ
イバ回路の切り換え接続をするための反射ミラー形光フ
ァイバスイッチの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】発明の名称：効率的な電気機械的光学ス
イッチ（ＵＳＰ５，７４２，７１２）に示されている２
×２光ファイバスイッチは、このような形式の反射ミラ
ー形光ファイバスイッチに属するものである。図１０、
図１１を参照して前記従来形式の反射ミラー形２×２光
ファイバスイッチの構成を説明する。このスイッチはコ
リメータレンズ１，２と反射ミラー３を使用している。
ロッドレンズ１，２は、日本板硝子株式会社で開発、実
用化され、商品名セルフォックレンズ（ＳＦＬ）として
市販されているものを利用することができる。
イッチ（ＵＳＰ５，７４２，７１２）に示されている２
×２光ファイバスイッチは、このような形式の反射ミラ
ー形光ファイバスイッチに属するものである。図１０、
図１１を参照して前記従来形式の反射ミラー形２×２光
ファイバスイッチの構成を説明する。このスイッチはコ
リメータレンズ１，２と反射ミラー３を使用している。
ロッドレンズ１，２は、日本板硝子株式会社で開発、実
用化され、商品名セルフォックレンズ（ＳＦＬ）として
市販されているものを利用することができる。
【０００３】図１０は、前記スイッチのコリメータレン
ズ間に反射ミラーを挿入した状態を、図１１は反射ミラ
ーを光路から外した状態を示している。このスイッチは
コリメータレンズ１，２と反射ミラー３を使用して構成
した反射ミラー形２×２光ファイバスイッチである。ロ
ッドレンズ１，２は、日本板硝子株式会社で開発、実用
化され、商品名セルフォックレンズ（ＳＦＬ）として市
販されているものを利用することができる。なお、セル
フォックレンズの光学特性、技術資料および応用例につ
いては日本板硝子株式会社から公表されている。前記形
式のスイッチは、光分波合波器（ＷＤＭ），光分岐結合
器（Splitter），各種光ファイバスイッチなどに広く使
用されている。
ズ間に反射ミラーを挿入した状態を、図１１は反射ミラ
ーを光路から外した状態を示している。このスイッチは
コリメータレンズ１，２と反射ミラー３を使用して構成
した反射ミラー形２×２光ファイバスイッチである。ロ
ッドレンズ１，２は、日本板硝子株式会社で開発、実用
化され、商品名セルフォックレンズ（ＳＦＬ）として市
販されているものを利用することができる。なお、セル
フォックレンズの光学特性、技術資料および応用例につ
いては日本板硝子株式会社から公表されている。前記形
式のスイッチは、光分波合波器（ＷＤＭ），光分岐結合
器（Splitter），各種光ファイバスイッチなどに広く使
用されている。
【０００４】図１０、図１１において、基準長０．２５
ピッチのロッドレンズ１，２は光軸を一致させられて、
各端面間に小さな隙間をあけて対向して配置させられて
いる。反射ミラー３はロッドレンズ１，２間の隙間に光
軸に対して繰り返し出し入れ可能に直角に配置される。
Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 およびＦ4 は、各々図示しないフェル
ールまたはスリーブに取り付けられた光ファイバであ
り、ロッドレンズ１，２の光軸から同一量だけ偏心した
対称位置になるように組み立てられている。
ピッチのロッドレンズ１，２は光軸を一致させられて、
各端面間に小さな隙間をあけて対向して配置させられて
いる。反射ミラー３はロッドレンズ１，２間の隙間に光
軸に対して繰り返し出し入れ可能に直角に配置される。
Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 およびＦ4 は、各々図示しないフェル
ールまたはスリーブに取り付けられた光ファイバであ
り、ロッドレンズ１，２の光軸から同一量だけ偏心した
対称位置になるように組み立てられている。
【０００５】図１０は、反射ミラー３がロッドレンズ
１，２間に挿入された状態である。この場合、光ファイ
バＦ1 から出射した微小なモードフィールドの光は、ロ
ッドレンズ１を透過して拡大されたモードフィールドを
もつ平行光ビームとなって反射ミラー３に到達する。こ
の平行光ビームは反射ミラー３によって反射されて、ロ
ッドレンズ１を透過して縮小されたモードフィールドの
光となり、光ファイバＦ2 に入射させられる。
１，２間に挿入された状態である。この場合、光ファイ
バＦ1 から出射した微小なモードフィールドの光は、ロ
ッドレンズ１を透過して拡大されたモードフィールドを
もつ平行光ビームとなって反射ミラー３に到達する。こ
の平行光ビームは反射ミラー３によって反射されて、ロ
ッドレンズ１を透過して縮小されたモードフィールドの
光となり、光ファイバＦ2 に入射させられる。
【０００６】同様に、光ファイバＦ3 から出射した微小
なモードフィールドの光は、ロッドレンズ２を透過して
拡大されたモードフィールドをもつ平行光ビームとなっ
て反射ミラー３に到達する。この平行光ビームは反射ミ
ラー３によって反射されてロッドレンズ２を透過して縮
小されたモードフィールドの光は、光ファイバＦ4 に入
射させられる。
なモードフィールドの光は、ロッドレンズ２を透過して
拡大されたモードフィールドをもつ平行光ビームとなっ
て反射ミラー３に到達する。この平行光ビームは反射ミ
ラー３によって反射されてロッドレンズ２を透過して縮
小されたモードフィールドの光は、光ファイバＦ4 に入
射させられる。
【０００７】次に図１１は、反射ミラー３がロッドレン
ズ１，２間から除去された状態を示している。この場
合、光ファイバ組立Ｆ1 の光ファイバから出射した微小
なモードフィールドの光は、ロッドレンズ１を透過して
拡大されたモードフィールドをもつ平行光ビームとな
る。そしてロッドレンズ２に入射してこれを透過して縮
小されたモードフィールドの光となり、光ファイバ組立
Ｆ4 の光ファイバに入射させられる。同様に、光ファイ
バＦ3 から出射した微小なモードフィールドの光はロッ
ドレンズ２を透過して、その後拡大されたモードフィー
ルドをもつ平行光ビームとなってロッドレンズ１を透過
して縮小されたモードフィールドの光は、光ファイバ組
立Ｆ2 の光ファイバに入射させられる。したがって、光
ファイバＦ1 の回路は反射ミラー３の出し入れによっ
て、光ファイバＦ2 または光ファイバＦ4のいずれかの
回路と交互に接続できる。同様に、光ファイバＦ3 回路
は、反射ミラー３の出し入れによって光ファイバＦ2 ま
たは光ファイバＦ4 のいずれかの回路と交互に接続でき
る。
ズ１，２間から除去された状態を示している。この場
合、光ファイバ組立Ｆ1 の光ファイバから出射した微小
なモードフィールドの光は、ロッドレンズ１を透過して
拡大されたモードフィールドをもつ平行光ビームとな
る。そしてロッドレンズ２に入射してこれを透過して縮
小されたモードフィールドの光となり、光ファイバ組立
Ｆ4 の光ファイバに入射させられる。同様に、光ファイ
バＦ3 から出射した微小なモードフィールドの光はロッ
ドレンズ２を透過して、その後拡大されたモードフィー
ルドをもつ平行光ビームとなってロッドレンズ１を透過
して縮小されたモードフィールドの光は、光ファイバ組
立Ｆ2 の光ファイバに入射させられる。したがって、光
ファイバＦ1 の回路は反射ミラー３の出し入れによっ
て、光ファイバＦ2 または光ファイバＦ4のいずれかの
回路と交互に接続できる。同様に、光ファイバＦ3 回路
は、反射ミラー３の出し入れによって光ファイバＦ2 ま
たは光ファイバＦ4 のいずれかの回路と交互に接続でき
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の２×２
光ファイバスイッチは簡単な構成であるが、解決すべき
問題が残されている。 （１）挿入損失値については繰り返し再現性に問題があ
り、振動，衝撃などの外力の影響を受け難い。 （２）外部磁界の影響を受け、磁気誘導による誤動作を
おこしやすい。 （３）スイッチパッケージを特定の大きさ（高さ８．５
ｍｍ以下に小形化して、１／２インチ形の印刷回路基板
に適用できる大きさ）内に収めるのには構造状の問題が
ある。
光ファイバスイッチは簡単な構成であるが、解決すべき
問題が残されている。 （１）挿入損失値については繰り返し再現性に問題があ
り、振動，衝撃などの外力の影響を受け難い。 （２）外部磁界の影響を受け、磁気誘導による誤動作を
おこしやすい。 （３）スイッチパッケージを特定の大きさ（高さ８．５
ｍｍ以下に小形化して、１／２インチ形の印刷回路基板
に適用できる大きさ）内に収めるのには構造状の問題が
ある。
【０００９】前述した（１）で指摘した挿入損失値の問
題は、反射ミラー３の停止位置が変動することによる。
この問題をさらに図９を参照して説明する。反射ミラー
３の光軸Ｚ−Ｚに直角な平面に対する角度誤差σθが生
じた場合には、光ファイバ組立Ｆ1 からロッドレンズ１
を透過して、反射ミラー３で反射された平行光ビームの
反射角度は−２σθだけ小さくなる。その結果、光ファ
イバ組立Ｆ2 の光軸から内側によった点に出射されて、
軸心ずれによる挿入損失が発生することになる。同様に
光ファイバＦ3 からロッドレンズ２を透過して、反射ミ
ラー３で反射された平行光ビームの反射角度は＋２σθ
だけ大きくなり、光ファイバＦ2 の光軸から外側に偏心
した点Ｑに出射されて挿入損失が増加する。
題は、反射ミラー３の停止位置が変動することによる。
この問題をさらに図９を参照して説明する。反射ミラー
３の光軸Ｚ−Ｚに直角な平面に対する角度誤差σθが生
じた場合には、光ファイバ組立Ｆ1 からロッドレンズ１
を透過して、反射ミラー３で反射された平行光ビームの
反射角度は−２σθだけ小さくなる。その結果、光ファ
イバ組立Ｆ2 の光軸から内側によった点に出射されて、
軸心ずれによる挿入損失が発生することになる。同様に
光ファイバＦ3 からロッドレンズ２を透過して、反射ミ
ラー３で反射された平行光ビームの反射角度は＋２σθ
だけ大きくなり、光ファイバＦ2 の光軸から外側に偏心
した点Ｑに出射されて挿入損失が増加する。
【００１０】計算値によれば、外径２ｍｍでピッチ０．
２５のロッドレンズを使用して、２本のシングルモード
光ファイバをロッドレンズの光軸からそれぞれ０．００
６５ｍｍ偏心させ、使用波長１３１０ｎｍの場合、光直
角度誤差σθ＝０．０２４°における光挿入損失は、約
１ｄＢ（≒−２０％）になる。ちなみに、直角度誤差ｔ
ａｎ０．０２４°≒０．０００４２と極微小値であるの
で、反射ミラー３の繰り返し挿入時の機械的位置のばら
つきの範囲が、０．０２４°を越える光挿入損失は約１
ｄＢ（≒−２０％）のばらつきが発生することになる。
さらに、ロッドレンズ間に反射ミラーを挿入したときに
振動，衝撃などの外力によって反射ミラーが移動すると
同様な光挿入損失は、約１ｄＢ（≒−２０％）のばらつ
きが発生することになる。
２５のロッドレンズを使用して、２本のシングルモード
光ファイバをロッドレンズの光軸からそれぞれ０．００
６５ｍｍ偏心させ、使用波長１３１０ｎｍの場合、光直
角度誤差σθ＝０．０２４°における光挿入損失は、約
１ｄＢ（≒−２０％）になる。ちなみに、直角度誤差ｔ
ａｎ０．０２４°≒０．０００４２と極微小値であるの
で、反射ミラー３の繰り返し挿入時の機械的位置のばら
つきの範囲が、０．０２４°を越える光挿入損失は約１
ｄＢ（≒−２０％）のばらつきが発生することになる。
さらに、ロッドレンズ間に反射ミラーを挿入したときに
振動，衝撃などの外力によって反射ミラーが移動すると
同様な光挿入損失は、約１ｄＢ（≒−２０％）のばらつ
きが発生することになる。
【００１１】前述したＵＳＰ５，７４２，７１２では、
反射ミラーの駆動機構として、シーソー形電気リレーの
可動片に取り付けた揺動アームの先端に、反射ミラーを
取り付ける構成を採用している。そして前記シーソー形
電気リレーへの電流の極性切り換えによって前記反射ミ
ラー付き揺動アームの先端の反射ミラー面をロッドレン
ズ面に出し入れしてスイッチ切り換えを行っている。こ
のシーソー形電気リレーの微小な磁力で保持された可動
片に取り付けた揺動アームの先端に反射ミラーを取り付
けた構造体は、小形軽量化に制約を受ける。また組立調
整が容易ではなくはなはだ困難であると推測される。
反射ミラーの駆動機構として、シーソー形電気リレーの
可動片に取り付けた揺動アームの先端に、反射ミラーを
取り付ける構成を採用している。そして前記シーソー形
電気リレーへの電流の極性切り換えによって前記反射ミ
ラー付き揺動アームの先端の反射ミラー面をロッドレン
ズ面に出し入れしてスイッチ切り換えを行っている。こ
のシーソー形電気リレーの微小な磁力で保持された可動
片に取り付けた揺動アームの先端に反射ミラーを取り付
けた構造体は、小形軽量化に制約を受ける。また組立調
整が容易ではなくはなはだ困難であると推測される。
【００１２】（１）項で述べた反射ミラーの正確な繰り
返し位置決めの再現性は、極めて悪くなると推定され
る。同時に、振動，衝撃などの外力に対してもはなはだ
しく不安定であると推察できる。 （２）項の課題については、特許例の反射ミラー形光フ
ァイバスイッチの場合、反射ミラーの駆動源として小形
の電磁ソレノイドと永久磁石による電気リレーが使用さ
れているが、強い外部磁界の影響を受けた場合に、可動
片が動いて誤作動をする可能性が報告されている。 （３）項の課題については、電磁ソレノイドと永久磁石
による電気リレーによって所用の駆動力を得るには容積
の小形化に限界がある。したがって、設計的に高さを
８．５ｍｍ以下のパッケージに収納することは困難にな
る。ちなみに前記特許例の反射ミラー形光ファイバスイ
ッチのパッケージの高さ寸法は２０ｍｍであると記述さ
れている。
返し位置決めの再現性は、極めて悪くなると推定され
る。同時に、振動，衝撃などの外力に対してもはなはだ
しく不安定であると推察できる。 （２）項の課題については、特許例の反射ミラー形光フ
ァイバスイッチの場合、反射ミラーの駆動源として小形
の電磁ソレノイドと永久磁石による電気リレーが使用さ
れているが、強い外部磁界の影響を受けた場合に、可動
片が動いて誤作動をする可能性が報告されている。 （３）項の課題については、電磁ソレノイドと永久磁石
による電気リレーによって所用の駆動力を得るには容積
の小形化に限界がある。したがって、設計的に高さを
８．５ｍｍ以下のパッケージに収納することは困難にな
る。ちなみに前記特許例の反射ミラー形光ファイバスイ
ッチのパッケージの高さ寸法は２０ｍｍであると記述さ
れている。
【００１３】本発明の目的は、前述した従来の反射ミラ
ー形光ファイバスイッチの課題を解決した反射ミラー形
光ファイバスイッチを提供することにある。さらに詳し
くいえば、本発明の反射ミラー形光ファイバスイッチの
課題は、 （１）挿入損失値が小さく、安定した繰り返し再現性、
および振動，衝撃などの外力の影響を受け難いこと。 （２）外部からの磁気誘導による誤動作を受け難いこ
と。 （３）パッケージの高さは８．５ｍｍ以下であり、１／
２インチ型の印刷回路基板に組付け可能なこと。 すなわち、本発明は、以上の３条件を満足する反射ミラ
ー形光ファイバスイッチを提供することにある。
ー形光ファイバスイッチの課題を解決した反射ミラー形
光ファイバスイッチを提供することにある。さらに詳し
くいえば、本発明の反射ミラー形光ファイバスイッチの
課題は、 （１）挿入損失値が小さく、安定した繰り返し再現性、
および振動，衝撃などの外力の影響を受け難いこと。 （２）外部からの磁気誘導による誤動作を受け難いこ
と。 （３）パッケージの高さは８．５ｍｍ以下であり、１／
２インチ型の印刷回路基板に組付け可能なこと。 すなわち、本発明は、以上の３条件を満足する反射ミラ
ー形光ファイバスイッチを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による反射ミラー形２×２光ファイバスイッ
チは、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2
を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 と、レンズ
の光軸対称に一対の光ファイバＦ3 ，Ｆ4 を配置した第
２のコリメータレンズ組立Ｃ2 と、前記第１および第２
のコリメータレンズ組立を対向させて光軸を一致させ前
記光ファイバＦ1 と前記光ファイバＦ4 、前記光ファイ
バＦ2 と前記光ファイバＦ3が光学接続するように支持
する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに前記レンズ
の光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた
反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ前記レンズ
の焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各光ファイバ
からの光を反射させる第１の位置と、透過させる第２の
位置間を移動可能に設けられている反射ミラー、前記整
列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第１の位置の
直角度を規定する案内手段とからなる反射ミラー組立
と、および前記反射ミラー手段を駆動する駆動手段とか
ら構成されている。
に、本発明による反射ミラー形２×２光ファイバスイッ
チは、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2
を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 と、レンズ
の光軸対称に一対の光ファイバＦ3 ，Ｆ4 を配置した第
２のコリメータレンズ組立Ｃ2 と、前記第１および第２
のコリメータレンズ組立を対向させて光軸を一致させ前
記光ファイバＦ1 と前記光ファイバＦ4 、前記光ファイ
バＦ2 と前記光ファイバＦ3が光学接続するように支持
する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに前記レンズ
の光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた
反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ前記レンズ
の焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各光ファイバ
からの光を反射させる第１の位置と、透過させる第２の
位置間を移動可能に設けられている反射ミラー、前記整
列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第１の位置の
直角度を規定する案内手段とからなる反射ミラー組立
と、および前記反射ミラー手段を駆動する駆動手段とか
ら構成されている。
【００１５】前記第１および第２のコリメータレンズ組
立はそれぞれ、一対の光ファイバと、前記光ファイバを
支持するフェルールと、前記光ファイバとフェルール端
に接続される略０．２５ピッチのロッドレンズとするこ
とができる。前記駆動手段は回転軸端に前記反射ミラー
組立との係合部を設けたマイクロモータを使用すること
ができる。前記反射ミラーの材質はステンレス鋼などの
金属製であり、前記金属の両面に硬さＭＨｖ１８００以
上のＴｉ−Ｎ被膜処理を行い、さらに金（Ａｕ），プラ
チナ（Ｐｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまた
は化学メッキなどにより付着させた反射ミラーを使用す
ることができる。反射ミラーの回転軸に近接または接す
る永久磁石を整列ブロックに埋設して反射ミラーの回転
角度端における自己保持機構を設けることができる。
立はそれぞれ、一対の光ファイバと、前記光ファイバを
支持するフェルールと、前記光ファイバとフェルール端
に接続される略０．２５ピッチのロッドレンズとするこ
とができる。前記駆動手段は回転軸端に前記反射ミラー
組立との係合部を設けたマイクロモータを使用すること
ができる。前記反射ミラーの材質はステンレス鋼などの
金属製であり、前記金属の両面に硬さＭＨｖ１８００以
上のＴｉ−Ｎ被膜処理を行い、さらに金（Ａｕ），プラ
チナ（Ｐｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまた
は化学メッキなどにより付着させた反射ミラーを使用す
ることができる。反射ミラーの回転軸に近接または接す
る永久磁石を整列ブロックに埋設して反射ミラーの回転
角度端における自己保持機構を設けることができる。
【００１６】前記目的を達成するために、本発明による
１×２反射ミラー形光ファイバスイッチは、レンズの光
軸対称に平行に一定の間隔ｄを保って、一対の光ファイ
バＦ1 ，Ｆ2を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ1
と、レンズの光軸に平行に前記光軸から間隔ｄ／２を
保って一本の光ファイバＦ4 を配置した第２のコリメー
タレンズ組立Ｃ2 と、前記第１および第２のコリメータ
レンズ組立を対向させて光軸を一致させ、前記光ファイ
バＦ1 と前記光ファイバＦ4 が光学接続するように支持
する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに前記レンズ
の光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた
反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ前記レンズ
の焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各光ファイバ
からの光を反射させる第１の位置と、透過させる第２の
位置間を移動可能に設けられている反射ミラー、前記整
列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第１の位置の
直角度を規定する案内手段とからなる反射ミラー組立
と、および前記反射ミラー手段を駆動する駆動手段とか
ら構成されている。
１×２反射ミラー形光ファイバスイッチは、レンズの光
軸対称に平行に一定の間隔ｄを保って、一対の光ファイ
バＦ1 ，Ｆ2を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ1
と、レンズの光軸に平行に前記光軸から間隔ｄ／２を
保って一本の光ファイバＦ4 を配置した第２のコリメー
タレンズ組立Ｃ2 と、前記第１および第２のコリメータ
レンズ組立を対向させて光軸を一致させ、前記光ファイ
バＦ1 と前記光ファイバＦ4 が光学接続するように支持
する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに前記レンズ
の光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた
反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ前記レンズ
の焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各光ファイバ
からの光を反射させる第１の位置と、透過させる第２の
位置間を移動可能に設けられている反射ミラー、前記整
列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第１の位置の
直角度を規定する案内手段とからなる反射ミラー組立
と、および前記反射ミラー手段を駆動する駆動手段とか
ら構成されている。
【００１７】前記目的を達成するために、本発明による
１×１反射ミラー形光ファイバスイッチは、レンズの光
軸対称に一対の光ファイバを配置して構成したコリメー
タレンズ組立、前記レンズの焦点位置に反射ミラーを挿
入して前記一方の光ファイバから他方の光ファイバへの
接続を行う第１の位置と、焦点位置から退避する第２の
位置に移動させる反射ミラー形光ファイバスイッチにお
いて、前記コリメータレンズ組立と前記反射ミラーを支
持する整列ブロックと、前記ブロックに前記レンズの光
軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた反射
ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ、前記光ファイ
バの結像面に前記レンズの光軸に直角に出没させられる
反射ミラー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラー
の前記第１の位置の直角度を規定する案内手段とからな
る反射ミラー組立と、および前記反射ミラー手段を駆動
する駆動手段とから構成されている。前記案内手段は、
前記整列ブロックに装着される前記レンズの光軸に直角
に形成された平面と、前記平面に摺動回転する反射ミラ
ーまたはフランジとすることができる。
１×１反射ミラー形光ファイバスイッチは、レンズの光
軸対称に一対の光ファイバを配置して構成したコリメー
タレンズ組立、前記レンズの焦点位置に反射ミラーを挿
入して前記一方の光ファイバから他方の光ファイバへの
接続を行う第１の位置と、焦点位置から退避する第２の
位置に移動させる反射ミラー形光ファイバスイッチにお
いて、前記コリメータレンズ組立と前記反射ミラーを支
持する整列ブロックと、前記ブロックに前記レンズの光
軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた反射
ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ、前記光ファイ
バの結像面に前記レンズの光軸に直角に出没させられる
反射ミラー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラー
の前記第１の位置の直角度を規定する案内手段とからな
る反射ミラー組立と、および前記反射ミラー手段を駆動
する駆動手段とから構成されている。前記案内手段は、
前記整列ブロックに装着される前記レンズの光軸に直角
に形成された平面と、前記平面に摺動回転する反射ミラ
ーまたはフランジとすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図面等を参照して、まず本発
明による反射ミラー形２×２光ファイバスイッチの実施
の形態を説明する。なお本発明による反射ミラー形光フ
ァイバスイッチは後述するように１×２、１×１の形態
でも実施できる。図１は、本発明による反射ミラー形２
×２光ファイバスイッチの実施例の概略平面図であっ
て、光ファイバＦ1 とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態
を示している。図２は、前記実施例において光ファイバ
Ｆ1 とＦ4 、Ｆ2 とＦ3 を接続した状態を示している。
光ファイバＦ1 とＦ2 が第１のコリメータレンズに光軸
対称に接続され、第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 を構
成している。光ファイバＦ3 とＦ4 が第２のコリメータ
レンズに光軸対称に接続され、第１のコリメータレンズ
組立Ｃ2 を構成している。これらのコリメータレンズ組
立Ｃ1 , Ｃ2 は整列ブロックＢに光軸を一致させて支持
されている。反射ミラー組立ＭＡは整列ブロックＢに回
動可能に設けられており、駆動手段（モータ）ＭＯによ
り駆動される。
明による反射ミラー形２×２光ファイバスイッチの実施
の形態を説明する。なお本発明による反射ミラー形光フ
ァイバスイッチは後述するように１×２、１×１の形態
でも実施できる。図１は、本発明による反射ミラー形２
×２光ファイバスイッチの実施例の概略平面図であっ
て、光ファイバＦ1 とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態
を示している。図２は、前記実施例において光ファイバ
Ｆ1 とＦ4 、Ｆ2 とＦ3 を接続した状態を示している。
光ファイバＦ1 とＦ2 が第１のコリメータレンズに光軸
対称に接続され、第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 を構
成している。光ファイバＦ3 とＦ4 が第２のコリメータ
レンズに光軸対称に接続され、第１のコリメータレンズ
組立Ｃ2 を構成している。これらのコリメータレンズ組
立Ｃ1 , Ｃ2 は整列ブロックＢに光軸を一致させて支持
されている。反射ミラー組立ＭＡは整列ブロックＢに回
動可能に設けられており、駆動手段（モータ）ＭＯによ
り駆動される。
【００１９】図３は、本発明による反射ミラー形１×１
光ファイバスイッチの実施例の概略平面図であり、光フ
ァイバＦ1 とＦ2 を接続した状態を示している。図４
は、前記実施例において光ファイバＦ1 とＦ2 を接続し
ない状態を示している。構造的には前述の実施形態のコ
リメータレンズ組立Ｃ2 を除去した状態に対応するもの
である。
光ファイバスイッチの実施例の概略平面図であり、光フ
ァイバＦ1 とＦ2 を接続した状態を示している。図４
は、前記実施例において光ファイバＦ1 とＦ2 を接続し
ない状態を示している。構造的には前述の実施形態のコ
リメータレンズ組立Ｃ2 を除去した状態に対応するもの
である。
【００２０】以下、図面などを参照して、本発明による
反射ミラー形光ファイバスイッチの実施態様をさらに詳
しく説明する。図５は本発明による反射ミラー形２×２
光ファイバスイッチの実施例を一部破断して示した平面
図である。図６は前記実施例のある動作状態を示した側
面断面図であり、図７は前記実施例の他の動作状態を示
した側面断面図である。図８は整列ブロック４に反射ミ
ラー９を組付けた状態を示した平面断面図である。
反射ミラー形光ファイバスイッチの実施態様をさらに詳
しく説明する。図５は本発明による反射ミラー形２×２
光ファイバスイッチの実施例を一部破断して示した平面
図である。図６は前記実施例のある動作状態を示した側
面断面図であり、図７は前記実施例の他の動作状態を示
した側面断面図である。図８は整列ブロック４に反射ミ
ラー９を組付けた状態を示した平面断面図である。
【００２１】整列ブロック４には、水平方向（光軸ＺＺ
方向）にロッドレンズ５，６の取付孔７，８が同軸に、
さらに反射ミラー９の回転軸１０の挿入孔１１が平行に
設けられている。垂直方向（光軸ＺＺ直角面）に反射ミ
ラー９およびフランジ１２にそれぞれ、密着して案内す
る平行な整列基準面（ＸＹ平面）１３，１４が反射ミラ
ー９の回転軸１０の挿入孔１１に直角に設けられてい
る。整列ブロック４にはさらに、反射ミラー９の揺動回
転角度規制面１５が設けられている。さらに、反射ミラ
ー９の微動防止のための永久磁石１６を回転軸１０に接
して埋設するための孔１７を設けて構成する。
方向）にロッドレンズ５，６の取付孔７，８が同軸に、
さらに反射ミラー９の回転軸１０の挿入孔１１が平行に
設けられている。垂直方向（光軸ＺＺ直角面）に反射ミ
ラー９およびフランジ１２にそれぞれ、密着して案内す
る平行な整列基準面（ＸＹ平面）１３，１４が反射ミラ
ー９の回転軸１０の挿入孔１１に直角に設けられてい
る。整列ブロック４にはさらに、反射ミラー９の揺動回
転角度規制面１５が設けられている。さらに、反射ミラ
ー９の微動防止のための永久磁石１６を回転軸１０に接
して埋設するための孔１７を設けて構成する。
【００２２】第１のフェルール１８には光ファイバＦ
1 ，Ｆ2 をフェルールの中心軸に対して対称位置に取付
けてある。このフェルール１８の端面をロッドレンズ５
の一端面に中心合わせをして光学接着剤で接着して、第
１のコリメータレンズ組立Ｃ1 を製作する。同様に第２
のフェルール１９には、光ファイバＦ3 ，Ｆ4 をフェル
ールの中心軸に対して対称位置に取付けてある。このフ
ェルール１９の端面をロッドレンズ６の一端面に中心合
わせをして光学接着剤で接着して、コリメータレンズ組
立Ｃ2 を製作する。
1 ，Ｆ2 をフェルールの中心軸に対して対称位置に取付
けてある。このフェルール１８の端面をロッドレンズ５
の一端面に中心合わせをして光学接着剤で接着して、第
１のコリメータレンズ組立Ｃ1 を製作する。同様に第２
のフェルール１９には、光ファイバＦ3 ，Ｆ4 をフェル
ールの中心軸に対して対称位置に取付けてある。このフ
ェルール１９の端面をロッドレンズ６の一端面に中心合
わせをして光学接着剤で接着して、コリメータレンズ組
立Ｃ2 を製作する。
【００２３】反射ミラー９とフランジ１２は、回転軸１
０にレーザスポット溶接または金属ハンダによって固定
する。モータ２０は外径７ｍｍのＤＣマイクロモータで
あり、給電線２５を介して電力が供給される。モータ２
０の回転軸２３に偏心ピン２１を取付けたブッシュ２２
が結合されている。偏心ピン２１は、反射ミラー９に設
けた切欠溝２４に係合させられている。反射ミラー９の
耐久性，反射率の向上を考慮して材質はステンレス鋼な
どの金属製とし、両面に硬さＭＨｖ１８００以上のＴｉ
−Ｎ被膜処理を行って表面粗さ５ｎｍ程度の鏡面に研磨
した。そして、この研磨面に金（Ａｕ），プラチナ（Ｐ
ｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまたは化学メ
ッキなどにより付着させたものを使用した。
０にレーザスポット溶接または金属ハンダによって固定
する。モータ２０は外径７ｍｍのＤＣマイクロモータで
あり、給電線２５を介して電力が供給される。モータ２
０の回転軸２３に偏心ピン２１を取付けたブッシュ２２
が結合されている。偏心ピン２１は、反射ミラー９に設
けた切欠溝２４に係合させられている。反射ミラー９の
耐久性，反射率の向上を考慮して材質はステンレス鋼な
どの金属製とし、両面に硬さＭＨｖ１８００以上のＴｉ
−Ｎ被膜処理を行って表面粗さ５ｎｍ程度の鏡面に研磨
した。そして、この研磨面に金（Ａｕ），プラチナ（Ｐ
ｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまたは化学メ
ッキなどにより付着させたものを使用した。
【００２４】図８は、図５〜図７に示した本発明の反射
ミラー形光ファイバスイッチの反射ミラー９を整列ブロ
ック４にあらかじめ組付けた組立構造図である。前述の
ように、反射ミラー形光ファイバスイッチの挿入光損失
は、特にロッドレンズ５，６面間に反射ミラー９を挿入
したときのロッドレンズ光軸ＺＺに対する反射ミラー９
面の直角精度に大きく依存する。この問題の解決が本発
明の重要な目的である。この解決のために本発明の反射
ミラー形光ファイバスイッチは、反射ミラー９を光軸Ｚ
Ｚに直角に揺動回転させる保持機構として、図８に示す
ように、整列ブロック４に光軸直角（ＸＹ）に平行な２
面の整列基準面１３，１４を設けてある。
ミラー形光ファイバスイッチの反射ミラー９を整列ブロ
ック４にあらかじめ組付けた組立構造図である。前述の
ように、反射ミラー形光ファイバスイッチの挿入光損失
は、特にロッドレンズ５，６面間に反射ミラー９を挿入
したときのロッドレンズ光軸ＺＺに対する反射ミラー９
面の直角精度に大きく依存する。この問題の解決が本発
明の重要な目的である。この解決のために本発明の反射
ミラー形光ファイバスイッチは、反射ミラー９を光軸Ｚ
Ｚに直角に揺動回転させる保持機構として、図８に示す
ように、整列ブロック４に光軸直角（ＸＹ）に平行な２
面の整列基準面１３，１４を設けてある。
【００２５】整列ブロック４は精密機械加工により製作
するので、取付孔７，８に対する整列基準面１３，１４
の直角精度誤差および平行精度誤差は、各５ｍｍ長につ
き０．００１ｍｍ以内に規制できる。この値を角度に換
算すれば、ｔａｎ０．０１１°であり、この場合の挿入
光損失の計算値は前述したものと同じ条件で、約０．０
５３ｄＢ以下になり、その他の累積誤差を含めても最大
挿入光損失１．０ｄＢのシングルモード光ファイバ用反
射ミラー形光ファイバスイッチの製作が可能になった。
するので、取付孔７，８に対する整列基準面１３，１４
の直角精度誤差および平行精度誤差は、各５ｍｍ長につ
き０．００１ｍｍ以内に規制できる。この値を角度に換
算すれば、ｔａｎ０．０１１°であり、この場合の挿入
光損失の計算値は前述したものと同じ条件で、約０．０
５３ｄＢ以下になり、その他の累積誤差を含めても最大
挿入光損失１．０ｄＢのシングルモード光ファイバ用反
射ミラー形光ファイバスイッチの製作が可能になった。
【００２６】ロッドレンズ５，６端面間に反射ミラー９
を挿入したときのロッドレンズ５，６の光軸ＺＺに対す
る反射ミラー９面の直角精度の繰り返し再現性を厳密に
確保する必要があるために、反射ミラー組立は整列ブロ
ック４に次の手順で取付けて組み立てる。 １）回転軸１０を反射ミラー９の挿入孔に通して整列基
準面１３側から整列ブロックに設けた孔１１に挿入して
ある。それから、反射ミラー９の一端がロッドレンズ取
付孔７，８の位置にくるように位置を決めて、反射ミラ
ー９を整列基準面１３に密着するように押しつけなが
ら、反射ミラー９をレーザスポット溶接または金属ハン
ダによって回転軸１０と一体化させる。 ２）次に、反射ミラー９を整列基準面１３に密着させた
状態で、フランジ１２を回転軸１０に挿入し、フランジ
１２を反対側の整列基準面１４に密着するように押しつ
けながら、レーザスポット溶接または金属ハンダによっ
て回転軸１０と一体化させる。以上の手順であらかじめ
反射ミラー組立と整列ブロック４を一体に組立てた後
に、コリメータレンズ組立Ｃ1 ，Ｃ2 をそれぞれ取付孔
７，８に挿入して組み立てる。
を挿入したときのロッドレンズ５，６の光軸ＺＺに対す
る反射ミラー９面の直角精度の繰り返し再現性を厳密に
確保する必要があるために、反射ミラー組立は整列ブロ
ック４に次の手順で取付けて組み立てる。 １）回転軸１０を反射ミラー９の挿入孔に通して整列基
準面１３側から整列ブロックに設けた孔１１に挿入して
ある。それから、反射ミラー９の一端がロッドレンズ取
付孔７，８の位置にくるように位置を決めて、反射ミラ
ー９を整列基準面１３に密着するように押しつけなが
ら、反射ミラー９をレーザスポット溶接または金属ハン
ダによって回転軸１０と一体化させる。 ２）次に、反射ミラー９を整列基準面１３に密着させた
状態で、フランジ１２を回転軸１０に挿入し、フランジ
１２を反対側の整列基準面１４に密着するように押しつ
けながら、レーザスポット溶接または金属ハンダによっ
て回転軸１０と一体化させる。以上の手順であらかじめ
反射ミラー組立と整列ブロック４を一体に組立てた後
に、コリメータレンズ組立Ｃ1 ，Ｃ2 をそれぞれ取付孔
７，８に挿入して組み立てる。
【００２７】次に前記実施例の駆動機構についてさらに
説明する。前述したように、モータ２０の回転軸２３に
偏心ピン２１を取付けたブッシュ２２が結合されてお
り、このモータ２０の回転によりミラー組立が動作させ
られる。このモータ２０としてこの実施例では、磁気的
に閉回路である外径７ｍｍ以下のＤＣマイクロモータ２
０を採用している。このようにモータ２０を反射ミラー
９の駆動源にすることにより、従来の装置で問題となっ
た外部からの磁気誘導による誤動作を受け難い構成とし
てある。このモータ２０は前述のように小形であるか
ら、全体の組立の高さを８．５ｍｍ以下に小形化でき
る。したがって、この実施例によるスイッチは、１／２
インチ形の印刷回路基板に組付け用の反射ミラー形光フ
ァイバスイッチとして利用できる。
説明する。前述したように、モータ２０の回転軸２３に
偏心ピン２１を取付けたブッシュ２２が結合されてお
り、このモータ２０の回転によりミラー組立が動作させ
られる。このモータ２０としてこの実施例では、磁気的
に閉回路である外径７ｍｍ以下のＤＣマイクロモータ２
０を採用している。このようにモータ２０を反射ミラー
９の駆動源にすることにより、従来の装置で問題となっ
た外部からの磁気誘導による誤動作を受け難い構成とし
てある。このモータ２０は前述のように小形であるか
ら、全体の組立の高さを８．５ｍｍ以下に小形化でき
る。したがって、この実施例によるスイッチは、１／２
インチ形の印刷回路基板に組付け用の反射ミラー形光フ
ァイバスイッチとして利用できる。
【００２８】次に前記実施例のミラー組立の制動機構に
ついて説明する。ミラー組立はＤＣマイクロモータ２０
の整流子とブラシ間の摩擦力による制動力を受けるが、
この実施例ではさらにミラー組立の回転軸１０に直角に
永久磁石１６を設け、これにより、反射ミラー９の回転
軸１０に吸引力を作用させる。特に前記モータ２０に通
電して、一定角度動作させた後に前記軸に作用して、不
要なバウンド等の発生を防止している。すなわち永久磁
石の引力によって、常時通電を要しないラッチング形
（自己保持形）反射ミラー形光ファイバスイッチを実現
している。なお、図示を省略したが、この制動機構は永
久磁石を反射ミラー９の回転軸１０の周囲に軸平行に埋
設して、磁性材料製のフランジ１２を使用することによ
って、フランジを吸引し制動力を与えることによっても
同じ効果が得られる。
ついて説明する。ミラー組立はＤＣマイクロモータ２０
の整流子とブラシ間の摩擦力による制動力を受けるが、
この実施例ではさらにミラー組立の回転軸１０に直角に
永久磁石１６を設け、これにより、反射ミラー９の回転
軸１０に吸引力を作用させる。特に前記モータ２０に通
電して、一定角度動作させた後に前記軸に作用して、不
要なバウンド等の発生を防止している。すなわち永久磁
石の引力によって、常時通電を要しないラッチング形
（自己保持形）反射ミラー形光ファイバスイッチを実現
している。なお、図示を省略したが、この制動機構は永
久磁石を反射ミラー９の回転軸１０の周囲に軸平行に埋
設して、磁性材料製のフランジ１２を使用することによ
って、フランジを吸引し制動力を与えることによっても
同じ効果が得られる。
【００２９】以上のように組立構成した本発明による反
射ミラー形２×２光ファイバスイッチの１実施例の作動
状態を次に説明する。図６は、マイクロモータ２０を右
方向にα°回転して偏心ピン２１が、揺動回転角度規制
面１５に接触し静止して、反射ミラー９が各ロッドレン
ズ５，６面間に挿入された状態を示す。この場合、光フ
ァイバＦ1 およびＦ3 からの出射光は反射ミラー９によ
って反射して各々光ファイバＦ2 およびＦ4 に入射でき
る。
射ミラー形２×２光ファイバスイッチの１実施例の作動
状態を次に説明する。図６は、マイクロモータ２０を右
方向にα°回転して偏心ピン２１が、揺動回転角度規制
面１５に接触し静止して、反射ミラー９が各ロッドレン
ズ５，６面間に挿入された状態を示す。この場合、光フ
ァイバＦ1 およびＦ3 からの出射光は反射ミラー９によ
って反射して各々光ファイバＦ2 およびＦ4 に入射でき
る。
【００３０】図７は、マイクロモータ２０を左方向にα
°逆回転して偏心ピン２０が揺動回転角度規制面１５に
接触静止して、反射ミラー９が各ロッドレンズ５，６面
間から除去された状態を示す。この場合光ファイバＦ1
およびＦ3 からの出射光は、反射ミラー９がロッドレン
ズ５，６間から除去されているので各々光ファイバＦ4
およびＦ2 に透過入射する。したがって、反射ミラー９
をロッドレンズ５，６間に挿入または除去することによ
って、光ファイバＦ1 回路を光ファイバＦ1 またはＦ4
回路に交互に切り換える光スイッチ動作ができる。同様
に、光ファイバＦ3 回路を光ファイバＦ3 またはＦ2 回
路に交互に切り換える２×２回路の光スイッチ動作がで
きる。
°逆回転して偏心ピン２０が揺動回転角度規制面１５に
接触静止して、反射ミラー９が各ロッドレンズ５，６面
間から除去された状態を示す。この場合光ファイバＦ1
およびＦ3 からの出射光は、反射ミラー９がロッドレン
ズ５，６間から除去されているので各々光ファイバＦ4
およびＦ2 に透過入射する。したがって、反射ミラー９
をロッドレンズ５，６間に挿入または除去することによ
って、光ファイバＦ1 回路を光ファイバＦ1 またはＦ4
回路に交互に切り換える光スイッチ動作ができる。同様
に、光ファイバＦ3 回路を光ファイバＦ3 またはＦ2 回
路に交互に切り換える２×２回路の光スイッチ動作がで
きる。
【００３１】ここで、光ファイバＦ3 を使用しない場合
は、図３に示すように、反射ミラー形１×２光ファイバ
スイッチを構成することができる。第１のコリメータレ
ンズ組立Ｃ1 は、レンズの光軸対称に平行に一定の間隔
ｄを保って、一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2 を配置したも
のである。第２のコリメータレンズ組立Ｃ2 は、レンズ
の光軸に平行に前記光軸から間隔ｄ／２を保って一本の
光ファイバＦ4 を配置したものである。整列ブロックＢ
は、前記第１および第２のコリメータレンズ組立を対向
させて光軸を一致させ、前記光ファイバＦ1 と前記光フ
ァイバＦ4 が光学接続するように支持する。
は、図３に示すように、反射ミラー形１×２光ファイバ
スイッチを構成することができる。第１のコリメータレ
ンズ組立Ｃ1 は、レンズの光軸対称に平行に一定の間隔
ｄを保って、一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2 を配置したも
のである。第２のコリメータレンズ組立Ｃ2 は、レンズ
の光軸に平行に前記光軸から間隔ｄ／２を保って一本の
光ファイバＦ4 を配置したものである。整列ブロックＢ
は、前記第１および第２のコリメータレンズ組立を対向
させて光軸を一致させ、前記光ファイバＦ1 と前記光フ
ァイバＦ4 が光学接続するように支持する。
【００３２】反射ミラー組立ＭＡは、前記整列ブロック
Ｂに前記レンズの光軸に平行に設けられた軸孔に回転可
能に設けられた反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設け
られ前記レンズの焦点面に前記レンズの光軸に直角に前
記各光ファイバからの光を反射させる第１の位置と透過
させる第２の位置間を移動可能に設けられている反射ミ
ラー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラーの前記
第１の位置の直角度を規定する案内手段とから構成され
ている。前記反射ミラー組立ＭＡは駆動手段により駆動
される。
Ｂに前記レンズの光軸に平行に設けられた軸孔に回転可
能に設けられた反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設け
られ前記レンズの焦点面に前記レンズの光軸に直角に前
記各光ファイバからの光を反射させる第１の位置と透過
させる第２の位置間を移動可能に設けられている反射ミ
ラー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラーの前記
第１の位置の直角度を規定する案内手段とから構成され
ている。前記反射ミラー組立ＭＡは駆動手段により駆動
される。
【００３３】この場合には、光ファイバＦ1 からの出射
光は反射ミラー９がロッドレンズ５，６間に挿入されて
いるときには光ファイバＦ2 に入射され、反射ミラー９
がロッドレンズ５，６間から除去されているときには光
ファイバＦ4 に入射される。したがって、反射ミラー９
をロッドレンズ５，６間に挿入または除去することによ
って光ファイバＦ1 回路を光ファイバＦ2 またはＦ4 回
路に交互に切り換える１×２回路の光スイッチ動作がで
きる。
光は反射ミラー９がロッドレンズ５，６間に挿入されて
いるときには光ファイバＦ2 に入射され、反射ミラー９
がロッドレンズ５，６間から除去されているときには光
ファイバＦ4 に入射される。したがって、反射ミラー９
をロッドレンズ５，６間に挿入または除去することによ
って光ファイバＦ1 回路を光ファイバＦ2 またはＦ4 回
路に交互に切り換える１×２回路の光スイッチ動作がで
きる。
【００３４】また前述したコリメータレンズ組立Ｃ2 を
使用しない構成とすれば、図４に示すように、光ファイ
バＦ1 回路を光ファイバＦ2 に接断する１×１回路の光
スイッチを構成することができる。コリメータレンズ組
立Ｃ1 は、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ1 ，
Ｆ2 を配置して構成されている。前記レンズの焦点位置
に反射ミラーを挿入して、前記一方の光ファイバから他
方の光ファイバへの接続を行う第１の位置と、焦点位置
から退避する第２の位置に移動させる。整列ブロックＢ
は、前記コリメータレンズ組立Ｃ1 と前記反射ミラー組
立ＭＡを支持する。前記ブロックＢに前記レンズの光軸
に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた案内手
段は、前記反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けら
れ、前記光ファイバの結像面に前記レンズの光軸に直角
に出没させられる反射ミラー、前記整列ブロックを基準
にして反射ミラーの前記第１の位置の直角度を規定す
る。
使用しない構成とすれば、図４に示すように、光ファイ
バＦ1 回路を光ファイバＦ2 に接断する１×１回路の光
スイッチを構成することができる。コリメータレンズ組
立Ｃ1 は、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ1 ，
Ｆ2 を配置して構成されている。前記レンズの焦点位置
に反射ミラーを挿入して、前記一方の光ファイバから他
方の光ファイバへの接続を行う第１の位置と、焦点位置
から退避する第２の位置に移動させる。整列ブロックＢ
は、前記コリメータレンズ組立Ｃ1 と前記反射ミラー組
立ＭＡを支持する。前記ブロックＢに前記レンズの光軸
に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた案内手
段は、前記反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けら
れ、前記光ファイバの結像面に前記レンズの光軸に直角
に出没させられる反射ミラー、前記整列ブロックを基準
にして反射ミラーの前記第１の位置の直角度を規定す
る。
【００３５】
【発明の効果】本発明の反射ミラー形光ファイバスイッ
チの反射ミラーの保持機構は以上のように構成したもの
であるから、挿入損失値が小さく、安定した繰り返し再
現性、および振動，衝撃などの外力の影響を受け難いこ
とは明らかである。さらに、磁気的に閉回路である外径
７ｍｍ以下のＤＣマイクロモータ２０の採用によって、
外部からの磁気誘導による誤動作を受け難い反射ミラー
９の駆動源にするとともに、パッケージの高さを８．５
ｍｍ以下に小形化できるので、１／２インチ形の印刷回
路基板に組付け用の反射ミラー形光ファイバスイッチの
製作が可能になった。さらに、ＤＣマイクロモータ２０
の整流子とブラシ間の摩擦力および反射ミラー９の回転
軸１０に作用する永久磁石１６の吸引力によって、常時
通電を要しないラッチング形（自己保持形）反射ミラー
形光ファイバスイッチを構成できた。
チの反射ミラーの保持機構は以上のように構成したもの
であるから、挿入損失値が小さく、安定した繰り返し再
現性、および振動，衝撃などの外力の影響を受け難いこ
とは明らかである。さらに、磁気的に閉回路である外径
７ｍｍ以下のＤＣマイクロモータ２０の採用によって、
外部からの磁気誘導による誤動作を受け難い反射ミラー
９の駆動源にするとともに、パッケージの高さを８．５
ｍｍ以下に小形化できるので、１／２インチ形の印刷回
路基板に組付け用の反射ミラー形光ファイバスイッチの
製作が可能になった。さらに、ＤＣマイクロモータ２０
の整流子とブラシ間の摩擦力および反射ミラー９の回転
軸１０に作用する永久磁石１６の吸引力によって、常時
通電を要しないラッチング形（自己保持形）反射ミラー
形光ファイバスイッチを構成できた。
【図１】本発明による反射ミラー形２×２光ファイバス
イッチの実施例の概略平面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態を示している。
イッチの実施例の概略平面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態を示している。
【図２】前記実施例において光ファイバＦ1 とＦ4 、Ｆ
2 とＦ3 を接続した状態を示している。
2 とＦ3 を接続した状態を示している。
【図３】本発明による反射ミラー形１×１光ファイバス
イッチの実施例の概略平面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 を接続した状態を示している。
イッチの実施例の概略平面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 を接続した状態を示している。
【図４】前記実施例において光ファイバＦ1 とＦ2 を切
断した状態を示している。
断した状態を示している。
【図５】本発明による反射ミラー形２×２光ファイバス
イッチの実施例の平面断面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態を示している。
イッチの実施例の平面断面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態を示している。
【図６】前記実施例ので光ファイバＦ1 とＦ2 、Ｆ3 と
Ｆ4 を接続した動作状態で示した側面断面図である。
Ｆ4 を接続した動作状態で示した側面断面図である。
【図７】前記実施例ので光ファイバＦ1 とＦ4 、Ｆ2 と
Ｆ3 を接続した動作状態で示した側面断面図である。
Ｆ3 を接続した動作状態で示した側面断面図である。
【図８】前記実施例で使用する整列ブロックと前記ブロ
ックに反射ミラー組立を組付けた状態を示す平面断面で
ある。
ックに反射ミラー組立を組付けた状態を示す平面断面で
ある。
【図９】反射ミラー形組立の反射光ミラーの傾きの影響
を説明するための略図である。
を説明するための略図である。
【図１０】従来の反射ミラー形光ファイバスイッチの概
略図である。
略図である。
【図１１】前記従来の反射ミラー形光ファイバスイッチ
の他の動作状態を示す概略図である。
の他の動作状態を示す概略図である。
Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 ，Ｆ4 光ファイバ Ｃ1 , Ｃ2 コリメータレンズ組立 Ｂ 整列ブロック ＭＡ 反射ミラー組立 ＭＯ 駆動手段（モータ） １，２ ０．２５ピッチのロッドレンズ ３ 反射ミラー ４ 整列ブロック ５，６ ロッドレンズ ７，８ 取付孔 ９ 反射ミラー １０ 回転軸 １１ 挿入孔 １２ フランジ １３，１４ 平行な整列基準面（ＸＹ平面） １５ 揺動回転角度規制面 １６ 永久磁石 １７ 孔 １８，１９ フェルール ２０ ＤＣマイクロモータ ２１ 偏心ピン ２２ ブッシュ ２３ 回転軸 ２４ 切欠溝 ２５ 給電線
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年８月２３日（２０００．８．２
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 反射ミラー形光ファイバスイッチ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信シ
ステム等に使用される光ファイバスイッチに関する。そ
のうち特に、対向して配置された一対の光ファイバ付き
コリメータレンズ間に反射ミラーを出没させて、光ファ
イバ回路の切り換え接続をするための反射ミラー形光フ
ァイバスイッチの改良に関する。
ステム等に使用される光ファイバスイッチに関する。そ
のうち特に、対向して配置された一対の光ファイバ付き
コリメータレンズ間に反射ミラーを出没させて、光ファ
イバ回路の切り換え接続をするための反射ミラー形光フ
ァイバスイッチの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】発明の名称、効率的な電気機械的光学ス
イッチ（ＵＳＰ５，７４２，７１２）に示されている２
×２光ファイバスイッチは、このような形式の反射ミラ
ー形光ファイバスイッチに属するものである。図４Ａ、
図４Ｂを参照して前記従来形式の反射ミラー形２×２光
ファイバスイッチの構成を説明する。このスイッチはコ
リメータレンズ１，２と反射ミラー３を使用している。
ロッドレンズ１，２は、日本板硝子株式会社で開発、実
用化され、商品名セルフォックレンズ（ＳＦＬ）として
市販されているものを利用することができる。
イッチ（ＵＳＰ５，７４２，７１２）に示されている２
×２光ファイバスイッチは、このような形式の反射ミラ
ー形光ファイバスイッチに属するものである。図４Ａ、
図４Ｂを参照して前記従来形式の反射ミラー形２×２光
ファイバスイッチの構成を説明する。このスイッチはコ
リメータレンズ１，２と反射ミラー３を使用している。
ロッドレンズ１，２は、日本板硝子株式会社で開発、実
用化され、商品名セルフォックレンズ（ＳＦＬ）として
市販されているものを利用することができる。
【０００３】図１０は、前記スイッチのコリメータレン
ズ間に反射ミラーを挿入した状態を、図１１は反射ミラ
ーを光路から外した状態を示している。このスイッチは
コリメータレンズ１，２と反射ミラー３を使用して構成
した反射ミラー形２×２光ファイバスイッチである。ロ
ッドレンズ１，２は、日本板硝子株式会社で開発、実用
化され、商品名セルフォックレンズ（ＳＦＬ）として市
販されているものを利用することができる。なお、セル
フォックレンズの光学特性、技術資料および応用例につ
いては日本板硝子株式会社から公表されている。前記形
式のスイッチは、光分波合波器（ＷＤＭ），光分岐結合
器（Splitter），各種光ファイバスイッチなどに広く使
用されている。
ズ間に反射ミラーを挿入した状態を、図１１は反射ミラ
ーを光路から外した状態を示している。このスイッチは
コリメータレンズ１，２と反射ミラー３を使用して構成
した反射ミラー形２×２光ファイバスイッチである。ロ
ッドレンズ１，２は、日本板硝子株式会社で開発、実用
化され、商品名セルフォックレンズ（ＳＦＬ）として市
販されているものを利用することができる。なお、セル
フォックレンズの光学特性、技術資料および応用例につ
いては日本板硝子株式会社から公表されている。前記形
式のスイッチは、光分波合波器（ＷＤＭ），光分岐結合
器（Splitter），各種光ファイバスイッチなどに広く使
用されている。
【０００４】図１０、図１１において、基準長さ０．２
５ピッチのロッドレンズ１，２は光軸を一致させられ
て、各端面間に小さな隙間をあけて対向して配置させら
れている。反射ミラー３はロッドレンズ１，２間の隙間
に光軸に対して繰り返し出し入れ可能に直角に配置され
る。Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 およびＦ4 は、各々図示しないフ
ェルールまたはスリーブに取り付けられた光ファイバで
あり、ロッドレンズ１，２の光軸から同一量だけ偏心し
た対称位置になるように組み立てられている。
５ピッチのロッドレンズ１，２は光軸を一致させられ
て、各端面間に小さな隙間をあけて対向して配置させら
れている。反射ミラー３はロッドレンズ１，２間の隙間
に光軸に対して繰り返し出し入れ可能に直角に配置され
る。Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 およびＦ4 は、各々図示しないフ
ェルールまたはスリーブに取り付けられた光ファイバで
あり、ロッドレンズ１，２の光軸から同一量だけ偏心し
た対称位置になるように組み立てられている。
【０００５】図１０は、反射ミラー３がロッドレンズ
１，２間に挿入された状態である。この場合、光ファイ
バＦ1 から出射した微小なモードフィールドの光は、ロ
ッドレンズ１を透過して拡大されたモードフィールドを
もつ平行光ビームとなって反射ミラー３に到達する。こ
の平行光ビームは反射ミラー３によって反射されて、ロ
ッドレンズ１を透過して縮小されたモードフィールドの
光となり、光ファイバＦ2 に入射させられる。
１，２間に挿入された状態である。この場合、光ファイ
バＦ1 から出射した微小なモードフィールドの光は、ロ
ッドレンズ１を透過して拡大されたモードフィールドを
もつ平行光ビームとなって反射ミラー３に到達する。こ
の平行光ビームは反射ミラー３によって反射されて、ロ
ッドレンズ１を透過して縮小されたモードフィールドの
光となり、光ファイバＦ2 に入射させられる。
【０００６】同様に、光ファイバＦ3 から出射した微小
なモードフィールドの光は、ロッドレンズ２を透過して
拡大されたモードフィールドをもつ平行光ビームとなっ
て反射ミラー３に到達する。この平行光ビームは反射ミ
ラー３によって反射されてロッドレンズ２を透過して縮
小されたモードフィールドの光は、光ファイバＦ4 に入
射させられる。
なモードフィールドの光は、ロッドレンズ２を透過して
拡大されたモードフィールドをもつ平行光ビームとなっ
て反射ミラー３に到達する。この平行光ビームは反射ミ
ラー３によって反射されてロッドレンズ２を透過して縮
小されたモードフィールドの光は、光ファイバＦ4 に入
射させられる。
【０００７】次に図１１は、反射ミラー３がロッドレン
ズ１，２間から除去された状態を示している。この場
合、光ファイバ組立Ｆ1 の光ファイバから出射した微小
なモードフィールドの光は、ロッドレンズ１を透過して
拡大されたモードフィールドをもつ平行光ビームとな
る。そしてロッドレンズ２に入射してこれを透過して縮
小されたモードフィールドの光となり、光ファイバ組立
Ｆ4 の光ファイバに入射させられる。同様に、光ファイ
バＦ3 から出射した微小なモードフィールドの光はロッ
ドレンズ２を透過して、その後拡大されたモードフィー
ルドをもつ平行光ビームとなってロッドレンズ１を透過
して縮小されたモードフィールドの光は、光ファイバ組
立Ｆ2 の光ファイバに入射させられる。したがって、光
ファイバＦ1の回路は反射ミラー３の出し入れによっ
て、光ファイバＦ2 または光ファイバＦ 4 のいずれかの
回路と交互に接続できる。同様に、光ファイバＦ3 回路
は、反射ミラー３の出し入れによって光ファイバＦ2 ま
たは光ファイバＦ4 のいずれかの回路と交互に接続でき
る。
ズ１，２間から除去された状態を示している。この場
合、光ファイバ組立Ｆ1 の光ファイバから出射した微小
なモードフィールドの光は、ロッドレンズ１を透過して
拡大されたモードフィールドをもつ平行光ビームとな
る。そしてロッドレンズ２に入射してこれを透過して縮
小されたモードフィールドの光となり、光ファイバ組立
Ｆ4 の光ファイバに入射させられる。同様に、光ファイ
バＦ3 から出射した微小なモードフィールドの光はロッ
ドレンズ２を透過して、その後拡大されたモードフィー
ルドをもつ平行光ビームとなってロッドレンズ１を透過
して縮小されたモードフィールドの光は、光ファイバ組
立Ｆ2 の光ファイバに入射させられる。したがって、光
ファイバＦ1の回路は反射ミラー３の出し入れによっ
て、光ファイバＦ2 または光ファイバＦ 4 のいずれかの
回路と交互に接続できる。同様に、光ファイバＦ3 回路
は、反射ミラー３の出し入れによって光ファイバＦ2 ま
たは光ファイバＦ4 のいずれかの回路と交互に接続でき
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の２×２
光ファイバスイッチは簡単な構成であるが、解決すべき
問題が残されている。 (1) 挿入損失値については繰り返し再現性に問題があ
り、振動，衝撃などの外力の影響を受け難い。 (2) 外部磁界の影響を受け、磁気誘導による誤動作をお
こしやすい。 (3) スイッチパッケージを特定の大きさ( 高さ８．５ｍ
ｍ以下に小形化して１／２インチ形の印刷回路基板に適
用できる大きさ) 内に収めるのには構造状の問題があ
る。
光ファイバスイッチは簡単な構成であるが、解決すべき
問題が残されている。 (1) 挿入損失値については繰り返し再現性に問題があ
り、振動，衝撃などの外力の影響を受け難い。 (2) 外部磁界の影響を受け、磁気誘導による誤動作をお
こしやすい。 (3) スイッチパッケージを特定の大きさ( 高さ８．５ｍ
ｍ以下に小形化して１／２インチ形の印刷回路基板に適
用できる大きさ) 内に収めるのには構造状の問題があ
る。
【０００９】前述した(1) で指摘した挿入損失値の問題
は、反射ミラー３の停止位置が変動することによる。こ
の問題をさらに図９を参照して説明する。反射ミラー３
の光軸Ｚ−Ｚに直角な平面に対する角度誤差σθが生じ
た場合には、光ファイバ組立Ｆ1 からロッドレンズ１を
透過して、反射ミラー３で反射された平行光ビームの反
射角度は−２σθだけ小さくなる。その結果、光ファイ
バ組立Ｆ2 の光軸から内側によった点に出射されて、軸
心ずれによる挿入損失が発生することになる。同様に光
ファイバＦ3 からロッドレンズ２を透過して、反射ミラ
ー３で反射された平行光ビームの反射角度は＋２σθだ
け大きくなり、光ファイバＦ2 の光軸から外側に偏心し
た点Ｑに出射されて挿入損失が増加する。
は、反射ミラー３の停止位置が変動することによる。こ
の問題をさらに図９を参照して説明する。反射ミラー３
の光軸Ｚ−Ｚに直角な平面に対する角度誤差σθが生じ
た場合には、光ファイバ組立Ｆ1 からロッドレンズ１を
透過して、反射ミラー３で反射された平行光ビームの反
射角度は−２σθだけ小さくなる。その結果、光ファイ
バ組立Ｆ2 の光軸から内側によった点に出射されて、軸
心ずれによる挿入損失が発生することになる。同様に光
ファイバＦ3 からロッドレンズ２を透過して、反射ミラ
ー３で反射された平行光ビームの反射角度は＋２σθだ
け大きくなり、光ファイバＦ2 の光軸から外側に偏心し
た点Ｑに出射されて挿入損失が増加する。
【００１０】計算値によれば、外径２ｍｍでピッチ０．
２５のロッドレンズを使用して、２本のシングルモード
光ファイバをロッドレンズの光軸からそれぞれ０．００
６５ｍｍ偏心させ、使用波長１３１０ｎｍの場合、光直
角度誤差σθ＝０．０２４°における光挿入損失は、約
１ｄＢ（≒−２０％）になる。ちなみに、直角度誤差ｔ
ａｎ０．０２４°≒０．０００４２と極微小値であるの
で、反射ミラー３の繰り返し挿入時の機械的位置のばら
つきの範囲が、０．０２４°を越える光挿入損失は約１
ｄＢ（≒−２０％）のばらつきが発生することになる。
さらに、ロッドレンズ間に反射ミラーを挿入したときに
振動，衝撃などの外力によって反射ミラーが移動すると
同様な光挿入損失は、約１ｄＢ（≒−２０％）のばらつ
きが発生することになる。
２５のロッドレンズを使用して、２本のシングルモード
光ファイバをロッドレンズの光軸からそれぞれ０．００
６５ｍｍ偏心させ、使用波長１３１０ｎｍの場合、光直
角度誤差σθ＝０．０２４°における光挿入損失は、約
１ｄＢ（≒−２０％）になる。ちなみに、直角度誤差ｔ
ａｎ０．０２４°≒０．０００４２と極微小値であるの
で、反射ミラー３の繰り返し挿入時の機械的位置のばら
つきの範囲が、０．０２４°を越える光挿入損失は約１
ｄＢ（≒−２０％）のばらつきが発生することになる。
さらに、ロッドレンズ間に反射ミラーを挿入したときに
振動，衝撃などの外力によって反射ミラーが移動すると
同様な光挿入損失は、約１ｄＢ（≒−２０％）のばらつ
きが発生することになる。
【００１１】前述したＵＳＰ５，７４２，７１２では、
反射ミラーの駆動機構として、シーソー形電気リレーの
可動片に取り付けた揺動アームの先端に、反射ミラーを
取り付ける構成を採用している。そして前記シーソー形
電気リレーへの電流の極性切り換えによって前記反射ミ
ラー付き揺動アームの先端の反射ミラー面をロッドレン
ズ面に出し入れしてスイッチ切り換えを行っている。こ
のシーソー形電気リレーの微小な磁力で保持された可動
片に取り付けた揺動アームの先端に反射ミラーを取り付
けた構造体は、小形軽量化に制約を受ける。また組立調
整が容易ではなくはなはだ困難であると推測される。
反射ミラーの駆動機構として、シーソー形電気リレーの
可動片に取り付けた揺動アームの先端に、反射ミラーを
取り付ける構成を採用している。そして前記シーソー形
電気リレーへの電流の極性切り換えによって前記反射ミ
ラー付き揺動アームの先端の反射ミラー面をロッドレン
ズ面に出し入れしてスイッチ切り換えを行っている。こ
のシーソー形電気リレーの微小な磁力で保持された可動
片に取り付けた揺動アームの先端に反射ミラーを取り付
けた構造体は、小形軽量化に制約を受ける。また組立調
整が容易ではなくはなはだ困難であると推測される。
【００１２】(1) 項で述べた反射ミラーの正確な繰り返
し位置決めの再現性は、極めて悪くなると推定される。
同時に、振動，衝撃などの外力に対してもはなはだしく
不安定であると推察できる。 (2) 項の課題については、特許例の反射ミラー形光ファ
イバスイッチの場合、反射ミラーの駆動源として小形の
電磁ソレノイドと永久磁石による電気リレーが使用され
ているが、強い外部磁界の影響を受けた場合に、可動片
が動いて誤作動をする可能性が報告されている。 (3) 項の課題については、電磁ソレノイドと永久磁石に
よる電気リレーによって所用の駆動力を得るには容積の
小形化に限界がある。したがって、設計的に高さを８．
５ｍｍ以下のパッケージに収納することは困難になる。
ちなみに前記特許例の反射ミラー形光ファイバスイッチ
のパッケージの高さ寸法は２０ｍｍであると記述されて
いる。
し位置決めの再現性は、極めて悪くなると推定される。
同時に、振動，衝撃などの外力に対してもはなはだしく
不安定であると推察できる。 (2) 項の課題については、特許例の反射ミラー形光ファ
イバスイッチの場合、反射ミラーの駆動源として小形の
電磁ソレノイドと永久磁石による電気リレーが使用され
ているが、強い外部磁界の影響を受けた場合に、可動片
が動いて誤作動をする可能性が報告されている。 (3) 項の課題については、電磁ソレノイドと永久磁石に
よる電気リレーによって所用の駆動力を得るには容積の
小形化に限界がある。したがって、設計的に高さを８．
５ｍｍ以下のパッケージに収納することは困難になる。
ちなみに前記特許例の反射ミラー形光ファイバスイッチ
のパッケージの高さ寸法は２０ｍｍであると記述されて
いる。
【００１３】本発明の目的は、前述した従来の反射ミラ
ー形光ファイバスイッチの課題を解決した反射ミラー形
光ファイバスイッチを提供することにある。さらに詳し
くいえば、本発明の反射ミラー形光ファイバスイッチの
課題は、 (1) 挿入損失値が小さく、安定した繰り返し再現性、お
よび振動，衝撃などの外力の影響を受け難いこと。 (2) 外部からの磁気誘導による誤動作を受け難いこと。 (3) パッケージの高さは８．５ｍｍ以下であり、１／２
インチ型の印刷回路基板に組付け可能なこと。 すなわち、本発明は、以上の３条件を満足する反射ミラ
ー形光ファイバスイッチを提供することにある。
ー形光ファイバスイッチの課題を解決した反射ミラー形
光ファイバスイッチを提供することにある。さらに詳し
くいえば、本発明の反射ミラー形光ファイバスイッチの
課題は、 (1) 挿入損失値が小さく、安定した繰り返し再現性、お
よび振動，衝撃などの外力の影響を受け難いこと。 (2) 外部からの磁気誘導による誤動作を受け難いこと。 (3) パッケージの高さは８．５ｍｍ以下であり、１／２
インチ型の印刷回路基板に組付け可能なこと。 すなわち、本発明は、以上の３条件を満足する反射ミラ
ー形光ファイバスイッチを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による反射ミラー形２×２光ファイバスイッ
チは、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2
を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 と、レンズ
の光軸対称に一対の光ファイバＦ3 ，Ｆ4 を配置した第
２のコリメータレンズ組立Ｃ2 と、前記第１および第２
のコリメータレンズ組立を対向させて光軸を一致させ、
前記光ファイバＦ1 と前記光ファイバＦ4 、前記光ファ
イバＦ2 と前記光ファイバＦ3 が光学接続するように支
持する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに前記レン
ズの光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられ
た反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ前記レン
ズの焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各光ファイ
バからの光を反射させる第１の位置と、透過させる第２
の位置間を移動可能に設けられている反射ミラー、前記
整列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第１の位置
の直角度を規定する規定手段とからなる反射ミラー組立
と、および前記反射ミラーを駆動する駆動手段とから構
成されている。
に、本発明による反射ミラー形２×２光ファイバスイッ
チは、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2
を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 と、レンズ
の光軸対称に一対の光ファイバＦ3 ，Ｆ4 を配置した第
２のコリメータレンズ組立Ｃ2 と、前記第１および第２
のコリメータレンズ組立を対向させて光軸を一致させ、
前記光ファイバＦ1 と前記光ファイバＦ4 、前記光ファ
イバＦ2 と前記光ファイバＦ3 が光学接続するように支
持する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに前記レン
ズの光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられ
た反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ前記レン
ズの焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各光ファイ
バからの光を反射させる第１の位置と、透過させる第２
の位置間を移動可能に設けられている反射ミラー、前記
整列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第１の位置
の直角度を規定する規定手段とからなる反射ミラー組立
と、および前記反射ミラーを駆動する駆動手段とから構
成されている。
【００１５】前記第１および第２のコリメータレンズ組
立はそれぞれ、一対の光ファイバと、前記光ファイバを
支持するフェルールと、前記光ファイバとフェルール端
に接続される略０．２５ピッチのロッドレンズとするこ
とができる。前記駆動手段は回転軸端に前記反射ミラー
組立との係合部を設けたマイクロモータを使用すること
ができる。前記反射ミラーの材質はステンレス鋼などの
金属製であり、前記金属の両面に硬さＭＨｖ１８００以
上のＴｉ−Ｎ被膜処理を行い、さらに金（Ａｕ），プラ
チナ（Ｐｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまた
は化学メッキなどにより付着させた反射ミラーを使用す
ることができる。反射ミラーの回転軸に近接または接す
る永久磁石を整列ブロックに埋設して反射ミラーの回転
角度端における自己保持機構を設けることができる。
立はそれぞれ、一対の光ファイバと、前記光ファイバを
支持するフェルールと、前記光ファイバとフェルール端
に接続される略０．２５ピッチのロッドレンズとするこ
とができる。前記駆動手段は回転軸端に前記反射ミラー
組立との係合部を設けたマイクロモータを使用すること
ができる。前記反射ミラーの材質はステンレス鋼などの
金属製であり、前記金属の両面に硬さＭＨｖ１８００以
上のＴｉ−Ｎ被膜処理を行い、さらに金（Ａｕ），プラ
チナ（Ｐｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまた
は化学メッキなどにより付着させた反射ミラーを使用す
ることができる。反射ミラーの回転軸に近接または接す
る永久磁石を整列ブロックに埋設して反射ミラーの回転
角度端における自己保持機構を設けることができる。
【００１６】前記目的を達成するために、本発明による
１×２反射ミラー形光ファイバスイッチは、レンズの光
軸対称に平行に一定の間隔ｄを保って、一対の光ファイ
バＦ1 ，Ｆ 2 を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ
1 と、レンズの光軸に平行に前記光軸から間隔ｄ／２を
保って一本の光ファイバＦ4を配置した第２のコリメー
タレンズ組立Ｃ2 と、前記第１および第２のコリメータ
レンズ組立を対向させて光軸を一致させ、前記光ファイ
バＦ1 と前記光ファイバＦ4 が光学接続するように支持
する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに前記レンズ
の光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた
反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ前記レンズ
の焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各光ファイバ
からの光を反射させる第１の位置と、透過させる第２の
位置間を移動可能に設けられている反射ミラー、前記整
列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第１の位置の
直角度を規定する規定手段とからなる反射ミラー組立
と、および前記反射ミラーを駆動する駆動手段とから構
成されている。
１×２反射ミラー形光ファイバスイッチは、レンズの光
軸対称に平行に一定の間隔ｄを保って、一対の光ファイ
バＦ1 ，Ｆ 2 を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ
1 と、レンズの光軸に平行に前記光軸から間隔ｄ／２を
保って一本の光ファイバＦ4を配置した第２のコリメー
タレンズ組立Ｃ2 と、前記第１および第２のコリメータ
レンズ組立を対向させて光軸を一致させ、前記光ファイ
バＦ1 と前記光ファイバＦ4 が光学接続するように支持
する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに前記レンズ
の光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた
反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ前記レンズ
の焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各光ファイバ
からの光を反射させる第１の位置と、透過させる第２の
位置間を移動可能に設けられている反射ミラー、前記整
列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第１の位置の
直角度を規定する規定手段とからなる反射ミラー組立
と、および前記反射ミラーを駆動する駆動手段とから構
成されている。
【００１７】前記目的を達成するために、本発明による
１×１反射ミラー形光ファイバスイッチは、レンズの光
軸対称に一対の光ファイバを配置して構成したコリメー
タレンズ組立、前記レンズの焦点位置に反射ミラーを挿
入して前記一方の光ファイバから他方の光ファイバへの
接続を行う第１の位置と、焦点位置から退避する第２の
位置に移動させる反射ミラー形光ファイバスイッチにお
いて、前記コリメータレンズ組立と前記反射ミラーを支
持する整列ブロックと、前記ブロックに前記レンズの光
軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた反射
ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ、前記光ファイ
バの結像面に前記レンズの光軸に直角に出没させられる
反射ミラー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラー
の前記第１の位置の直角度を規定する規定手段とからな
る反射ミラー組立と、および前記反射ミラーを駆動する
駆動手段とから構成されている。前記規定手段は、前記
整列ブロックに装着される前記レンズの光軸に直角に形
成された平面と、前記平面に摺動回転する反射ミラーま
たはフランジとすることができる。
１×１反射ミラー形光ファイバスイッチは、レンズの光
軸対称に一対の光ファイバを配置して構成したコリメー
タレンズ組立、前記レンズの焦点位置に反射ミラーを挿
入して前記一方の光ファイバから他方の光ファイバへの
接続を行う第１の位置と、焦点位置から退避する第２の
位置に移動させる反射ミラー形光ファイバスイッチにお
いて、前記コリメータレンズ組立と前記反射ミラーを支
持する整列ブロックと、前記ブロックに前記レンズの光
軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に設けられた反射
ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ、前記光ファイ
バの結像面に前記レンズの光軸に直角に出没させられる
反射ミラー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラー
の前記第１の位置の直角度を規定する規定手段とからな
る反射ミラー組立と、および前記反射ミラーを駆動する
駆動手段とから構成されている。前記規定手段は、前記
整列ブロックに装着される前記レンズの光軸に直角に形
成された平面と、前記平面に摺動回転する反射ミラーま
たはフランジとすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図面等を参照して、まず本発
明による反射ミラー形２×２光ファイバスイッチの実施
の形態を説明する。なお本発明による反射ミラー形光フ
ァイバスイッチは後述するように１×２、１×１の形態
でも実施できる。図１は、本発明による反射ミラー形２
×２光ファイバスイッチの実施例の概略平面図であっ
て、光ファイバＦ1 とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態
を示している。図２は、前記実施例において光ファイバ
Ｆ1 とＦ4 、Ｆ2 とＦ3 を接続した状態を示している。
光ファイバＦ1 とＦ2 が第１のコリメータレンズに光軸
対称に接続され、第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 を構
成している。光ファイバＦ3 とＦ4 が第２のコリメータ
レンズに光軸対称に接続され、第２のコリメータレンズ
組立Ｃ2 を構成している。これらのコリメータレンズ組
立Ｃ1 , Ｃ2 は整列ブロックＢに光軸を一致させて支持
されている。反射ミラー組立ＭＡは整列ブロックＢに回
動可能に設けられており、駆動手段（モータ）ＭＯによ
り駆動される。
明による反射ミラー形２×２光ファイバスイッチの実施
の形態を説明する。なお本発明による反射ミラー形光フ
ァイバスイッチは後述するように１×２、１×１の形態
でも実施できる。図１は、本発明による反射ミラー形２
×２光ファイバスイッチの実施例の概略平面図であっ
て、光ファイバＦ1 とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態
を示している。図２は、前記実施例において光ファイバ
Ｆ1 とＦ4 、Ｆ2 とＦ3 を接続した状態を示している。
光ファイバＦ1 とＦ2 が第１のコリメータレンズに光軸
対称に接続され、第１のコリメータレンズ組立Ｃ1 を構
成している。光ファイバＦ3 とＦ4 が第２のコリメータ
レンズに光軸対称に接続され、第２のコリメータレンズ
組立Ｃ2 を構成している。これらのコリメータレンズ組
立Ｃ1 , Ｃ2 は整列ブロックＢに光軸を一致させて支持
されている。反射ミラー組立ＭＡは整列ブロックＢに回
動可能に設けられており、駆動手段（モータ）ＭＯによ
り駆動される。
【００１９】図３は、本発明による反射ミラー形１×１
光ファイバスイッチの実施例の概略平面図であり、光フ
ァイバＦ1 とＦ2 を接続した状態を示している。図４
は、前記実施例において光ファイバＦ1 とＦ2 を接続し
ない状態を示している。構造的には前述の実施形態のコ
リメータレンズ組立Ｃ2 を除去した状態に対応するもの
である。
光ファイバスイッチの実施例の概略平面図であり、光フ
ァイバＦ1 とＦ2 を接続した状態を示している。図４
は、前記実施例において光ファイバＦ1 とＦ2 を接続し
ない状態を示している。構造的には前述の実施形態のコ
リメータレンズ組立Ｃ2 を除去した状態に対応するもの
である。
【００２０】以下、図面などを参照して、本発明による
反射ミラー形光ファイバスイッチの実施態様をさらに詳
しく説明する。図５は本発明による反射ミラー形２×２
光ファイバスイッチの実施例を一部破断して示した平面
図である。図６は前記実施例のある動作状態で示し側面
断面図であり、図７は前記実施例の他の動作状態で示し
た側面断面図である。図８は整列ブロック４に反射ミラ
ー９を組付けた状態を示すた平面断面図である。
反射ミラー形光ファイバスイッチの実施態様をさらに詳
しく説明する。図５は本発明による反射ミラー形２×２
光ファイバスイッチの実施例を一部破断して示した平面
図である。図６は前記実施例のある動作状態で示し側面
断面図であり、図７は前記実施例の他の動作状態で示し
た側面断面図である。図８は整列ブロック４に反射ミラ
ー９を組付けた状態を示すた平面断面図である。
【００２１】整列ブロック４には、水平方向（光軸ＺＺ
方向）にロッドレンズ５，６の取付孔７，８が同軸に、
さらに反射ミラー９の回転軸１０の挿入孔１１が平行に
設けられている。垂直方向（光軸ＺＺ直角面）に反射ミ
ラー９およびフランジ１２にそれぞれ、密着して案内す
る平行な整列基準面（ＸＹ平面）１３，１４が反射ミラ
ー９の回転軸１０の挿入孔１１に直角に設けられてい
る。整列ブロック４にはさらに、反射ミラー９の揺動回
転角度規制面１５が設けられている。さらに、反射ミラ
ー９の微動防止のための永久磁石１６を回転軸１０に接
して埋設するための孔１７を設けて構成する。
方向）にロッドレンズ５，６の取付孔７，８が同軸に、
さらに反射ミラー９の回転軸１０の挿入孔１１が平行に
設けられている。垂直方向（光軸ＺＺ直角面）に反射ミ
ラー９およびフランジ１２にそれぞれ、密着して案内す
る平行な整列基準面（ＸＹ平面）１３，１４が反射ミラ
ー９の回転軸１０の挿入孔１１に直角に設けられてい
る。整列ブロック４にはさらに、反射ミラー９の揺動回
転角度規制面１５が設けられている。さらに、反射ミラ
ー９の微動防止のための永久磁石１６を回転軸１０に接
して埋設するための孔１７を設けて構成する。
【００２２】第１のフェルール１８には光ファイバＦ
1 ，Ｆ2 をフェルールの中心軸に対して対称位置に取付
けてある。このフェルール１８の端面をロッドレンズ５
の一端面に中心合わせをして光学接着剤で接着して、第
１のコリメータレンズ組立Ｃ1を製作する。同様に第２
のフェルール１９には、光ファイバＦ3 ，Ｆ4 をフェル
ールの中心軸に対して対称位置に取付けてある。このフ
ェルール１９の端面をロッドレンズ６の一端面に中心合
わせをして光学接着剤で接着して、コリメータレンズ組
立Ｃ2 を製作する。
1 ，Ｆ2 をフェルールの中心軸に対して対称位置に取付
けてある。このフェルール１８の端面をロッドレンズ５
の一端面に中心合わせをして光学接着剤で接着して、第
１のコリメータレンズ組立Ｃ1を製作する。同様に第２
のフェルール１９には、光ファイバＦ3 ，Ｆ4 をフェル
ールの中心軸に対して対称位置に取付けてある。このフ
ェルール１９の端面をロッドレンズ６の一端面に中心合
わせをして光学接着剤で接着して、コリメータレンズ組
立Ｃ2 を製作する。
【００２３】反射ミラー９とフランジ１２は、回転軸１
０にレーザスポット溶接または金属ハンダによって固定
する。モータ２０は外径７ｍｍのＤＣマイクロモータで
あり、給電線２５を介して電力が供給される。モータ２
０の回転軸２３に偏心ピン２１を取付けたブッシュ２２
が結合されている。偏心ピン２１は、反射ミラー９に設
けた切欠溝２４に係合させられている。反射ミラー９の
耐久性，反射率の向上を考慮して材質はステンレス鋼な
どの金属製とし、両面に硬さＭＨｖ１８００以上のＴｉ
−Ｎ被膜処理を行って表面粗さ５ｎｍ程度の鏡面に研磨
した。そして、この研磨面に金（Ａｕ），プラチナ（Ｐ
ｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまたは化学メ
ッキなどにより付着させたものを使用した。
０にレーザスポット溶接または金属ハンダによって固定
する。モータ２０は外径７ｍｍのＤＣマイクロモータで
あり、給電線２５を介して電力が供給される。モータ２
０の回転軸２３に偏心ピン２１を取付けたブッシュ２２
が結合されている。偏心ピン２１は、反射ミラー９に設
けた切欠溝２４に係合させられている。反射ミラー９の
耐久性，反射率の向上を考慮して材質はステンレス鋼な
どの金属製とし、両面に硬さＭＨｖ１８００以上のＴｉ
−Ｎ被膜処理を行って表面粗さ５ｎｍ程度の鏡面に研磨
した。そして、この研磨面に金（Ａｕ），プラチナ（Ｐ
ｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまたは化学メ
ッキなどにより付着させたものを使用した。
【００２４】図２は、図１Ａ〜図１Ｃに示した本発明の
反射ミラー形光ファイバスイッチの反射ミラー９を整列
ブロック４にあらかじめ組付けた組立構造図である。前
述のように、反射ミラー形光ファイバスイッチの挿入光
損失は、特にロッドレンズ５，６面間に反射ミラー９を
挿入したときのロッドレンズ光軸ＺＺに対する反射ミラ
ー９面の直角精度に大きく依存する。この問題の解決が
本発明の重要な目的である。この解決のために本発明の
反射ミラー形光ファイバスイッチは、反射ミラー９を光
軸ＺＺに直角に揺動回転させる保持機構として、図２に
示すように、整列ブロック４に光軸直角（ＸＹ）に平行
な２面の整列基準面１３，１４を設けてある。
反射ミラー形光ファイバスイッチの反射ミラー９を整列
ブロック４にあらかじめ組付けた組立構造図である。前
述のように、反射ミラー形光ファイバスイッチの挿入光
損失は、特にロッドレンズ５，６面間に反射ミラー９を
挿入したときのロッドレンズ光軸ＺＺに対する反射ミラ
ー９面の直角精度に大きく依存する。この問題の解決が
本発明の重要な目的である。この解決のために本発明の
反射ミラー形光ファイバスイッチは、反射ミラー９を光
軸ＺＺに直角に揺動回転させる保持機構として、図２に
示すように、整列ブロック４に光軸直角（ＸＹ）に平行
な２面の整列基準面１３，１４を設けてある。
【００２５】整列ブロック４は、精密機械加工により製
作するので、取付孔７，８に対する整列基準面１３，１
４の直角精度誤差および平行精度誤差は各５ｍｍ長につ
き０．００１ｍｍ以内に規制できる。この値を角度に換
算すれば、ｔａｎ０．０１１°であり、この場合の挿入
光損失の計算値は前述したものと同じ条件で、約０．０
５３ｄＢ以下になり、その他の累積誤差を含めても最大
挿入光損失１．０ｄＢのシングルモード光ファイバ用反
射ミラー形光ファイバスイッチの製作が可能になった。
作するので、取付孔７，８に対する整列基準面１３，１
４の直角精度誤差および平行精度誤差は各５ｍｍ長につ
き０．００１ｍｍ以内に規制できる。この値を角度に換
算すれば、ｔａｎ０．０１１°であり、この場合の挿入
光損失の計算値は前述したものと同じ条件で、約０．０
５３ｄＢ以下になり、その他の累積誤差を含めても最大
挿入光損失１．０ｄＢのシングルモード光ファイバ用反
射ミラー形光ファイバスイッチの製作が可能になった。
【００２６】ロッドレンズ５，６端面間に反射ミラー９
を挿入したときのロッドレンズ５，６の光軸ＺＺに対す
る反射ミラー９面の直角精度の繰り返し再現性を厳密に
確保する必要があるために、反射ミラー組立は整列ブロ
ック４に次の手順で取付けて組み立てる。 １）回転軸１０を反射ミラー９の挿入孔に通して整列基
準面１３側から整列ブロックに設けた孔１１に挿入して
ある。それから、反射ミラー９の一端がロッドレンズ取
付孔７，８の位置にくるように位置を決めて、反射ミラ
ー９を整列基準面１３に密着するように押しつけなが
ら、反射ミラー９をレーザスポット溶接または金属ハン
ダによって回転軸１０と一体化させる。 ２）次に、反射ミラー９を整列基準面１３に密着させた
状態で、フランジ１２を回転軸１０に挿入し、フランジ
１２を反対側の整列基準面１４に密着するように押しつ
けながら、レーザスポット溶接または金属ハンダによっ
て回転軸１０と一体化させる。以上の手順であらかじめ
反射ミラー組立と整列ブロック４を一体に組立てた後
に、コリメータレンズ組立Ｃ1 ，Ｃ2 をそれぞれ取付孔
７，８に挿入して組み立てる。
を挿入したときのロッドレンズ５，６の光軸ＺＺに対す
る反射ミラー９面の直角精度の繰り返し再現性を厳密に
確保する必要があるために、反射ミラー組立は整列ブロ
ック４に次の手順で取付けて組み立てる。 １）回転軸１０を反射ミラー９の挿入孔に通して整列基
準面１３側から整列ブロックに設けた孔１１に挿入して
ある。それから、反射ミラー９の一端がロッドレンズ取
付孔７，８の位置にくるように位置を決めて、反射ミラ
ー９を整列基準面１３に密着するように押しつけなが
ら、反射ミラー９をレーザスポット溶接または金属ハン
ダによって回転軸１０と一体化させる。 ２）次に、反射ミラー９を整列基準面１３に密着させた
状態で、フランジ１２を回転軸１０に挿入し、フランジ
１２を反対側の整列基準面１４に密着するように押しつ
けながら、レーザスポット溶接または金属ハンダによっ
て回転軸１０と一体化させる。以上の手順であらかじめ
反射ミラー組立と整列ブロック４を一体に組立てた後
に、コリメータレンズ組立Ｃ1 ，Ｃ2 をそれぞれ取付孔
７，８に挿入して組み立てる。
【００２７】次に前記実施例の駆動機構についてさらに
説明する。前述したように、モータ２０の回転軸２３に
偏心ピン２１を取付けたブッシュ２２が結合されてお
り、このモータ２０の回転によりミラー組立が動作させ
られる。このモータ２０としてこの実施例では、磁気的
に閉回路である外径７ｍｍ以下のＤＣマイクロモータ２
０を採用している。このようにモータ２０を反射ミラー
９の駆動源にすることにより、従来の装置で問題となっ
た外部からの磁気誘導による誤動作を受け難い構成とし
てある。このモータ２０は前述のように小形であるか
ら、全体の組立の高さを８．５ｍｍ以下に小形化でき
る。したがって、この実施例によるスイッチは、１／２
インチ形の印刷回路基板に組付け用の反射ミラー形光フ
ァイバスイッチとして利用できる。
説明する。前述したように、モータ２０の回転軸２３に
偏心ピン２１を取付けたブッシュ２２が結合されてお
り、このモータ２０の回転によりミラー組立が動作させ
られる。このモータ２０としてこの実施例では、磁気的
に閉回路である外径７ｍｍ以下のＤＣマイクロモータ２
０を採用している。このようにモータ２０を反射ミラー
９の駆動源にすることにより、従来の装置で問題となっ
た外部からの磁気誘導による誤動作を受け難い構成とし
てある。このモータ２０は前述のように小形であるか
ら、全体の組立の高さを８．５ｍｍ以下に小形化でき
る。したがって、この実施例によるスイッチは、１／２
インチ形の印刷回路基板に組付け用の反射ミラー形光フ
ァイバスイッチとして利用できる。
【００２８】次に前記実施例のミラー組立の制動機構に
付いて説明する。ミラー組立はＤＣマイクロモータ２０
の整流子とブラシ間の摩擦力による制動力を受けるが、
この実施例ではさらにミラー組立の回転軸１０に直角に
永久磁石１６を設け、これにより、反射ミラー９の回転
軸１０に吸引力を作用させる。特に前記モータ２０に通
電して、一定角度動作させた後に前記軸に作用して、不
要なバウンド等の発生を防止している。すなわち永久磁
石の引力によって、常時通電を要しないラッチング形
（自己保持形）反射ミラー形光ファイバスイッチを実現
している。なお、図示を省略したが、この制動機構は永
久磁石を反射ミラー９の回転軸１０の周囲に軸平行に埋
設して、磁性材料製のフランジ１２を使用することによ
って、フランジを吸引し制動力を与えることによっても
同じ効果が得られる。
付いて説明する。ミラー組立はＤＣマイクロモータ２０
の整流子とブラシ間の摩擦力による制動力を受けるが、
この実施例ではさらにミラー組立の回転軸１０に直角に
永久磁石１６を設け、これにより、反射ミラー９の回転
軸１０に吸引力を作用させる。特に前記モータ２０に通
電して、一定角度動作させた後に前記軸に作用して、不
要なバウンド等の発生を防止している。すなわち永久磁
石の引力によって、常時通電を要しないラッチング形
（自己保持形）反射ミラー形光ファイバスイッチを実現
している。なお、図示を省略したが、この制動機構は永
久磁石を反射ミラー９の回転軸１０の周囲に軸平行に埋
設して、磁性材料製のフランジ１２を使用することによ
って、フランジを吸引し制動力を与えることによっても
同じ効果が得られる。
【００２９】以上のように組立構成した本発明による反
射ミラー形２×２光ファイバスイッチの１実施例の作動
状態を次に説明する。図６は、マイクロモータ２０を右
方向にα°回転して偏心ピン２１が、揺動回転角度規制
面１５に接触し静止して、反射ミラー９が各ロッドレン
ズ５，６面間に挿入された状態を示す。この場合、光フ
ァイバＦ1 およびＦ3 からの出射光は反射ミラー９によ
って反射して各々光ファイバＦ2 およびＦ4 に入射でき
る。
射ミラー形２×２光ファイバスイッチの１実施例の作動
状態を次に説明する。図６は、マイクロモータ２０を右
方向にα°回転して偏心ピン２１が、揺動回転角度規制
面１５に接触し静止して、反射ミラー９が各ロッドレン
ズ５，６面間に挿入された状態を示す。この場合、光フ
ァイバＦ1 およびＦ3 からの出射光は反射ミラー９によ
って反射して各々光ファイバＦ2 およびＦ4 に入射でき
る。
【００３０】図７は、マイクロモータ２０を左方向にα
°逆回転して偏心ピン２１が揺動回転角度規制面１５に
接触静止して、反射ミラー９が各ロッドレンズ５，６面
間から除去された状態を示す。この場合、光ファイバＦ
1 およびＦ3 からの出射光は、反射ミラー９がロッドレ
ンズ５，６間から除去されているので各々光ファイバＦ
4 およびＦ4 に透過入射する。したがって、反射ミラー
９をロッドレンズ５，６間に挿入または除去することに
よって、光ファイバＦ1 回路を光ファイバＦ1 またはＦ
4 回路に交互に切り換える光スイッチ動作ができる。同
様に、光ファイバＦ3 回路を光ファイバＦ3 またはＦ2
回路に交互に切り換える２×２回路の光スイッチ動作が
できる。
°逆回転して偏心ピン２１が揺動回転角度規制面１５に
接触静止して、反射ミラー９が各ロッドレンズ５，６面
間から除去された状態を示す。この場合、光ファイバＦ
1 およびＦ3 からの出射光は、反射ミラー９がロッドレ
ンズ５，６間から除去されているので各々光ファイバＦ
4 およびＦ4 に透過入射する。したがって、反射ミラー
９をロッドレンズ５，６間に挿入または除去することに
よって、光ファイバＦ1 回路を光ファイバＦ1 またはＦ
4 回路に交互に切り換える光スイッチ動作ができる。同
様に、光ファイバＦ3 回路を光ファイバＦ3 またはＦ2
回路に交互に切り換える２×２回路の光スイッチ動作が
できる。
【００３１】ここで、光ファイバＦ3 を使用しない場合
は、図３に示すように、反射ミラー形１×２光ファイバ
スイッチを構成することができる。第１のコリメータレ
ンズ組立Ｃ1 は、レンズの光軸対称に平行に一定の間隔
ｄを保って、一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2 を配置したも
のである。第２のコリメータレンズ組立Ｃ2 は、レンズ
の光軸に平行に前記光軸から間隔ｄ／２を保って一本の
光ファイバＦ4 を配置したものである。整列ブロックＢ
は、前記第１および第２のコリメータレンズ組立を対向
させて光軸を一致させ、前記光ファイバＦ1 と前記光フ
ァイバＦ4 が光学接続するように支持する。
は、図３に示すように、反射ミラー形１×２光ファイバ
スイッチを構成することができる。第１のコリメータレ
ンズ組立Ｃ1 は、レンズの光軸対称に平行に一定の間隔
ｄを保って、一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2 を配置したも
のである。第２のコリメータレンズ組立Ｃ2 は、レンズ
の光軸に平行に前記光軸から間隔ｄ／２を保って一本の
光ファイバＦ4 を配置したものである。整列ブロックＢ
は、前記第１および第２のコリメータレンズ組立を対向
させて光軸を一致させ、前記光ファイバＦ1 と前記光フ
ァイバＦ4 が光学接続するように支持する。
【００３２】反射ミラー組立ＭＡは、前記整列ブロック
Ｂに前記レンズの光軸に平行に設けられた軸孔に回転可
能に設けられた反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設け
られ前記レンズの焦点面に前記レンズの光軸に直角に前
記各光ファイバからの光を反射させる第１の位置と透過
させる第２の位置間を移動可能に設けられている反射ミ
ラー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラーの前記
第１の位置の直角度を規定する規定手段とから構成され
ている。前記反射ミラー組立ＭＡは駆動手段により駆動
される。
Ｂに前記レンズの光軸に平行に設けられた軸孔に回転可
能に設けられた反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設け
られ前記レンズの焦点面に前記レンズの光軸に直角に前
記各光ファイバからの光を反射させる第１の位置と透過
させる第２の位置間を移動可能に設けられている反射ミ
ラー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラーの前記
第１の位置の直角度を規定する規定手段とから構成され
ている。前記反射ミラー組立ＭＡは駆動手段により駆動
される。
【００３３】この場合には、光ファイバＦ1 からの出射
光は反射ミラー９がロッドレンズ５，６間に挿入されて
いるときには光ファイバＦ2 に入射され、反射ミラー９
がロッドレンズ５，６間から除去されているときには光
ファイバＦ4 に入射される。したがって、反射ミラー９
をロッドレンズ５，６間に挿入または除去することによ
って光ファイバＦ1 回路を光ファイバＦ2 またはＦ4 回
路に交互に切り換える１×２回路の光スイッチ動作がで
きる。
光は反射ミラー９がロッドレンズ５，６間に挿入されて
いるときには光ファイバＦ2 に入射され、反射ミラー９
がロッドレンズ５，６間から除去されているときには光
ファイバＦ4 に入射される。したがって、反射ミラー９
をロッドレンズ５，６間に挿入または除去することによ
って光ファイバＦ1 回路を光ファイバＦ2 またはＦ4 回
路に交互に切り換える１×２回路の光スイッチ動作がで
きる。
【００３４】また前述したコリメータ組立Ｃ2 を使用し
ない構成とすれは、図４に示すように、光ファイバＦ1
回路を光ファイバＦ2 に接断する１×１回路の光スイッ
チを構成することができる。コリメータレンズ組立Ｃ1
は、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2 を
配置して構成されている。前記レンズの焦点位置に反射
ミラーを挿入して、前記一方の光ファイバから他方の光
ファイバへの接続を行う第１の位置と、焦点位置から退
避する第２の位置に移動させる。整列ブロックＢは、前
記コリメータレンズ組立Ｃ1 と前記反射ミラー組立ＭＡ
を支持する。規定手段は整列ブロックＢの整列基準面１
３、１４を有している。反射ミラー組立ＭＡは、前記整
列ブロックＢに回転可能に設けられている。反射ミラー
組立の軸１０を受け入れる軸孔はレンズ５と６の光軸に
平行である。前記規定手段により反射ミラー９の表面
は、第１の位置で前記光軸に直角に保たれる。
ない構成とすれは、図４に示すように、光ファイバＦ1
回路を光ファイバＦ2 に接断する１×１回路の光スイッ
チを構成することができる。コリメータレンズ組立Ｃ1
は、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2 を
配置して構成されている。前記レンズの焦点位置に反射
ミラーを挿入して、前記一方の光ファイバから他方の光
ファイバへの接続を行う第１の位置と、焦点位置から退
避する第２の位置に移動させる。整列ブロックＢは、前
記コリメータレンズ組立Ｃ1 と前記反射ミラー組立ＭＡ
を支持する。規定手段は整列ブロックＢの整列基準面１
３、１４を有している。反射ミラー組立ＭＡは、前記整
列ブロックＢに回転可能に設けられている。反射ミラー
組立の軸１０を受け入れる軸孔はレンズ５と６の光軸に
平行である。前記規定手段により反射ミラー９の表面
は、第１の位置で前記光軸に直角に保たれる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の反射ミラー形光ファイバスイッ
チの反射ミラーの保持機構は以上のように構成したもの
であるから、挿入損失値が小さく、安定した繰り返し再
現性、および振動，衝撃などの外力の影響を受け難いこ
とは明らかである。さらに、磁気的に閉回路である外径
７ｍｍ以下のＤＣマイクロモータ２０の採用によって、
外部からの磁気誘導による誤動作を受け難い反射ミラー
９の駆動源にするとともに、パッケージの高さを８．５
ｍｍ以下に小形化できるので、１／２インチ形の印刷回
路基板に組付け用の反射ミラー形光ファイバスイッチの
製作が可能になった。さらに、ＤＣマイクロモータ２０
の整流子とブラシ間の摩擦力および反射ミラー９の回転
軸１０に作用する永久磁石１６の吸引力によって、常時
通電を要しないラッチング形（自己保持形）反射ミラー
形光ファイバスイッチを構成できた。
チの反射ミラーの保持機構は以上のように構成したもの
であるから、挿入損失値が小さく、安定した繰り返し再
現性、および振動，衝撃などの外力の影響を受け難いこ
とは明らかである。さらに、磁気的に閉回路である外径
７ｍｍ以下のＤＣマイクロモータ２０の採用によって、
外部からの磁気誘導による誤動作を受け難い反射ミラー
９の駆動源にするとともに、パッケージの高さを８．５
ｍｍ以下に小形化できるので、１／２インチ形の印刷回
路基板に組付け用の反射ミラー形光ファイバスイッチの
製作が可能になった。さらに、ＤＣマイクロモータ２０
の整流子とブラシ間の摩擦力および反射ミラー９の回転
軸１０に作用する永久磁石１６の吸引力によって、常時
通電を要しないラッチング形（自己保持形）反射ミラー
形光ファイバスイッチを構成できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による反射ミラー形２×２光ファイバス
イッチの実施例の概略平面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態を示している。
イッチの実施例の概略平面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態を示している。
【図２】前記実施例において光ファイバＦ1 とＦ4 、Ｆ
2 とＦ3 を接続した状態を示している。
2 とＦ3 を接続した状態を示している。
【図３】本発明による反射ミラー形１×１光ファイバス
イッチの実施例の概略平面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 を接続した状態を示している。
イッチの実施例の概略平面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 を接続した状態を示している。
【図４】前記実施例において光ファイバＦ1 とＦ2 を切
断した状態を示している。
断した状態を示している。
【図５】本発明による反射ミラー形２×２光ファイバス
イッチの実施例の平面断面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態を示している。
イッチの実施例の平面断面図であって、光ファイバＦ1
とＦ2 、Ｆ3 とＦ4 を接続した状態を示している。
【図６】前記実施例ので光ファイバＦ1 とＦ2 、Ｆ3 と
Ｆ4 を接続した動作状態で示した側面断面図である。
Ｆ4 を接続した動作状態で示した側面断面図である。
【図７】前記実施例ので光ファイバＦ1 とＦ4 、Ｆ2 と
Ｆ3 を接続した動作状態で示した側面断面図である。
Ｆ3 を接続した動作状態で示した側面断面図である。
【図８】前記実施例で使用する整列ブロックと前記ブロ
ックに反射ミラー組立を組付けた状態を示す平面断面で
ある。
ックに反射ミラー組立を組付けた状態を示す平面断面で
ある。
【図９】反射ミラー形組立の反射光ミラーの傾きの影響
を説明するための略図である。
を説明するための略図である。
【図１０】従来の反射ミラー形光ファイバスイッチの概
略図である。
略図である。
【図１１】前記従来の反射ミラー形光ファイバスイッチ
の他の動作状態を示す概略図である。
の他の動作状態を示す概略図である。
【符号の説明】 Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 ，Ｆ4 光ファイバ Ｃ1 , Ｃ2 コリメータレンズ組立 Ｂ 整列ブロック ＭＡ 反射ミラー組立 ＭＯ 駆動手段（モータ） １，２ ０．２５ピッチのロッドレンズ ３ 反射ミラー ４ 整列ブロック ５，６ ロッドレンズ ７，８ 取付孔 ９ 反射ミラー １０ 回転軸 １１ 挿入孔 １２ フランジ １３，１４ 平行な整列基準面（ＸＹ平面） １５ 揺動回転角度規制面 １６ 永久磁石 １７ 孔 １８，１９ フェルール ２０ ＤＣマイクロモータ ２１ 偏心ピン ２２ ブッシュ ２３ 回転軸 ２４ 切欠溝 ２５ 給電線
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
Claims (8)
- 【請求項１】 レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ
1 ，Ｆ2 を配置した第１のコリメータレンズ組立Ｃ1
と、レンズの光軸対称に一対の光ファイバＦ3 ，Ｆ4 を
配置した第２のコリメータレンズ組立Ｃ2 と、前記第１
および第２のコリメータレンズ組立を対向させて光軸を
一致させ前記光ファイバＦ1 と前記光ファイバＦ4 、前
記光ファイバＦ2 と前記光ファイバＦ3が光学接続する
ように支持する整列ブロックＢと、前記整列ブロックに
前記レンズの光軸に平行に設けられた軸孔に回転可能に
設けられた反射ミラー軸、前記反射ミラー軸に設けられ
前記レンズの焦点面に前記レンズの光軸に直角に前記各
光ファイバからの光を反射させる第１の位置と、透過さ
せる第２の位置間を移動可能に設けられている反射ミラ
ー、前記整列ブロックを基準にして反射ミラーの前記第
１の位置の直角度を規定する案内手段とからなる反射ミ
ラー組立と、および前記反射ミラー手段を駆動する駆動
手段とから構成した反射ミラー形光ファイバスイッチ。 - 【請求項２】 前記第１および第２のコリメータレンズ
組立はそれぞれ、一対の光ファイバと、前記光ファイバ
を支持するフェルールと、前記光ファイバとフェルール
端に接続される略０．２５ピッチのロッドレンズである
請求項１記載の反射ミラー形光ファイバスイッチ。 - 【請求項３】 前記駆動手段は回転軸端に前記反射ミラ
ー組立との係合部を設けたマイクロモータを使用したこ
とを特徴とする請求項１記載の反射ミラー形光ファイバ
スイッチ。 - 【請求項４】 反射ミラーの材質はステンレス鋼などの
金属製であり、前記金属の両面に硬さＭＨｖ１８００以
上のＴｉ−Ｎ被膜処理を行い、さらに金（Ａｕ），プラ
チナ（Ｐｔ）などの高反射率被膜をスパッタリングまた
は化学メッキなどにより付着させた反射ミラーを使用し
たことを特徴とする請求項１記載の反射ミラー形光ファ
イバスイッチ。 - 【請求項５】 反射ミラーの回転軸に近接または接する
永久磁石を整列ブロックに埋設して反射ミラーの回転角
度端における自己保持機構を設けたことを特徴とする請
求項１記載の反射ミラー形光ファイバスイッチ。 - 【請求項６】 レンズの光軸対称に平行に一定の間隔ｄ
を保って、一対の光ファイバＦ1 ，Ｆ2 を配置した第１
のコリメータレンズ組立Ｃ1 と、レンズの光軸に平行に
前記光軸から間隔ｄ／２を保って一本の光ファイバＦ4
を配置した第２のコリメータレンズ組立Ｃ2 と、前記第
１および第２のコリメータレンズ組立を対向させて光軸
を一致させ、前記光ファイバＦ1 と前記光ファイバＦ4
が光学接続するように支持する整列ブロックＢと、前記
整列ブロックに前記レンズの光軸に平行に設けられた軸
孔に回転可能に設けられた反射ミラー軸、前記反射ミラ
ー軸に設けられ前記レンズの焦点面に前記レンズの光軸
に直角に前記各光ファイバからの光を反射させる第１の
位置と、透過させる第２の位置間を移動可能に設けられ
ている反射ミラー、前記整列ブロックを基準にして反射
ミラーの前記第１の位置の直角度を規定する案内手段と
からなる反射ミラー組立と、および前記反射ミラー手段
を駆動する駆動手段とから構成した反射ミラー形１×２
光ファイバスイッチ。 - 【請求項７】 レンズの光軸対称に一対の光ファイバを
配置して構成したコリメータレンズ組立、前記レンズの
焦点位置に反射ミラーを挿入して前記一方の光ファイバ
から他方の光ファイバへの接続を行う第１の位置と、焦
点位置から退避する第２の位置に移動させる反射ミラー
形光ファイバスイッチにおいて、前記コリメータレンズ
組立と前記反射ミラーを支持する整列ブロックと、前記
ブロックに前記レンズの光軸に平行に設けられた軸孔に
回転可能に設けられた反射ミラー軸、前記反射ミラー軸
に設けられ、前記光ファイバの結像面に前記レンズの光
軸に直角に出没させられる反射ミラー、前記整列ブロッ
クを基準にして反射ミラーの前記第１の位置の直角度を
規定する案内手段とからなる反射ミラー組立と、および
前記反射ミラー手段を駆動する駆動手段とから構成した
反射ミラー形１×１光ファイバスイッチ。 - 【請求項８】 前記案内手段は、前記整列ブロックに装
着される前記レンズの光軸に直角に形成された平面と、
前記平面に摺動回転する反射ミラーまたはフランジであ
る請求項１記載の反射ミラー形光ファイバスイッチ。
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