JP3457217B2 - 光スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信に利用する。
本発明は、光ファイバの端部を機械的に変位させてその
伝搬光路を変更する光スイッチに関する。とくに、一対
の光ファイバにそれぞれ伝搬される二つの光路を交互に
入れ換えるための光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】通信用交換機などでは、光信号の通路を
変更することにより信号経路を変更することができる光
スイッチが必要である。従来から、一対の固定光ファイ
バの端部に対して、一本の可動光ファイバの端部を対面
させる機械的な光スイッチを構成する技術が知られてい
る。この機械的な光スイッチでは、対面する光ファイバ
の端部をそれぞれ一つのＶ溝の中に配置して、二つの光
ファイバ端部の間のアライメントをとる技術が知られて
いる（特公平８−２０６１８号公報、特開平６−２７３
６８０号公報、特開平６−２０８０６４号公報、特開平
６−２６５７９９号公報）。

【０００３】これらの技術は、１本の可動光ファイバ端
部に対して２本または複数ｎ本の固定光ファイバ端部を
対応させるものであり、１×２光スイッチあるいは１×
ｎ光スイッチと呼ばれるものである。

【０００４】これに対して、通信回路の構成から２×２
光スイッチが求められるようになった。２×２光スイッ
チは２本の固定光ファイバ端部に対して２本の可動光フ
ァイバ端部を対面させ、その光路を互いに入れ換えるよ
うに切り換えるものである。これは実質的に、光分岐回
路および２個の１×２光スイッチを用いることにより実
現することができるが、多数の光スイッチを実装する光
スイッチユニットを構成する場合には、装置体積が大型
化することになるとともに、光分岐回路により生じる光
損失も大きくなる。

【０００５】このようなニーズから、機械的な２×２光
スイッチを構成する技術が開示された（特開平８−２２
０４５６号公報）。この公報には、一つの四辺形の穴を
設け、その二隅に固定光ファイバの先端を配置し、その
別の二隅に可動光ファイバの先端を配置し、電磁的に可
動光ファイバの位置を変位させることにより、光路切替
を実現する技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
四辺形開口のそれぞれの隅に光ファイバ端部を配置する
構造は優れた構造であるが、この構造で光損失の少ない
光スイッチを実現するには、きわめて高精度の機械加工
を必要とする。すなわち、固定光ファイバと対向する可
動光ファイバのそれぞれの光軸のアライメントには、そ
の開口の内壁に鏡面加工を施すことが必要になる。この
ため、このような構造の光スイッチは量産には適さず高
価になる。またこのような鏡面加工工程では製造歩留り
が悪く、これも部品を高価にする原因となる。またこの
ような高精度の表面加工を行うためには、光スイッチの
装置そのものがある程度の大きさを維持することが必要
であり、この光スイッチを多数利用する装置は大型にな
らざるを得ない。

【０００７】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、小型の２×２光スイッチを提供することを目的
とする。本発明は、量産性に優れた２×２光スイッチを
提供することを目的とする。本発明は、製造歩留りが高
く、安価に製造することができる光スイッチを提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の光ファ
イバにより構成された二つの光通信路を交互に切換える
２×２光スイッチを高い製造歩留りで安価に量産するこ
とができる構造を特徴とする。

【０００９】すなわち、本発明は、一対の固定光ファイ
バと、一対の可動光ファイバと、この一対の固定光ファ
イバおよび一対の可動光ファイバの端部を支持する支持
部材と、この支持部材に取付けられ前記一対の可動光フ
ァイバの端部を機械的に変位させる駆動機構とを備え、
その駆動機構は、前記一対の可動光ファイバの端部が前
記固定光ファイバの端部にそれぞれその光軸が一致する
第一の位置と、前記一対の可動光ファイバの端部が前記
固定光ファイバの端部にそれぞれその光軸が前記第一の
位置と反転して一致する第二の位置との間を変位させる
手段を含む光スイッチにおいて、前記支持部材には、前
記一対の固定光ファイバの端部がそれぞれ谷部に保持さ
れ開口部が対向するように配置された一対のＶ溝が形成
され、前記駆動機構は、前記一対の可動光ファイバの端
部をそれぞれこの一対のＶ溝の壁面に交互に当接させる
電磁手段を含むことを特徴とする。

【００１０】前記支持部材はそれぞれ一対の梁が形成さ
れた二枚の薄板の貼り合わせ構造により形成され、その
二枚の薄板の貼り合わせ面に前記一対のＶ溝が現れる構
造であり、前記一対のＶ溝は、前記二枚の薄板の貼り合
わせ面に現れる断面が六辺形をなす開口の一部として形
成される。

【００１１】さらに、前記支持部材は、前記一対の可動
光ファイバをその端部からやや離れた位置で前記Ｖ溝の
底部を含む平面と垂直な平面内にその一対の軸が位置す
るようにその一対の可動光ファイバの端部が片持ち構造
となるように保持する手段を含み、前記電磁手段は、前
記一対の可動光ファイバの端部を前記垂直な平面と平行
な平面内でそれぞれ前記Ｖ溝の壁面に向けて互いに異な
る方向に移動させる手段と、前記一対の可動光ファイバ
の端部をその光ファイバの軸にほぼ垂直な面内で左右に
約９０度ずつ回動させる手段とを含むことが望ましい。

【００１２】前記二枚の薄板はシリコン板であり、前記
溝はエッチングにより形成することができる。

【００１３】支持部材の長手方向の一方の端部近傍に一
対の固定光ファイバの端部を固定するとともに、他方の
端部近傍にその端面が一対の固定光ファイバの端面と合
致し光路が形成されるように一対の可動光ファイバを固
定し、この一対の可動光ファイバを機械的に変位させる
駆動機構を取付ける。

【００１４】一対の固定光ファイバの端部は所定の間隔
（例えば可動光ファイバの直径程度）をあけて水平にな
るように配置し、一対の可動光ファイバはその端部が固
定光ファイバの取付け位置に対し垂直になるように配置
する。これにより、可動光ファイバを回動させたときに
その端部が一対の固定光ファイバの端部に対しそれぞれ
その光軸が一致する第一の位置、および可動光ファイバ
を反転させたときにその端部が一対の固定光ファイバの
端部に対しそれぞれその光軸が一致する第二の位置が形
成される。駆動機構が一対の可動光ファイバをいずれか
の方向に移動させたときに、一対の可動光ファイバの端
部と一対の固定光ファイバの端部とがこの第一の位置ま
たは第二の位置に切換え接続される。

【００１５】一対の固定光ファイバの端部を支持する支
持部材にはその開口部が対向して配置される一対のＶ溝
を形成し、このＶ溝のそれぞれの谷部に一対の固定光フ
ァイバの端部を保持させる。これにより、固定光ファイ
バの外周がＶ溝の両面に当接した状態で保持されるの
で、その配置位置にずれを生じることなく安定した状態
が維持される。

【００１６】可動光ファイバの端部を機械的に変位させ
る駆動機構には電磁手段を用い、磁力によって一対の可
動光ファイバの端部を一対のＶ溝の壁面にそれぞれ交互
に当接される。当接した可動光ファイバの端部はＶ溝の
壁面に沿って移動し対向するＶ溝の谷部にそれぞれ係合
する。電磁手段を用いることにより機械的駆動手段が不
要となり駆動機構の構成の簡単化をはかることができ
る。

【００１７】支持部材は薄板によって形成された二枚の
枠体を貼り合わせて形成する。枠体には、貼り合わせた
ときにＶ溝が形成される一方の面と、電磁手段の駆動に
より左右に変位する一対の梁と、この一対の梁をその中
央部で相互に連結する連結部と、可動光ファイバを導入
固定する固定溝と、連結部から可動光ファイバをＶ溝側
に誘導する誘導溝とを形成し、一対の梁および連結部の
Ｖ溝側の面に枠体の上面から所定寸法（例えば５〜１０
μｍ）堀り下げ段差を形成する。これにより、枠体を貼
り合わせたときに空間が生じて対向した梁が相互に接触
することを防止することができる。

【００１８】この枠体の形状は長手方向の中心線に対し
左右対称の形状に形成することにより貼り合わせる枠体
を一種類にすることができ、部品点数を削減することが
できる。

【００１９】この枠体をＶ溝面側が内側になるように貼
り合わせると、六辺形の開口の一部が対向した断面形状
の一対のＶ溝が形成される。このような形状にすること
により加工技術を要するＶ溝加工が不要となり、低い製
造コストで精度の高いＶ溝を形成することができる。

【００２０】さらに、枠体を貼り合わせたときに、枠体
の外周上面と一対の梁およびその連結部の面とに段差が
形成されているので、上下の枠体の梁および連結部との
間に空間が生じ、この空間が上下の梁に対し異なる方向
に変位が与えられても互いに干渉することが防止され
る。

【００２１】可動光ファイバは、Ｖ溝の底部を含む平面
と垂直な平面内にその一対の軸が位置し（図１０および
図１１参照）、その端面が一対の固定光ファイバの端面
に一致し（図５参照）、かつ片持ち構造になるように連
結部に形成された誘導溝内に固定する。

【００２２】電磁手段は、一対の可動光ファイバの端部
をＶ溝の底部を含む平面に垂直な平面と平行な平面内で
それぞれＶ溝の壁面に向けて互に異なる方向に移動させ
る。すなわち、上段の梁に保持された可動光ファイバを
左側に移動させたときは、下段の梁に保持された可動光
ファイバを右側に移動させ、上段の可動光ファイバを右
側に移動させたときは、下段の可動光ファイバを左側に
移動させる。

【００２３】この可動光ファイバの左右の移動にともな
って、その端部は、その軸に対しほぼ垂直な面内で左ま
たは右のＶ溝面に当接し、Ｖ字形状に沿って左右に約９
０度可動し、Ｖ溝の谷部に落ち込みその端面が固定光フ
ァイバの端面にほぼ一致した位置で停止する。これによ
り、一対の可動光ファイバと一対の固定光ファイバとは
その軸芯がほぼ一致した位置で切換え接続される。

【００２４】支持部材を形成する二枚の枠体には薄板状
のシリコン板を用い、エッチング加工を施すことにより
一対の梁とその連結部およびＶ溝部を形成する。

【００２５】このような構造にすることにより光損失の
少ない量産性に優れた小型の２×２光スイッチを高い製
造歩留りで安価に製造することができる。

【発明の実施の形態】

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００２６】（第一実施例）図１は本発明第一実施例の
構成を示す拡大斜視図、図２は本発明第一実施例の構成
を示す拡大分解斜視図である。

【００２７】本発明第一実施例は、一対の固定光ファイ
バ１ａおよび１ｂと、一対の可動光ファイバ２ａおよび
２ｂと、この一対の固定光ファイバ１ａおよび１ｂと一
対の可動光ファイバ２ａおよび２ｂとの端部を支持する
支持部材１０と、この支持部材１０に取付けられ一対の
可動光ファイバ２ａおよび２ｂの端部を機械的に変位さ
せる駆動機構２０とが備えられる。

【００２８】図３は本発明第一実施例における支持部材
の形状を示す拡大斜視図、図４は本発明第一実施例にお
ける支持部材の光ファイバを実装した状態を示す図３の
Ａ部拡大斜視図、図５は本発明第一実施例における支持
部材の光ファイバを実装した状態を示す図４の内部拡大
平面図である。

【００２９】支持部材１０には、一対の固定光ファイバ
１ａおよび１ｂの端部がそれぞれ谷部に保持されその開
口部が対向するように配置された一対のＶ溝１１ａおよ
び１１ｂが形成される。この支持部材１０は図６に示す
シリコン製の薄板により形成された枠体１０ａを二枚貼
り合わせたときに、その二枚の枠体１０ａの貼り合わせ
面に一対のＶ溝１１ａおよび１１ｂが現れる構造に形成
される。

【００３０】さらに、この枠体１０ａには、その内側に
設けられた二条の平行な梁１２ａおよび１２ｂと、この
梁１２ａおよび１２ｂのほぼ中央に設けられその相互間
を連結する連結部１３と、固定光ファイバ１ａおよび１
ｂを接着する接着剤の内部への流入を防止する逃げ溝１
４と、可動光ファイバ２ａまたは２ｂを固定する固定溝
１５と、枠体１０ａを二枚貼り合わせたときの位置決め
を行う一対の位置決め溝１６とが設けられる。連結部１
３には可動光ファイバ２ａまたは２ｂをＶ溝１１ａおよ
び１１ｂに誘導する誘導溝１７が形成される。

【００３１】さらに、一対の梁１２ａおよび１２ｂと連
結部１３とのＶ溝側の面は枠体１０ａの外周の面より５
〜１０μｍ掘り下げられて段差が形成される。この段差
により二枚の枠体１０ａをＶ溝側を内側にして貼り合わ
せ支持部材１０を形成したときに、上段側の梁１２ａお
よび１２ｂと下段側の梁１２ａおよび１２ｂとの間に１
０〜２０μｍの空間が形成される。

【００３２】二枚の枠体１０ａを貼り合わせるときは、
図７（ａ）に示すように、枠体１０ａに形成された二条
の位置決め溝１６に位置決め用の光ファイバを固定し、
図７（ｂ）に示すように貼り合わせる側の枠体１０ａの
位置決め溝１６を合わせるように固定する。これによ
り、上下の二枚の枠体１０ａを横方向にずれを生じるこ
となく高い精度で貼り合わせ支持部材１０を形成するこ
とができる。

【００３３】この一対の枠体１０ａの位置決めは、図８
（ａ）に示すように一方の枠体１０ａに合わせ溝１８を
形成し、他方の枠体１０ａにこの合わせ溝１８に係合す
る凸条１９を形成して、図８（ｂ）に示すように嵌め合
わせる方法によっても行うことができる。

【００３４】図９（ａ）は本発明第一実施例における図
３に示す支持部材のＢ矢視図である。支持部材１０の一
対のＶ溝１１ａおよび１１ｂは、枠体１０ａを貼り合わ
せることにより、その貼り合わせ面の断面が六辺形をな
す開口の一部として現われ、固定光ファイバ１ａおよび
１ｂはその谷部に密着した状態で接着材により固定され
る。

【００３５】また、図９（ｂ）は本発明第一実施例にお
ける図３に示す支持部材のＣおよびＤ矢視図である。可
動光ファイバ２ａおよび２ｂは枠体１０ａに形成された
固定溝１５内に接着剤により固定され、さらに連結部１
３に形成された誘導溝１７内に、その端面が図４および
図５に示すように固定光ファイバ１ａおよび１ｂの端面
に連接する位置でＶ溝１１ａおよび１１ｂの底部を含む
平面と垂直になる平面内に片持ち構造となるように固定
される。

【００３６】このように片持ち構造に保持された可動光
ファイバ２ａおよび２ｂの端部を機械的に変位させる駆
動機構２０は、図１０（ａ）に示すように、一対の可動
光ファイバ２ａおよび２ｂの端部を垂直な平面と平行な
平面内でＶ溝１１ａおよび１１ｂの壁面に向けて互いに
異なる方向に９０度回動させ当接させたときに、図１０
（ｂ）に示すように、可動光ファイバ２ａの端面が固定
光ファイバ１ａの端面に一致するとともに、可動光ファ
イバ２ｂの端面が固定光ファイバ１ｂの端部に一致する
第一の位置と、図１１（ａ）に示すように、一対の可動
光ファイバ２ａおよび２ｂの端部を９０度反転させてＶ
溝１１ａおよび１１ｂの壁面に当接させたときに、図１
１（ｂ）に示すように、可動光ファイバ２ａの端面が固
定光ファイバ１ｂの端面に一致するとともに可動光ファ
イバ２ｂの端面が固定光ファイバ１ａの端面に一致する
第二の位置との間をそれぞれ変位させる第一の電磁手段
および第二の電磁手段により構成される。

【００３７】第一の電磁手段は、図１および図２に示す
ように、第一の鉄心２１ａと、第一のコイル２１ｂと、
上段の枠体１０ａの連結部１３に固定された第一の永久
磁石２１ｃとにより構成され、第一の永久磁石２１ｃは
第一の鉄心２１ａの両磁極間に配置される。

【００３８】また、第二の電磁手段は、第二の鉄心２２
ａと、第二のコイル２２ｂと、下段の枠体１０ａの連結
部１３に固定された第二の永久磁石２２ｃとにより構成
され、第二の永久磁石２２ｃは第二の鉄心２２ａの両磁
極間に配置される。

【００３９】ここで、本発明第一実施例に用いられる枠
体の製造方法について説明する。図１２（ａ）〜（ｄ）
は本発明第一実施例に用いられる枠体の製造工程の流れ
を示す図である。

【００４０】長方形に成形されたシリコンウエハを準備
し、１１００℃で加熱してその表面に酸化膜を形成す
る。このシリコンウエハにＴＭＡＨ（水酸化テトラメチ
ルアンモニウム）による異方性エッチング加工を行い、
図１２（ａ）に示すように、固定光ファイバ１ａおよび
２ａを固定する側面Ｖ溝と、位置決めを行う二条の位置
決め溝１６とを形成する。

【００４１】次いで、ＴＭＡＨによる異方性エッチング
加工により、図１２（ｂ）に示すよように、一対の梁を
形成する領域を堀り下げて５〜１０μｍの段差を形成す
る。

【００４２】続いて、ＲＩＥ（(Reactive Ion Etchin
g)：反応性イオン・エッチング）加工を施し、図１２
（ｃ）に示すように、可動光ファイバ２ａおよび２ｂを
固定する固定溝１５および誘導溝１７を形成する。

【００４３】最後の工程で、これまでの加工面の裏側か
らＲＩＥ加工を施して不用な部分を除去し、一対の梁１
２ａおよび１２ｂ、連結部１３、逃げ溝１４を形成す
る。

【００４４】このようにして作成した枠体１０ａの一対
の位置決め溝１６それぞれに位置決め用の光ファイバを
固定し、その上面に別の枠体１０ａを位置決め溝１６が
光ファイバに合致するように載置して固定する。これに
より図３に示す枠体１０が作成される。

【００４５】次に、本発明第一実施例の動作について説
明する。図１３（ａ）〜（ｄ）は本発明第一実施例の動
作原理を説明する図である。

【００４６】電磁石のコイルに電流を供給して向い合っ
た電磁石が図１３（ａ）に示すようにいずれもＮ極にな
るようにすると、電磁石の磁極間に配置された永久磁石
は、Ｎ極側に反撥力を受けるとともにＳ極側に吸引力を
受けて右側に移動する。この状態で電磁石に供給してい
た電流を遮断すると、電磁石の極性はなくなるが永久磁
石はその吸引力により鉄心に吸着し図１３（ｂ）に示す
ようにその位置にとどまる。

【００４７】ここで、電磁石のコイルに逆の電流を供給
し、向かい合った電磁石が図１３（ｃ）に示すようにい
ずれもＳ極になるようにすると、電磁石の電極間に配置
された永久磁石は、Ｓ極側に反撥力を受けるとともにＮ
極側に吸引力を受けて左側に移動する。この状態で電磁
石に供給していた電流を遮断すると、同様に電磁石の極
性はなくなるが永久磁石はその吸着力により鉄心に吸着
し図１３（ｄ）に示すようにその位置にとどまる。

【００４８】本発明はこのような原理に基づくもので、
図１４（ａ）および（ｂ）はその動作を説明する図であ
る。

【００４９】第一の永久磁石２１ｃおよび第二の永久磁
石２２ｃの左側をＮ極とし右側をＳ極としたときに、第
一のコイル２１ｂに第一の鉄心２１ａの向かい合った磁
極がいずれもＳ極になるように一時的に電流を供給する
と、図１４（ａ）に示すように、第一の永久磁石２１ｃ
は第一の電磁手段の吸引力および反撥力を受けて左側に
移動する。

【００５０】この移動にともなって第一の永久磁石２１
ｃが固定された連結部１３が梁１２ａおよび１２ｂとと
もに左側に移動し、可動光ファイバ２ａが左側に移動す
る。第一のコイル２１ｂへの電流の供給は一時的に行わ
れるので、可動光ファイバ２ａが移動したときに電流の
供給が遮断され第一の鉄心２１ａの磁性はなくなるが、
第一の永久磁石２１ｃの吸引力により可動光ファイバ２
ａはその位置にとどまる。

【００５１】このようにして可動光ファイバ２ａが左側
に移動すると、その端部が図１０（ａ）に示すように左
側に移動してＶ溝１１ａの壁面に当接し、その壁面に沿
って矢印で示すようにほぼ９０度下側に向かって回動し
Ｖ溝１１ａの谷部に係合して移動を停止する。

【００５２】このＶ溝１１ａの谷部には固定光ファイバ
１ａが支持されているので、移動した可動光ファイバ２
ａの端面と固定光ファイバ１ａの端面とは図１０（ｂ）
に示すようにほぼ一致した状態となる。これにより可動
光ファイバ２ａと固定光ファイバ１ａとは接続され通信
光路が形成される。

【００５３】第一のコイル２１ｂへの電流供給と同時
に、第二のコイル２２ｂに第二の鉄心２２ａの向かい合
った磁極がいずれもＮ極になるように一時的に電流を供
給すると、図１４（ａ）に示すように、第二の永久磁石
２２ｃは第二の鉄心２２ａの吸引力および反撥力を受け
て右側に移動する。

【００５４】この移動にともなって第一の永久磁石２１
ｃが固定された連結部１３が梁１２ａおよび１２ｂとと
もに右側に移動し、可動光ファイバ２ｂが右側に移動す
る。この可動光ファイバ２ｂの移動により、その端部は
図１０（ａ）に示すように右側に移動してＶ溝１１ｂの
壁面に当接し、その壁面に沿って矢印で示すようにほぼ
９０度上側に向かって回動してＶ溝１１ｂの谷部に係合
し移動を停止する。

【００５５】このＶ溝１１ｂの谷部には固定光ファイバ
１ｂが支持されているので、移動した可動光ファイバ２
ｂの端面と固定光ファイバ１ｂの端面とが図１０（ｂ）
に示すようにほぼ一致した状態となる。これにより可動
光ファイバ２ｂと固定光ファイバ１ｂとは接続され通信
光路が形成される。

【００５６】この状態から光路の切替えを行う場合に
は、第一のコイル２１ｂに第一の鉄心２１ａの向かい合
った磁極がいずれもＮ極になるように一時的に電流を供
給する。この電流の供給により、図１４（ｂ）に示すよ
うに、第一の永久磁石２１ｃは第一の電磁手段の吸引力
および反撥力を受けて右側に移動する。

【００５７】この移動にともなって第一の永久磁石２１
ｃが固定された連結部１３が梁１２ａおよび１２ｂとと
もに右側に移動し、可動光ファイバ２ａが右側に移動し
て、第一の永久磁石２１ｃの吸引力によりその位置にと
どまる。

【００５８】この可動光ファイバ２ａの移動により、そ
の端部は図１１（ａ）に示すように右側に移動してＶ溝
１１ｂの壁面に当接し、その壁面に沿って矢印で示すよ
うにほぼ９０度下側に向かって回動してＶ溝１１ｂの谷
部に係合し移動を停止する。このＶ溝１１ｂの谷部には
固定光ファイバ１ｂが支持されているので、移動した可
動光ファイバ２ａの端面と固定光ファイバ１ｂの端面と
が図１０（ｂ）に示すようにほぼ一致した状態となる。
これにより可動光ファイバ２ａと固定光ファイバ１ｂと
は接続され通信光路が形成される。

【００５９】この第一のコイル２１ｂへの電流供給と同
時に、第二のコイル２２ｂに第二の鉄心２２ａの向かい
合った磁極がいずれもＳ極になるように一時的に電流を
供給すると、図１４（ｂ）に示すように、第二の永久磁
石２２ｃは第二の電磁手段の吸引力および反撥力を受け
て左側に移動する。

【００６０】この移動にともなって第二の永久磁石２２
ｃが固定された連結部１３が梁１２ａおよび１２ｂとと
もに左側に移動し、可動光ファイバ２ｂが左側に移動し
てその位置にとどまる。

【００６１】この可動光ファイバ２ｂの移動により、そ
の端部は図１１（ａ）に示すように左側に移動してＶ溝
１１ｂの壁面に当接し、その壁面に沿って矢印で示すよ
うにほぼ９０度上側に向けて回動してＶ溝１１ａの谷部
に係合し移動を停止する。

【００６２】このＶ溝１１ａの谷部には固定光ファイバ
１ａが支持されているので、移動した可動光ファイバ２
ｂの端面と固定光ファイバ１ａの端面とが図１１（ｂ）
に示すようにほぼ一致した状態となる。これにより可動
光ファイバ２ｂと固定光ファイバ１ａとは接続され通信
光路が形成される。

【００６３】（第二実施例）図１５は本発明第二実施例
の構成を示す拡大斜視図、図１６は本発明第二実施例の
構成を示す拡大分解斜視図である。

【００６４】本発明第二実施例は、一対の固定光ファイ
バ１ａおよび１ｂと、一対の可動光ファイバ２ａおよび
２ｂと、この一対の固定光ファイバ１ａおよび１ｂ、一
対の可動光ファイバ２ａおよび２ｂの端部を支持する支
持部材１０と、この支持部材１０に取付けられ一対の可
動光ファイバ２ａおよび２ｂの端部を機械的に変位させ
る駆動機構３０とが備えられる。

【００６５】支持部材１０は、第一実施例同様に、二枚
の枠体１０ａを貼り合わせることにより形成され、一対
の固定光ファイバ１ａおよび１ｂと、一対の可動光ファ
イバ２ａおよび２ｂとは第一実施例同様に固定される。

【００６６】駆動機構３０は、第一の電磁手段および第
二の電磁手段により構成され、第一の電磁手段は、第一
の鉄心３１ａと、第一のコイル３１ｂと、上段の枠体１
０ａの連結部１３に固定された第一の永久磁石３１ｃ
と、支持部材１０の上面を被装する第一の被装板３１ｄ
とにより構成される。第一の被装板３１ｄには、第一の
鉄心３１ａの両磁極間に対応する位置に第一の永久磁石
３１ｃの移動方向を規制する案内溝３３が形成される。

【００６７】また、第二の電磁手段は、第二の鉄心３２
ａと、第二のコイル３２ｂと、下段の枠体１０ａの連結
部１３に固定された第二の永久磁石３２ｃと、支持部材
１０の下面を被装する第二の被装板３２ｄとにより構成
される。第二の被装板３２ｄには、第二の鉄心３２ａの
両磁極間に対応する位置に第二の永久磁石３２ｃの移動
方向を規制する案内溝３３が形成される。

【００６８】図１７（ａ）および（ｂ）は本発明第二実
施例の切替え動作を説明する図である。

【００６９】本第二実施例の場合も、第一の永久磁石３
１ｃおよび第二の永久磁石３２ｃの左側をＮ極とし右側
をＳ極としたときに、第一のコイル３１ｂに第一の鉄心
３１ａの向かい合った磁極がいずれもＳ極になるように
一時的に電流を供給すると、第一の永久磁石３１ｃは第
一の電磁手段の吸引力および反撥力を受けて、図１７
（ａ）に示すように左側に移動する。この移動にともな
って可動光ファイバ２ａも左側に移動し、可動光ファイ
バ２ａの端面と固定光ファイバ１ａの端面とがほぼ一致
し通信光路が形成される。

【００７０】これと同時に、第二のコイル３２ｂに第二
の鉄心３２ａの向かい合った磁極がいずれもＮ極になる
ように一時的に電流を供給すると、第二の永久磁石３２
ｃは第二の電磁手段の吸引力および反撥力を受けて、図
１７（ａ）に示すように右側に移動する。この移動にと
もなって可動光ファイバ２ｂが右側に移動し、可動光フ
ァイバ２ｂの端面と固定光ファイバ１ｂの端面とがほぼ
一致し通信光路が形成される。

【００７１】この状態から光路の切替えを行う場合に
は、第一のコイル３１ｂに第一の鉄心３１ａの向かい合
った磁極がいずれもＮ極になるように一時的に電流を供
給する。この電流供給により第一の永久磁石３１ｃは第
一の電磁手段の吸引力および反撥力を受けて、図１７
（ｂ）に示すように右側に移動する。この移動にともな
って可動光ファイバ２ａも右側に移動し、可動光ファイ
バ２ａの端面と固定光ファイバ１ｂの端面とがほぼ一致
し通信光路が形成される。

【００７２】この第一のコイル３１ｂへの通電と同時
に、第二のコイル３２ｂに第二の鉄心３２ａの向かい合
った磁極がいずれもＳ極になるように一時的に電流を供
給すると、第二の永久磁石３２ｃは第二の電極手段の吸
引力および反撥力を受けて、図１７（ｂ）に示すように
左側に移動する。この移動にともなって可動光ファイバ
２ｂも左側に移動し、可動光ファイバ２ｂの端面と固定
光ファイバ１ａの端面とが一致し通信光路が形成され
る。

【００７３】（第三実施例）図１８は本発明第三実施例
の構成を示す拡大斜視図である。

【００７４】本発明第三実施例は、一対の固定光ファイ
バ１ａおよび１ｂと、一対の可動光ファイバ２ａおよび
２ｂと、この一対の固定光ファイバ１ａおよび１ｂ、一
対の可動光ファイバ２ａおよび２ｂの端部を支持する支
持部材１０と、この支持部材１０に取付けられ一対の可
動光ファイバ２ａおよび２ｂの端部を機械的に変位させ
る駆動機構４０とが備えられる。支持部材１０は第一実
施例同様に二枚の枠体１０ａを貼り合わせて形成され、
一対の固定光ファイバ１ａおよび１ｂと、一対の可動光
ファイバ２ａおよび２ｂとは第一実施例同様に固定され
る。

【００７５】駆動機構４０は、第一の電磁手段および第
二の電磁手段により構成され、第一の電磁手段は、第一
の鉄心４１ａと、第一のコイル４１ｂと、上段の枠体１
０ａの連結部１３に固定された第一の永久磁石４１ｃと
により構成される。また、第二の電磁手段は、第二の鉄
心４２ａと、第二のコイル４２ｂと、下段の枠体１０ａ
の連結部１３に固定された第二の永久磁石４２ｃとによ
り構成される。

【００７６】図１９（ａ）および（ｂ）は本発明第三実
施例の切替え動作を説明する図である。

【００７７】本第三実施例の場合も、第一の永久磁石４
１ｃおよび第二の永久磁石４２ｃの左側をＮ極とし右側
をＳ極としたときに、第一のコイル４１ｂに第一の鉄心
４１ａの向かい合った磁極がいずれもＳ極になるように
一時的に電流を供給すると、第一の永久磁石４１ｃは第
一の電磁手段の吸引力および反撥力を受けて、図１９
（ａ）に示すように左側に移動する。この移動にともな
って可動光ファイバ２ａも左側に移動し、可動光ファイ
バ２ａの端面と固定光ファイバ１ａの端面とがほぼ一致
し通信光路が形成される。

【００７８】これと同時に、第二のコイル４２ｂに第二
の鉄心４２ａの向かい合った磁極がいずれもＮ極になる
ように一時的に電流を供給すると、第二の永久磁石４２
ｃは第二の電磁手段の吸引力および反撥力を受けて、図
１９（ａ）に示すように右側に移動する。この移動にと
もなって可動光ファイバ２ｂが右側に移動し、可動光フ
ァイバ２ｂの端面と固定光ファイバ１ｂの端面とがほぼ
一致し通信光路が形成される。

【００７９】この状態から光路の切替えを行うときは、
第一のコイル４１ｂに第一の鉄心４１ａの向かい合った
磁極がいずれもＮ極になるように一時的に電流を供給す
る。この電流供給により第一の永久磁石４１ｃは第一の
電磁手段の吸引力および反撥力を受けて、図１９（ｂ）
に示すように右側に移動する。この移動にともなって可
動光ファイバ２ａも右側に移動し、可動光ファイバ２ａ
の端面と固定光ファイバ１ｂの端面とがほぼ一致し通信
光路が形成される。

【００８０】この第一のコイル４１ｂへの通電と同時
に、第二のコイル４２ｂに第二の鉄心４２ａの向かい合
った磁極がいずれもＳ極になるように一時的に電流を供
給すると、第二の永久磁石４２ｃは第二の電磁手段の吸
引力および反撥力を受けて、図１９（ｂ）に示すように
左側に移動する。この移動にともなって可動光ファイバ
２ｂも左側に移動し、可動光ファイバ２ｂの端面と固定
光ファイバ１ａの端面とが一致し通信光路が形成され
る。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
本の固定光ファイバ端部に対して２本の可動光ファイバ
端部を対面させその光路を互に切り換える小型の２×２
光スイッチを光損失の少ない構造で、製造歩留りが高
く、かつ安価に量産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の構成を示す拡大斜視図。

【図２】本発明第一実施例の構成を示す拡大分解斜視
図。

【図３】本発明第一実施例における支持部材の形状を示
す拡大斜視図。

【図４】本発明第一実施例における支持部材の光ファイ
バを実装した状態を示すＡ部拡大斜視図。

【図５】本発明第一実施例における支持部材の光ファイ
バを実装した状態を示す図４の内部拡大平面図。

【図６】本発明第一実施例における枠体の形状を示す拡
大斜視図。

【図７】（ａ）および（ｂ）は本発明第一実施例におけ
る二枚の枠体の位置決め方法を説明する部分拡大断面
図。

【図８】（ａ）および（ｂ）は本発明第一実施例におけ
る二枚の枠体の別の位置決め方法を説明する部分拡大断
面図。

【図９】（ａ）は本発明第一実施例における図３に示す
支持部材のＢ矢視図、（ｂ）は支持部材のＣおよびＤ矢
視図。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は本発明第一実施例にお
ける可動光ファイバの第一の位置への変位動作を説明す
る図。

【図１１】（ａ）および（ｂ）は本発明第一実施例にお
ける可動光ファイバの第二の位置への変位動作を説明す
る図。

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は本発明第一実施例に用いら
れる枠体の製造工程を流れを示す図。

【図１３】（ａ）〜（ｄ）は本発明第一実施例の動作原
理を説明する図。

【図１４】（ａ）および（ｂ）は本発明第一実施例の切
替え動作を説明する図。

【図１５】本発明第二実施例の構成を示す拡大斜視図。

【図１６】本発明第二実施例の構成を示す拡大分解斜視
図。

【図１７】（ａ）および（ｂ）は本発明第二実施例の切
替え動作を説明する図。

【図１８】本発明第三実施例の構成を示す拡大斜視図。

【図１９】（ａ）および（ｂ）は本発明第三実施例の切
替え動作を説明する図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 固定光ファイバ ２ａ、２ｂ 可動光ファイバ １０ 支持部材 １０ａ、１０ｂ 枠体 １１ａ、１１ｂ Ｖ溝 １２ａ、１２ｂ 梁 １３ 連結部 １４ 逃げ溝 １５ 固定溝 １６ 位置決め溝 １７ 誘導溝 １８ 合わせ溝 １９ 凸条 ２０、３０、４０ 駆動機構 ２１ａ、３１ａ、４１ａ 第一の鉄心 ２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ 第一のコイル ２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ 第一の永久磁石 ２２ａ、３２ａ、４２ａ 第二の鉄心 ２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ 第二のコイル ２２ｃ、３２ｃ、４２ｃ 第二の永久磁石 ３１ｄ 第一の被装板 ３２ｄ 第二の被装板 ３３ 案内溝

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−148536（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−5383（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−270692（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−220456（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−502782（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の固定光ファイバと、一対の可動光
   ファイバと、この一対の固定光ファイバおよび一対の可
   動光ファイバの端部を支持する支持部材と、この支持部
   材に取付けられ前記一対の可動光ファイバの端部を機械
   的に変位させる駆動機構とを備えた光スイッチにおい
   て、 前記支持部材（１０）はほぼ長方形の内側に長辺に平行
   に形成された一対の梁が形成され、この一対の梁の中央
   部に二つの梁を連結する連結部が設けられた二枚の薄い
   板の貼り合わせ構造により形成された枠体（１０ａ）で
   あり、 この二枚の枠体（１０ａ）は、それぞれシリコンウエハ
   からエッチングにより形成され、前記枠体の長方形の内部空間に臨む一つの短辺の中央の
   位置に前記一対の固定光ファイバの端部を固定し、この
   固定光ファイバの端部に光学的に接続される前記一対の
   可動光ファイバの端部を支持する光ファイバ支持構造が
   形成され、 この光ファイバ支持構造は、前記二枚の薄板の貼り合わ
   せ面内方向を深さ方向として形成された一対のＶ溝がそ
   の開口が互いに対向して形成された形状であり、 前記一対のＶ溝内のそれぞれの谷底に前記一対の固定光
   ファイバの各端部が固定され、前記二枚の薄板の貼り合
   わせ面をほぼ９０度回転した面上に前記一対の可動光フ
   ァイバの端部が位置するように配置され、 前記駆動機構は、前記二つの連結部を前記二枚の薄板の
   貼り合わせ面方向にそれぞれ逆方向に変位させ、前記二
   つの連結部をそれぞれある一方向に変位させたときに前
   記一対の可動光ファイバのそれぞれの端部が前記一対の
   固定光ファイバのそれぞれの端部にそれぞれその光軸が
   一致する第一の位置に変位させ、前記二つの連結部をそ
   れぞれ他の方向に変位させたときに前記一対の可動光フ
   ァイバのそれぞれの端部が前記第一の位置とは反転した
   他の固定ファイバの光軸と一致する第二の位置に変位さ
   せる駆動手段とを備えた ことを特徴とする光スイッチ。
2. 【請求項２】 前記一対のＶ溝は、前記二枚の薄板の貼
   り合わせ面に現れる断面が六辺形をなす開口の一部であ
   る請求項１記載の光スイッチ。
3. 【請求項３】 前記二つの連結部は、前記一対の可動光
   ファイバを片持ち構造として保持する請求項２記載の光
   スイッチ。
4. 【請求項４】 前記駆動手段は、前記二つの連結部をそ
   れぞれ逆方向に変位させることによって一対の可動光フ
   ァイバの端部を前記可動光ファイバの軸にほぼ垂直な面
   内で左右に約９０度ずつ回動させる手段を含む請求項３
   記載の光スイッチ。