JP2002122797A

JP2002122797A - 光スイッチ

Info

Publication number: JP2002122797A
Application number: JP2000312038A
Authority: JP
Inventors: Akira Hashimoto; 昭橋本; Takaaki Kase; 隆明加瀬; Atsuo Onoda; 篤夫小野田; Masayoshi Kamo; 正義加茂
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】第１の光伝送路と第２の光伝送路との接続状
態を切り換えるための光スイッチにおいて、ミラー部の
位置決めが容易に、また高精度に行え、かつ装置全体が
安価となる反射ミラー移動走査型の光スイッチを得るこ
とを目的とする。【解決手段】光ビーム入射口２１から入射した光ビー
ムを反射して光ビーム出射口２２に出射するミラー部４
と、ミラー部４を保持するキャリッジ５と、キャリッジ
５を所定位置に移動させるキャリッジ駆動手段と、光ビ
ーム入射口２１の光ビーム光路に沿う中心軸線と光ビー
ム出射口２２の光ビーム光路に沿う中心軸線との交差部
に、ミラー部４を着脱自在に固定するアライメントホル
ダ９とを具備するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一定方向の入射
光軸を有する第１の光伝送路と一定方向の出射光軸を有
する第２の光伝送路との接続状態を切り換えるための光
スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の光スイッチとして、例え
ば特公昭６２−５７０１１に記載されているように、ケ
ースに設けられた第１のオプチオカルファイバ群と第１
のオプチカルファイバ群の光軸と直交する光軸を有する
ようにケースに設けられた第２のオプチカルファイバ群
と、さらに第１のオプチカルファイバ群の光軸と第２の
オプチカルファイバ群の光軸が交差する各交点に反射ミ
ラーを配置し、各反射ミラーを選択的に上下動させるこ
とによって光伝送路の切り換えを行うものが開示されて
いる。

【０００３】しかし、このような、各交点に反射ミラー
を配置する光スイッチは構造が複雑であり、しかも、反
射ミラーを各交点分必要とするために部品点数も多く高
価なものとなっていた。

【０００４】上記のような課題を解決する方式として、
例えば特開平１０−２８２４３８に記載されたものがあ
る。これは、一定方向の入射光軸を持つベースに設けら
れた少なくとも１つの入射口と、入射光軸と交差する一
定方向の出射光軸を持ち、入射光軸方向に間隔的に複数
配列されたベースに設けられた出射ポートと、各入射光
軸に沿って直線移動自在に設けられ、入射光軸といずれ
かの出射ポートの出射光軸との交点上に選択的に位置決
めされることで、入射口より入射された光線を出射ポー
トに向けて反射する反射ミラーとを備えた構成となって
おり、反射ミラーの位置の切換えにより、１つの入射側
の光伝送路を、複数の出射側の光伝送路のうちの任意の
１つに選択的に接続することができるものが提案されて
いる。

【０００５】尚、反射ミラーの位置決めは、入射光軸も
しくは出射光軸のどちらか一方の光軸上に位置するよう
にベースに設けられた直線ガイドに沿って反射ミラーが
移動走査することによって行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の光
スイッチにおいては、直線ガイドに沿って反射ミラーを
移動させることによって、反射ミラーの位置を切り換
え、光伝送路の接続切り換えを行うので、光スイッチの
構成は簡略化されているものの、高精度な反射ミラーの
位置決めができないという問題があった。しかし、光ス
イッチでは、光の伝送損失が極力小さいことが要求され
るので、反射ミラーは入射ポートからのレーザ光を出射
ポートに反射する際に光軸の傾きや位置ずれがないよう
に高精度に位置決めされている必要があり、従って、高
精度な反射ミラーの位置決めを行うためには、反射ミラ
ーの位置を検出し、これを反射ミラーの移動手段にフィ
ードバックして制御する必要があり、その制御が複雑で
あるという問題があった。

【０００７】また、反射ミラーの移動にともなって反射
ミラーの角度が変化し反射された光線の光軸が所定の角
度からずれないようにするためには、直線ガイドを高精
度に加工する必要があり、その加工が困難であり、装置
全体として高価になるという問題があった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、伝送光路を切り換えるための反
射ミラーの位置決めが容易に、また高精度に行え、かつ
装置全体が安価となる反射ミラー移動走査型の光スイッ
チを得ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明における光スイ
ッチは、複数の光ビーム入射口を所定間隔で並設した第
１のポート部と、複数の光ビーム出射口を所定間隔で並
設した第２のポート部と、光ビーム入射口の一つから入
射した光ビームを反射して光ビーム出射口の一つに出射
するミラー部と、光ビーム入射口とミラー部との間隔、
および／または、光ビーム出射口とミラー部との間隔を
所定間隔に設定するようにしてミラー部を保持するキャ
リッジと、キャリッジを所定位置に移動させるキャリッ
ジ駆動手段と、光ビーム入射口の光ビーム光路に沿う中
心軸線と光ビーム出射口の光ビーム光路に沿う中心軸線
との交差部にミラー部を着脱自在に固定するように設け
られたアライメントホルダとを具備している。

【００１０】また、光ビーム入射口および光ビーム出射
口には光ファイバが挿入されている。

【００１１】さらに、上記光ファイバの挿入される側の
先端付近にはコリメータレンズが設置されている。

【００１２】また、アライメントホルダはミラー部を吸
着するミラー部吸着手段を有している。

【００１３】さらに、上記アライメントホルダに設けら
れたミラー部吸着手段は電磁石であり、ミラー部には電
磁石に吸着される磁性材もしくは磁石を有している。

【００１４】また、アライメントホルダは、ミラー部の
位置調整を行うための調整機構を有している。

【００１５】また、アライメントホルダは、アライメン
トホルダの位置調整を行うための調整機構を有してい
る。

【００１６】また、キャリッジは、キャリッジを移動さ
せる際にミラー部をアライメントホルダの上方に退避さ
せる、ミラー部退避手段を有している。

【００１７】また、キャリッジは、キャリッジに対して
ミラー部を複数の方向への自由度を持って支持できるミ
ラー部支持手段を有している。

【００１８】また、ミラー部支持手段は、薄板状のバネ
である。

【００１９】また、ミラー部支持手段は、ヒンジ部を有
している。

【００２０】また、ミラー部支持手段は、支軸およびヒ
ンジ部を有している。

【００２１】また、ミラー部支持手段は、キャリッジが
移動する際に、アライメントホルダから非接触の状態で
ミラー部を保持している。

【００２２】また、ミラー部退避手段は、ミラー部を吸
着するミラー部吸着手段を有している。

【００２３】さらに、上記ミラー部退避手段に設けられ
たミラー部吸着手段は電磁石であり、ミラー部には電磁
石に吸着される磁性材もしくは磁石を有している。

【００２４】また、ミラー部退避手段は、ミラー部支持
手段を介してミラー部を支持する可動子に設けられた上
下動マグネットと、上下動マグネットの磁極面に対向し
て設けられた略コの字状の断面を有するヨークと、上下
動マグネットとヨークで形成される空隙に配置されヨー
クに固定された上下動コイルとを備えている。

【００２５】また、ヨークに固定された上下動マグネッ
トの磁極面と対向する面には少なくとも１箇所に凸部が
設けられている。

【００２６】さらに、キャリッジ駆動手段は、キャリッ
ジと螺合するリードスクリューとリードスクリューを回
転させるモータから構成されている。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照して、この
発明に係る光スイッチの実施の形態を詳細に説明する。

【００２８】実施の形態１．図１および図２はこの発明
による光スイッチの実施の形態１の平面図と側面図であ
る。図において、１は互いに直交するＸ軸及びＹ軸に沿
った辺を持つベース、２はベース１のＹ軸に沿った辺１
ａ側に設けられた第１のポート部、２１は第１のポート
部に並行して設けられた複数の光ビーム入射口である。
第１のポート部２は、Ｘ軸に沿った方向に互いに平行に
なるように、かつ、等間隔に設けられたＸ１、Ｘ２、Ｘ
３、Ｘ４の光軸を有する光導波路としての光ファイバ２
０１、２０２、２０３、２０４と、光ファイバ２０１、
２０２、２０３、２０４の先端部に設けられたコリメー
タレンズ２１１、２１２、２１３、２１４と、光ファイ
バ２０１〜２０４及びコリメータレンズ２１１〜２１４
を保持するフェルール２２０より構成されている。ここ
で光軸とは、光ビーム光路の中心軸をいう。

【００２９】３はベース１のＸ軸に沿った辺１ｂ側に設
けられた第２のポート部、２２は第２のポート部に並行
して設けられた複数の光ビーム出射口である。第２のポ
ート部３は、Ｙ軸に沿った方向に互いに平行になるよう
に、かつ、等間隔に設けられたＹ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４
の光軸を有する光導波路としての光ファイバ３０１、３
０２、３０３、３０４と、光ファイバ３０１、３０２、
３０３、３０４の先端部に設けられたコリメータレンズ
３１１、３１２、３１３、３１４と、光ファイバ３０１
〜３０４及びコリメータレンズ３１１〜３１４を保持す
るフェルール３２０より構成されている。

【００３０】図３は図１から光路切り換え手段であるミ
ラー部を移動走査させるキャリッジおよびキャリッジ駆
動手段を省いた平面図、図４は図３の第２のポート部を
省いた状態における側面図である。図３および図４にお
いて、４は光ビームの偏向手段であるミラー部である。
また、図１および図２において、５はミラー部４を支持
し、Ｘ軸方向に移動可能にガイドロッド６と嵌合しかつ
リードスクリュー７と螺合しているキャリッジである。
８はリードスクリュー７と接続され、リードスクリュー
７を回転駆動することによりキャリッジ５をＸ軸方向に
移動走査させるためのモータである。また、図３におい
て、９は光軸Ｘ１〜Ｘ４と光軸Ｙ１〜Ｙ４の各交点Ｐ１
１〜Ｐ１４、Ｐ２１〜Ｐ２４、Ｐ３１〜Ｐ３４、Ｐ４１
〜Ｐ４４近傍に設けられた前記ミラー部４を位置決めす
るためのアライメントホルダである。

【００３１】図５は図１のＡ部拡大図、図６は図３のＢ
部拡大図である。図６における９ａは光軸Ｘ１〜Ｘ４及
び光軸Ｙ１〜Ｙ４に沿う光ビームを通過させるためのア
ライメントホルダ９に設けられた光ビーム通過部であ
る。アライメントホルダ９には図６に示すようにミラー
部４と当接し、ミラー部４の位置を調節する調整ネジ１
０、１１、１２が設けられており、固定ネジ１３によっ
てベース１に固定されている。この実施例では、ミラー
部４は図６に示すように調整ネジ１０、１１、１２によ
って角度および位置が調整されて図３に示す交点Ｐ１
２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ４４に位置決めされている。
尚、図３および図６にはミラー部４を一点鎖線で示して
ある。

【００３２】図３において、２３１、２３２、２３３、
２３４は、例えば光ファイバ２０１、２０２、２０３、
２０４から出射された光ビームがコリメータレンズ２１
１、２１２、２１３、２１４によって平行ビーム化され
た出射ビームであり、光ビーム２３１は交点Ｐ１２に位
置決めされたミラー部４によって反射されて、光軸Ｙ２
に沿ってコリメータレンズ３１２を介して光ファイバ３
０２に入射しており、光ビーム２３２は交点Ｐ２３に位
置決めされたミラー部４によって反射されて、光軸Ｙ３
に沿ってコリメータレンズ３１３を介して光ファイバ３
０３に入射しており、光ビーム２３３は交点Ｐ３１に位
置決めされたミラー部４によって反射されて、光軸Ｙ１
に沿ってコリメータレンズ３１１を介して光ファイバ３
０１に入射しており、光ビーム２３４は交点Ｐ４４に位
置決めされたミラー部４によって反射されて、光軸Ｙ４
に沿ってコリメータレンズ３１４を介して光ファイバ３
０４に入射している。

【００３３】なお上記例では、第１のポート部２の光軸
数を４、第２のポート部３の光軸数を４としているが、
上記光軸数にとらわれるものではない。また、ミラー部
４の位置決め状態も上記例にとらわれるものではない。

【００３４】次に、ミラー部４の支持手段とミラー部４
のアライメントホルダ９からの退避手段とを含むキャリ
ッジ５の詳細構造について説明する。図５において、５
０１はキャリッジ５の基台であるキャリッジベース、キ
ャリッジベース５０１にはガイドロッド６が嵌合し、か
つ、リードスクリュー７が螺合しており、キャリッジベ
ース５０１がＸ軸方向に移動走査可能となっている。

【００３５】図７は図５のＣ−Ｃに沿う断面図、図８は
図７の矢視Ｄ図、図９は図７の矢視Ｅ図である。図７に
おいて、５０２はキャリッジベース５０１に固定的に設
けられた略コの字状の断面を有するヨーク、５０３は中
央部に摺動軸５０４を有する可動子、５０５は一端が可
動子５０３に固定され他端がミラー部４に固定された薄
板状の柔軟性を持ったミラー部支持バネである。ヨーク
５０２は、中央部に設けられた内ヨーク部５０６、外周
側に設けられた外ヨーク部５０７、内ヨーク部５０６と
外ヨーク部５０７を結んでいる底面ヨーク部５０８より
構成されている。

【００３６】５０９は内ヨーク部の中央に設けられた摺
動軸５０４と嵌合し、可動子５０３をＺ方向に摺動自在
に支持する軸受部、５１０は外ヨーク部の内周側に設け
られた上下動コイル、５１１は可動子５０３の一端側に
設けられたマグネット保持部５１２に固定的に設けられ
た上下動マグネットである。上下動コイル５１０と上下
動マグネット５１１は対向するように設けられており、
上下動マグネット５１１は上下動コイル５１０と対向す
る面が磁極面となるように着磁されている。

【００３７】１４はミラー部４の光ビームを反射する面
とは反対側の面に設けられた軟磁性材からなる板状を呈
した吸着片、１５は吸着片１４と対向するようにかつ、
可動子５０３のマグネット保持部５１２とは反対側の端
部に設けられた電磁石保持部５１３に固定的に設けられ
た電磁石である。電磁石１５は、一端が可動子５０３の
電磁石保持部５１３に固定され、他端面側が吸着片１４
と対向する面１５０２を有する円柱状の磁性材からなる
コア１５０１と、コア１５０１の外周面に巻回された電
磁コイル１５０３とから構成されている。

【００３８】吸着片１４はミラー部４とミラー部支持バ
ネ５０５を介して可動子５０３に支持されており、また
電磁石１５は電磁石保持部５１３によって可動子５０３
に支持されているので、吸着片１４と電磁石１５は双方
とも可動子５０３のＺ方向への移動に伴ってＺ方向に変
位するようになっている。

【００３９】図１０は図５のＣ−Ｃに沿う断面でありミ
ラー部４がアライメントホルダ９の上方に退避した状態
における断面図、図１１は図１０の矢視Ｆ図、図１２は
図１０の矢視Ｇ図である。これに対し、先に説明した図
７、図８および図９はミラー部４がアライメントホルダ
９に設けられた調整ネジ１０、１１、１２と当接し、ミ
ラー部４が位置決めされた状態を示している。

【００４０】図７におけるヨーク５０２の外ヨーク部５
０７には、上下動マグネット５１１と対向する周面に
は、ミラー部４がアライメントホルダ９に位置決めされ
た状態において、上下動マグネット５１１と対向する第
１の凸部５１４が設けられており、また図１０に示すよ
うにミラー部４がアライメントホルダ９の上方に退避し
た状態においては、上下動マグネット５１１と対向する
第２の凸部５１５が設けられている。

【００４１】次に動作について説明する。まず、ミラー
部４のアライメントホルダ９からの退避手段の動作、す
なわち、ミラー部４のＺ軸方向への移動の動作について
図７および図１０を用いて説明する。図７および図１０
において、上下動コイル５１０に通電することにより電
磁作用によって上下動マグネット５１１がＺ軸方向に移
動し、ミラー部４をＺ軸方向に変位させることができ
る。

【００４２】上述したように、ミラー部４がアライメン
トホルダ９に位置決めされた状態（図７の状態）とミラ
ー部４がアライメントホルダ９から退避した状態（図１
０の状態）とで、各々の位置で上下動マグネット５１１
と対向するように第１の凸部５１４と第２の凸部５１５
が設けられているので、ミラー部４がアライメントホル
ダ９に位置決めされた状態（図７の状態）では上下動マ
グネット５１１と第１の凸部５１４間に吸引力が作用
し、上下動コイル５１０に通電しなくとも可動子５０３
をミラー部４がアライメントホルダ９に位置決めされた
状態の位置に保持することができる。また、ミラー部４
がアライメントホルダ９から退避した状態（図１０の状
態）では上下動マグネット５１１と第２の凸部５１５間
に吸引力が作用し、上下動コイル５１０に通電しなくと
も可動子５０３をミラー部４がアライメントホルダ９か
ら退避した状態の位置に保持することができる。

【００４３】このようにミラー部４のＺ軸方向への退避
手段として、可動子５０３に上下動マグネット５１１を
設け、ヨーク５０２側に上下動コイル５１０を設けてい
るので、可動子５０３や上下動マグネット５１１等から
なる可動部分とヨーク５０２や上下動コイル５１０等か
らなる固定部分を電気的に接続する部材が不要となり、
可動子５０３のＺ軸方向への移動にともなう断線等の問
題がなくなり信頼性が向上する。また、上下動マグネッ
ト５１１と第１の凸部５１４もしくは第２の凸部５１５
によって可動子５０３を所定の位置に保持できるので、
上下動コイル５１０にはミラー部４をＺ軸方向に移動さ
せるときだけ通電すれば良いので、低消費電力化が実現
できる。また、可動子５０３を所定位置に保持するため
の部材が不要となるので、構成を簡略化できる。

【００４４】次にミラー部４の位置決め動作の一つであ
るアライメントホルダ９への吸着動作について図１４を
用いて説明する。図１４（ａ）はミラー部４がアライメ
ントホルダ９から退避した状態で、図１４（ｂ）および
図１４（ｃ）はミラー部４がアライメントホルダ９に位
置決めされた状態である。さらに図１４（ｂ）は電磁コ
イル１５０３に通電する前、図１４（ｃ）は電磁コイル
１５０３に通電した状態を表している。

【００４５】図１４（ｂ）および図１４（ｃ）におい
て、電磁石１５とミラー部４に設けられた吸着片１４は
対向して設けられているので、電磁コイル１５０３に通
電することによって、吸着片１４と電磁石１５間に吸引
力が作用し、ミラー部４はアライメントホルダ９に設け
られた調整ネジ１０、１１、１２に当接し、調整ネジ１
０、１１、１２を介してアライメントホルダ９に吸着し
たような状態（図１４（ｃ）の状態）となる。

【００４６】次にミラー部４の移動走査と位置決め動作
について、図３、図７、図１３、および図１４を用いて
説明する。ここでは、図３において、光軸Ｘ４に沿った
部分のミラー部４の交点Ｐ４４に位置決めされている状
態からＰ４２に移動走査および位置決めする動作を例に
あげ、ミラー部４の移動走査およびアライメントホルダ
９への位置決め動作を説明する。

【００４７】図１３は図４相当の側面図であり、キャリ
ッジ５やアライメントホルダ９等を光軸Ｘ４に沿った部
分だけを記載したものである。図１４は先に説明したよ
うに、ミラー部４のアライメントホルダ９への位置決め
および吸着動作を示すものである。

【００４８】図１４（ｃ）の状態においては、電磁コイ
ル１５０３に通電されており、吸着片１４と電磁石１５
間に吸引力が作用し、ミラー部４はアライメントホルダ
９に吸着位置決めされている状態にある。電磁コイル１
５０３への通電をやめるとミラー部４は図１４（ｂ）に
示すようにアライメントホルダ９から若干離間された状
態になる。この状態で図７の上下動コイル５１０に通電
すると可動子５０３がＺ軸の上向き方向に移動し、図１
３（ａ）、および図１４（ａ）に示すようにミラー部４
はアライメントホルダ９の上方に退避し、Ｘ軸方向に移
動可能な状態になる。ここで、図１３のモータ８に通電
することによって、図１３（ｂ）に示すようにキャリッ
ジ５をＸ軸方向に移動させミラー部４を図３で示した交
点Ｐ４２近傍まで移動させる。

【００４９】この時ミラー部４は図１４（ａ）に示す状
態となっている。この状態で、再度上下動コイル５１０
に先程とは逆方向に通電し、ミラー部４をＺ軸の下向き
方向に移動させ図１４（ｂ）に示すような状態とする。
この時キャリッジ５は図１３（ｃ）に示す状態となって
いる。この後、図１４で電磁コイル１５０３に通電する
と図１４（ｃ）に示すようにミラー部支持バネ５０５が
変形しミラー部４がアライメントホルダ９に吸着し、ミ
ラー部４の移動走査と位置決めが完了する。ミラー部４
を移動走査する間およびミラー部４の位置決め完了後
は、可動子５０３が上下動マグネット５１１と第２の凸
部５１５もしくは第１の凸部５１４間に作用する吸引力
によって保持されるので、上下動コイル５１０に通電し
なくとも良い。

【００５０】このように、ミラー部４の移動走査と位置
決めを別々の手段を使って行っているので、キャリッジ
５の移動走査精度を高めなくとも、ミラー部４を所定の
位置に位置決めすることができる。例えば、モータ８と
してステッピングモータを用いれば、モータに概略の移
動距離に相当する印加パルスを与えるだけで所定の位置
にキャリッジ５を移動できるので、移動走査を開ループ
制御で行うことができ、キャリッジ５を移動走査させる
ための閉ループ制御回路やキャリッジ５の位置を検出す
る手段が不要となるので構成を簡素化できる。また、後
述するようにミラー部４の位置調整を行ったアライメン
トホルダ９を各交点近傍に配置しているので、ミラー部
４をアライメントホルダ９に吸着させるだけで、ミラー
部４を高精度に位置決めできる。

【００５１】ここでミラー部支持バネ５０５として、多
方向に柔軟に変位可能なコイルバネではなく、薄板状の
柔軟性を持ったものを用いているのは、キャリッジ５の
Ｘ軸方向の移動走査の際に、ミラー部４が退避する方向
（Ｚ軸方向）に大きく振動してミラー部４とアライメン
トホルダ９が衝突しないようにするためである。

【００５２】次に、ミラー部４の位置調整について図１
５を用いて説明する。図１５は図３のＢ部拡大図に相当
し、説明の都合上ミラー部４を実線で示し、ミラー部４
に設けられている吸着片１４を省略している。また、光
ビーム２３４を細い一点鎖線で表し、光軸Ｘ４およびＹ
４を太い一点鎖線で表している。ここでは、光軸Ｘ４に
沿って反射ミラー部４に入射した光ビーム２３４の反射
光ビーム２３４ａを光軸Ｙ４に沿うように調整すること
で、ミラー部４の調整を説明する。

【００５３】図１５（ａ）は反射光ビーム２３４ａの光
軸Ｙ４ａ（太い二点鎖線）が光軸Ｙ４からθだけ傾いて
いる状態が示されている。この光軸Ｙ４ａを光軸Ｙ４に
合わせるために、調整ネジ１０、１１、１２を所定量回
し（この例ではネジ１０をミラー部４を下げる方向に、
またネジ１０をミラー部４を押し出す方向に回す）図１
５（ｂ）のような状態にする。このようにアライメント
ホルダ９に設けられた調整ネジ１０、１１、１２によっ
て容易にミラー部４の調整を行うことができる。

【００５４】実施の形態２．続いてこの発明の実施の形
態２について説明する。以上の実施の形態１では、ミラ
ー部支持手段としてのミラー部支持バネ５０５として薄
板状の板バネを用いたが、実施の形態２ではヒンジを用
いている。

【００５５】図１６は要部断面図、図１７は図１６の矢
視Ｈ図である。尚、上記実施の形態１と同一もしくは相
当部材については同一符号を付して説明を省略する。図
１６および図１７において、５２０は第１のヒンジ部５
２１と第２のヒンジ部５２２を有するミラー部４の支持
手段としての樹脂からなるヒンジである。ヒンジ５２０
の一端の可動子固定端部５２３は可動子５０３に固定さ
れており、他端のミラー部固定端部５２４はミラー部４
に固定されている。

【００５６】ミラー部４はヒンジ５２０によって支持さ
れているのでＴ方向に容易に変位可能であり、前記実施
例のミラー部支持バネ５０５と同様の動作と効果が得ら
れる。また、樹脂でヒンジ５２０を成形しているので、
ヒンジ５２０のミラー部固定端部５２４によって吸着片
１４を位置決めする構造を設けることができ、組立て性
を向上できる。

【００５７】また、図１８、および図１９に示すように
第１のヒンジ部５２１の代わりに軸受部５３１と支軸５
４０を用いることによっても上記例と同様の効果が得ら
れる。図１８は要部断面図、図１９は図１８の矢視Ｉ図
である。尚、上記実施の形態１と同一もくは相当部材に
ついては同一符号を付して説明を省略する。図１８およ
び図１９において、５３０は、ミラー部４をＴ方向に変
位しやすくするために設けられた両端が可動子５０３に
支持された支軸５４０と嵌合する軸受部５３１とヒンジ
部５３２を有するヒンジである。

【００５８】ヒンジ５３０のミラー部固定端部５３３は
ミラー部４に固定されており、上記例と同様にミラー部
固定端部５３３によって吸着片１４を位置決めする構造
を設けている。

【００５９】また、別なヒンジ部を用いた実施例を図２
０、および図２１に示す。図２０は要部断面図、図２１
は図２０の矢視Ｊ図である。尚、上記実施の形態１と同
一もしくは相当部材については同一符号を付して説明を
省略する。この実施例では、ミラー部４をＴ方向に変位
しやすくするための第１のヒンジ部５５１、第２のヒン
ジ部５５２とミラー部４をΦ方向に回転しやすくするた
めの第３のヒンジ部５５３を有したヒンジ５５０を用い
たものである。ヒンジ５５０の一端の可動子固定端部５
５４は可動子５０３に固定されており、他端のミラー部
固定端部５５５はミラー部４に固定されており、上記例
と同様にミラー部固定端部５５５によって吸着片１４を
位置決めする構造を設けている。

【００６０】このようにΦ方向に回転しやすい第３のヒ
ンジ部５５３を設けることによってミラー部４をより多
数の方向に自由度を持って支持できるようになり、ミラ
ー部４の位置決め精度を高めることができる。

【００６１】以上のようにヒンジ５２０、５３０、５５
０をミラー部４の支持手段として用いることによって、
多数方向への自由度を設定しやすくなり、ミラー部４の
位置決め精度を高めることができる。また、ミラー部４
の支持手段としてヒンジ５２０、５３０、５５０を用い
ても、前記実施例同様にＺ軸方向へは振動しにくいの
で、キャリッジ５のＸ軸方向の移動走査の際にミラー部
４が退避する方向（Ｚ軸方向）に大きく振動してミラー
部４とアライメントホルダ９が衝突することはない。

【００６２】実施の形態３．次にこの発明の実施の形態
３について説明する。実施の形態１では、ミラー部４の
位置決め調整法としてアライメントホルダ９に設けた調
整ネジ１０、１１、１２によってミラー部４を変位させ
て調整を行う例を示したが、この実施の形態３ではアラ
イメントホルダを変位させることによってミラー部４の
調整を行っている。

【００６３】図２２、および図２３は前記実施の形態１
の図１５に相当する要部平面図であり、ミラー部４を説
明の都合上実線で示し、吸着片１４を省略したものであ
る。尚、上記実施の形態１と同一もしくは相当部材につ
いては同一符号を付して説明を省略する。図２２におい
て、９はアライメントホルダであり、ミラー部４を受け
る半球状の凸部９１１、９１２、９１３を有している。
９２１、９２２、９２３はアライメントホルダ９に設け
られたＺ軸方向の調整ネジである。

【００６４】調整ネジ９２１，９２２，９２３を回すこ
とによってアライメントホルダ９はＺ軸方向（図２２で
は紙面に対して垂直方向）に変位する。さらに３つのネ
ジの調整高さの組み合わせによって、アライメントホル
ダ９がＺ軸に対し傾いた状態となる。このときミラー部
４は、アライメントホルダ９の凸部９１１、９１２、９
１３に密着するように構成されているので、アライメン
トホルダ９の傾きに応じてミラー部４も傾くことにな
り、これによってミラー部４の調整を行うことができ
る。また、図２３に示すようにアライメントホルダ９を
変位させる調整ネジ９２１、９２２、９２３と前記実施
の形態１と同様にミラー部４を直接変位させる調整ネジ
１０、１１、１２を併用することも可能である。

【００６５】以上のように、アライメントホルダ９に設
けられた調整ネジ９２１、９２２、９２３によってミラ
ー部４の調整を行い、固定ネジ１３によってアライメン
トホルダ９を固定しているので、調整ネジ９２１、９２
２、９２３のバックラッシュを固定ネジ１３によって除
去することが可能となり高精度にミラー部４の調整を行
うことができる。さらに、調整ネジ１０、１１、１２と
９２１、９２２、９２３のリードピッチを変えたものを
用いることによって、粗調整と微調整というように分け
て調整を行うことも可能となり、調整の精度を上げるこ
とができる。

【００６６】実施の形態４．次にこの発明の実施の形態
４について説明する。実施の形態１では、ミラー部４の
アライメントホルダ９への吸着手段として、ミラー部４
に設けた軟磁性材からなる吸着片１４と可動子５０３に
設けた電磁石１５による例を示したが、この実施の形態
４では、電磁石１５をアライメントホルダ９に配置する
構成と吸着片１４の代わりに永久磁石を用いている。

【００６７】図２４、図２５、および図２６は実施の形
態１の図５のＣ−Ｃに沿う断面図に相当する要部断面図
である。尚、上記実施の形態１と同一もしくは相当部材
については同一符号を付して説明を省略する。図２４は
電磁石１５をアライメントホルダ９の電磁石固定部９３
１に設けた例を示すもので、コア１５０１の吸着片１４
と対向する側の端部が電磁石固定部９３１に固定されて
おり、他端部側に電磁コイル１５０３が巻回されてい
る。尚、電磁石固定部９３１は、アライメントホルダ９
を通過する光ビームを遮らない様にアライメントホルダ
９の中央部に設けられている。

【００６８】このように電磁石１５をアライメントホル
ダ９に設けることによって、ミラー部４をＺ軸方向に変
位させるミラー部４のアライメントホルダ９からの退避
手段の可動部分の質量を減らすことが可能となり、可動
子５０３をＺ軸方向に駆動するための上記実施の形態１
で説明した上下動コイル５１０に通電する電流を減らす
ことが可能となり、低消費電力化を実現できる。

【００６９】図２５、および図２６は、吸着片１４とし
て永久磁石を用いた例を示すものである。永久磁石から
なる吸着片１４は、電磁石１５と対向する面１４ａが磁
極面となるように着磁されている。図２５は電磁石１５
を可動子５０３に設けた場合で、図２６は電磁石１５を
アライメントホルダ９に設けた場合を示している。

【００７０】このように吸着片１４として永久磁石を用
いることによって、ミラー部４がアライメントホルダ９
に位置決めされている状態では、電磁石１５のコア１５
０１と吸着片１４間に吸引力が作用するので、電磁コイ
ル１５０３に常時通電しなくともミラー部４をアライメ
ントホルダ９に吸着しておくことができるようになる。
電磁コイル１５０３に通電が必要となるのは、ミラー部
４のアライメントホルダ９への位置決め状態を解除し、
移動走査するときである。通常光スイッチでは、ミラー
部４がアライメントホルダ９に位置決めされている時間
の方が移動走査している時間よりもはるかに長いので、
このように構成することによって低消費電力化を実現で
きる。また、電磁コイル１５０３に通電している時間が
短くなるので、電磁コイル１５０３の発熱も押さえるこ
とができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明における
光スイッチでは、複数の光ビーム入射口を所定間隔で並
設した第１のポート部と、複数の光ビーム出射口を所定
間隔で並設した第２のポート部と、光ビーム入射口の一
つから入射した光ビームを反射して光ビーム出射口の一
つに出射するミラー部と、光ビーム入射口とミラー部と
の間隔、および／または、光ビーム出射口とミラー部と
の間隔を所定間隔に設定するようにしてミラー部を保持
するキャリッジと、キャリッジを所定位置に移動させる
キャリッジ駆動手段と、光ビーム入射口の光ビーム光路
に沿う中心軸線と光ビーム出射口の光ビーム光路に沿う
中心軸線との交差部にミラー部を着脱自在に固定するよ
うに設けられたアライメントホルダとを具備するように
構成したので、光伝送路を切り換えるための反射ミラー
（ミラー部）の位置決めが容易に、かつ高精度に行うこ
とができる。

【００７２】また、光ビーム入射口および光ビーム出射
口には光ファイバが挿入されているように構成したの
で、光ビームの入射および出射を容易に行うことができ
る。

【００７３】さらに、光ファイバの挿入される側の先端
付近にはコリメータレンズを設置するように構成したの
で、光の伝送損失を極力小さくすることができる。

【００７４】また、アライメントホルダはミラー部を吸
着するミラー部吸着手段を有するように構成したので、
ミラー部の位置決め精度を高めることができる。

【００７５】さらに、上記アライメントホルダに設けら
れたミラー部吸着手段は電磁石であり、ミラー部には電
磁石に吸着される磁性材もしくは磁石を有するように構
成したので、ミラー部退避手段の可動部分の質量を減ら
すことができ、可動部分を駆動するための上下動コイル
に通電する電流を減らすことが可能となり、低消費電力
化が実現できる。

【００７６】また、アライメントホルダは、ミラー部の
位置調整を行うための調整機構を有するように構成した
ので、キャリッジの移動走査精度を高めなくともミラー
部を所定位置に位置決めすることができ、キャリッジ駆
動手段を簡素化できる。

【００７７】また、アライメントホルダは、アライメン
トホルダの位置調整を行うための調整機構を有するよう
に構成したので、上記ミラー部の位置調整を行うための
調整機構とあわせて、位置決め精度を上げることができ
る。

【００７８】また、キャリッジは、該キャリッジを移動
させる際にミラー部をアライメントホルダの上方に退避
させる、ミラー部退避手段を有するように構成したの
で、キャリッジの移動走査の際に、ミラー部とアライメ
ントホルダが衝突しないようにできる。

【００７９】また、キャリッジは、キャリッジに対して
ミラー部を複数の方向への自由度を持って支持できるミ
ラー部支持手段を有するように構成したので、ミラー部
の位置決めが容易にできる。

【００８０】また、ミラー部支持手段は、薄板状のバネ
であるように構成したので、ミラー部がアライメントホ
ルダに柔軟に吸着し、ミラー部を高精度に位置決めでき
る。

【００８１】また、ミラー部支持手段は、ヒンジ部を有
するように構成したので、上記と同様に、ミラー部がア
ライメントホルダに柔軟に吸着し、ミラー部を高精度に
位置決めできる。

【００８２】また、ミラー部支持手段は、支軸およびヒ
ンジ部を有するように構成したので、ミラー部支持手段
の自由度を設定しやすくなり、ミラー部の位置決め精度
を高めることができる。

【００８３】また、ミラー部支持手段は、キャリッジが
移動する際に、アライメントホルダから非接触の状態で
ミラー部を保持するように構成したので、キャリッジの
移動走査の際には、ミラー部が退避する方向（Ｚ軸方
向）に大きく振動することがないので、ミラー部とアラ
イメントホルダが衝突しないようにできる。

【００８４】また、ミラー部退避手段は、ミラー部を吸
着するミラー部吸着手段を有するように構成したので、
ミラー部の位置決め精度を高めることができる。

【００８５】さらに、上記ミラー部退避手段に設けられ
たミラー部吸着手段は電磁石であり、ミラー部には電磁
石に吸着される磁性材もしくは磁石を有するように構成
したので、ミラー部をアライメントホルダに吸着でき、
ミラー部を高精度に位置決めできる。

【００８６】また、ミラー部退避手段は、ミラー部支持
手段を介してミラー部を支持する可動子に設けられた上
下動マグネットと、上下動マグネットの磁極面に対向し
て設けられた略コの字状の断面を有するヨークと、上下
動マグネットとヨークで形成される空隙に配置されヨー
クに固定された上下動コイルとを備えるように構成した
ので、構成が簡単でかつミラー部を確実に退避させるこ
とができる。

【００８７】また、ヨークに固定された上下動マグネッ
トの磁極面と対向する面には少なくとも１箇所に凸部が
設けられているように構成したので、上下動コイルには
ミラー部をＺ軸方向に移動させるときだけ通電すれば良
いので、低消費電力化が実現でき、構成も簡略化でき
る。

【００８８】さらに、キャリッジ駆動手段は、キャリッ
ジと螺合するリードスクリューとリードスクリューを回
転させるモータにより構成したので、装置全体の構成を
簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の光スイッチの平面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１からキャリッジおよびキャリッジ駆動手
段を省いた平面図である。

【図４】図３の第２のポート部を省いた状態における
側面図である。

【図５】図１のＡ部拡大図である。

【図６】図３のＢ部拡大図である。

【図７】図５のＣ−Ｃに沿う断面図である。

【図８】図７の矢視Ｄ図である。

【図９】図７の矢視Ｅ図である。

【図１０】図５でミラー部がアライメントホルダの上
方に退避した状態におけるＣ−Ｃに沿う断面図である。

【図１１】図１０の矢視Ｆ図である。

【図１２】図１０の矢視Ｇ図である。

【図１３】図４でキャリッジやアライメントホルダ等
を光軸Ｘ４に沿った部分だけを記載した側面図である。

【図１４】図５のＣ−Ｃに沿った断面図でミラー部の
アライメントホルダへの位置決め状態を示す図である。

【図１５】図３のＢ部拡大図である。

【図１６】実施の形態２におけるミラー部支持手段の
要部断面図である。

【図１７】図１６の矢視Ｈ図である。

【図１８】実施の形態２で軸受部と支軸を用いた例の
要部断面図である。

【図１９】図１８の矢視Ｉ図である。

【図２０】実施の形態２で別なヒンジ部を用いた例の
要部断面図である。

【図２１】図２０の矢視Ｊ図である。

【図２２】図１５に相当する実施の形態３の要部平面
図である。

【図２３】実施の形態３においてアライメントホルダ
を変位させる調整ネジとミラー部を変位させる調整ネジ
を併用した例を表す要部平面図である。

【図２４】実施の形態４における図５のＣ−Ｃに沿う
断面図に相当する要部断面図である。

【図２５】実施の形態４で吸着片として永久磁石を用
い電磁石を可動子に設けた例を表す要部断面図である。

【図２６】実施の形態４で吸着片として永久磁石を用
い電磁石をアライメントホルダに設けた例を表す要部断
面図である。

【符号の説明】

２第１のポート部、３第２のポート部、４ミラ
ー部、５キャリッジ、６ガイドロッド、７リード
スクリュー、８モータ、９アライメントホルダ、１
０〜１２調整ネジ、１３固定ネジ、１４吸着片、
１５電磁石、２１光ビーム入射口、２２光ビーム
出射口、２０１〜２０４光ファイバ、３０１〜３０４
光ファイバ、２１１〜２１４コリメータレンズ、３
１１〜３１４コリメータレンズ、２３１〜２３４光
ビーム、５０１キャリッジベース、５０２ヨーク、
５０３可動子、５０４摺動軸、５０５ミラー部支
持バネ、５０６内ヨーク部、５０７外ヨーク部、５
０８底面ヨーク部、５０９軸受け部、５１０上下
動コイル、５１１上下動マグネット、５１２マグネ
ット保持部、５１３電磁石保持部、５１４第１の凸
部、５１５第２の凸部、５２０ヒンジ、５３０ヒ
ンジ、５４０支軸、５５０ヒンジ、９２１〜９２３
調整ネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野田篤夫東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者加茂正義東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H041 AA16 AB14 AC04 AZ01 5K002 AA07 BA06 BA21 FA01 5K069 AA17 BA01 DB36 DC01 EA27 EA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光ビーム入射口を所定間隔で並設
した第１のポート部と、複数の光ビーム出射口を所定間
隔で並設した第２のポート部と、該光ビーム入射口の一
つから入射した光ビームを反射して該光ビーム出射口の
一つに出射するミラー部と、前記光ビーム入射口と該ミ
ラー部との間隔、および／または、前記光ビーム出射口
と前記ミラー部との間隔を所定間隔に設定するようにし
て前記ミラー部を保持するキャリッジと、該キャリッジ
を所定位置に移動させるキャリッジ駆動手段と、前記光
ビーム入射口の光ビーム光路に沿う中心軸線と前記光ビ
ーム出射口の光ビーム光路に沿う中心軸線との交差部に
前記ミラー部を着脱自在に固定するように設けられたア
ライメントホルダとを具備することを特徴とする光スイ
ッチ。
【請求項２】光ビーム入射口および光ビーム出射口に
は光ファイバが挿入されていることを特徴とする請求項
１記載の光スイッチ。
【請求項３】光ファイバの挿入される側の先端付近に
はコリメータレンズが設置されていることを特徴とする
請求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】アライメントホルダはミラー部を吸着す
るミラー部吸着手段を有していることを特徴とする請求
項１記載の光スイッチ。
【請求項５】ミラー部吸着手段は電磁石であり、ミラ
ー部には該電磁石に吸着される磁性材もしくは磁石を設
けたことを特徴とする請求項４記載の光スイッチ。
【請求項６】アライメントホルダは、ミラー部の位置
調整を行うための調整機構を有していることを特徴とす
る請求項１記載の光スイッチ。
【請求項７】アライメントホルダは、該アライメント
ホルダの位置調整を行うための調整機構を有しているこ
とを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項８】キャリッジは、該キャリッジを移動させ
る際にミラー部をアライメントホルダの上方に退避させ
る、ミラー部退避手段を有していることを特徴とする請
求項１記載の光スイッチ。
【請求項９】キャリッジは、該キャリッジに対してミ
ラー部を複数の方向への自由度を持って支持できるミラ
ー部支持手段を有していることを特徴とする請求項１記
載の光スイッチ。
【請求項１０】ミラー部支持手段は、薄板状のバネで
あることを特徴とする請求項９記載の光スイッチ。
【請求項１１】ミラー部支持手段は、ヒンジ部を有し
ていることを特徴とする請求項９記載の光スイッチ。
【請求項１２】ミラー部支持手段は、支軸およびヒン
ジ部を有していることを特徴とする請求項９記載の光ス
イッチ。
【請求項１３】ミラー部支持手段は、キャリッジが移
動する際に、アライメントホルダから非接触の状態でミ
ラー部を保持していることを特徴とする請求項９記載の
光スイッチ。
【請求項１４】ミラー部退避手段は、ミラー部を吸着
するミラー部吸着手段を有していることを特徴とする請
求項８記載の光スイッチ。
【請求項１５】ミラー部吸着手段は電磁石であり、ミ
ラー部には該電磁石に吸着される磁性材もしくは磁石を
設けたことを特徴とする請求項１４記載の光スイッチ。
【請求項１６】ミラー部退避手段は、ミラー部支持手
段を介してミラー部を支持する可動子に設けられた上下
動マグネットと、該上下動マグネットの磁極面に対向し
て設けられた略コの字状の断面を有するヨークと、前記
上下動マグネットと該ヨークで形成される空隙に配置さ
れ前記ヨークに固定された上下動コイルとを備えたこと
を特徴とする請求項８記載の光スイッチ。
【請求項１７】ヨークに固定された上下動マグネット
の磁極面と対向する面には少なくとも１箇所に凸部が設
けられていることを特徴とする請求項１６記載の光スイ
ッチ。
【請求項１８】キャリッジ駆動手段は、キャリッジと
螺合するリードスクリューと該リードスクリューを回転
させるモータから構成されていることを特徴とする請求
項１記載の光スイッチ。