(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）デバイスにおいて、外部からＭＥＭＳデバイスに振動が加わった際にＭＥＭＳの可動部が有する共振周波数の振動を減衰する構造を備えたＭＥＭＳデバイスを提供する。【解決手段】ＭＥＭＳデバイスは、可動部を有する基板と、該基板と収容する筐体１と、可動部の共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する可動吸収部を有する振動吸収体６とから構成される。このように、ＭＥＭＳデバイスに加わった振動の中から可動部の共振周波数に対応した振動を吸収する振動吸収体を設けることで、ＭＥＭＳデバイスの可動部の共振振動を吸収することができる。【選択図】図２
2008200818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を有するＭＥＭＳと、
該ＭＥＭＳが形成された基板と、
該可動部の共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する可動吸収部を有する振動吸収体と、
を備えたＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
請求項１記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、該ＭＥＭＳと該振動吸収体は形状が幾何相似であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
請求項１記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、該ＭＥＭＳは複数の可動方向をもつ多軸構造であり、
該振動吸収体の該動作部は該ＭＥＭＳの可動方向のそれぞれに対応した複数の振動吸収構造を有することを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
請求項１記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、該可動吸収部の共振振動を減衰する減衰部を有することを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
可動部を有する複数のＭＥＭＳと、
該複数のＭＥＭＳが形成された基板と、
該可動部の共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する複数の可動吸収部を有する振動吸収体と
を備えたＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
請求項５記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、該複数の可動吸収体は同じ共振周波数で異なる慣性モーメントを有することを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
請求項５記載のＭＥＭＳデバイスであって、
前記振動吸収体は、前記複数のＭＥＭＳの共振周波数分布に対応した共振周波数分布を有する複数の可動吸収部を備えたことを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
可動部を有するＭＥＭＳと、
該ＭＥＭＳが形成された基板と、
該基板を収容する筐体と、
該ＭＥＭＳの共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する第１可動吸収部を有する第１振動吸収体と、
該筐体の共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する第２可動吸収部を有する第２振動吸収体と、
を備えたＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
可動部を有するＭＥＭＳと、
該ＭＥＭＳが形成された基板と、
該基板を収容する筐体と、
該ＭＥＭＳの共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する可動吸収部を有する振動吸収体と、
該筐体と該振動吸収体との間に配置された、弾性変形により振動を吸収する弾性体と
を備えたＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ；Micro-Electro Mechanical Systems）を用いたデバイス、特に防振構造を有するＭＥＭＳデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳデバイスは、半導体集積回路作製技術等を用いて作成された機械要素部品を、電気駆動することで機械的に動作させる可動部を有するデバイスである。ＭＥＭＳデバイスを用いたシステムとして、光スイッチが知られており、種々の構造が提案されている。中でもアレイ化したＭＥＭＳミラーを用いた光スイッチは、多チャネルスイッチを小型に実現できるという特徴があり、実用化が進められている。
【０００３】
しかしながら、ＭＥＭＳミラーは可動機械構造体であり、外部から振動や衝撃が加えられた場合に所定の位置から動いてしまい、光経路に損失を発生させていた。そのため、ＭＥＭＳミラーを防振ゴム（あるいはゴムよりも軟らかいゲル）を用いたダンパで外部振動・衝撃から保護することが通常行なわれている。（たとえば特許文献１参照。）
また、光スイッチに用いられるＭＥＭＳミラーの構造としては、一軸の回転運動する構造（たとえば特許文献２参照）や、二軸の回転運動をする構造（たとえば特許文献３参照）が知られている。いずれもＭＥＭＳミラーは半導体基板上にアレイ状に配置される。
【０００４】
ＭＥＭＳミラーは可動機械構造体であるため、その形状と材質から決まる共振周波数（固有振動数）を持っている。ＭＥＭＳミラーは外部からの振動・衝撃の周波数成分に、ＭＥＭＳミラーの共振周波数の成分が含まれると、ＭＥＭＳミラーが共振して、大きな光路変動が発生する。従って、防振用のダンパは硬度などのパラメータを調整し、十分な減衰量を得る必要がある。
【０００５】
特許文献３の構成は、入力側のファイバから出た光は入力側のＭＥＭＳでまず反射され、次に出力側のＭＥＭＳで反射された後、出力側のファイバへと導かれる。つまり、一つの光路において、合計２枚のＭＥＭＳミラー、即ち、４軸分の可動軸を持つミラーで反射している。外部から振動・衝撃が加えられたとき、特許文献３に記載の４軸分の可動軸を持つミラーの変動量は特許文献１や特許文献２に記載の１軸の可動軸を持つミラーの４倍となりうる。従って、たとえば特許文献３に記載された構成は、外部からの振動を吸収する振動吸収ダンパも４倍の減衰量が必要となる。ここで、ＭＥＭＳの可動部の共振周波数を１ｋＨ〜２ｋＨｚ程度とすると、４軸構成のＭＥＭＳデバイスに必要な振動伝達率は−８０ｄＢ程度である。
【０００６】
従来の防振構造である、単純な防振ゴムを用いたダンパにおける振動伝達特性の測定例を図１に示す。従来の防振ゴムを用いたダンパの吸収による振動の減衰量は−４０〜−５０ｄＢ程度であり、上記のようにＭＥＭＳの共振周波数が重なる場合、減衰能力不足となる。
【０００７】
このため、従来技術においては、共振周波数が重なったＭＥＭＳに対して外部から振動が加わったときに、減衰量が不足しＭＥＭＳの可動部が共振振動を起こす問題を生じていた。さらに、ＭＥＭＳが共振振動を起こすことで、光スイッチの光学的特性が低下してしまう問題が生じていた。
【特許文献１】特開２００６−３５３７５号公報
【特許文献２】米国特許第６７５３９６０号明細書
【特許文献３】米国特許第６５９１０２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光スイッチ等では、光路中に複数のＭＥＭＳミラーが配置されるため、光スイッチを伝搬する光は、ＭＥＭＳの可動部が有する共振の影響を受けやすい。
【０００９】
本発明は、共振周波数が重なる複数のＭＥＭＳが存在し、外部から複数のＭＥＭＳの可動部の共振周波数に相当する周波数の振動が与えられた場合であっても、その機械的共振を十分に減衰することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の課題を解決するための第１の手段として、ＭＥＭＳデバイスは、可動部を有するＭＥＭＳと、ＭＥＭＳが形成された基板と、該可動部の共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する可動吸収部を有する振動吸収体とを備える。
【００１１】
本発明の課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段のＭＥＭＳデバイスにおいて、該ＭＥＭＳと該振動吸収体は形状が幾何相似であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【００１２】
本発明の課題を解決するための第３の手段として、上記第１の手段のＭＥＭＳデバイスにおいて、該ＭＥＭＳは複数の可動方向をもつ多軸構造であり、該振動吸収体の該動作部は該ＭＥＭＳの可動方向のそれぞれに対応した複数の振動吸収構造を有する。
【００１３】
本発明の課題を解決するための第４の手段として、上記第１の手段のＭＥＭＳデバイスにおいて、該可動吸収部の共振振動を減衰する減衰部を有する。
【００１４】
本発明の課題を解決するための第５の手段として、ＭＥＭＳデバイスは、可動部を有する複数のＭＥＭＳと、該複数のＭＥＭＳが形成された基板と、該可動部の共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する複数の可動吸収部を有する振動吸収体とを備える。
【００１５】
本発明の課題を解決するための第６の手段として、上記第５の手段のＭＥＭＳデバイスにおいて、該複数の可動吸収体は同じ共振周波数で異なる慣性モーメントを有する。
【００１６】
本発明の課題を解決するための第７の手段として、上記第５の手段のＭＥＭＳデバイスにおいて、前記振動吸収体は、前記複数のＭＥＭＳの共振周波数分布に対応した共振周波数分布を有する複数の可動吸収部を備える。
【００１７】
本発明の課題を解決するための第８の手段として、ＭＥＭＳデバイスは、可動部を有するＭＥＭＳと、該ＭＥＭＳが形成された基板と、該基板を収容する筐体と、該ＭＥＭＳの共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する第１可動吸収部を有する第１振動吸収体と、該筐体の共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する第２可動吸収部を有する第２振動吸収体とを備える。
【００１８】
本発明の課題を解決するための第９の手段として、ＭＥＭＳデバイスは、可動部を有するＭＥＭＳと、該ＭＥＭＳが形成された基板と、該基板を収容する筐体と、該ＭＥＭＳの共振周波数に対応した振動を機械的動作により吸収する可動吸収部を有する振動吸収体と、該筐体と該振動吸収体との間に配置された、弾性変形により振動を吸収する弾性体とを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＭＥＭＳの可動部の共振周波数に相当する周波数の振動を吸収する振動吸収体をＭＥＭＳデバイスに備えることで、外部から振動を受けてもＭＥＭＳの可動部が共振振動を起こさなくする事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定さるものではない。
【００２１】
［ＭＥＭＳデバイスの構造］
図２は本願発明を適用ＭＥＭＳデバイスの構造を示している。ＭＥＭＳデバイスは、筐体１と、光入出力部２と、光路折返しミラー３と、ＭＥＭＳミラーアレイ４と、防振ゴム５及び５’と、振動吸収体６と、可動吸収部７と、ベース８を有している。
【００２２】
筐体１はＶ字型の斜面を有する。光入出力部２は筐体１の一方のＶ字斜面の上に配置される。光路折返しミラー３は筐体１の他方の斜面の上に配置される。ＭＥＭＳミラーアレイ４は筐体１のＶ字型の底部に構成した水平面の上に配置される。振動吸収体６と防振ゴム５及び５‘は筐体１とベース８との間に配置される。ベース８はＭＥＭＳデバイスを外部に対して固定するための基礎部である。防振ゴム５及び５‘はゲル状の材料であっても良い。防振ゴム５及び５‘は弾性変形により外部からの振動を吸収する弾性体である。可動吸収部７は振動吸収体６の内部に配置される。
【００２３】
外部（ベース８）から伝わる外部振動・衝撃は、防振ゴム５’で従来例の場合と同様にある程度吸収される。次に振動吸収体６によってＭＥＭＳミラーと一致した周波数成分の振動が吸収される。さらに防振ゴム５によって振動が減衰される。防振ゴム５はＭＥＭＳミラー４５と振動吸収体６の可動吸収部５０の両方が振動してしまうことを防いでいる。
【００２４】
［光スイッチの構造］
図３に。図２のＭＥＭＳデバイスの光学的な構造を示す。図３では、図２と同じ部材は同一参照番号を用いて説明する。最初に、各部の構成について説明する。
【００２５】
光入出力部２は入力光ファイバアレイ２１と出力光ファイバアレイ２２と入力レンズアレイ２３と出力レンズアレイ２４を有している。光入出力部２は入力光ファイバアレイ２１の各ファイバに対応して入力レンズアレイ２３のレンズをそれぞれ設ける。さらに、光入出力部２は出力光ファイバアレイ２２の各ファイバに対応して出力レンズアレイ２４のレンズをそれぞれ設ける。
【００２６】
ＭＥＭＳミラーアレイ４はＭＥＭＳミラー４５を複数有している。ＭＥＭＳミラーアレイ４のＭＥＭＳミラー４５の数は光入出力部２の入出力ファイバアレイ２１と２２の数と同数である。ＭＥＭＳミラー４５は入力レンズアレイ２３と対応したミラーと、出力レンズアレイ２４と対応したミラーがある。
【００２７】
光路折返しミラー３は第１と第２ミラーで構成される。第１ミラーはＭＥＭＳミラーアレイ４からの光ビームを反射し第２ミラーに入射する。第２ミラーは第１ミラーからの光ビームを反射し、ＭＥＭＳミラーアレイ４の方向に折り返す。
【００２８】
以下に、図３を光スイッチの光路に沿って説明する。入力レンズアレイ２３は入力光ファイバアレイ２１を伝搬した光を空間伝搬に適した光ビームに変換する。そして、入力レンズアレイ２３は変換された光ビームをＭＥＭＳミラーアレイ４内の入力レンズアレイ２１の各レンズに対応したＭＥＭＳミラー４５に向けて出射する。ＭＥＭＳミラーアレイ４内のＭＥＭＳミラー４５は、入力光レンズアレイ２３からの光ビームを反射し、光路折返しミラー３に向けて出射する。光路折返しミラー３はＭＥＭＳミラー４５からの光ビームを反射して、ＭＥＭＳミラーアレイ４の出力側ファイバアレイに対応したＭＥＭＳミラー４５に光を戻す。ＭＥＭＳミラーアレイ４のＭＥＭＳミラー４５は光路折返しミラー３からの光ビームを反射し、ＭＥＭＳミラー４５に対応した出力レンズアレイ２４に出射する。出力レンズアレイ２４はＭＥＭＳミラー４５からの光ビームを収束し、出力光ファイバアレイ２２に光が伝搬するようにする。出力光ファイバアレイ２２は光スイッチ外部へ光を伝搬する。光スイッチはＭＥＭＳミラー４５の角度を制御することで、光路を切り替えることができる。これにより、光スイッチは任意の出力光ファイバに光を出力することができる。
【００２９】
このように、ＭＥＭＳミラーにより光路を複数回折り返す構成では、個々のＭＥＭＳミラーは可動軸を複数有するとともに、ＭＥＭＳミラーがアレイ状に配列されることになるから、同じ方向に対して、同じ共振周波数で機械的な振動が生じることになる。
【００３０】
［ＭＥＭＳミラーアレイの可動部の構造］
図４はＭＥＭＳミラーアレイ４の可動部４０の構造を示す。可動部４０はＹ軸回転ヒンジ４１、Ｘ軸回転ヒンジ４２、第１フレーム４３、第２フレーム４４とＭＥＭＳミラー４５を有している。第１フレーム４３は第２フレーム４４を１対のＹ軸回転ヒンジ４１で保持する。第２フレーム４４はＭＥＭＳミラー４５を１対のＸ軸回転ヒンジ４２で保持する。ＭＥＭＳミラー４５はＸ軸回転ヒンジ４２を中心に回転（可動）できる。ＭＥＭＳミラー４５はアクチエータにより回転させられる。第２フレーム４４はＹ軸回転ヒンジ４１を中心に回転（可動）できる。第２フレーム４４はアクチエータにより回転させられる。Ｘ軸回転ヒンジ４２はＹ軸回転ヒンジ４１に対して直交した軸に設けている。
【００３１】
図４（ａ）はＭＥＭＳミラー４５をＸ軸回転させた状態を示す。さらに、図４（ｂ）は第２フレーム４４をＹ軸回転させた状態を示す。ＭＥＭＳミラー４５の可動部４０は必要に応じてＸ軸回転とＹ軸回転を組み合わせて動作することができる。
【００３２】
［振動吸収体の構造］
（１）振動吸収体の構造例１：
図５は図２の振動吸収体６の構造例を示す図である。振動吸収体６は可動吸収部アレイ７とハウジング５６を有している。可動吸収部アレイ７は複数の可動吸収部５０を有する。本図では４つの可動吸収部５０を有している。ハウジング５６は防振ゴム５及び５’を貼り付けるための防振ゴム接地箇所５９を有する。防振ゴム接地箇所５９はハウジング５６の上面と下面に設けている。振動吸収体６は、図２に示したように、ＭＥＭＳミラーアレイ４に平行に配置する。これにより、振動吸収体６の可動吸収部５０はＭＥＭＳミラーアレイ４の可動部４０に実質的に平行に配置できる。
【００３３】
可動吸収部５０は擬似的なＭＥＭＳである。すなわち、可動吸収部５０はＭＥＭＳミラー４５と振動に関して同等の性質を有している。そのため、可動吸収部５０はＭＥＭＳミラー４５と同じ共振周波数および可動軸を持っている。すなわち、可動吸収部５０はＹ軸回転ヒンジ５１、Ｘ軸回転ヒンジ５２、第１フレーム５３、第２フレーム５４と振動体５５を有している。第１フレーム５３は第２フレーム５４を１対のＹ軸回転ヒンジ５２で保持する。第２フレーム５４は振動体５５を１対のＸ軸回転ヒンジ５２で保持する。Ｘ軸回転ヒンジ５２はＹ軸回転ヒンジ５１に対して直交した軸に設けている。
【００３４】
振動体５５はＸ軸回転ヒンジ５２を中心に可動できる。振動体５５はベース８から到来する振動によりＸ軸回転ヒンジ５２を中心に振動させられる。この振動運動はＭＥＭＳミラー４５と同じ共振周波数に反応して振動する。従って、ベース８から到来する振動エネルギーは振動体５５を振動させることで減少する。
【００３５】
第２フレーム５４はＹ軸回転ヒンジ５１を中心に可動できる。第２フレーム５４はベース８から到来する振動によりＹ軸回転ヒンジ５１を中心に振動体５５を伴って振動する。この振動運動はＭＥＭＳミラー４５と同じ共振周波数に反応している。従って、ベース８から到来する振動エネルギーは第２フレーム介して振動体５５を振動させることで減少する。
【００３６】
振動吸収体６の振動吸収能力は可動吸収部５０の数で決まる。したがって、システムの振動伝達率の要求に合わせた数だけ可動吸収部５０を配置すればよい。
【００３７】
可動吸収部５０と可動部４０は共振周波数が同じであるので、幾何形状が相似な構造である。言い換えると、可動吸収部５０は可動部４０と同じ構造のものである。さらに付け加えると、振動吸収体６はＭＥＭＳミラーアレイその物を用いることができる。ＭＥＭＳミラーアレイを振動吸収体６として用いる場合はアクチエータは必須ではない。
【００３８】
（２）振動吸収体の構造例２：
図６は図２の振動吸収体６の構造例を示す図である。図４のように、可動部４０が複数の可動方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）をもつ多軸構造の場合は、振動吸収体６の可動吸収部５０は可動部４０の可動方向のそれぞれに対応した複数の振動吸収構造を有する構成とすることができる。図６の構成にすることで、振動吸収体６の軸の製造プロセスが容易になる。
【００３９】
図６では、図５と同一部材は同一参照番号を付すことでその説明を省略する。図６において、可動吸収部アレイ７には２つの種類の可動吸収部５０’がある。一方の可動吸収部５０’は振動体５５をＹ軸回転ヒンジ５１’により第１フレーム５３に保持する。もう一方の可動吸収部５０’は振動体５５をＸ軸回転ヒンジ５２’により第１フレーム５３に保持する。図６のような１軸の単純なねじれヒンジ構造は共振周波数ｆ０の式（１）で示すことができる。
【００４０】
【数１】
2008200818.tif 000003
ここでｈ：ミラーとヒンジの厚さ、Ｗ：ミラー幅、Ｌｃ：ミラー長さ、Ｌｔ：ヒンジ長さ、ｂ：ヒンジ幅、Ｇ：横弾性定数、Ｂ：ヒンジ部の厚さと幅で決まる定数、ρ：密度である。
【００４１】
振動吸収体６の振動吸収能力は可動吸収部５０’の数で決まる。したがって、システムの振動伝達率の要求に合わせた数だけ可動吸収部５０’を配置すればよい。
【００４２】
（３）振動吸収体の構造例３：
図７は図２の振動吸収体６の構造例を示す図である。図７では、図５と同一部材は同一参照番号を付すことでその説明を省略する。可動吸収部アレイ７内の可動吸収部５０’’はヒンジ６３を有している。ヒンジ６３は第１のフレーム５３から張り出し、一本で振動体５５’’を保持している。図７では、共振周波数をＭＥＭＳと合わせるために片持ち梁の先頭側の振動体５５’’に重しを付けた形状とすることができる。可動方向を合わせるため、振動対５５’’はヒンジ６３を介して可動吸収部アレイ７の中心から放射状に配置される。ＭＥＭＳミラーの構造が図４のように、２軸のねじれヒンジ構造である場合、振動吸収体６の可動吸収部５０の形状は図５および図６のように、２軸のねじれヒンジ構造とするのが有効である。しかし、図７のように片持ち梁形状のヒンジ６３の製造は図５や図６より簡易である。振動体５５’’はヒンジ６３の形状であっても、ＭＥＭＳミラーの共振周波数と一致する周波数で振動する。
【００４３】
振動吸収体６の振動吸収能力は可動吸収部５０’’の数で決まる。したがって、システムの振動伝達率の要求に合わせた数だけ可動吸収部５０’’を配置すればよい。
【００４４】
（４）振動吸収体の構造例４：
図８は図１の振動吸収体６の構造例を示す図である。図５ないし図７に記載の可動吸収部５０、５０’、５０’’の共振周波数は実際のＭＥＭＳミラー４５との共振周波数よりずれると、振動を吸収する効果が少なくなる。従って、振動吸収体６の可動吸収部５０、５０’、５０’’の共振半値幅は広いほうが望ましい。図８では、振動吸収体６に配置した可動吸収部５０、５０’、５０’’の共振のＱ値を下げる構造を示す。具体的には、可動吸収部５０、５０’、５０’’に減衰部６４を付加して、共振のＱ値を下げることで可動吸収部５０、５０’、５０’’により吸収される振動の周波数範囲を広げることが可能となる。減衰部６４はゴムシートやゲルシートで構成する。可動吸収部アレイ７は減衰部６４が上下から接触する構造にする。このように構成することで、可動吸収部５０、５０’、５０’’の振動が減衰できる。可動吸収部５０、５０’、５０’’の共振ピーク値が下がると減衰能力が低下するが、これは可動吸収部５０、５０’、５０’’の数を増やすことで補うことが可能となる。
【００４５】
（５）振動吸収体の構造例５：
可動吸収部５０、５０’、５０’’の共振周波数は式（１）で決定されるが、同じｆ０になるようにする場合でも、ある程度の自由度がある。例えば、ミラー幅Ｗを２倍にし、ヒンジ幅ｂを２倍にすれば共振周波数は変わらずに、可動吸収部５０、５０’、５０’’の重さあるいは慣性モーメントを変えることが可能となる。慣性モーメントの大小によって外部の衝撃に対する応答が異なり、さまざまな強度および速度の外乱に対応できるようになる。
したがって、振動吸収体６には慣性モーメントの異なる複数の可動吸収部を設けることが望ましい。
【００４６】
［振動吸収体の特性］
図９は図５の振動吸収体を用いた場合の特性を示す。図９はＭＥＭＳミラーの共振周波数を１．２ｋＨｚの場合を仮定し、振動吸収体６の可動吸収部５０の共振周波数も１．２ｋＨｚとした場合を示してある。点線で示したものは従来構造での振動伝達特性で、図１の特性と同じ特性である。図５の構造では、ダンパ構造（防振ゴム５と５’が２重化された構造）になっているため、従来と比較して、振動減衰率が２倍以上になっている。振動は、ＭＥＭＳミラー４５の共振周波数に相当する周波数領域６０で、十分に減衰する。
【００４７】
［筐体用振動吸収体の構造］
図１０は筐体用振動吸収体の構造を示す。図２と同一部材は同一参照番号を付すことでその説明を省略する。図１０において図２と異なる部分は振動吸収体６の機能である。振動吸収体６は筐体振動吸収部９を有している。筐体１はＶ字型の斜面の構造の共振周波数と同じ周波数が外部から到来すると、共振して振動する。筐体１が振動することで光路ずれが生じる。これを防止するために、図１０は筐体１の共振周波数に対応した振動を吸収する筐体振動吸収部９を振動吸収体６内に設けている。一例として、筐体振動吸収部９の構造は図５ないし図７の可動吸収部５０、５０’、５０’’の構造と同じ物でよい。ただし、筐体振動吸収部９に用いる可動吸収部５０、５０’、５０’’の共振周波数は筐体１の共振周波数に対応した周波数である。さらに、図１０の振動吸収体６はＭＥＭＳミラー４５の共振周波数に対応した共振周波数を有する可動吸収部５０、５０’、５０’を備えることができる。
【００４８】
［第２のＭＥＭＳデバイスの構造］
図１１は第２のＭＥＭＳデバイスの構造を示す。第２のＭＥＭＳデバイスの構造はＭＥＭＳを用いた波長選択スイッチの例を示す。図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は斜視図、図１１（ｃ）は振動吸収体６の構造図で有る。第２のＭＥＭＳデバイスは１軸型ＭＥＭＳ可動部を有するデバイスの構造を示す。光入出力部２から入射した光は分光器１１で分光する。分光器１１で分光した光は、レンズ１２を介して、ＭＥＭＳミラーアレイ４に入射する。ＭＥＭＳミラーアレイ４は入射した光をＭＥＭＳミラーで反射し、レンズ１２に戻す。ＭＥＭＳミラーアレイ４で反射した光は分光器１１を経由して光入出力部２戻る。ＭＥＭＳミラーアレイ４は分光器１１で光を分光した方向に複数のＭＥＭＳミラーを配置する。ＭＥＭＳミラーは分光した方向と直交する方向に可動することで、分光器１１に光ビームを戻す位置を変更できる。ＭＥＭＳミラーの制御角度を調整することで、光ビームを戻す位置を波長ごとに光入出力部２の異なる出力ポートの位置にすることができる。振動吸収体６はレンズ１２とＭＥＭＳミラーアレイ４の間に設けてある。図１１（ａ）はＭＥＭＳスイッチの近傍に実装している。
【００４９】
図１１（ｃ）は振動吸収体６の正面視の図である。振動吸収体６はＭＥＭＳへの光路を遮らないための開口部６２が中央にあり、両脇に可動吸収部６１を配置した構造となっている。一例として、振動吸収体６は可動吸収部６１の構造は図５ないし図７の可動吸収部５０、５０’、５０’’の構造を有している。外部振動・衝撃が加えられると、振動吸収構造体の擬似ＭＥＭＳ構造体が振動し、振動エネルギーを吸収するため、ＭＥＭＳミラーの共振振幅を減少させ、外部振動衝撃の光路への影響を低減することができる。
【００５０】
上述した実施形態は、以下の発明を開示する。以下の発明は、必要に応じて適宜組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来の防振構造の振動伝達特性を示す図
【図２】ＭＥＭＳデバイスの構造を示す図
【図３】光スイッチの構造を示す図
【図４】ＭＥＭＳミラーアレイの可動部の構造を示す図
【図５】振動吸収体の構造例１を示す図
【図６】振動吸収体の構造例２を示す図
【図７】振動吸収体の構造例３を示す図
【図８】振動吸収体の構造例４を示す図
【図９】図５の振動吸収体を用いた場合の特性を示す図
【図１０】筐体用振動吸収体の構造を示す図
【図１１】１軸型ＭＥＭＳデバイスの構造を示す図
【符号の説明】
【００５２】
１  筐体
２  光入出力部
３  光路折り返しミラー
４  ＭＥＭＳミラーアレイ
５、５’  防振ゴム
６  振動吸収体
７  可動吸収部アレイ
８  ベース部
９  筐体振動吸部
１１  分光器
１２  レンズ
２１  入力ファイバアレイ
２２  出力ファイバアレイ
２３  入力レンズアレイ
２４  出力レンズアレイ
４０  可動部
４１  Ｙ軸回転ヒンジ
４２  Ｘ軸回転ヒンジ
４３  第１フレーム
４４  第２フレーム
４５  ＭＥＭＳミラー
５０、５０’、５０”  可動吸収部
５１  Ｙ軸回転ヒンジ
５２  Ｘ軸回転ヒンジ
５３  第１フレーム
５４  第２フレーム
５５  振動体
５６  ハウジング
５９  防振ゴム設置箇所
６０  共振点
６１  可動吸収部
６２  開口部
６３  片持ちヒンジ
６４  減衰部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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