(57)【要約】【課題】  半導体工法によって形成されたミラーユニット並びにそれをマトリクス配列した光スイッチの強度を向上させ、正確なミラー動作を行い光損失の増加を防止する光スイッチを提供する。【解決手段】  光ビームを反射するミラー１１１と、そのミラー１１１を移動可能に支持する支持部３０２と、ミラー１１１を移動する可動部とを有してミラー１１１の移動によって光ビームの光路を切り替えるミラーユニット６０を具備した光スイッチにおいて、ミラーユニット６０の周辺（枠部３０１）に、光路上に切欠きを有する側壁１０１を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを反射するミラーと、該ミラーを移動可能に支持する支持部と、前記ミラーを移動する可動部とを有して前記ミラーの移動によって光ビームの光路を切り替えるミラーユニットを具備した光スイッチにおいて、前記ミラーユニットの周辺に、光路上に切欠きを有する側壁を設けたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記側壁の上に前記ミラーを内包する蓋部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
複数の前記ミラーユニットをマトリクス状に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野などに適用し、光ビームの光路をミラーによって切り替える光スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電気通信回線の急速な普及に伴い、光ファイバを用いる光通信技術が重要な技術の一つになっている。この光通信において光信号の光路を切り替える光スイッチが用いられている。この光スイッチの一例としてマトリクス型の光スイッチがある（例えば特許文献１、２を参照）。
【０００３】
このマトリクス型の光スイッチの一例を図６を用いて説明する。ここではミラー（１１１）を備えたミラーユニット６０がマトリクス状に配置されるとともに、そのマトリクスの一辺に光を入力する入力光ファイバ５０が複数配設され、その直角方向の辺もしくは対辺に、入力光ファイバ５０からの光ビームを受ける出力光ファイバ５１、５２が複数配設される。ここで、入力光ファイバ５０を伝搬してきた光は入力光ファイバ５０の先端のレンズにより光ビームに変換され、ミラーユニット６０内を通過する。そしてミラーユニット６０内のミラー（１１１）をこの光ビームの光路に挿入するか否かにより光ビームの光路（進路）を切り替える。この例では、ミラー（１１１）の面は光ビームの進行方向に対し垂直面では９０度、水平面で４５度の角度を有しており、ミラー（１１１）の挿入を切替制御することにより、光ビームを適宜出力光ファイバ５１もしく５２の所望のものに導くようにする。そして、出力光ファイバ５１、５２の先端のレンズにより光ビームは出力光ファイバ５１、５２に収束され、出力光ファイバ５１、５２内を出力光として伝搬する。
【特許文献１】特開２００２−２８７０４８号公報
【特許文献２】特開昭５５−１３５８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のミラーユニット６０は小型化のため微細な半導体工法によって形成されるもので、ミラー（１１１）を移動可能に支持する支持部（３０２）や枠部（３０１）は非常に薄いため強度が弱く、これがミラーの動作の精度に影響し、ミラー（１１１）での反射に際し入力光ファイバ５０からの光ビームにずれが生じ、出力光ファイバ５１、５２に正確に光ビームが導かれず、損失につながることがあった。
【０００５】
本発明は、半導体工法によって形成されるミラーユニットにおいても強度を確保し、正確なミラー動作を行い光損失の増加を防止する光スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、光ビームを反射するミラーと、該ミラーを移動可能に支持する支持部と、前記ミラーを稼動する可動部とを有して前記ミラーの移動によって光ビームの光路を切り替えるミラーユニットを具備した光スイッチにおいて、前記ミラーユニットの周辺に、光路上に切欠きを有する側壁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、ミラーユニットの周辺に、光路上に切欠きを有する側壁を設けたことにより、光ビームの光路（進路）を妨げず、ミラーユニット並びにそれをマトリクス配列した光スイッチの強度を向上させ、正確なミラー動作を行い光損失の増加を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態を図１乃至図６に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の光スイッチにおいて配置されるミラーユニット６０の斜視図である。図２（ａ）はミラーユニット６０の上面図で、その図中の一点鎖線Ａでの側面断面図を図２（ｂ）、一点鎖線Ｂでの側面断面図を図２（ｃ）に示す。またミラーユニット６０をマトリクス状に配置し、入力光ファイバ５０及び出力光ファイバ５１，５２をマトリクスの所定の辺に配設した光スイッチを図６に示す。
【００１０】
本実施形態のミラーユニット６０は第１層（最上層）に第１シリコン層１０、その下層の第２層に酸化層２０、そして最下層に第２シリコン層３０を有するＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板をエッチングすることで形成される。
【００１１】
具体的には、先ず、ミラー１１１及び、ミラー１１１下部のミラー台座１０３は、第１シリコン層１０をエッチングすることによって形成される。次に、ミラー１１１及びミラー台座１０３に一端がつながりこれらを上下方向つまり基板（１０、２０、３０）面に対して垂直方向に可動するように支持する支持バネ（支持部）３０２、その支持バネ３０２の他端を固持する枠部（ミラーユニット６０の周辺）３０１が形成される。本実施形態では、支持バネ３０２はミラー台座１０３の各辺につながり計４個配置されている。そして支持バネ３０２とミラー台座裏面３０３と枠部３０３が同じ第２シリコン層３０であることでミラー台座１０３を支持している。また、酸化層２０はエッチストップ層としての役割を果たし、各部位を精度良く形成することに役立つ。
【００１２】
本実施形態では、ミラー１１１とその下部のミラー台座１０３をエッチングにより形成すると同時に、枠部３０１の部位に側壁１０１を形成する。ここでさらに、光ビームの光路（進路）になる部位（図中「ビーム入射位置」）が切欠きになるように高さの低い部位１０２を形成する。尚、この例では、高さの低い部位１０２の上面とミラー台座１０３の上面とは同じ高さとなっている。
【００１３】
そして、ミラー台座１０３の下部に、ミラー台座１０３及びミラー１１１を移動させるための駆動部（図示せず）が設けられる。この駆動方法としては電磁駆動や静電駆動などの方式が考えられるが、特に限定するものではない。
【００１４】
このようにすることにより、光ビームの光路を妨げることなく、枠部３０１に設けられた側壁１０１によって枠部３０１が補強され、支持バネ３０２の固定端の固定度が向上し、またミラーユニット６０全体の強度が向上する。さらにミラーユニット６０をマトリクス状に配置することで、側壁１０１が縦横方向に走りマトリクス型スイッチとしての強度がさらに向上する。
【００１５】
図３は、図１で示したミラーユニット６０の上部にミラー１１１を内包するように、つまり上蓋となるように板状部材４０を側壁１０１上端に設けたものである。この図は図１の一点鎖線Ａでの側面断面を示す。板状部材４０は側壁１０１上端に接着もしくは融着されるが、特に制約はなくシリコンやガラスなど加工の容易な材料を使用すればよい。特にアクリルやガラスを用いた場合には、ミラー１１１の動作を確認することができ、検査や故障の際の発見に役立つ。尚、通常動作時に板状部材４０がミラー１１１に接触しないように、ミラー１１１の上端の最高位より高くなるように側壁１０１の高さを設定する必要がある。
【００１６】
このようにすることにより、ミラーユニット６０内への埃や塵の混入を抑え、これらのミラー１１１への付着を防止することができる。
【００１７】
また、異常時、例えば光スイッチの運搬時など大きな外力が加わったとき等には板状部材４０はストッパとしての役割を果たし、ミラーユニット６０の破壊、特に支持バネ３０２の破壊を防止することができる。さらに通常時においてもミラーユニット６０と板状部材４０との間の空間の空気がダンパとして働くため、ミラー１１１の急激な動きが抑制され同様に破壊防止の効果を奏する。
【００１８】
図４は、図３のものと同様で板状部材４０を側壁１０１上端に設けたものであるが、ミラー１１１の位置に掘込み部を設けたものである。この掘込み部は、通常動作時に板状部材４０がミラー１１１に接触しないようにその深さが設定される。その他は図３のものと同様で、効果も同様の効果を奏する。特にミラー１１１の上端と板状部材４０との間の間隔を、側壁１０１やの高さやミラー１１１の高さの調整ではなく、板状部材４０側で調整ができるので容易である。
【００１９】
その他、図５に示すように、板状部材４０のミラー１１１の位置に、ミラー１１１の水平断面よりも大きな貫通孔を設けてもよい。図３や図４のものに比べ、ストッパとしての効果は無くなり、防塵効果やダンパ効果も若干減少するが、ミラー１１１の上端と板状部材４０との間の間隔調整が不要となる利点がある。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について示したが、ミラーユニット６０単体に光ファイバを設け光スイッチを構成してもよく、またマトリクス型の光スイッチも図６の配列に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態におけるミラーユニットの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるミラーユニットの上面図、側面断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態のミラーユニットの側面断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態のミラーユニットの側面断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態のミラーユニットの断面図である。
【図６】本発明の（マトリクス型）光スイッチの上面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０    第１シリコン層（ＳＯＩ基板）
２０    酸化層（ＳＯＩ基板）
３０    第２シリコン層（ＳＯＩ基板）
４０    板状部材（上蓋）
１０１  構造体（側壁）
１０２  構造体（側壁低部）
１０３  ミラー台座
１１１  ミラー
３０１  枠部
３０２  支持バネ（支持部）
３０３  ミラー台座裏面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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