JP2005055799A - 光スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光反射部材を移動させて光導波路同士の結合状態を切換えるタイプの光スイッチ装置において、光反射部材が搭載された可動体の位置ずれを確実に防止でき、かつ、光スイッチ装置の薄型化を実現可能な構成を提供すること。
【解決手段】 光スイッチ装置１は、プリズムミラー１０を搭載した可動体２をクランプ状態およびアンクランプ状態に切換える押圧部材４１と、押圧部材をクランプ方向に付勢するねじりばね６０と、ねじりばね６０に抗して押圧部材４１をアンクランプ状態に駆動するクランプ用磁気駆動回路４５とを有している。このクランプ用磁気駆動回路４５は、固定部材１３側のクランプ用コイル７２と、押圧部材４１側のクランプ用マグネット７０、７１とを有し、クランプ用マグネット７０、７１は、異なる極を対向させてクランプ用コイル７２を開口内と開口外で挟むように配置されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光ファイバの交換機に用いられる光導波路切り換え装置、あるいは光入力を適宜減衰させるための可変光減衰器として用いられる光スイッチ装置に関するものである。さらに詳しくは、光の出射位置を切り換える光反射部材を搭載した可動体に対するクランプ技術に関するものである。

光ファイバなどの光導波路同士の結合状態を切換える光スイッチ装置としては、光ファイバの熱による屈折率変動を利用する光導波路タイプのもの、半導体プロセスによるマイクロ光学素子とマイクロアクチュエータを利用するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）タイプのものが知られている（例えば、特許文献１）。

前者の光導波路タイプの光導波路切り換え装置は、光導波路ファイバの結合や分岐による光学的なロスが大きい。また、光導波路を切り換え後の状態を保持するために、常時ヒータに電力を供給しておく必要があり、装置の寿命が比較的短い。また、ＭＥＭＳタイプの光スイッチは半導体プロセスを利用するために製造コストが高いという問題がある。

そこで、共通の入力用光導波路と複数の出力用光導波路が配列されている光ファイバアレイに直角プリズムミラーを正対させ、光ファイバが並んでいる方向に直角プリズムミラーを移動させることにより、光導波路同士の結合状態を切換えるものが案出されている。このようなタイプの光スイッチ装置は、例えば、直角プリズムミラーを搭載した可動体と、この可動体を光ファイバが並んでいる左右方向、および上下方向に移動可能にワイヤで支持する固定側部材とを有しており、可動体が、磁気駆動回路によって駆動制御されることにより、所望の位置に移動することにより光導波路を切換える。

但し、直角プリズムミラーを移動させて光導波路同士の結合状態を切換えるタイプの光スイッチ装置は、直角プリズムミラーの位置によって光スイッチ装置から出射する光軸が連続的に移動するため、直角プリズムミラーの停止位置を高い精度で制御しても、外部からの振動などによって直角プリズムミラーがわずかに変位してしまうだけでも、入力用光導波路と所望の出力用光導波路との結合状態が変動するという問題がある。

そこで、ばねで付勢された押圧部材によって可動体を固定側部材に向けて押し付け固定するクランプ機構を設けることにより、可動体の位置ずれを防止する構成が検討されている。この場合、押圧部材を鉄系素材で形成する一方、固定側部材にソレノイドを配置しておき、押圧部材をソレノイドにより吸引してばねの付勢力に抗して押圧部材を浮かせることにより可動体を移動可能にしている。
特開２００２-２５０８７４号公報

しかしながら、ソレノイドを利用したクランプ機構では、ソレノイドが発生する磁束のみで押圧部材を吸引するので、吸引力が小さい。従って、押圧部材を固定側部材に向って付勢するばねの付勢力を大きくすると、ソレノイドを作動させても可動体を押圧部材から開放することができなくなる。そのため、押圧部材を強い付勢力を有するばねで固定部材に押し付け固定することができず、可動体の位置ずれを確実に防止することができないという問題がある。

また、ソレノイドを利用したクランプ機構では、押圧部材のソレノイドに対向する位置に永久磁石を配置して磁気駆動力を増大することが考えられる。しかしながら、このような構成の場合には、ソレノイドと永久磁石が高さ方向で重なってしまうため、光スイッチ装置の高さ方向の寸法が増加してしまうという問題がある。また、永久磁石をこのように配置した場合には、磁気回路が閉じていないオープンフラックス状態での使用になるため、多大なスペースを占有する割には、十分な磁気吸引力が得られず、スペース効率が悪いという問題がある。

以上の問題に鑑みて、本発明は、光反射部材を移動させて光導波路同士の結合状態を切換えるタイプの光スイッチ装置において、光反射部材が搭載された可動体の位置ずれを確実に防止でき、かつ、光スイッチ装置の薄型化を実現可能な構成を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向としたときに、Ｚ方向から入射してきた光を反射してＸ方向にずれた所定位置から出射するための光反射部材が搭載された可動体と、該可動体をＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持する固定側部材と、前記可動体をＸ方向およびＹ方向に駆動する駆動手段とを有する光スイッチ装置において、前記可動体を前記固定側部材に押し付け固定したクランプ状態、および前記可動体を解放したアンクランプ状態に切換える押圧部材と、該押圧部材を駆動するクランプ用磁気駆動回路とを備えたクランプ機構を有し、前記クランプ用磁気駆動回路は、前記押圧部材あるいは前記固定側部材のいずれか一方側部材に配置されたクランプ用コイル、他方側部材に配置され、前記クランプ用コイルに鎖交する磁束を発生させるクランプ用マグネットとを備えていることを特徴とする。

本発明において、前記クランプ用コイルは、前記他方側部材に向けて開口するように巻回され、前記クランプ用マグネットは、前記他方側部材から前記一方側部材に向けて突き出たマグネット対を備え、前記マグネット対は、異なる極を対向させて前記クランプ用コイルを開口内と開口外で挟むように配置されていることが好ましい。このように構成すると、クランプ用コイルとクランプ用マグネットについては、装置の高さ方向で重ねる必要がないので、光スイッチ装置の薄型化を図ることができる。

本発明において、前記クランプ機構は、前記クランプ用コイルの開口内、および開口外の各々において前記マグネット対の背後に位置するバックヨークを備えている。このように構成すると、バックヨークによって、クランプ用マグネットからの漏れ磁束を低く抑えることができるので、クランプ用マグネットの磁束を有効に利用することができ、大きな磁気駆動力を得ることができる。

本発明において、前記クランプ機構は、前記押圧部材を前記クランプ状態、あるいは前記アンクランプ状態に付勢する付勢部材を備え、前記クランプ用磁気駆動回路は、前記付勢部材の付勢力に抗して前記押圧部材を駆動可能であることが好ましい。このように構成すると、押圧部材のクランプ状態、あるいはアンクランプ状態を実現する際、一方の状態への移行を付勢部材の付勢力で行うことができ、消費電力を低く抑えることができる。

本発明の光スイッチ装置では、可動体をクランプ状態およびアンクランプ状態に切り換える押圧部材を駆動するために、クランプ用コイル、およびクランプ用コイルに鎖交する磁束を発生させるクランプ用マグネットを備えたクランプ用磁気駆動回路を用いているので、クランプ用コイルとクランプ用マグネットについては、装置の高さ方向で重ねる必要がない。従って、光スイッチ装置の薄型化を図ることができる。また、大きな磁気駆動力を得ることができるため、押圧部材のクランプあるいはアンクランプへの切換えを確実に行うことができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した光スイッチ装置を説明する。

（光スイッチ装置の基本原理）
図１は、本発明の光スイッチ装置の基本原理を模式的に示す説明図である。なお、以下の説明では、互いに直交する方向をそれぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向として説明する。

図１において、光スイッチ装置１は、Ｚ方向に延びた１本の入力側光ファイバ２０、および８本の出力側光ファイバ２１がＸ方向に沿って並列配置された８チャンネルの光スイッチ装置であり、入力側光ファイバ２０から出力された光を８本の出力側光ファイバ２１のいずれかに導くことができる。ここで、入力側光ファイバ２０と出力側光ファイバ２１とからなる光ファイバアレイ３は、光ファイバが、Ｘ方向で２５０μｍのピッチで等間隔に並んでいる。

本形態の光スイッチ装置１では、Ｚ方向から入射してきた光を反射してＸ方向にずれた所定位置からＺ方向に向けて出射するための光反射部材として、Ｘ方向に駆動されるプリズムミラー１０が用いられている。プリズムミラー１０は、光がＺ方向から入出射する斜面１０１、この斜面１０１から入射してきた光をＸ方向に反射する第１の反射面１０２、およびこの第１の反射面１０２に対して直交し、第１の反射面１０２から反射してきた光を斜面１０１に向けて反射する第２の反射面１０３を備えた直角プリズムであり、斜面１０１（開口側）は光ファイバアレイ３に向けて正対している。また、入力側光ファイバ２０から出射された光は、プリズムミラー１０に入射する前に、コリメートレンズ２２により、コリメートな光となっている。なお、図示を省略するが、８本の出力側光ファイバ２１と、プリズムミラー１０の斜面１０１との間にもコリメートレンズが配置されている。

このように構成した光スイッチ装置１において、例えば、プリズムミラー１０が実線で示す位置に固定されているとする。この状態では、入力側光ファイバ２０から出射された光は、プリズムミラー１０に入射し、プリズムミラー１０内の第１の斜面１０２と第２の斜面１０３をそれぞれ９０度で反射する光路Ｌ１の経路を辿り、出力側光ファイバ２１の最右端にある出力側光ファイバ２１ａに導かれる。

次に、出力側の光導波路を出力側光ファイバ２１ａから、右側から６番目に位置する出力側光ファイバ２１ｆに切り換える場合には、プリズムミラー１０をＸ方向に駆動して点線で示す位置に移動させる。このようにプリズムミラー１０を移動させると、入力側光ファイバ２０から出射された光は、プリズムミラー１０内の第１の斜面１０２と第２の斜面１０３での反射位置が移動し、光路Ｌ２を辿って出力側光ファイバ２１ｆに導かれることになる。

ここで、光ファイバアレイ３では、入力側光ファイバ２０、および出力側光ファイバ２１が２５０μｍのピッチで並んでいるので、プリズムミラー１０については、入力側光ファイバ２０、および出力側光ファイバ２１のピッチの１／２倍に相当する１２５μｍ単位でＸ方向に移動させる。

（光スイッチ装置の全体構成）
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明を適用した光スイッチ装置の平面図、正面図、側面図、背面図である。図３は、図２（ａ）のＡ−Ａ′線における光スイッチ装置の断面図である。図４は、本発明の光スイッチ装置の前半分に搭載された光スイッチ本体を、押圧部材を外した状態で、斜め後方からみた斜視図である。

図２および図３に示すように、本発明の光スイッチ装置１は、偏平な略直方体形状を有しており、光スイッチ装置１の上側は、プリズムミラー１０が搭載された可動体２を付勢する押圧部材４１により覆われている。光スイッチ装置１の前半分には、図１に示した原理を用いた光スイッチ本体１００が搭載されている。光スイッチ装置１の後半分には、光スイッチ装置１の上側を覆う押圧部材４１とともにクランプ機構４０を構成するクランプ用磁気駆動回路４５が搭載されている。光スイッチ装置１の中央位置の左右両側には、固定側部材１３の底板１４から支柱４７、４８が立ち上がり、支柱４７、４８の端部には、押圧部材４１の揺動支点５０、５１が設けられている。

（光スイッチ本体の構成）
図２、図３および図４に示すように、光スイッチ装置１の前半分において、光スイッチ本体１００は、点線で示すプリズムミラー１０が搭載された可動体２と、この可動体２を、Ｘ、Ｙ方向に移動可能にサスペンションワイヤ４で支持する固定側部材１３と、可動体２をＸ、Ｙ方向に駆動する磁気駆動回路とを有している。

可動体２には、プリズムミラー１０を搭載したプリズムミラー搭載部１１と、Ｙ方向駆動用の駆動コイル５、および左右一対のＸ方向駆動用の駆動コイル６が搭載されているフレーム部分１６とからなる。プリズムミラー１０は斜面１０１を前方に向けて、プリズムミラー搭載部１１のＸ方向の中央位置に搭載されている。

プリズムミラー搭載部１１の下面１１ａには、Ｘ方向の全範囲にわたって、Ｖ字溝３０が一定のピッチで連続的に形成されている（図７参照）。本形態では、光ファイバアレイ３のピッチが２５０μｍであるので、それに対応して、Ｖ字溝３０のピッチは１２５μｍとしてある。プリズムミラー搭載部１１のさらに前方は、図１を参照して説明した光ファイバアレイ３が配置される領域であり、光ファイバアレイ３の入力側光ファイバ２０からの出射光、および光ファイバアレイ３の出力側光ファイバ２１への出射の各光軸を、光軸Ｌｉｎおよび光軸Ｌｏｕｔで示してある。

固定側部材１３は、光スイッチ装置１の底面を規定する底板１４と、底板１４に取り付けられた支持ベース１２と、固定部１５とからなる。底板１４には、Ｙ方向駆動用の駆動マグネット７、左右一対のＸ方向駆動用の駆動マグネット８、およびヨーク９が搭載されている。駆動マグネット７は、駆動用コイル５の内側に位置している。また、駆動マグネット８は、駆動コイル６に対向している。底板１４において、可動体２のプリズムミラー搭載部１１の真下位置には、可動体２を受ける固定部１５が設けられている。

固定部１５は、プリズムミラー搭載部１１の下面１１ａよりもＸ方向に長い寸法を有している。固定部１５の上面１５ａには、可動体２の下面１１ａに形成されたＶ字溝３０（凹凸）と噛み合うＶ字溝３１（凹凸）が連続的に形成されている。従って、固定側部材１３には、断面Ｖ字状凹部と断面Ｖ字状凸部とが交互に形成されている。このＶ字溝３１のピッチも１２５μｍである。ここで、可動体２のＸ方向への移動経路、プリズムミラー搭載部１１の下面１１ａ、および固定側部材１３に形成された固定部１５の上面１５ａは、互いに平行に形成されている。

支持ベース１２からは、可動体２を左右の両側から挟んで片持ち状態で支持する左右２本ずつのサスペンションワイヤ４が固定側部材１３の底板１４と平行に延びている。なお、可動体２に搭載された駆動コイル５、６に対する制御回路（図示せず）は、支持ベース１２の側に配置され、可動体２に搭載された駆動コイル５、６に対する通電はサスペンションワイヤ４を通電ラインとして行われる。

駆動マグネット７は、可動体２に搭載された駆動コイル５に対して鎖交する磁束を発生するものであり、駆動コイル５と対になって、可動体２をＹ方向に駆動する磁気駆動回路を構成している。従って、駆動コイル５に通電することより、可動体２にはＹ方向の推力が加わる。また、駆動マグネット８は可動体２に搭載された駆動コイル６に対して鎖交する磁束を発生するものであり、駆動コイル６と対になって、可動体２をＸ方向に駆動する磁気駆動回路を構成している。従って、駆動コイル６に通電することより、可動体２にはＸ方向の推力が加わる。

（クランプ機構の構成）
図５は、本発明の光スイッチ装置の後半分に搭載されたクランプ用磁気駆動回路を、押圧部材を外した状態で斜め上方からみた斜視図である。図６は、クランプ用磁気駆動回路で発生する磁束を示す説明図である。

図２、図３および図５において、本形態の光スイッチ装置１では、クランプ機構４０は、可動体２を付勢して固定側部材１３に固定する板状の押圧部材４１と、可動体２を常に固定側部材１３に向って付勢するねじりばね６０と、押圧部材４１を駆動するクランプ用磁気駆動回路４５とから構成される。

押圧部材４１は、光スイッチ本体１００の上方を覆って光スイッチ装置１の後方まで延びる天板４２と、光スイッチ本体１００の側面を覆う左右の側板４３とから構成され、固定側部材１３の底板１４から立ち上がる左右の支柱４７、４８の端部に設けられた揺動支点５０、５１に揺動可能に支持されている。また、天板４２の前端部では、下方に半円形状の押圧突起４４が突き出ている。なお、押圧部材４１は、光スイッチ装置１の後方まで延びている固定側部材１３の底板１４とともに、光スイッチ装置１の筐体を兼ね、外部から光スイッチ本体１００を保護する機能を備えている。

底板１４の左右の支柱４７、４８において、その高さ方向の中央位置に、ねじりばね６０のねじり部分６１が取り付けられ、上下に広がる２つの端部６２、６３は、光スイッチ装置１の後方に延びている。２つの端部６２、６３のうち、端部６２の先端は、押圧部材４１の天板４２のやや後側位置に係止され、端部６３の先端は、底板１４のやや後側位置に係止されている。従って、ねじりばね６０は、押圧部材４１の後端部分を上方に押し上げており、その結果、押圧部材４１は、底板１４に対して僅かに前方に傾斜している。この状態で、押圧部材４１の押圧突部４４は、プリズムミラー搭載部１１の上端面１１ｂに当接し、押圧部材４１は、プリズムミラー搭載部１１を固定部１５に向けて押し付け固定している（クランプ状態）。

クランプ用磁気駆動回路４５は、以下に説明するように、押圧部材４１の側に取り付けられた第１、第２のクランプ用マグネット７０、７１と、固定側部材１３の底板１４の側に搭載されたクランプ用コイル７２と、底板１４の側に取り付けられたクランプ用ヨーク７５（バックヨーク）とから構成されている。

光スイッチ装置１の後方において、天板４２には、長方形の開口４２０が形成され、さらに後方の天板４２の後端部に近い位置には、幅方向（Ｘ方向）に延びた開口４２１、４２２が形成されており、そこには、板状の第１、第２のクランプ用マグネット７０、７１が取り付けられている。ここで、第１、第２のクランプ用マグネット７０、７１は、互いに異なる極を対向させた状態で、固定側部材１３の方に突出している。

これに対して、固定側部材１３の底板１４は、中央を大きく切り欠かれており、左右の縁部１４ａ、１４ｂのみが後方に延びている。本形態では、左右の縁部１４ａ、１４ｂに跨るようにクランプ用コイル７２が搭載されている。クランプ用コイル７２は、長辺がＸ方向に延びる角筒状のコイルであり、コイル開口７２ｅを押圧部材４１の天板４２の方に向けている。

また、底板１４には、切欠き７３の内側に突き出るようにヨーク支持部材７６が取り付けられている。このヨーク支持部材７６は、Ｙ方向下方にわずか折れ曲がった後、Ｚ方向に延びる段部７６ａを有しており、この段部７６ａから先端側にクランプ用ヨーク７５が片持ち状態で保持されている。従って、クランプ用ヨーク７５の下端部は、切欠き７３内に位置している。

クランプ用ヨーク７５は、対向して平行に延びる２つの直立壁７５ａ、７５ｂと、この直立壁７５ａ、７５ｂを連結する底壁７５ｃとを有する断面Ｕ字形状である。これらの直立壁７５ａ、７５ｂのうち、直立壁７５ａは、クランプ用コイル７２のコイル開口７２ｅの外側において、コイル辺７２ａと所定の間隙を介して対向し、直立壁７５ｂは、クランプ用コイル７２のコイル開口７２ｅの内側において、コイル辺７２ａおよびコイル辺７２ｂと対向している。

このように構成したクランプ用磁気駆動回路４５においては、光スイッチ装置１を組み立てた状態で、第１のクランプ用マグネット７０は、クランプ用コイル７２のコイル開口７２ｅの外側で、クランプ用ヨーク７５の直立壁７５ａと、クランプ用コイル７２のコイル辺７２ａとの間に位置する。また、第２のクランプ用マグネット７１は、クランプ用コイル７２のコイル開口７２ｅの内側で、クランプ用ヨーク７５の直立壁７５ｂと、クランプ用コイル７２のコイル辺７２ａとの間に間に位置する。

従って、第１および第２のクランプ用マグネット７０、７１（マグネット対）は、異なる極を対向させてクランプ用コイル７２をコイル開口７２ｅの内と外で挟むように配置され、かつ、クランプ用コイル７２のコイル開口７２ｅの内側および外側の各々において、クランプ用ヨーク７５の直立壁７５ａ、７５ｂは、クランプ用マグネット７０、７１の背後にバックヨークとして配置された状態にある。

このように構成したクランプ機構４０において、クランプ用磁気駆動回路４５では、図６に示すように、クランプ用マグネット７０、７１、およびクランプ用ヨーク７５は、矢印Ｑで示すように、クランプ用コイル７２のコイル辺７２ａと鎖交する磁束を発生させ、かつ、この磁界は閉塞している。従って、クランプ機構４０において、クランプ用コイル７２に通電していない状態では、押圧部材４１の後端部は、矢印Ｆ１で示すように、ねじりばね７６によって上方に押し上げられる結果、押圧部材４１の前端部は、可動体２を下方に押し付けているが（クランプ状態）、クランプ用コイル７２に通電すると、クランプ用磁気駆動回路４５によって、押圧部材４１の後端部は、矢印Ｆ２で示すように、ねじりばね７６に抗して押し下げられる。その結果、押圧部材４１の前端部は浮き上がり、可動体２の下方への押し付け固定が解除される（アンクランプ状態）。

（光導波路切り換え動作の説明）
図７は、光スイッチ装置において光導波路を切り換える動作を行う際、可動体と固定側部材との位置関係などを示す説明図である。

図７（ａ）に示すように、初期の固定位置では、可動体２は、押圧部材４１により固定側部材１３に向けて付勢され、固定されたクランプ状態にある。プリズムミラー搭載部１１の下面１１ａおよび固定部１５の上面１５ａに形成されたＶ字溝３０、３１は係合した状態にある。

この状態から、光導波路を切り換える動作を行うには、まず、クランプ用コイル７２に通電する。また、同時に可動体２をＹ方向に浮上させる。その結果、図７（ｂ）に示すように、押圧部材４１は、ねじりばね６０の付勢力に抗して、前端部が浮き上がるように揺動支点５０、５１を中心に揺動し、押圧部材４１の先端に位置する押圧突起４４が可動体２から浮き上がる。

次に、駆動コイル６に通電して、図７（ｃ）に示すように、可動体２をＸ方向に移動させる。そして、可動体２がＸ方向の所望の位置まで移動してきたとき、図７（ｄ）のように、駆動コイル５への通電を停止して、サスペンションワイヤ４の弾性復帰力によって、可動体２をＹ方向下方に沈み込ませる。

次に、クランプ用コイル７２への通電を停止する。その結果、図７（ｄ）に示すように、押圧部材４１は、ねじりばね６０の付勢力によって、可動体２をＹ方向下方に付勢して固定側部材１３に押し付け固定したクランプ状態になる。その際、図７（ｅ）に示すように可動体２に形成されたＶ字溝３０と、固定側部材１３に形成されたＶ字溝３１が噛み合い、可動体２は、Ｘ方向に位置決めされる。

しかる後に、駆動コイル６への通電を停止する。これにより、光導波路の切り換え動作が完了する。従って、入射側光ファイバ２０からプリズムミラー１０に入射した光は、プリズムミラー１０を介して、所定の出力側光ファイバ２１に出射されることになる。

（本形態の効果）
本形態の光スイッチ装置１は、プリズムミラー１０を搭載した可動体２を付勢して固定する押圧部材４１を駆動するために、クランプ用コイル７２とクランプ用マグネット７０、７１とからなるクランプ用磁気駆動回路４５を用いている。クランプ用磁気駆動回路４５は、ソレノイドを利用したクランプ機構と比較して大きな磁気駆動力を得ることができるので、可動体２のクランプ状態あるいはアンクランプ状態への切換えを確実に行うことができる。

また、本形態では、クランプ用磁気駆動回路４５を構成するクランプ用コイル７２が押圧部材４１に向けて開口するように巻回され、クランプ用マグネット７０、７１は、押圧部材４１から底板１４に向けて突き出て、クランプ用コイル７２を開口７２ｅの内と外で挟むように配置されている。このため、クランプ用コイル７２とクランプ用マグネット７０、７１が装置の高さ方向で一切、重なる必要がないので、光スイッチ装置１の薄型化を図ることができる。

さらに、本形態のクランプ機構４０は、クランプ用コイル７２の開口内、および開口外の各々においてクランプ用マグネット７０、７１の背後に位置するクランプ用ヨーク７５を備えているため、クランプ用マグネット７０、７１からの漏れ磁束を低く抑えることができる。従って、クランプ用マグネット７０、７１の磁束を有効に利用することができ、大きな磁気駆動力を得ることができる。

また、クランプ機構４０においては、押圧部材４１のクランプ状態をねじりばね６０の付勢力で実現し、クランプ用磁気駆動回路４５は、ねじりばね６０の付勢力に抗して押圧部材４１をアンクランプ状態に切換える。従って、可動体２を移動させる期間のみ通電すればよいので、消費電力を低く抑えることができる。

本形態では、押圧部材４１が、光スイッチ本体１００の上面と側面を覆う筐体を兼ねている。従って、別に光スイッチ装置１を覆う筐体が必要ない。そのため、押圧部材４１を可動体２のＹ方向の上方に配置していても、光スイッチ装置１の薄型化を妨げない。

さらに、本形態では、クランプ用駆動回路４５を構成するクランプ用ヨーク７５の底壁７５ｃが、固定側部材１３の底板１４に形成された切欠き７３内に収納されている。そのため、クランプ用ヨーク７５が底壁７５ｃを有していても、固定側部材１３の底板１４とクランプ用ヨーク７５の底板７５ｃがＹ方向で重なることがなく、光スイッチ装置１の薄型化を妨げない。

［その他の実施の形態］
上記の形態では、クランプ用磁気駆動回路４５に２つのクランプ用マグネットを用いたが、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、３つあるいは４つのクランプ用マグネットを用いてもよい。

図８（ａ）に示す形態では、クランプ用コイル７２の長辺７２ａ、７２ｂのそれぞれの辺を、クランプ用コイル７２の開口７２ｅの内と外で挟むように４つのクランプ用マグネット８０、８１、８２、８３を配置した構成であり、クランプ用マグネット８０、８１は互いに異なる極を対向させ、クランプ用マグネット８２、８３も、互いに異なる極を対向させている。

また、図８（ｂ）に示す形態でも、クランプ用コイル７２の長辺７２ａ、７２ｂのそれぞれの辺を、クランプ用コイル７２の開口７２ｅの内と外で挟むように３つのクランプ用マグネット８０、８３、８４を配置した構成であり、クランプ用マグネット８０、８４は互いに異なる極を対向させ、クランプ用マグネット８４、８３も、互いに異なる極を対向させている。

このように構成した場合も、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、クランプ用ヨーク９１、９２、９３によって、各クランプ用マグネット８０〜８４の背後にバックヨークを配置することが好ましい。

なお、上記のいずれの形態においても、クランプ機構４０は、押圧部材４１をクランプ状態に付勢するねじりばね６０を備え、クランプ用磁気駆動回路４５は、ねじりばね６０の付勢力に抗して押圧部材４１を駆動する構成であったが、それとは逆に、ねじりばね６０が押圧部材４１をアンクランプ状態に付勢し、クランプ用磁気駆動回路４５は、ねじりばね６０の付勢力に抗して押圧部材４１をアンクランプ状態からクランプ状態に移行させる構成であってもよい。

また、クランプ機構４０において、ねじりばね６０を用いず、クランプ用磁気駆動回路４５によって、押圧部材４１をクランプ状態とアンクランプ状態とに切換える構成であってもよい。

本発明では、光スイッチ装置において、光反射部材を搭載した可動体をクランプ状態およびアンクランプ状態に切り換える押圧部材を駆動するために、クランプ用コイル、およびクランプ用コイルに鎖交する磁束を発生させるクランプ用マグネットを備えたクランプ用磁気駆動回路を用いている。このため、クランプ用コイルとクランプ用マグネットについては、装置の高さ方向で重なる必要がない。従って、光スイッチ装置の薄型化を図ることができる。また、ソレノイドを利用したクランプ機構と比較して、大きな磁気駆動力を得ることができるため、可動体に対するクランプあるいはアンクランプの切換えを確実に行うことができる。

本発明が適用される光導波路切り換え装置の原理を模式的に表した図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明を適用した光スイッチ装置の平面図、正面図、側面図、背面図である。 図２（ａ）のＡ−Ａ′線における光スイッチ装置の断面図である。 本発明を適用した光スイッチ装置において、その前半分に搭載された光スイッチ本体を、押圧部材を外した状態で、斜め後方からみた斜視図である。 本発明を適用した光スイッチ装置において、その後半分に搭載されたクランプ用磁気駆動回路を、押圧部材を外した状態で斜め上方からみた斜視図である。 本発明を適用した光スイッチ装置において、クランプ用磁気駆動回路で発生する磁束の向きを示す説明図である。 本発明を適用した光スイッチ装置において、光導波路を切り換える動作を行う際の可動体と固定側部材との位置関係などを示す説明図である。 本発明を適用した光スイッチ装置に用いられるクランプ用磁気駆動回路のその他の形態を示す説明図である。

符号の説明

１ 光スイッチ装置
２ 可動体
３ 光ファイバアレイ
４ サスペンションワイヤ
５、６ 駆動コイル
７、８ 駆動マグネット
１０ プリズムミラー
１２ 支持ベース
１３ 固定側部材
１５ 固定部
２０ 入力側光ファイバ
２１ 出力側光ファイバ
３０、３１ Ｖ字溝
４０ クランプ機構
４１ 押圧部材
４４ 押圧突起
４５ クランプ用磁気駆動回路
５０、５１ 揺動支点
６０ ねじりばね（付勢部材）
７０、７１、８０、８１、８２、８３、８４ クランプ用マグネット
７２ クランプ用コイル
７２ａ、７２ｂ コイル辺
７２ｅ クランプ用コイルの開口
７５ クランプ用ヨーク（バックヨーク）
１００ 光スイッチ本体

Claims (4)

1. 互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向としたときに、
   Ｚ方向から入射してきた光を反射してＸ方向にずれた所定位置から出射するための光反射部材が搭載された可動体と、該可動体をＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持する固定側部材と、前記可動体をＸ方向およびＹ方向に駆動する駆動手段とを有する光スイッチ装置において、
   前記可動体を前記固定側部材に押し付け固定したクランプ状態、および前記可動体を解放したアンクランプ状態に切換える押圧部材と、該押圧部材を駆動するクランプ用磁気駆動回路とを備えたクランプ機構を有し、
   前記クランプ用磁気駆動回路は、前記押圧部材あるいは前記固定側部材のいずれか一方側部材に配置されたクランプ用コイル、他方側部材に配置され、前記クランプ用コイルに鎖交する磁束を発生させるクランプ用マグネットとを備えていることを特徴とする光スイッチ装置。
2. 請求項１において、前記クランプ用コイルは、前記他方側部材に向けて開口するように巻回され、
   前記クランプ用マグネットは、前記他方側部材から前記一方側部材に向けて突き出たマグネット対を備え、
   前記マグネット対は、異なる極を対向させて前記クランプ用コイルを開口内と開口外で挟むように配置されていることを特徴とする光スイッチ装置。
3. 請求項２において、前記クランプ機構は、前記クランプ用コイルの開口内、および開口外の各々において前記マグネット対の背後に位置するバックヨークを備えていることを特徴とする光スイッチ装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記クランプ機構は、前記押圧部材を前記クランプ状態あるいは前記アンクランプ状態に付勢する付勢部材を備え、
   前記クランプ用磁気駆動回路は、前記付勢部材の付勢力に抗して前記押圧部材を駆動可能であることを特徴とする光スイッチ装置。

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