JPH10268212A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の光スイッチは複雑な３次元的な組立工程
によって製造されていた。そこで、単純な２次元的な組
立工程のみで製造可能な機械式光スイッチを実現する。 【解決手段】内部に片持ち梁構造１１０を有する基板１
００と、片持ち梁の先端に固定された内部に台形型溝を
有する入力用光ファイバー固定部材３０２と、基板上に
固定された内部に位置決めピンを有する出力用光ファイ
バー固定部材３０３と、入力用光ファイバー固定部材に
固定された入力用光ファイバー２０１と、出力用光ファ
イバー固定部材に固定された出力用光ファイバー２０２
と、入力用光スイッチ固定部材を動かすためのヨーク、
コイル、永久磁石から構成されており、位置決めピンで
位置決めされた状態で光ファイバー固定部材を動かすこ
とにより、光ファイバーの結合状態を切り替える構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置や光伝
送装置などで用いられる光スイッチに係り、特に製造の
容易な光スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】光路を切り換えるための光スイッチとし
ては、電気的に光路の屈折率や位相を変化させて光の進
行方向を切り換える方式のものや、機械的に光路を移動
させて光の進行方向を切り換える方式のものなどが開発
されている。この中で、機械式の光スイッチは、光の結
合損失が小さく、伝搬する光の波長依存性がほとんど無
く、さらに電源を切断した後でも光の結合状態を切断前
の状態に保持できるという特性を持っていることから、
光通信装置や光伝送装置等の中でよく用いられている。

【０００３】特開平６−２０８０６２号公報に記載され
ている機械式の光スイッチは、可動する入力用光ファイ
バーに軟磁性を有する軟磁性部材が挿入されており、こ
の軟磁性部材を周囲を覆うように配置された永久磁石と
コイルで移動させることで、入力用光ファイバーを２本
の出力用光ファイバーのいずれか一方と光学的に結合さ
せる構造になっている。入力用光ファイバーの先端と出
力用光ファイバーの先端は、すべて光ファイバー固定部
材の中に挿入されており、移動後の位置決めは、前記し
た光ファイバー固定部材により行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光スイッチは、
入力用光ファイバーに軟磁性部材を挿入する工程や、光
ファイバー固定部材内に入力用光ファイバーや出力用光
ファイバーを挿入する工程や、コイルの中に光ファイバ
ー固定部材を挿入する工程など、複雑な３次元的な組立
工程を多数必要としていた。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、単純な２次元的な組立工程のみで製造可能な機
械式光スイッチを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、以下の手段を備える。

【０００７】すなわち本発明の光スイッチは、可動部を
内部に有する基板上に、内部に台形状の溝を有する光フ
ァイバー固定部材と、前記台形状の溝の中に挿入される
位置決めピンを有する光ファイバー固定部材と、前記光
ファイバー固定部材に固定された光ファイバーと、前記
光ファイバー固定部材を移動させるための駆動力発生部
材とを有し、前記駆動力発生部材により前記光ファイバ
ー固定部材を移動させることで、光ファイバーの接続状
態を切り替えるようにしたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。

【０００９】まず、本発明の第１の実施例である光スイ
ッチについて説明する。

【００１０】図１は、本発明の第１の実施例である光ス
イッチの基板部分の上面図を示す。基板１００は、内部
に片持ち梁構造１１０を有しており、ステンレス鋼また
は銅のような金属をエッチングで加工することによって
形成される。本光スイッチでは、片持ち梁は２本あり、
先端が連結された構造になっている。この片持ち梁の先
端には、入力用光ファイバー固定部材３０２が設けら
れ、入力用光ファイバー２０１がファイバー押さえ板３
１２を用いて固定されている。さらに、ファイバー押さ
え板３１２の上には、軟磁性を有する鉄とニッケルの合
金からなる軟磁性部材４００が設けられている。入力用
光ファイバー２０１の基板１００上の入力側端部は、フ
ァイバー押さえ板３１１を用いて入力用光ファイバー保
持部材３０１にも固定されている。すなわち、入力用光
ファイバー保持部材３０１は、基板１００上の片持ち梁
１１０の固定部に近い位置に固定されている。出力用光
ファイバー固定部材３０３は、基板１００上のちょうど
入力用光ファイバー固定部材３０２に対向する位置に設
けられている。出力用光ファイバー固定部材３０３に
は、出力用光ファイバー２０２及び２０３がファイバー
押さえ板３１３を用いて固定されている。また、軟磁性
部材４００を吸引するためのコイルと永久磁石とヨーク
とからなる電磁アクチュエータ４０１及び４０２が、片
持ち梁の先端部に固定された軟磁性部材４００を挟持す
るように基板１００上に固定される。光ファイバー固定
部材や光ファイバー保持部材及び、光ファイバーの素材
であるガラスとほぼ等しい熱膨張係数を有するガラスも
しくはセラミックスまたは金属から形成される。軟磁性
部材は、本実施例では鉄とニッケルの合金で形成されて
いるが、軟磁性を有する材料であれば何でもよい。ま
た、入力用光ファイバー固定部材３０２を軟磁性を有す
る材料で形成すれば、軟磁性部材４００を省くこともで
きる。

【００１１】図２は、本実施例の光スイッチにおける入
力用光ファイバー２０１と出力用光ファイバー２０２、
２０３の結合部の詳細図である。光スイッチにおいて、
入力用の光ファイバーと出力用光ファイバーは、高精度
に位置決めされていることが必要で、光スイッチ内部で
の光の損失を１デシベル以下にするためには、それぞれ
の光ファイバーの中心軸の位置のずれを１ミクロン以下
に押さえることが必要である。図２（１）は、入力用光
ファイバー固定部材３０２が中立位置にある場合を示し
ており、入力用光ファイバーは、どの出力用光ファイバ
ーにも結合していない。図２（２）は、入力用光ファイ
バー２０１が出力用光ファイバー２０２に結合している
場合を示しており、両者の位置決めは、出力用光ファイ
バー固定部材３０３に固定された位置決めピン３６１、
３６２と、入力用光ファイバー固定部材３０２に作られ
た台形型溝３５１、３５２によって行われる。位置決め
ピンの外径、位置決めピンを固定するＶ型溝の位置、位
置決めピンが挿入される台形型溝の形状、台形型溝の位
置、はすべて１ミクロン以下の誤差で作られており、位
置決めピンが台形型溝の一方の斜面に突き当たって止ま
るとき、入力用光ファイバー２０１が出力用光ファイバ
ー２０２に１ミクロン以下の誤差で正確に向き合うよう
に設計されている。図２（３）は、入力用光ファイバー
２０１が出力用光ファイバー２０３に結合している場合
を示しており、位置決めピンを台形型溝の反対側の斜面
に突きあてることで同様に高精度に位置決めされる。

【００１２】図３は、本実施例における光スイッチの組
立工程を示す図である。まず、基板上に片持ち梁を形成
する。次に、入力用および出力用光ファイバー固定部材
に、入力用および出力用光ファイバーをファイバー押さ
え板を用いて固定する。次に、入力用光ファイバー保持
部材に入力用光ファイバーをファイバー押さえ板を用い
て固定する。次に、入力用及び出力用光ファイバー固定
部材と、入力用光ファイバー保持部材を基板に固定す
る。このとき、入力用光ファイバー固定部材に形成され
た台形状の溝に、出力用光ファイバー固定部材に固定さ
れた位置決めピンが入るように固定する。次に、軟磁性
部材を、入力用光ファイバー固定部材上のファイバー押
さえ板に固定する。なお、この工程は、入力用光ファイ
バー固定部材が、軟磁性を有する材料で作られていれば
省略することが可能である。次に、電磁アクチュエータ
を基板上に固定する。最後に、パッケージ内に基板を固
定し、全体を封入することで光スイッチとする。

【００１３】このように、本発明の光スイッチは、３次
元的な組立工程を一切用いずに、基板に各要素部品を積
み上げていくという簡単な工程のみで製造することが可
能である。

【００１４】次に、本発明の第２の実施例の光スイッチ
について説明する。

【００１５】図４は、本発明の第２の実施例である光ス
イッチの基板部分のの上面図である。基板１００には、
４本の梁で支持された可動部１１１がエッチングにより
形成されている。可動部１１１上には、４本の切り替え
用光ファイバー３０６が固定された切り替え用光ファイ
バー固定部材３０６が固定されている。４本の光ファイ
バーのうち２本は平行に、他の２本は交差するように固
定されている。切り替え用光ファイバー固定部材３０６
の一方の端面に隣接して、入力用光ファイバー固定部材
３０５ａが、基板１００に固定され、そこには、入力用
光ファイバー２０４ａが固定されている。また、切り替
え用光ファイバー固定部材３０６の他の端面に隣接し
て、出力用光ファイバー固定部材３０５ｂが、基板１０
０に固定され、そこには、出力用光ファイバー２０４ｂ
が固定されている。本実施例において、可動部をこれま
で説明してきた駆動力発生部を用いて動かすことによ
り、入力用光ファイバー２０４ａと出力用光ファイバー
２０４ｂの結合状態を切り替える２入力２出力の光スイ
ッチとすることが可能となる。光ファイバー同士の位置
決めは、図２で説明した台形溝と位置決めピンにより実
現することができる。本発明によれば、２入力２出力の
光スイッチを、第１の実施例において説明したように複
雑な組立工程無しに製造することが可能である。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、複雑な組立工程無しに
製造できる光スイッチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の光スイッチの基板部の
上面図である。

【図２】本発明の第１の実施例の光スイッチの光ファイ
バー固定部材の詳細な上面図である。

【図３】本発明の第１の実施例の光スイッチの組立工程
を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例の光スイッチの基板部の
上面図である。

【符号の説明】

１００…基板、１１０…片持ち梁、１１１…可動部、２
０１…入力用光ファイバー、２０２、２０３…出力用光
ファイバー、２０４ａ…入力用光ファイバー、２０４ｂ
…出力用光ファイバー、２０５…切り替え用光ファイバ
ー、３０１…入力用光ファイバー保持部材、３０２…入
力用光ファイバー固定部材、３０３…出力用光ファイバ
ー固定部材、３０５ａ…入力用光ファイバー固定部材、
３０５ｂ…出力用光ファイバー固定部材、３０６…切り
替え用光ファイバー固定部材、３１１、３１２、３１３
…光ファイバー押さえ板、３４１、３４２…Ｖ型溝、３
５１、３５２…台形型溝、３６１、３６２…位置決めピ
ン、４００…軟磁性膜、４０１、４０２…電磁アクチュ
エータ。

フロントページの続き (72)発明者 小松 礼文 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】片持ち梁構造を内部に有する基板と、前記
   基板上の片持ち梁の先端に固定され、内部に台形状の溝
   を有する入力用光ファイバー固定部材と、前記基板上の
   前記入力用光ファイバー固定部材に対向する位置に固定
   され、前記台形状の溝の中に挿入される位置決めピンを
   有する出力用光ファイバー固定部材と、前記入力用光フ
   ァイバー固定部材に固定された入力用光ファイバーと、
   前記出力用光ファイバー固定部材に固定された出力用光
   ファイバーと、前記入力用光ファイバー固定部材を移動
   させるための駆動力発生部材と、を有することを特徴と
   する光スイッチ。