JP2003029176A - Optical switch, manufacturing method therefor, and optical switch system - Google Patents

Optical switch, manufacturing method therefor, and optical switch system

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JP2003029176A
JP2003029176A JP2001216968A JP2001216968A JP2003029176A JP 2003029176 A JP2003029176 A JP 2003029176A JP 2001216968 A JP2001216968 A JP 2001216968A JP 2001216968 A JP2001216968 A JP 2001216968A JP 2003029176 A JP2003029176 A JP 2003029176A
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JP
Japan
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optical switch
mirror
core
substrate
electromagnet
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Application number
JP2001216968A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Abe
一博 阿部
Shigeo Maeda
重雄 前田
Manabu Murayama
学 村山
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical switch which enables a mirror to be fixedly held in a light reflection position with a simple structure and does not need energy for fixedly holding it. SOLUTION: An optical switch 1 is provided with a mirror 2 on the upper face of a substrate 4 and is provided with a core 5, which pierces their center parts and is made of a ferromagnetic body. The substrate 4 is supported by a leaf spring 6, and a pair of permanent magnets 7 and 8 are arranged above and below the substrate 4, and electromagnetic coils 3 are formed on surfaces facing each other of permanent magnets 7 and 8. When the core 5 is attracted to the upper permanent magnet 8, the optical switch is turned on, and the mirror 2 reflects a signal light. When a current is made to flow to the upper electromagnetic coil 3 for making an electromagnet repelling the upper permanent magnet 8 of the core 5 in the switch-on state, the core 5 is separated from the upper permanent magnet 8 and is moved to the lower permanent magnet 7, to go into turn off position.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ミラーを備えた光
スイッチ及びその製造方法、並びに該光スイッチを用い
た光スイッチシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch having a mirror, a method for manufacturing the same, and an optical switch system using the optical switch.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インターネットの普及により光フ
ァイバネットワークの通信情報伝送量が爆発的に増大し
ている。この伝送量の増加に対応するために、1本の光
ファイバに異なる波長の信号を重畳して送受信する波長
分割多重(WDM)方式の伝送技術がますます重要にな
っている。
2. Description of the Related Art In recent years, the amount of communication information transmitted through optical fiber networks has increased explosively due to the spread of the Internet. In order to cope with this increase in transmission amount, a wavelength division multiplexing (WDM) transmission technique in which signals of different wavelengths are superimposed on one optical fiber for transmission and reception is becoming more and more important.

【0003】ところで、現在導入されているWDMシス
テムは、2点間の通信を光合分波器を用いて波長分割多
重で結合するpoint-to-point方式が主流であるが、増大
する通信需要を賄うために、中継基地で特定の固定波長
を分岐又は挿入する方式も都市部で導入されている。さ
らに、時々刻々変化する通信需要や通信回線の故障等に
柔軟に対応するために、任意の波長を光スイッチを用い
て、分岐又は挿入するシステムが検討されている。この
光スイッチシステムとしては1入力2出力(1×2)の
小規模のものから、1000入力1000出力(100
0×1000)の大規模なものまで必要とされている
が、現在は小規模な光スイッチシステムが実用化されて
いるのみで、大規模な光スイッチシステムは実用化され
ていない。
By the way, the WDM system currently introduced is mainly a point-to-point system in which communication between two points is combined by wavelength division multiplexing using an optical multiplexer / demultiplexer, but the demand for communication increases. In order to cover the situation, a method of branching or inserting a specific fixed wavelength at a relay station is also introduced in urban areas. Furthermore, in order to flexibly respond to communication demands that change from moment to moment and breakdowns of communication lines, a system for branching or inserting an arbitrary wavelength using an optical switch is under study. As this optical switch system, a small-scale system with 1 input and 2 outputs (1 × 2) can be used.
0x1000) is required, but at present, only a small-scale optical switch system is put into practical use, and a large-scale optical switch system is not put into practical use.

【0004】上記小規模な光スイッチシステムに用いら
れる光スイッチは、光ファイバや光導波路或いは鏡を機
械的に動かす方式のものである。これらのうち可動光フ
ァイバ型には、磁気或いは熱膨張により光ファイバを動
かすものがある。また、可動導波路型では光導波路を機
械的に動かすものがあり、このような光スイッチを用い
て2×2タイプの光スイッチシステム等が実現されてい
る。しかし、これらの光スイッチは応答が遅く、構造的
に小型化が困難であるため、多入力多出力の大規模な光
スイッチシステムには向いていない。
The optical switch used in the above-mentioned small-scale optical switch system is of a system in which an optical fiber, an optical waveguide or a mirror is mechanically moved. Among them, the movable optical fiber type includes a type that moves an optical fiber by magnetism or thermal expansion. Further, there is a movable waveguide type in which an optical waveguide is mechanically moved, and a 2 × 2 type optical switch system or the like is realized by using such an optical switch. However, these optical switches have a slow response and are difficult to be structurally miniaturized, and therefore are not suitable for a large-scale optical switch system with multiple inputs and multiple outputs.

【0005】一方、可動鏡型の光スイッチとしては、例
えば、"An Electromagnetic MEMS 2*2 Fiber Optic Byp
ass Switch",International Conference on Solid-Stat
e Sensors and Actuators,1997,pp89-92に記載されてい
る光スイッチがある。この光スイッチは、シリコンに形
成したX型の溝に光ファイバを固定しておき、その交差
部に電磁力でシリコンのマイクロミラーを出し入れする
方式のものであり、高速の切り替えが可能で、ミラーの
出し入れに大きな力を必要としないため、現在は小規模
な光スイッチシステムしか実現されていないが、大規模
化が比較的容易であると考えられている。
On the other hand, as a movable mirror type optical switch, for example, "An Electromagnetic MEMS 2 * 2 Fiber Optic Byp
ass Switch ", International Conference on Solid-Stat
There is an optical switch described in e Sensors and Actuators, 1997, pp89-92. This optical switch is of a type in which an optical fiber is fixed in an X-shaped groove formed in silicon, and a silicon micromirror is taken in and out at the intersection thereof by high speed switching. Since only a small-scale optical switch system is currently realized because it does not require a large amount of force to move in and out, it is considered that increasing the scale is relatively easy.

【0006】上記光スイッチは、マイクロミラーを載せ
たシリコン板がシリコン板のビーム(梁)により支えら
れた構造をしており、マイクロミラーの裏側には銅コイ
ルが設けられ、希土類磁石が下方に置かれている。マイ
クロミラーを光路に差し入れる、即ちスイッチをONに
するときには、銅コイルに電流を流して磁界を発生させ
る。すると、その磁界により下方の磁石との間で反発力
が生じてマイクロミラーが上方に移動し、光路に入り光
を反射する。電流を流すのを停止すると、マイクロミラ
ーが下がって光路から出て、スイッチはOFFになる。
The above optical switch has a structure in which a silicon plate on which a micromirror is mounted is supported by a beam of the silicon plate, a copper coil is provided on the back side of the micromirror, and a rare earth magnet is provided below. It has been placed. When the micromirror is inserted in the optical path, that is, when the switch is turned on, a current is passed through the copper coil to generate a magnetic field. Then, the magnetic field causes a repulsive force between the lower magnet and the micro mirror to move upward, enter the optical path, and reflect light. When the current flow is stopped, the micromirror goes down and out of the optical path, turning the switch off.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
可動鏡型光スイッチでは、マイクロミラーが光路に入っ
て光を反射しているときには、ビームの弾性力及び重力
並びに磁界による反発力が釣り合った位置にマイクロミ
ラーが置かれているだけで、この位置を固定保持する機
構がないため、外部から振動を加えられるとマイクロミ
ラーの位置が変わってしまい、信号光が所定の光ファイ
バに出力されなくなる。また、マイクロミラーを光路に
入れて光を反射させておくためには、銅コイルに電流を
流し続けなければならないので、このような光スイッチ
システムでは消費電力が大きくなってしまう。さらに、
電源断等の異常が生じると、マイクロミラーが初期位置
に戻ってしまうため、信頼性が低い。
However, in the above movable mirror type optical switch, when the micromirror enters the optical path and reflects light, the position where the elastic force of the beam and the repulsive force due to gravity and the magnetic field are balanced. Since there is no mechanism for fixing and holding this position only because the micromirror is placed in the position, the position of the micromirror changes when external vibration is applied, and the signal light is not output to the predetermined optical fiber. Further, in order to keep the micromirror in the optical path and reflect the light, it is necessary to keep the current flowing through the copper coil, so that power consumption becomes large in such an optical switch system. further,
When an abnormality such as a power failure occurs, the micromirror returns to the initial position, and the reliability is low.

【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、簡単な構造によ
りミラーを光反射位置に固定保持可能で且つこの固定保
持のためのエネルギーが不要な光スイッチを提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to enable a mirror to be fixedly held at a light reflection position with a simple structure, and energy for this fixed holding is unnecessary. To provide a simple optical switch.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、信号光を反射するミラーが信
号光路に進入及び退避するよう作動する光スイッチを対
象とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to an optical switch which operates so that a mirror for reflecting signal light enters and retracts into a signal light path.

【0010】そして、相対向して配置され、電磁コイル
をそれぞれ有する一対の永久磁石と、上記一対の永久磁
石の間に配設され、強磁性体からなり且つ上記電磁コイ
ルとともに電磁石を構成するコアと上記ミラーとを有す
る基板と、上記基板を、上記ミラーとともに上記信号光
路に進入及び退避可能に支持する弾性部材とを備え、上
記電磁石は、上記コアが上記両永久磁石のうち一方に吸
着されているときに、上記電磁コイルへの通電によりコ
アが該一方の永久磁石から他方の永久磁石へと移動して
該他方の永久磁石に吸着されるように構成され、上記コ
アが上記両永久磁石のうち一方に吸着されているときに
は、上記ミラーが信号光路へ進入している一方、コアが
他方に吸着されているときには、ミラーが信号光路から
退避しているように構成されているものとする。
A pair of permanent magnets, which are arranged opposite to each other and each have an electromagnetic coil, and a core, which is disposed between the pair of permanent magnets, is made of a ferromagnetic material and constitutes an electromagnet together with the electromagnetic coil. A substrate having the mirror and an elastic member that supports the substrate together with the mirror so that the core can be moved into and out of the signal optical path, and the electromagnet has the core attracted to one of the permanent magnets. When the electromagnetic coil is energized, the core is moved from the one permanent magnet to the other permanent magnet and is attracted to the other permanent magnet. When one of the cores is attracted to one of the two, the mirror enters the signal optical path, while when the core is attracted to the other, the mirror is retracted from the signal optical path. It is assumed to be configured.

【0011】請求項1の発明の構成であれば、強磁性体
であるコアは、一対の永久磁石のいずれかに吸着される
ことにより基板を固定保持するので、ミラーが信号光路
に進入して信号光を反射する状態及びミラーが信号光路
から退避して信号光が直進する状態の双方が維持され
る。この時、基板の固定保持のためにエネルギーを加え
る必要はない。また、コアを、一方の永久磁石に吸着さ
れた状態から吸着を解除して他方の永久磁石の方に移動
させるときには、電磁コイルに電流を流して、吸着され
ている永久磁石に対して反発するような磁界をコアに生
じさせる。この移動時に、基板は弾性部材により支持さ
れるとともにいつも同じ進入位置及び退避位置に誘導さ
れる。
According to the first aspect of the invention, the core, which is a ferromagnetic material, holds the substrate in a fixed state by being attracted to one of the pair of permanent magnets, so that the mirror enters the signal light path. Both the state where the signal light is reflected and the state where the mirror retracts from the signal light path and the signal light goes straight are maintained. At this time, it is not necessary to apply energy for fixing and holding the substrate. Further, when releasing the attraction from the state where the core is attracted to one permanent magnet and moving it toward the other permanent magnet, a current is passed through the electromagnetic coil to repel the attracted permanent magnet. Creates such a magnetic field in the core. During this movement, the substrate is supported by the elastic member and always guided to the same entry position and retreat position.

【0012】次に、請求項2の発明は、信号光を反射す
るミラーが信号光路に進入及び退避するよう作動する光
スイッチを対象とする。
Next, the invention of claim 2 is directed to an optical switch which operates so that a mirror for reflecting signal light enters and retracts into a signal light path.

【0013】そして、相対向して配置され、電磁石をそ
れぞれ有する一対の永久磁石と、上記一対の永久磁石の
間に配設され、強磁性体である固定保持部と上記ミラー
とを有する基板と、上記基板を、上記ミラーとともに上
記信号光路に進入及び退避可能に支持する弾性部材とを
備え、上記電磁石は、上記固定保持部が該両電磁石のう
ち一方に吸着されているときに、他方の電磁石への通電
により固定保持部が該一方の電磁石から該他方の電磁石
へと移動して該他方の電磁石に吸着されるように構成さ
れ、上記固定保持部が上記両電磁石のうち一方に吸着さ
れているときには、上記ミラーが信号光路へ進入してい
る一方、固定保持部が他方に吸着されているときには、
ミラーが信号光路から退避しているように構成されてい
るものとする。
A pair of permanent magnets, which are arranged to face each other and each have an electromagnet, and a substrate, which is disposed between the pair of permanent magnets, has a fixed holding portion made of a ferromagnetic material and the mirror. An elastic member that supports the substrate together with the mirror so as to enter and retract into the signal optical path, and the electromagnet is configured so that when the fixed holding portion is attracted to one of the electromagnets, the other When the electromagnet is energized, the fixed holding portion moves from the one electromagnet to the other electromagnet and is attracted to the other electromagnet, and the fixed holding portion is attracted to one of the two electromagnets. While the mirror is entering the signal light path, the fixed holding portion is attracted to the other,
It is assumed that the mirror is configured to be retracted from the signal light path.

【0014】請求項2の発明の構成であれば、強磁性体
である固定保持部は、一対の電磁石のいずれかに吸着さ
れることにより基板を固定保持するので、ミラーが信号
光路に進入して信号光を反射する状態及びミラーが信号
光路から退避して信号光が直進する状態の双方が維持さ
れる。この時、電磁石のコアが永久磁石により磁化され
ているので、基板の固定保持のためにエネルギーを加え
る必要はない。また、固定保持部を、一方の電磁石に吸
着された状態から他方の電磁石の方に移動させて吸着さ
せるときには、該他方の電磁石に電流を流して、該一方
の電磁石の吸着力よりも大きな吸引力を発生させる。こ
の移動時に、請求項1と同様に、基板は弾性部材により
支持されるとともにいつも同じ進入位置及び退避位置に
誘導される。
According to the structure of the second aspect of the present invention, since the fixed holding portion, which is a ferromagnetic material, holds the substrate by being attracted to one of the pair of electromagnets, the mirror enters the signal optical path. Thus, both the state of reflecting the signal light and the state of the mirror retracting from the signal light path and the signal light traveling straight are maintained. At this time, since the core of the electromagnet is magnetized by the permanent magnet, it is not necessary to apply energy for fixing and holding the substrate. Further, when the fixed holding portion is moved from the state in which it is attracted to one electromagnet to the other electromagnet to attract it, a current is passed through the other electromagnet to attract more than the attraction force of the one electromagnet. Generate force. At the time of this movement, the substrate is supported by the elastic member and is always guided to the same entry position and retreat position as in the first aspect.

【0015】次に、請求項3の発明は、請求項1記載の
光スイッチの製造方法を対象とする。
Next, the invention of claim 3 is directed to a method of manufacturing an optical switch according to claim 1.

【0016】そして、シリコン板をエッチングして上記
ミラー、基板及び弾性部材を一体に形成する工程と、上
記基板に、上記コアをめっきにより形成する工程と、上
記電磁コイルを少なくともめっきにより形成する工程と
を備えたものとする。
Then, a step of etching the silicon plate to integrally form the mirror, the substrate and the elastic member, a step of forming the core on the substrate by plating, and a step of forming the electromagnetic coil at least by plating. And.

【0017】また、請求項4の発明は、請求項2記載の
光スイッチの製造方法を対象とする。
The invention of claim 4 is directed to a method of manufacturing an optical switch according to claim 2.

【0018】そして、シリコン板をエッチングして上記
ミラー、基板及び弾性部材を一体に形成する工程と、上
記基板に、上記固定保持部をめっきにより形成する工程
と、上記電磁石の電磁コイルを少なくともめっきにより
形成する工程とを備えたものとする。
Then, the step of etching the silicon plate to integrally form the mirror, the substrate and the elastic member, the step of forming the fixed holding portion on the substrate by plating, and the electromagnetic coil of the electromagnet at least plated. And the step of forming by.

【0019】記請求項3及び4の発明の構成であれば、
シリコン板に順次エッチング及びめっきを施して光スイ
ッチの基板部分を製造するプロセスと永久磁石に設ける
電磁コイル或いは電磁石をめっきにより製造するプロセ
スとを別々に行うので、短い時間で製造できる。また、
それぞれのプロセスにおいて、各工程は単純であり、ま
た、各部の位置精度を容易に高められる。電磁石の電磁
コイルは、電流を流したときに発生する磁界を大きくす
るため、めっきと絶縁体の塗布・パターニングとを組み
合わせて複数段積み重ねることが好ましい。
According to the configurations of claims 3 and 4,
Since the process of manufacturing the substrate portion of the optical switch by sequentially etching and plating the silicon plate and the process of manufacturing the electromagnetic coil or electromagnet provided on the permanent magnet by plating are separately performed, the manufacturing can be performed in a short time. Also,
In each process, each step is simple, and the positional accuracy of each part can be easily increased. In order to increase the magnetic field generated when a current is applied, the electromagnetic coil of the electromagnet is preferably stacked in a plurality of stages by combining plating and coating / patterning of an insulator.

【0020】次に、請求項5記載の発明は、請求項1又
は2記載の光スイッチを複数配置して複数の信号光の出
射場所を切り替える光スイッチシステムを対象とする。
Next, a fifth aspect of the present invention is directed to an optical switch system in which a plurality of optical switches according to the first or second aspect are arranged to switch a plurality of signal light emission locations.

【0021】そして、上記複数の光スイッチが一対の永
久磁石を共用しているものである。
The plurality of optical switches share a pair of permanent magnets.

【0022】請求項5の発明の構成であれば、複数の光
スイッチが一対の永久磁石を共用しているので、構造が
簡単であり、製造工程も単純になり、コストが低減され
る。
According to the fifth aspect of the invention, since the plurality of optical switches share the pair of permanent magnets, the structure is simple, the manufacturing process is simple, and the cost is reduced.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】−実施形態1− 図1は、実施形態1に係る光スイッチ1を斜め上から見
た模式図である。この光スイッチ1は、ミラー2を備え
た基板4が板バネ(弾性部材)6により可動に支持さ
れ、この基板4の上下に一対の永久磁石7,8が相対向
して配置されている構造を有するものである。
-Embodiment 1- FIG. 1 is a schematic view of an optical switch 1 according to Embodiment 1 as viewed from diagonally above. In this optical switch 1, a substrate 4 having a mirror 2 is movably supported by a leaf spring (elastic member) 6, and a pair of permanent magnets 7 and 8 are arranged above and below the substrate 4 so as to face each other. Is to have.

【0025】以下、この光スイッチ1について詳しく説
明をする。
The optical switch 1 will be described in detail below.

【0026】上記光スイッチ1の中央部分には、シリコ
ンの基板4が配置され、その上面には同じくシリコンで
形成されたミラー2が設けられている。このミラー2は
八角柱の形状をなしており、この一つの柱面が信号光の
反射面10となっている。図2に示すように、これらミ
ラー2と基板4の中央部をそれぞれ上下に貫通する貫通
孔2a,4aが設けられ、これらの貫通孔2a,4aは
連通している。この連通した貫通孔2a,4aを埋め且
つミラー2の上側と基板4の下側に突き出るように、強
磁性体であるパーマロイからなるコア5が形成されてい
る。
A silicon substrate 4 is arranged in the central portion of the optical switch 1, and a mirror 2 also made of silicon is provided on the upper surface thereof. The mirror 2 is in the shape of an octagonal prism, and this one cylindrical surface serves as a signal light reflecting surface 10. As shown in FIG. 2, through holes 2a and 4a are formed vertically through the mirror 2 and the central portion of the substrate 4, respectively, and the through holes 2a and 4a communicate with each other. A core 5 made of permalloy, which is a ferromagnetic material, is formed so as to fill the communicating through holes 2a and 4a and project to the upper side of the mirror 2 and the lower side of the substrate 4.

【0027】板バネ6は、外枠9から突き出している
が、外枠9と板バネ6は、ともにシリコンで基板4と一
体に形成されている。この板バネ6は、相対する外枠9
と基板4の間をそれらと平行なジグザグバネ形状をなし
て繋いでいる。このようにジグザグバネ形状としたの
は、板バネ6長を長くすることにより、変形時の板バネ
6の単位長さ当たりの歪み量を小さくするためである。
また、基板4を確実に支持するために、一つの基板4を
二つ以上の板バネ6により支持することが好ましい。一
つの基板4に四つの板バネ6を形成すると、基板4の支
持がより確実になり、特に好ましい。
Although the leaf spring 6 projects from the outer frame 9, both the outer frame 9 and the leaf spring 6 are made of silicon and are integrally formed with the substrate 4. This leaf spring 6 has an outer frame 9 that faces the leaf spring 6.
And the substrate 4 are connected in a zigzag spring shape parallel to them. The zigzag spring shape is used in this manner in order to reduce the amount of strain per unit length of the leaf spring 6 at the time of deformation by increasing the length of the leaf spring 6.
Further, in order to surely support the substrate 4, it is preferable to support one substrate 4 by two or more leaf springs 6. It is particularly preferable to form the four leaf springs 6 on one substrate 4 because the substrate 4 can be supported more reliably.

【0028】上記基板4の上下に配置された一対の永久
磁石7,8の基板4側の面には、コイルベース11を介
して電磁コイル3がそれぞれ設けられている。即ち、両
永久磁石7,8はそれぞれ電磁コイルを有している。コ
イルベース11の中央部には、上記コア5の外径よりも
大きい径を有する貫通孔20が設けられていて、電磁コ
イル3はその貫通孔20の周囲に形成されている。電磁
コイル3は、上記のコア5と組み合わされて電磁石を構
成するが、発生する磁界を大きくするため、コア5が、
永久磁石7,8に吸着しているときには、電磁コイル3
の内側に入り込む位置関係になっている。また、コア5
はコイルベース11の貫通孔に入り込んで、永久磁石
7,8に接触し、吸着する。
Electromagnetic coils 3 are provided on the surfaces of the pair of permanent magnets 7, 8 arranged above and below the substrate 4 on the substrate 4 side via a coil base 11, respectively. That is, both permanent magnets 7 and 8 each have an electromagnetic coil. A through hole 20 having a diameter larger than the outer diameter of the core 5 is provided at the center of the coil base 11, and the electromagnetic coil 3 is formed around the through hole 20. The electromagnetic coil 3 is combined with the core 5 to form an electromagnet. However, in order to increase the generated magnetic field, the core 5 is
When attracted to the permanent magnets 7 and 8, the electromagnetic coil 3
There is a positional relationship that goes inside. Also, core 5
Enters the through hole of the coil base 11, contacts the permanent magnets 7, 8 and is attracted.

【0029】次に光スイッチの製造方法について説明す
る。
Next, a method of manufacturing the optical switch will be described.

【0030】図3は、シリコンマイクロマシーニングと
めっきとによる基板4とその関連部分の製造のプロセス
を順に断面にて示した図である。図3(a)は、三層構
造のシリコン板12の断面図であって、シリコン板12
は、SiO2層13の両面にSi層14a,14bが積
層されている。図中の上側のSi層14aは、下側のS
i層14bに比べて厚く形成されており、ミラー2を形
作る部分である。下側のSi層14bは、基板4、外枠
9及び板バネ6を形作る部分である。このシリコン板1
2の二つのSi層14a,14bとSiO2層13とを
それぞれ熱酸化膜形成、パターニング及びエッチングを
して、基板4、ミラー2、外枠9及び板バネ6を形成す
る(図3(b))。基板4とミラー2には、連通する貫
通孔15を形成しておく。それから、次工程のコア5形
成のために、基板4下面の貫通孔15周囲に電極16を
スパッタ蒸着法によるクロム薄膜で形成する(図3
(c))。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the substrate 4 and its related parts by silicon micromachining and plating. FIG. 3A is a sectional view of the silicon plate 12 having a three-layer structure.
Has Si layers 14a and 14b laminated on both sides of the SiO 2 layer 13. The upper Si layer 14a in the figure is the lower S layer.
It is formed thicker than the i layer 14b, and is a portion that forms the mirror 2. The lower Si layer 14b is a portion forming the substrate 4, the outer frame 9, and the leaf spring 6. This silicon plate 1
The two Si layers 14a and 14b and the SiO 2 layer 13 are subjected to thermal oxide film formation, patterning and etching to form the substrate 4, the mirror 2, the outer frame 9 and the leaf spring 6 (see FIG. 3B. )). Through holes 15 are formed in the substrate 4 and the mirror 2 so as to communicate with each other. Then, in order to form the core 5 in the next step, the electrode 16 is formed of the chromium thin film by the sputter deposition method around the through hole 15 on the lower surface of the substrate 4 (FIG. 3).
(C)).

【0031】上記電極16を用いて、強磁性体であるパ
ーマロイを貫通孔15に電解めっきにより析出させて、
コア5を形成する(図3(d))。こうして、基板4と
その関連部分が出来上がる。このとき、コア5の径を基
板4の貫通孔の径よりも大きくしておくと、後述の光ス
イッチの駆動の時にコア5と基板4とが一体となって確
実に移動するため好ましい。
Permalloy, which is a ferromagnetic material, is deposited in the through hole 15 by electrolytic plating using the electrode 16 described above.
The core 5 is formed (FIG. 3 (d)). In this way, the substrate 4 and its related parts are completed. At this time, it is preferable to make the diameter of the core 5 larger than the diameter of the through-hole of the substrate 4 so that the core 5 and the substrate 4 can integrally move when the optical switch described later is driven.

【0032】図4は、電磁コイル3の製造プロセスを順
に断面にて示した図である。この電磁コイル3は、シリ
コンの板であるコイルベース11の上面に形成される。
コイルベース11には、シリコン板を熱酸化膜形成、パ
ターニング及びエッチングをして、中央部分にコア5が
入り込む貫通孔20を形成する(図4(b))。次に、
感光性ポリイミドの塗布、露光及び現像によるパターニ
ングを行って、貫通孔20の周囲に、表面に凹部18を
有するコイルパターン用の絶縁膜17を形成する(図4
(c))。この絶縁膜17の凹部18に銅めっきを施し
て単層の銅コイル19を形成する(図4(d))。上記
の絶縁膜17形成と銅めっきとを繰り返して、単層の銅
コイル19を複数積層した電磁コイル3を形成する(図
4(e))。なお、図には示していないが、この時に電
磁コイル3への電流供給配線も同時にコイルベース11
に形成することが好ましい。
4A to 4C are views showing the manufacturing process of the electromagnetic coil 3 in order of cross section. The electromagnetic coil 3 is formed on the upper surface of the coil base 11 which is a silicon plate.
In the coil base 11, a silicon oxide plate is formed with a thermal oxide film, patterned, and etched to form a through hole 20 into which the core 5 is inserted in the central portion (FIG. 4B). next,
Patterning is performed by applying a photosensitive polyimide, exposing and developing, and an insulating film 17 for a coil pattern having a recess 18 on the surface is formed around the through hole 20 (FIG. 4).
(C)). Copper plating is applied to the recess 18 of the insulating film 17 to form a single-layer copper coil 19 (FIG. 4D). The formation of the insulating film 17 and the copper plating are repeated to form the electromagnetic coil 3 in which a plurality of single-layer copper coils 19 are laminated (FIG. 4E). Although not shown in the figure, at this time, the current supply wiring to the electromagnetic coil 3 is also simultaneously connected to the coil base 11.
It is preferable to form it.

【0033】次に、コイルベース11下面を永久磁石
7,8にそれぞれ貼り合わせることにより、上記のよう
に形成した電磁コイル3の永久磁石7,8への設置を行
う。それから、コイルベース11を貼り合わせた面が互
いに相対向するように永久磁石7,8を配置し、その間
に上記基板4とその関連部分を配設して光スイッチ1が
完成する。
Next, the lower surface of the coil base 11 is bonded to the permanent magnets 7 and 8, respectively, so that the electromagnetic coil 3 formed as described above is installed on the permanent magnets 7 and 8. Then, the permanent magnets 7 and 8 are arranged so that the surfaces to which the coil bases 11 are bonded face each other, and the substrate 4 and its related parts are arranged between them to complete the optical switch 1.

【0034】次に、光スイッチ1の駆動機構について説
明する。光スイッチ1は、ミラー2が信号光を反射する
信号光路へ進入した位置(以下、ON位置という)と、
信号光路から退避した位置(以下、OFF位置という)
との間を移動するように駆動されるが、この光スイッチ
1の駆動は、電磁コイル3に電流を流してコア5を電磁
石とすることにより行われる。ここで、図5に電磁石の
原理を示す。棒状の強磁性体のコア21の回りを巻いて
いる電磁コイル22に電流を流すと、コア21が磁化し
て電磁石となる。図では、電磁コイル22に電流を上か
ら見て左回りに流しているので、コア21の上側がN極
になり、下側がS極になっている。なお、図5中、23
は磁力線である。
Next, the drive mechanism of the optical switch 1 will be described. The optical switch 1 has a position (hereinafter, referred to as an ON position) in which the mirror 2 enters a signal light path for reflecting the signal light,
Position retracted from signal light path (hereinafter referred to as OFF position)
The optical switch 1 is driven by moving a current through the electromagnetic coil 3 to make the core 5 an electromagnet. Here, the principle of the electromagnet is shown in FIG. When a current is applied to the electromagnetic coil 22 wound around the rod-shaped ferromagnetic core 21, the core 21 is magnetized and becomes an electromagnet. In the figure, since a current is applied to the electromagnetic coil 22 counterclockwise when viewed from above, the upper side of the core 21 is the N pole and the lower side is the S pole. In FIG. 5, 23
Are magnetic lines of force.

【0035】このような電磁石の働きを利用した駆動方
法を図6に断面にて模式的に示す。図6においては、光
スイッチ1がON位置からOFF位置に移動するのを順
を追って示している。なお、図6ではコイルベース11
は示していない。図6に示した駆動方法は、電磁石とし
たコア5と上側の永久磁石8との間の反発力及び下側の
永久磁石7との間の吸着力の両方を利用したものであ
る。なお、上下の永久磁石7,8は互いに異なる極を向
け合っている。図6(a)は、光スイッチ1がON位置
にある状態を示している。この状態では、コア5は強磁
性体であるので、上側の永久磁石8に磁力により吸着し
ていて、上下の電磁コイル3a,3bには、いずれも電
流は流れていない。コア5とともに、ミラー2、基板4
も上側に固定されていて、板バネ6は上方へ撓んでい
る。
A driving method utilizing such a function of the electromagnet is schematically shown in a cross section in FIG. In FIG. 6, the optical switch 1 moves from the ON position to the OFF position in sequence. In FIG. 6, the coil base 11
Is not shown. The driving method shown in FIG. 6 utilizes both the repulsive force between the core 5 that is an electromagnet and the upper permanent magnet 8 and the attraction force between the lower permanent magnet 7. The upper and lower permanent magnets 7 and 8 have different poles facing each other. FIG. 6A shows a state in which the optical switch 1 is in the ON position. In this state, since the core 5 is a ferromagnetic body, it is attracted to the upper permanent magnet 8 by magnetic force, and no current flows in the upper and lower electromagnetic coils 3a and 3b. Mirror 2, substrate 4 together with core 5
Is also fixed to the upper side, and the leaf spring 6 is bent upward.

【0036】次に、駆動のため上側の電磁コイル3aに
電流を流す(図6(b))。電流の供給は、コイルベー
ス上に形成された配線(不図示)により行う。25、2
6は電流の方向を示す記号であって、25は紙面裏側か
ら表側へ、26は紙面表側から裏側への方向をそれぞれ
示している。この電流は、その上から見ると、コア5の
回りを左回りに流れており、この電流によりコア5は、
上がN極、下がS極の電磁石となる。従って、吸着して
いる上側の永久磁石8とは、N極同士が接することにな
るため、ここで反発力が生じて、吸着が解除され、コア
5が上側の永久磁石8から離れる。離れた後も、上記反
発力と撓んでいる板バネ6の復元力とによって、コア5
は下側に駆動される。
Next, a current is passed through the upper electromagnetic coil 3a for driving (FIG. 6 (b)). The current is supplied by a wire (not shown) formed on the coil base. 25, 2
Reference numeral 6 is a symbol indicating the direction of the current, 25 is the direction from the back side to the front side of the paper, and 26 is the direction from the front side to the back side of the paper. When viewed from above, this current flows around the core 5 in the counterclockwise direction.
The top is the N pole and the bottom is the S pole. Therefore, since the N poles come into contact with the attracted upper permanent magnet 8, repulsive force is generated here, the attraction is released, and the core 5 separates from the upper permanent magnet 8. Even after being separated, the core 5 is still repulsed by the repulsive force and the restoring force of the bent leaf spring 6.
Is driven downwards.

【0037】それから、コア5が上から下の永久磁石7
に行く途中で上側の電磁コイル3aへの電流の供給を止
め、今度は下側の電磁コイル3bに上側とは逆向きの電
流を流す(図6(c))。そうすると、コア5の下側は
N極になり、下側の永久磁石7のS極とは吸引し合うの
で、コア5は下側へ駆動される。コア5が下側の永久磁
石7に吸着してしまえば(OFF位置)、電流を流さな
くても吸着し続けるので、電流の供給を停止する(図6
(d))。なお、コア5が下側の永久磁石7に吸着する
前に、下側の電磁コイル3bへの電流供給を停止しても
よい。また、OFF位置からON位置に駆動するには、
図6(d)の状態において下側の電磁コイル3bに図6
(c)に示すのとは逆方向の電流を流し、コア5が下側
の永久磁石7から離れて上側の永久磁石8に向かって移
動しているときに、上側の電磁コイル3aに図6(b)
に示すのとは逆方向の電流を流せばよい。
Then, the core 5 has the permanent magnets 7 from the top to the bottom.
The current supply to the electromagnetic coil 3a on the upper side is stopped on the way to, and this time, the electric current in the opposite direction to the electromagnetic coil 3b on the lower side is made to flow (FIG. 6 (c)). Then, the lower side of the core 5 becomes an N pole and attracts the S pole of the lower permanent magnet 7 to each other, so that the core 5 is driven downward. When the core 5 is attracted to the lower permanent magnet 7 (OFF position), the current continues to be attracted even if the current is not passed, so the current supply is stopped (FIG. 6).
(D)). The current supply to the lower electromagnetic coil 3b may be stopped before the core 5 is attracted to the lower permanent magnet 7. To drive from the OFF position to the ON position,
In the state of FIG. 6 (d), the electromagnetic coil 3b on the lower side is
When the current flowing in the opposite direction to that shown in (c) is passed and the core 5 moves away from the lower permanent magnet 7 toward the upper permanent magnet 8, the upper electromagnetic coil 3 a is moved to the upper electromagnetic coil 3 a. (B)
It suffices to pass a current in the opposite direction to that shown in.

【0038】上記説明のように、光スイッチ1をON位
置からOFF位置へ、或いは逆にOFF位置からON位
置へと移動させるためには、電磁コイル3a,3bに電
流を流す必要があるが、ON位置或いはOFF位置にあ
る光スイッチ1の位置を保持するためには、電流を流す
必要がない。即ち、光スイッチ1の位置保持のために
は、電力が消費されないし、光スイッチ1稼働中に停電
等で電源断が生じても、光スイッチ1の位置は変わらず
信頼性が高い。
As described above, in order to move the optical switch 1 from the ON position to the OFF position, or vice versa, from the OFF position to the ON position, it is necessary to pass a current through the electromagnetic coils 3a and 3b. In order to maintain the position of the optical switch 1 in the ON position or the OFF position, it is not necessary to pass a current. That is, power is not consumed to hold the position of the optical switch 1, and the position of the optical switch 1 does not change even if power is cut off due to a power failure or the like while the optical switch 1 is operating, and the reliability is high.

【0039】次に、本実施形態の光スイッチ1を四個用
いた2入力2出力の光スイッチシステムの概略図を図7
に示す。なお、図7では、一対の永久磁石7,8を四個
の光スイッチ1(1a,1b,1c,1d)で共用して
おり、上側の永久磁石8を取り除いて、上方から見た図
である。これら四個の光スイッチ1(1a,1b,1
c,1d)のそれぞれの外枠9は、繋がっていて外側に
延びており、外枠9であるシリコン板に設けられた各孔
37の中に各光スイッチ1が配置されている形となって
いる。入出力のための第一出射光ファイバ31、第二出
射光ファイバ32、第一入射光ファイバ33及び第二入
射光ファイバ34は、それぞれ外枠9の外側に延びた部
分にシリコンで形成された四つのV溝35にそれぞれ固
定されている。
Next, a schematic diagram of a 2-input 2-output optical switch system using four optical switches 1 of the present embodiment is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 7, the pair of permanent magnets 7 and 8 are shared by the four optical switches 1 (1a, 1b, 1c, and 1d), and the upper permanent magnet 8 is removed and viewed from above. is there. These four optical switches 1 (1a, 1b, 1
c, 1d), each outer frame 9 is connected and extends to the outside, and each optical switch 1 is arranged in each hole 37 provided in the silicon plate that is the outer frame 9. ing. The first output optical fiber 31, the second output optical fiber 32, the first input optical fiber 33, and the second input optical fiber 34 for input and output are each made of silicon in a portion extending to the outside of the outer frame 9. It is fixed to each of the four V grooves 35.

【0040】図7(a)では、図の左上の光スイッチ1
aと右下の光スイッチ1dとが、下側の永久磁石7に吸
着固定されていてOFF位置になっており、右上の光ス
イッチ1bと左下の光スイッチ1cとが、上側の永久磁
石8に吸着固定されていてON位置になっている。その
ため、第一出射光ファイバ31から出た光は、左下の光
スイッチ1cにより反射されて第一入射光ファイバ33
に入る。第二出射光ファイバ32から出た光は、右下の
光スイッチ1dの上を通過して、右上の光スイッチ1b
により反射されて第二入射光ファイバ34に入る。
In FIG. 7A, the optical switch 1 at the upper left of the drawing is shown.
a and the lower right optical switch 1d are attracted and fixed to the lower permanent magnet 7 and are in the OFF position, and the upper right optical switch 1b and the lower left optical switch 1c are attached to the upper permanent magnet 8. It is fixed by suction and is in the ON position. Therefore, the light emitted from the first outgoing optical fiber 31 is reflected by the optical switch 1c at the lower left to be reflected by the first incoming optical fiber 33.
to go into. The light emitted from the second emission optical fiber 32 passes above the lower right optical switch 1d, and passes through the upper right optical switch 1b.
Is reflected by and enters the second incident optical fiber 34.

【0041】図7(b)では、四個の光スイッチ1a、
1b、1c、1dのON位置とOFF位置とが、図7
(a)とは逆になっているため、第一出射光ファイバ3
1から出た光は、左下の光スイッチ1cの上を通過し、
左上の光スイッチ1aにより反射されて第二入射光ファ
イバ34に入る。第二出射光ファイバ32から出た光
は、右下の光スイッチ1dにより反射されて第一入射光
ファイバ33に入る。
In FIG. 7B, four optical switches 1a,
The ON and OFF positions of 1b, 1c, and 1d are shown in FIG.
Since it is the reverse of (a), the first outgoing optical fiber 3
The light emitted from 1 passes above the optical switch 1c at the lower left,
It is reflected by the upper left optical switch 1a and enters the second incident optical fiber 34. The light emitted from the second outgoing optical fiber 32 is reflected by the lower right optical switch 1d and enters the first incoming optical fiber 33.

【0042】これまでの説明より、本実施形態の光スイ
ッチ1は、ミラー2を備えた基板4に形成された強磁性
体からなるコア5が、基板4の上下に置かれた一対の永
久磁石7,8の一方に吸着することにより、光スイッチ
1のON位置及びOFF位置を固定保持するので、外部
から振動が加わっても位置変動が生じず安定して作動す
る。このようなON位置とOFF位置の切り替えは、永
久磁石7,8に設けられた電磁コイル3に電流を流すこ
とにより行うことができるので、スイッチ動作を容易に
行える。また、光スイッチ1をON位置或いはOFF位
置に固定保持するのに、電力が消費されないので低コス
トで使用できるとともに、異常事態により電源断となっ
ても、その時点での光スイッチ1のON位置或いはOF
F位置は変動しないので信頼性が高い。さらに光スイッ
チ1の製造は、シリコン板のエッチングとそれに続くコ
ア5のめっきによる形成並びに別工程でのめっきによる
電磁コイル3の形成により行われるので、工程が単純で
簡単であり、また、各部分を位置精度高く形成できる。
From the above description, the optical switch 1 according to the present embodiment has a pair of permanent magnets in which the core 5 made of a ferromagnetic material formed on the substrate 4 having the mirror 2 is placed above and below the substrate 4. By adsorbing to one of 7 and 8, the ON position and the OFF position of the optical switch 1 are fixedly held, so that even if vibration is applied from the outside, the position does not change and the operation is stable. Such switching between the ON position and the OFF position can be performed by passing a current through the electromagnetic coil 3 provided on the permanent magnets 7 and 8, so that the switch operation can be easily performed. Further, since the optical switch 1 is fixedly held in the ON position or the OFF position, no electric power is consumed, so that the optical switch 1 can be used at low cost, and even if the power is shut down due to an abnormal situation, the optical switch 1 is in the ON position at that time. Or OF
Since the F position does not change, the reliability is high. Further, the manufacturing of the optical switch 1 is performed by etching the silicon plate, then forming the core 5 by plating, and forming the electromagnetic coil 3 by plating in another step, so that the steps are simple and easy, and Can be formed with high positional accuracy.

【0043】−実施形態2− 図8は、実施形態2に係る光スイッチ1を斜め上から見
た模式図である。本実施形態は、永久磁石7,8に電磁
コイルの代わりに電磁石41が設けられていること以外
は、実施形態1とほぼ同じであるので、実施形態1と異
なっている部分のみを説明する。
-Embodiment 2- FIG. 8 is a schematic view of the optical switch 1 according to Embodiment 2 as seen from diagonally above. The present embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the permanent magnets 7 and 8 are provided with the electromagnets 41 instead of the electromagnetic coils, and therefore only the portions different from the first embodiment will be described.

【0044】本実施形態では、実施形態1のコア5と同
素材同形状の固定保持部42が基板4に形成されている
が、この固定保持部42は実施形態1のように電磁石の
コアにはならず、上下の電磁石41にそれぞれ吸着する
ようになっており、このことで、光スイッチ1がON位
置及びOFF位置に固定保持される。なお、固定保持部
42の径を基板4の貫通孔4aの径よりも大きくしてお
くと、後述の光スイッチ1の駆動の時に固定保持部42
と基板4とが一体となって確実に移動するため好まし
い。
In the present embodiment, the fixed holding portion 42 having the same material and shape as the core 5 of the first embodiment is formed on the substrate 4, and the fixed holding portion 42 is the core of the electromagnet as in the first embodiment. Instead, the magnets are attracted to the upper and lower electromagnets 41, respectively, whereby the optical switch 1 is fixedly held in the ON position and the OFF position. If the diameter of the fixed holding portion 42 is made larger than the diameter of the through hole 4a of the substrate 4, the fixed holding portion 42 is driven when the optical switch 1 described later is driven.
This is preferable because the substrate 4 and the substrate 4 can move integrally assuredly.

【0045】図9に電磁石41の構造を模式的に示す
(なお、図9に示す電磁石41は、下側の永久磁石7に
設けられたものであるが、上側の永久磁石8に設けられ
たものは、下側の永久磁石7に設けられたものと上下関
係が逆になる以外は同じである)。この電磁石41は櫛
歯状(歯が三本)をなしていて、下部のコア連結部62
により三本のコア44,45a,45bが繋がってい
る。これらのうち中央のコア44にのみ電磁コイル3が
設けられていて、この電磁コイル3に電流を流すことに
より、磁界が発生する。同図では上から見て左回りに電
流が流れているので、中央のコア44の上側がN極とな
り、第一及び第二の端のコア45a,45bの上側がS
極となっている。このような櫛歯状であると、発生する
磁束を外部に漏らさないので、中央のコア44の上方に
配設される強磁性体の固定保持部42を効率よく吸引で
きる。
FIG. 9 schematically shows the structure of the electromagnet 41 (the electromagnet 41 shown in FIG. 9 is provided on the lower permanent magnet 7, but is provided on the upper permanent magnet 8). The thing is the same as that provided on the lower permanent magnet 7 except that the vertical relationship is reversed). The electromagnet 41 has a comb-teeth shape (three teeth) and has a lower core connecting portion 62.
The three cores 44, 45a, 45b are connected by. The electromagnetic coil 3 is provided only in the central core 44 of these, and a magnetic field is generated by passing a current through the electromagnetic coil 3. In the figure, since the current flows counterclockwise as viewed from above, the upper side of the central core 44 becomes the N pole, and the upper sides of the cores 45a, 45b at the first and second ends become S poles.
It is a pole. With such a comb-like shape, the generated magnetic flux is not leaked to the outside, so that the fixed holding portion 42 of the ferromagnetic material arranged above the central core 44 can be efficiently attracted.

【0046】本実施形態の実際の電磁石41は、図15
に示すように、直方体であり、コア連結部62が底面を
なしている。第一及び第二の端のコア45a,45bが
相対向する一組の側面をなしており、側面よりも狭幅の
中央のコア44が底面中央部から垂直に直方体上面まで
設けられている。この中央のコア44の周囲には電磁コ
イル3が設けられていて、直方体の残りの部分は絶縁体
61により埋められている。
The actual electromagnet 41 of this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the core connecting portion 62 is a rectangular parallelepiped and has a bottom surface. The first and second end cores 45a and 45b form a pair of side surfaces facing each other, and a central core 44 narrower than the side surfaces is provided vertically from the center of the bottom surface to the upper surface of the rectangular parallelepiped. The electromagnetic coil 3 is provided around the central core 44, and the remaining portion of the rectangular parallelepiped is filled with the insulator 61.

【0047】図10は、上記電磁石41の電磁コイル3
の構成を示した図である(なお、図10は、中央のコア
44を水平にしたときの状態を示している)。電磁コイ
ル3は、図10(a)に示すように、中央のコア44の
断面形状に対応して一周分の形状は矩形をなしており、
図10(b)に示すように、この一周分が各辺毎に四つ
の部分に分けて形成される。このような電磁コイル3を
形成するためには、まず短冊状である矩形の底辺部分4
6を複数、平行に並べて形成する。そして、底辺部分4
6の両端に略垂直に相対向する円柱状である側辺部分4
7を複数形成し、この相対向する側辺部分47の上端同
士を連結するように短冊状である上辺部分48を複数形
成して完成する。
FIG. 10 shows the electromagnetic coil 3 of the electromagnet 41.
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of FIG. 10 (note that FIG. 10 shows a state in which the central core 44 is horizontal). As shown in FIG. 10A, the electromagnetic coil 3 has a rectangular shape for one round corresponding to the cross-sectional shape of the central core 44.
As shown in FIG. 10B, this one round is divided into four parts on each side. In order to form such an electromagnetic coil 3, first, a rectangular bottom portion 4 having a rectangular shape is formed.
A plurality of 6 are arranged in parallel and formed. And the bottom part 4
Cylindrical side portions 4 that are substantially vertically opposed to both ends of 6
7 are formed in a plural number, and a plurality of strip-shaped upper side portions 48 are formed so as to connect the upper ends of the opposite side side portions 47 to each other.

【0048】次に、上記の電磁石41の製造方法につい
て説明する。図11は、電磁石41の製造のプロセスの
前半を順に断面にて示した図である。図11(a)〜
(d)は、図15のA−A断面に相当しており、第一の
端のコア45aが下側に、第二の端のコア45bが上側
にそれぞれ位置した状態に対応している。
Next, a method of manufacturing the above electromagnet 41 will be described. FIG. 11 is a diagram sequentially showing the first half of the process of manufacturing the electromagnet 41 in cross section. 11 (a)-
(D) corresponds to the AA cross section of FIG. 15, and corresponds to a state in which the first end core 45a is located on the lower side and the second end core 45b is located on the upper side.

【0049】まず、強磁性体であるパーマロイの板50
を用意し(図11(a))、その上面に感光性ポリイミ
ドの絶縁膜51を形成する(図11(b))。このパー
マロイ板50は、電磁石41の第一の端のコア45aと
なり、絶縁膜51は第一の端のコア45aと電磁コイル
3とを絶縁する働きをして、絶縁体61の一部となる。
なお、パーマロイ板50の左端部分は、後ほど両端のコ
ア45a,45bと中央のコア44とを連結するため
に、感光性ポリイミドを塗布しないでおく。
First, the permalloy plate 50 which is a ferromagnetic material.
Is prepared (FIG. 11A), and a photosensitive polyimide insulating film 51 is formed on the upper surface thereof (FIG. 11B). The permalloy plate 50 serves as the core 45a at the first end of the electromagnet 41, and the insulating film 51 serves to insulate the core 45a at the first end from the electromagnetic coil 3 and becomes a part of the insulator 61. .
The left end portion of the permalloy plate 50 is not coated with a photosensitive polyimide in order to connect the cores 45a and 45b at both ends and the core 44 at the center later.

【0050】それから、再度感光性ポリイミドを塗布、
露光及び現像を行って、コイルパターンを形成すべきと
ころが凹部49になるようパターン形成する(図11
(c))。この凹部49に電解銅めっきによって底辺部
分46を形成する(図11(d))。この図11(d)
の状態のD矢視図が図13である。以下、図13におけ
る各底辺部分46の上端部分を結んだ断面(B−B断
面)と一つの底辺部分46の長さ方向に沿った断面(C
−C断面)も適宜示す。次に、中央のコア44と電磁コ
イル3との絶縁のために感光性ポリイミドの絶縁膜53
を塗布、露光及び現像をして形成し、さらにその上に電
磁コイル3の側辺部分47及び中央のコア44を形成す
るための感光性ポリイミドの絶縁膜54を塗布、露光及
び現像によりパターン形成する(図11(e))。これ
により、側辺部分47形成のための凹部55が形成さ
れ、中央のコア44形成のための凹部56が形成され
る。
Then, the photosensitive polyimide is applied again,
Exposure and development are performed to form a pattern so that the portion where the coil pattern is to be formed is the recess 49 (FIG. 11).
(C)). A bottom portion 46 is formed in the recess 49 by electrolytic copper plating (FIG. 11 (d)). This FIG. 11 (d)
FIG. 13 is a view on arrow D in this state. In the following, a cross section (BB cross section) connecting the upper end portions of the respective bottom side portions 46 in FIG. 13 and a cross section (C along the length direction of one bottom side portion 46).
(C cross section) is also shown as appropriate. Next, in order to insulate the central core 44 from the electromagnetic coil 3, a photosensitive polyimide insulating film 53 is formed.
Is formed by applying, exposing, and developing, and further, a photosensitive polyimide insulating film 54 for forming the side portion 47 and the central core 44 of the electromagnetic coil 3 is applied thereon, and a pattern is formed by exposing and developing. (FIG. 11E). As a result, the recess 55 for forming the side portion 47 is formed, and the recess 56 for forming the central core 44 is formed.

【0051】図12は、図11に続く電磁石41の製造
のプロセスの後半を順に断面にて示した図である。図1
1(e)の後に上記凹部55,56に、電解めっきによ
って、電磁コイル3の側辺部分47と中央のコア44と
をそれぞれ形成する(図12(a))。このとき、側辺
部分47は銅により形成し、中央のコア44はパーマロ
イにより形成する。なお、B−B断面及びC−C断面に
おいて、底辺部分46と側辺部分47とは、両者の境界
を示さず、両者一体に示している。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the latter half of the process of manufacturing the electromagnet 41 following FIG. 11 in order. Figure 1
After 1 (e), the side portions 47 of the electromagnetic coil 3 and the central core 44 are formed in the recesses 55 and 56 by electrolytic plating (FIG. 12A). At this time, the side portion 47 is made of copper, and the central core 44 is made of permalloy. In addition, in the BB cross section and the CC cross section, the bottom portion 46 and the side portion 47 are not shown as a boundary between them but are shown integrally.

【0052】次に、中央のコア44と電磁コイル3との
絶縁のために感光性ポリイミドの絶縁膜57を塗布、露
光及び現像を行って形成し、さらにその上に電磁コイル
3の上辺部分48を形成するための感光性ポリイミドの
絶縁膜58を塗布、露光及び現像によりパターン形成
し、続いて銅の電解めっきによって、電磁コイル3の上
辺部分48を形成する(図12(b))。なお、B−B
断面及びC−C断面において、側辺部分47と上辺部分
48とは、両者の境界を示さず、両者一体に示してい
る。
Next, a photosensitive polyimide insulating film 57 is formed by coating, exposing and developing for insulating the central core 44 from the electromagnetic coil 3, and the upper side portion 48 of the electromagnetic coil 3 is further formed thereon. A photosensitive polyimide insulating film 58 for forming the above is applied, exposed and developed to form a pattern, and then copper electroplating is performed to form the upper side portion 48 of the electromagnetic coil 3 (FIG. 12B). In addition, BB
In the cross section and the CC cross section, the side portion 47 and the upper side portion 48 do not show the boundary between the two and are shown integrally.

【0053】それから、次に形成する第二の端のコア4
5bとの絶縁を行うために、これらの上面全てに感光性
ポリイミドの絶縁膜59を塗布により形成する(図12
(c))。そして、この絶縁膜59の上面に第二の端の
コア45bを、これまで形成した積層部分の左端側に三
つのコア50,44,45bの連結部62をパーマロイ
の電解めっきによってそれぞれ形成することで電磁石4
1が完成する(図12(d))。
Then, the second end core 4 to be formed next is formed.
Insulation film 59 of photosensitive polyimide is formed on all of these upper surfaces by coating in order to insulate it from 5b (FIG. 12).
(C)). Then, the second end core 45b is formed on the upper surface of the insulating film 59, and the connecting portion 62 of the three cores 50, 44, 45b is formed by permalloy electrolytic plating on the left end side of the laminated portion formed so far. With electromagnet 4
1 is completed (FIG. 12 (d)).

【0054】次に、本実施形態の光スイッチの駆動方法
を説明する。
Next, a method of driving the optical switch of this embodiment will be described.

【0055】図14は、光スイッチ1がON位置からO
FF位置に移動し、さらにOFF位置からON位置に戻
るところまでを順を追って断面にて示している。この方
法は、電磁石41と固定保持部42との間の吸引力を利
用した駆動方法であり、上下の永久磁石7、8は互いに
異なる極を向け合っている。図14(a)は、光スイッ
チ1がON位置にある状態を示している。この状態で
は、上下の電磁コイル3a,3bには電流が流れていな
いが、電磁石のコア44a,44bは強磁性体であり、
上下の永久磁石7,8に接しているために磁化してい
る。従って、強磁性体である固定保持部42は、磁力に
より上側の電磁石41aに吸着している。固定保持部4
2とともに、ミラー2、基板4も上側に固定されてい
て、板バネ6は上方へ撓んでいる。
In FIG. 14, the optical switch 1 moves from the ON position to the O position.
The section from the OFF position to the returning to the ON position is shown in cross section in order. This method is a driving method utilizing the attractive force between the electromagnet 41 and the fixed holding portion 42, and the upper and lower permanent magnets 7 and 8 face different poles. FIG. 14A shows a state in which the optical switch 1 is in the ON position. In this state, no current flows in the upper and lower electromagnetic coils 3a and 3b, but the cores 44a and 44b of the electromagnet are ferromagnetic bodies,
It is magnetized because it is in contact with the upper and lower permanent magnets 7 and 8. Therefore, the fixed holding portion 42, which is a ferromagnetic material, is attracted to the upper electromagnet 41a by magnetic force. Fixed holding part 4
Along with 2, the mirror 2 and the substrate 4 are also fixed to the upper side, and the leaf spring 6 is bent upward.

【0056】次に、駆動のため下側の電磁コイル3bに
電流を流す(図14(b))。電流の供給は、下側の永
久磁石7の上に形成された配線(不図示)により行う。
この電流の供給により、下側の電磁石41bの中央のコ
ア44b上側は、N極となり、強い磁界が発生するため
に、下側の電磁石41bの吸引力が固定保持部42と上
側の電磁石41aとの吸着力に打ち勝ち、固定保持部4
2は上側の電磁石41aから離れて下側に移動する。こ
の時板バネ6の復元力も下側への駆動に協力する。こう
して、固定保持部42が下側の電磁石41bまで移動し
て吸着されれば、電流を流さなくても吸着され続けるの
で、電流の供給を停止する(図14(c))。この状態
が、光スイッチ1のOFF位置である。なお、固定保持
部42が下側の電磁石41bに吸着される直前に、電流
の供給を停止しても構わない。
Next, a current is passed through the lower electromagnetic coil 3b for driving (FIG. 14 (b)). The electric current is supplied by a wiring (not shown) formed on the lower permanent magnet 7.
Due to the supply of this current, the upper side of the central core 44b of the lower electromagnet 41b becomes an N pole, and a strong magnetic field is generated, so that the attractive force of the lower electromagnet 41b is generated between the fixed holding portion 42 and the upper electromagnet 41a. Fixed holding part 4
2 moves away from the upper electromagnet 41a and moves downward. At this time, the restoring force of the leaf spring 6 also cooperates with the downward driving. In this way, if the fixed holding unit 42 moves to the lower electromagnet 41b and is attracted, the current continues to be attracted without passing the current, so that the current supply is stopped (FIG. 14C). This state is the OFF position of the optical switch 1. The current supply may be stopped immediately before the fixed holding portion 42 is attracted to the lower electromagnet 41b.

【0057】次に、光スイッチ1をOFF位置からON
位置にするには、上側の電磁コイル3aに電流を流し
て、上側の電磁石41aの中央のコア44aの下側をS
極として強い磁界を発生させる(図14(d))。する
と、上述の図14(b)で説明したことと同様の現象が
生じて、光スイッチ1は上側に駆動され、上側の電磁石
41aに吸着して、ON位置に戻る(図14(e))。
Next, the optical switch 1 is turned on from the off position.
In order to set the position, a current is passed through the upper electromagnetic coil 3a, and the lower side of the central core 44a of the upper electromagnet 41a is moved to S
A strong magnetic field is generated as a pole (FIG. 14 (d)). Then, a phenomenon similar to that described with reference to FIG. 14B occurs, the optical switch 1 is driven to the upper side, is attracted to the upper electromagnet 41a, and returns to the ON position (FIG. 14E). .

【0058】本実施形態の光スイッチ1を四個用いた光
スイッチシステムは、実施形態1の光スイッチシステム
と同じ構造であり、同じ作動をする。
An optical switch system using four optical switches 1 of the present embodiment has the same structure and operates as the optical switch system of the first embodiment.

【0059】本実施形態の光スイッチ1は、実施形態1
の光スイッチと同様の効果を有する。
The optical switch 1 of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
It has the same effect as the optical switch of.

【0060】以上説明した二つの実施形態は、本発明の
例であって、本発明はこれらの例に限定されない。ミラ
ー2や基板4、板バネ6、コイルベース11等を金属や
樹脂等で形成しても構わない。ミラー2形状は、三角柱
や四角柱等の多角柱であっても構わないし、基板4上に
屹立した平板状であっても構わない。基板4の形状も四
角以外の多角形や円形等でもよい。板バネ6も外枠9か
ら突き出して、基板4の回りを約半周から一周する形状
などでもよく、また、外枠9から突き出していても、下
方の基台から立ち上がっていたり等していてもよい。ま
た、弾性部材は板バネ6に限定されない。電磁コイル3
の積層段数や大きさ、形状等も特に限定されない。実施
形態1においては、電磁コイル3を永久磁石7,8の面
上に直接形成しても構わない。実施形態2においては、
電磁石41の形状は櫛歯形状でなくてもよく、例えば、
一本の柱状コアを有する最も単純な形状でも構わない
し、固定保持部42を上下に駆動できれば、どのような
ものでも構わない。また、実施形態2において電磁石4
1を永久磁石7,8の面上に直接形成してもよいし、シ
リコン板や金属板等の上に形成してもよい。電磁コイル
3を構成する物質も、コイルとしての機能を果たすもの
であればどのようなものでも構わない。コア5,44,
45や固定保持部42を構成する物質も、強磁性体であ
ればどのようなものでも構わない。コア5や固定保持部
42の形状も円柱形でなくてもよく、形成場所もミラー
2の貫通孔内でなくてもよく、ミラー2から離れていて
もよい。
The two embodiments described above are examples of the present invention, and the present invention is not limited to these examples. The mirror 2, the substrate 4, the leaf spring 6, the coil base 11 and the like may be made of metal or resin. The shape of the mirror 2 may be a polygonal prism such as a triangular prism or a quadrangular prism, or may be a flat plate shape standing on the substrate 4. The substrate 4 may also have a polygonal shape other than a square or a circular shape. The leaf springs 6 may also protrude from the outer frame 9 so as to extend around the substrate 4 from about a half circumference to one round. Further, even if the leaf springs 6 protrude from the outer frame 9 or stand up from a lower base or the like. Good. Further, the elastic member is not limited to the leaf spring 6. Electromagnetic coil 3
The number of stacked layers, size, shape, etc. are not particularly limited. In the first embodiment, the electromagnetic coil 3 may be directly formed on the surfaces of the permanent magnets 7 and 8. In the second embodiment,
The shape of the electromagnet 41 does not have to be a comb tooth shape, for example,
The simplest shape having one columnar core may be used, or any shape may be used as long as the fixed holding portion 42 can be driven up and down. In addition, in the second embodiment, the electromagnet 4
1 may be directly formed on the surfaces of the permanent magnets 7 and 8, or may be formed on a silicon plate, a metal plate or the like. The substance forming the electromagnetic coil 3 may be any substance as long as it functions as a coil. Core 5,44,
The substance forming 45 and the fixed holding part 42 may be any substance as long as it is a ferromagnetic substance. The shape of the core 5 and the fixed holding portion 42 does not have to be a cylindrical shape, and the formation place does not have to be in the through hole of the mirror 2 and may be separated from the mirror 2.

【0061】また、光スイッチ1の製造方法も工程順番
を入れ替えたり、他の工程を挿入しても構わない。ま
た、シリコンエッチングやめっきは、RIE、ウェット
エッチング等のエッチング方法や電解めっき、無電解め
っき等のめっき方法のようにどのような方法を用いても
構わない。
Also, in the method of manufacturing the optical switch 1, the order of steps may be changed or other steps may be inserted. Moreover, any method may be used for the silicon etching or plating, such as an etching method such as RIE or wet etching, or a plating method such as electrolytic plating or electroless plating.

【0062】さらに、駆動方法も、実施形態1の図6に
示す方法において、上側の電磁コイル3aに電流を流し
てコア5が上側の永久磁石から離れた後は、電流停止の
タイミングは特に限定されず、図6(b)、(c)にお
いて上下の電磁コイル3a,3b双方に電流を流してお
いても構わない。また、上下の永久磁石7,8は、同じ
極同士を互いに向け合っていても構わず、この時は、上
下の電磁コイル3a,3bに流す電流の向きは同じ向き
となる。実施形態2の駆動方法においても、電流の供給
・停止のタイミングについては特に限定されないし、上
下の永久磁石7,8は、同じ極同士を互いに向け合って
いても構わない。光スイッチシステムに用いられる光ス
イッチの数は特に限定されないし、配置についてもどの
ように配置をしても構わない。
Further, as for the driving method, in the method shown in FIG. 6 of the first embodiment, the timing of stopping the current is particularly limited after the current is passed through the upper electromagnetic coil 3a and the core 5 is separated from the upper permanent magnet. Alternatively, in FIGS. 6B and 6C, current may be passed through both the upper and lower electromagnetic coils 3a and 3b. The upper and lower permanent magnets 7 and 8 may have the same poles facing each other, and at this time, the directions of the currents flowing through the upper and lower electromagnetic coils 3a and 3b are the same. Also in the driving method of the second embodiment, the timing of supplying / stopping the current is not particularly limited, and the upper and lower permanent magnets 7 and 8 may have the same poles facing each other. The number of optical switches used in the optical switch system is not particularly limited, and the optical switches may be arranged in any manner.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に述べる効果を奏する。
The present invention is carried out in the form as described above, and has the following effects.

【0064】請求項1記載の発明では、光スイッチの基
板に形成された強磁性体からなるコアが、光スイッチの
上下に置かれた一対の永久磁石の一方に吸着することに
より、ミラーが信号光路へ進入した位置或いは退避した
位置を固定保持するので、振動が加わっても位置変動が
生じず安定して作動する。また、ミラーが信号光路へ進
入した位置と退避した位置とのあいだの移動は、永久磁
石に設けられた電磁コイルに電流を流すことにより行う
ため、光スイッチの切り替え動作を容易に行うことがで
きる。さらに、光スイッチをミラーが信号光路へ進入し
た位置或いは退避した位置に固定保持するためには電力
が消費されないので、低コストで使用できるとともに、
異常事態により電源断となっても、光スイッチの位置は
変動しないため、光スイッチシステムとしての信頼性が
高い。
According to the first aspect of the present invention, the core made of a ferromagnetic material formed on the substrate of the optical switch is attracted to one of the pair of permanent magnets placed above and below the optical switch, thereby causing the mirror to signal. Since the position that has entered the optical path or the position that has retracted is fixedly held, even if vibration is applied, the position does not fluctuate and stable operation is achieved. Further, the movement between the position where the mirror enters the signal light path and the position where it retracts is performed by passing a current through the electromagnetic coil provided in the permanent magnet, so that the switching operation of the optical switch can be easily performed. . Furthermore, since power is not consumed to hold the optical switch fixedly at the position where the mirror has entered the signal optical path or at the retracted position, it can be used at low cost, and
Even if the power is cut off due to an abnormal situation, the position of the optical switch does not change, so the reliability of the optical switch system is high.

【0065】請求項2記載の発明では、光スイッチの基
板に形成された強磁性体からなる固定保持部が、光スイ
ッチの上下に置かれた一対の永久磁石にそれぞれ設けら
れた電磁石の一方に吸着することにより、ミラーが信号
光路へ進入した位置或いは退避した位置を固定保持する
ので、振動が加わっても位置変動が生じず安定して作動
する。また、ミラーが信号光路へ進入した位置と退避し
た位置とのあいだの移動は、永久磁石に設けられた電磁
石に電流を流すことにより行うため、光スイッチの切り
替え動作を容易に行うことができる。固定保持のための
電力消費がないことと、電源断時の位置変動無いことと
は請求項1記載の発明と同じである。
According to the second aspect of the invention, the fixed holding portion made of a ferromagnetic material formed on the substrate of the optical switch is provided on one of the electromagnets respectively provided on the pair of permanent magnets placed above and below the optical switch. By adsorbing, the mirror holds the position where the mirror has entered or retracted into the signal optical path, so that even if vibration is applied, the position does not change and the mirror operates stably. Further, the movement between the position where the mirror enters the signal light path and the position where it retracts is performed by passing a current through the electromagnet provided in the permanent magnet, so that the switching operation of the optical switch can be easily performed. The fact that there is no power consumption for fixed holding and that there is no position fluctuation when the power is cut off are the same as in the first aspect of the invention.

【0066】光スイッチの製造は、シリコン板のエッチ
ングとそれに続くめっきによるコアの形成、及び別工程
でのめっきによる電磁コイル或いはめっきと絶縁膜パタ
ーニングによる電磁石の形成により行われるので、工程
が単純で簡単であり、また、各部分を位置精度高く形成
できる。
Since the manufacturing of the optical switch is performed by etching the silicon plate and then forming the core by plating, and by forming the electromagnetic coil or the electromagnet by plating and insulating film patterning in another process, the process is simple. It is simple and each part can be formed with high positional accuracy.

【0067】一対の永久磁石を複数の光スイッチで共用
して光スイッチシステムとするので、構造が単純であ
り、製造が容易になり、コストが下がる。
Since a pair of permanent magnets are shared by a plurality of optical switches to form an optical switch system, the structure is simple, the manufacturing is easy, and the cost is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態1に係る光スイッチの斜視模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical switch according to a first embodiment.

【図2】実施形態1に係る光スイッチの断面模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the optical switch according to the first embodiment.

【図3】実施形態1に係る光スイッチの基板部分の製造
プロセスを示した図であり、(a)は三層構造のシリコ
ン板の断面図であり、(b)はシリコン板をパターニン
グした断面図であり、(c)はコア形成用電極を形成し
た断面図であり、(d)はパーマロイめっきによりコア
を形成した断面図である。
3A and 3B are views showing a manufacturing process of a substrate portion of the optical switch according to the first embodiment, FIG. 3A is a cross-sectional view of a silicon plate having a three-layer structure, and FIG. It is a figure, (c) is sectional drawing which formed the electrode for core formation, (d) is sectional drawing which formed the core by permalloy plating.

【図4】実施形態1に係る光スイッチの電磁コイルの製
造プロセスを示した図であり、(a)はシリコンのコイ
ルベースの断面図であり、(b)はコイルベースに貫通
孔を形成した断面図であり、(c)はコイルパターン用
絶縁膜を形成した断面図であり、(d)は銅めっきによ
り単層の銅コイルを形成した断面図であり、(e)は
(c)、(d)を複数回繰り返して電磁コイルを形成し
た断面図である。
4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of the electromagnetic coil of the optical switch according to the first embodiment, FIG. 4A is a cross-sectional view of a silicon coil base, and FIG. 4B is a through-hole formed in the coil base. It is sectional drawing, (c) is sectional drawing which formed the insulating film for coil patterns, (d) is sectional drawing which formed the copper coil of single layer by copper plating, (e) is (c), It is sectional drawing which repeated (d) several times and formed the electromagnetic coil.

【図5】電磁石の原理を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the principle of an electromagnet.

【図6】実施形態1に係る光スイッチの駆動方法を示し
た図であり、(a)はON位置を示す断面図であり、
(b)は駆動のため電磁コイルに電流を流し始めた状態
を示す断面図であり、(c)はON位置からOFF位置
への移動途中を示す断面図であり、(d)はOFF位置
を示す断面図である。
6A and 6B are diagrams showing a method of driving the optical switch according to the first embodiment, in which FIG. 6A is a sectional view showing an ON position;
(B) is a cross-sectional view showing a state in which a current is started to flow through an electromagnetic coil for driving, (c) is a cross-sectional view showing a movement from an ON position to an OFF position, and (d) is an OFF position. It is sectional drawing shown.

【図7】(a)、(b)は、実施形態1に係る光スイッ
チを四個用いた光スイッチシステムのそれぞれ異なる接
続状態を示す平面概略図である。
7A and 7B are schematic plan views showing different connection states of the optical switch system using the four optical switches according to the first embodiment.

【図8】実施形態2に係る光スイッチの斜視模式図であ
る。
FIG. 8 is a schematic perspective view of an optical switch according to a second embodiment.

【図9】実施形態2に係る電磁石の斜視模式図である。FIG. 9 is a schematic perspective view of an electromagnet according to a second embodiment.

【図10】(a)は実施形態2に係る電磁石における電
磁コイルの構造を示す斜視図であり、(b)は電磁コイ
ルの構成を示す斜視図である。
FIG. 10A is a perspective view showing a structure of an electromagnetic coil in the electromagnet according to the second embodiment, and FIG. 10B is a perspective view showing a structure of the electromagnetic coil.

【図11】実施形態2に係る電磁石の製造プロセスの前
半を示した図であり、(a)はパーマロイの板の断面図
であり、(b)は絶縁膜を形成した断面図であり、
(c)は底辺部分のコイルパターン用絶縁膜を形成した
断面図であり、(d)は銅めっきによる底辺部分を形成
した断面図であり、(e)は側辺部分のコイルパターン
及び中央のコアパターン用絶縁膜を形成した断面図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing the first half of the manufacturing process of the electromagnet according to the second embodiment, (a) is a sectional view of a permalloy plate, and (b) is a sectional view in which an insulating film is formed,
(C) is a sectional view in which an insulating film for a coil pattern is formed in a bottom portion, (d) is a sectional view in which a bottom portion is formed by copper plating, and (e) is a coil pattern in a side portion and a center portion. It is sectional drawing which formed the insulating film for core patterns.

【図12】実施形態2に係る電磁石の製造プロセスの後
半を示した図であり、(a)は銅めっきによる側辺部分
と電解めっきによる中央のコアとを形成した断面図であ
り、(b)は絶縁膜を形成後、銅めっきによる上辺部分
を形成した断面図であり、(c)は上面全面に絶縁膜を
形成した断面図であり、(d)は電解めっきにより上端
のコアを形成した断面図である。
FIG. 12 is a diagram showing the latter half of the electromagnet manufacturing process according to the second embodiment, wherein (a) is a cross-sectional view showing a side portion formed by copper plating and a central core formed by electrolytic plating; ) Is a cross-sectional view in which an upper side portion is formed by copper plating after forming an insulating film, (c) is a cross-sectional view in which an insulating film is formed on the entire upper surface, and (d) is a top core formed by electrolytic plating. FIG.

【図13】電磁石製造途中であって、電磁コイル底辺部
分を形成した状態の上面図である。
FIG. 13 is a top view showing a state where the bottom portion of the electromagnetic coil is formed during manufacturing of the electromagnet.

【図14】実施形態2に係る光スイッチの駆動方法を示
した図であり、(a)はON位置を示す断面図であり、
(b)はONからOFFへ駆動のため電磁コイルに電流
を流し始めた状態を示す断面図であり、(c)はOFF
位置を示す断面図であり、(d)はOFFからONへ駆
動のため電磁コイルに電流を流し始めた状態を示す断面
図であり、(e)はON位置へ戻ったことをを示す断面
図である。
FIG. 14 is a diagram showing a method of driving the optical switch according to the second embodiment, in which (a) is a cross-sectional view showing an ON position;
(B) is a sectional view showing a state in which a current is started to flow through the electromagnetic coil for driving from ON to OFF, and (c) is OFF.
It is a sectional view showing a position, (d) is a sectional view showing a state in which a current has begun to flow through an electromagnetic coil for driving from OFF to ON, and (e) is a sectional view showing returning to an ON position. Is.

【図15】実施形態2に係る電磁石斜め上から見た概略
図である。
FIG. 15 is a schematic view of the electromagnet according to the second embodiment as viewed obliquely from above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光スイッチ 2 ミラー 3 電磁コイル 4 基板 5 コア 6 板バネ(弾性部材) 7 下側永久磁石 8 上側永久磁石 12 シリコン板 41 電磁石 42 固定保持部 1 optical switch 2 mirror 3 electromagnetic coil 4 substrates 5 cores 6 leaf spring (elastic member) 7 Lower permanent magnet 8 Upper permanent magnet 12 Silicon plate 41 Electromagnet 42 Fixed holding part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 学 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Fターム(参考) 2H041 AA14 AA15 AA16 AB13 AC05 AZ02 AZ05 AZ08    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Manabu Murayama             4-3 Ikejiri, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Cable             Industrial Co., Ltd. Itami Works F-term (reference) 2H041 AA14 AA15 AA16 AB13 AC05                       AZ02 AZ05 AZ08

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 信号光を反射するミラーが信号光路に進
入及び退避するよう作動する光スイッチであって、 相対向して配置され、電磁コイルをそれぞれ有する一対
の永久磁石と、 上記一対の永久磁石の間に配設され、強磁性体からなり
且つ上記電磁コイルとともに電磁石を構成するコアと上
記ミラーとを有する基板と、 上記基板を、上記ミラーとともに上記信号光路に進入及
び退避可能に支持する弾性部材とを備え、 上記電磁石は、上記コアが上記両永久磁石のうち一方に
吸着されているときに、上記電磁コイルへの通電により
コアが該一方の永久磁石から他方の永久磁石へと移動し
て該他方の永久磁石に吸着されるように構成され、 上記コアが上記両永久磁石のうち一方に吸着されている
ときには、上記ミラーが信号光路へ進入している一方、
コアが他方に吸着されているときには、ミラーが信号光
路から退避しているように構成されていることを特徴と
する光スイッチ。
1. An optical switch in which a mirror for reflecting signal light is operated to enter and retract into a signal light path, and a pair of permanent magnets arranged opposite to each other, each having an electromagnetic coil, and the pair of permanent magnets. A substrate disposed between magnets, the substrate having a core made of a ferromagnetic material and forming an electromagnet together with the electromagnetic coil, and the mirror, and the substrate, together with the mirror, supported so as to be able to move in and out of the signal optical path. The electromagnet includes an elastic member, and when the core is attracted to one of the permanent magnets, the core moves from the one permanent magnet to the other permanent magnet by energizing the electromagnetic coil. And is attracted to the other permanent magnet. When the core is attracted to one of the two permanent magnets, the mirror enters the signal optical path. Person,
An optical switch, characterized in that the mirror is retracted from the signal light path when the core is attracted to the other.
【請求項2】 信号光を反射するミラーが信号光路に進
入及び退避するよう作動する光スイッチであって、 相対向して配置され、電磁石をそれぞれ有する一対の永
久磁石と、 上記一対の永久磁石の間に配設され、強磁性体である固
定保持部と上記ミラーとを有する基板と、 上記基板を、上記ミラーとともに上記信号光路に進入及
び退避可能に支持する弾性部材とを備え、 上記電磁石は、上記固定保持部が該両電磁石のうち一方
に吸着されているときに、他方の電磁石への通電により
固定保持部が該一方の電磁石から該他方の電磁石へと移
動して該他方の電磁石に吸着されるように構成され、 上記固定保持部が上記両電磁石のうち一方に吸着されて
いるときには、上記ミラーが信号光路へ進入している一
方、固定保持部が他方に吸着されているときには、ミラ
ーが信号光路から退避しているように構成されているこ
とを特徴とする光スイッチ。
2. A pair of permanent magnets arranged opposite to each other, each of which has an electromagnet, and a pair of permanent magnets, wherein the pair of permanent magnets are mirrors that reflect the signal light and operate so as to move in and out of the signal light path. A substrate having a fixed holding part made of a ferromagnetic material and the mirror, and an elastic member for supporting the substrate together with the mirror so as to enter and retract into the signal optical path, Means that when the fixed holding portion is attracted to one of the two electromagnets, the fixed holding portion moves from the one electromagnet to the other electromagnet by energizing the other electromagnet to move the other electromagnet. When the fixed holding portion is attached to one of the electromagnets, the mirror is entering the signal optical path, while the fixed holding portion is attached to the other. Sometimes, an optical switch, characterized by being configured to mirror is retracted from the optical signal path.
【請求項3】 請求項1記載の光スイッチの製造方法で
あって、 シリコン板をエッチングして上記ミラー、基板及び弾性
部材を一体に形成する工程と、 上記基板に、上記コアをめっきにより形成する工程と、 上記電磁コイルを少なくともめっきにより形成する工程
とを備えたことを特徴とする光スイッチの製造方法。
3. The method of manufacturing an optical switch according to claim 1, wherein a step of etching a silicon plate to integrally form the mirror, the substrate and the elastic member, and forming the core on the substrate by plating. And a step of forming the electromagnetic coil by plating at least.
【請求項4】 請求項2記載の光スイッチの製造方法で
あって、 シリコン板をエッチングして上記ミラー、基板及び弾性
部材を一体に形成する工程と、 上記基板に、上記固定保持部をめっきにより形成する工
程と、 上記電磁石の電磁コイルを少なくともめっきにより形成
する工程とを備えたことを特徴とする光スイッチの製造
方法。
4. The method of manufacturing an optical switch according to claim 2, wherein a step of etching a silicon plate to integrally form the mirror, the substrate and the elastic member, and plating the fixed holding portion on the substrate. And a step of forming at least the electromagnetic coil of the electromagnet by plating.
【請求項5】 請求項1又は2記載の光スイッチを複数
配置して複数の信号光の出射場所を切り替える光スイッ
チシステムであって、 上記複数の光スイッチが一対の永久磁石を共用している
ことを特徴とする光スイッチシステム。
5. An optical switch system for arranging a plurality of the optical switches according to claim 1 or 2 to switch a plurality of signal light emission locations, wherein the plurality of optical switches share a pair of permanent magnets. An optical switch system characterized in that
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