(57)【要約】【課題】光学素子の変位動作において大きなストロークを直線性よく動かすことができる機械式光スイッチを提供すること【解決手段】本体１には、光信号の入力ポートｐ１と出力ポートｐ３，ｐ２の間にミラー等の光学素子２を配置し、これの変位動作を行うために変位ユニット３，電磁式の駆動手段４などを設ける。変位ユニットは２つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネ３０を２重に有し、各帯条の中央及び両端とにブロック部材３１，３２，３３を設けて２重板バネの間を平行にする。一方の帯条に設けたブロック部材３１（可動子）に光学素子を取り付け、他方の帯条に設けたブロック部材３２（固定部）は基台７に固定する。電磁力による吸引駆動では可動子側の湾曲とは逆相に固定部側が変位し、可動子は板バネ面に垂直な軸上をリニアに動く。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の入力ポートと出力ポートの間にミラーやプリズム等の光学素子を配置し、当該光学素子の変位動作により前記ポート間における光束の結合を変化させる機械式光スイッチにおいて、
２つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネを２重に有し、各帯条の中央及び両端にブロック部材を設けて２重板バネの間を平行にした変位ユニットを備え、
前記２つの帯状のうちの一方の帯条の中央に設けたブロック部材に前記光学素子を取り付けて可動子とし、他方の帯条の中央に設けたブロック部材は固定して固定部とし、駆動手段により前記可動子を変位動作させることを特徴とする機械式光スイッチ。
【請求項２】
光信号の入力ポートと出力ポートの間にミラーやプリズム等の光学素子を配置し、当該光学素子の変位動作により前記ポート間における光束の結合を変化させる機械式光スイッチにおいて、
３つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネを２重に有し、各帯条の中央及び両端にブロック部材を設けて２重板バネの間を平行にした変位ユニットを備え、
前記３つの帯状のうちの内側の帯条の中央に設けたブロック部材に前記光学素子を取り付けて可動子とし、外側の帯状の中央に設けたブロック部材は固定して固定部とし、駆動手段により前記可動子を変位動作させることを特徴とする機械式光スイッチ。
【請求項３】
前記変位ユニットに前記駆動手段を対に配置して、当該駆動手段の作用力により前記可動子を中立点から片方向に変位動作させることを特徴とする請求項１または２に記載の機械式光スイッチ。
【請求項４】
前記駆動手段は前記変位ユニットを挟んで２つ対向に配置して、それら２つの駆動手段の作用力により前記可動子を中立点から両方向に変位動作させることを特徴とする請求項１または２に記載の機械式光スイッチ。
【請求項５】
前記可動子である中央に設けたブロック部材を磁性部材により形成し、前記駆動手段を、コイル通電により発生する電磁力が作用力となる電磁式駆動手段としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機械式光スイッチ。
【請求項６】
前記電磁式駆動手段に永久磁石を付設し、電磁力のオン時に吸着した可動部を、ターンオフ後に前記永久磁石の磁力により当該動作点に保持することを特徴とする請求項５に記載の機械式光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械式光スイッチに関するもので、より具体的には、光信号の入力ポートと出力ポートの間にミラーやプリズム等の光学素子を配置して、その変位動作により光束の結合を変化させる機械式光スイッチの可動部機構の改良に関する。
【０００２】
【発明の背景】
光伝送において機械式光スイッチはよく知られており、光信号の光路の切り替えを機械的に行う構成を採るため、挿入損失やクロストークなどの光学特性に優れる特徴があって開発が進められている。
【０００３】
公知の技術として、例えば実開昭６１−１３２８１５やＵＳＰ５５９４８２０などに示されたものがある。これらは基本的には、光信号の入力ポートと出力ポートの間にミラーやプリズム等の光学素子を配置し、その光学素子の変位動作によりポート間における光束の結合を変化させる構成をとっている。そして、特徴としては、２枚重ねで両端のスペーサにより平行とした２重の板バネをポート間に配置し、その板バネの一端を固定するとともに他端に光学素子を取り付けて自由端とする。さらに、その自由端を駆動手段により駆動し、光学素子を変位動作させて光束の結合を変化させる構成にしている。
【０００４】
つまり、図１に示すように、帯条の板バネＡを２枚重ねとし、これらは両端にブロック部材Ｂ，Ｃをそれぞれ挟んで間隔を平行とした１つのユニット体に構成する。そして、自由端側のブロック部材Ｂに光学素子Ｄを取り付け、固定端側のブロック部材Ｃは光スイッチ本体に固定する。２重の板バネＡ，Ａは平行４節リンクになるので、自由端側を動かした場合でも光学素子Ｄの姿勢を保つことができ、変位動作にはスライド機構のような摺り合う部分がない。このため、例えば電磁力を作用力とする非接触型の駆動手段と組み合わせれば、スイッチ動作を長期間安定に行い得るようにできる。
【０００５】
ところが、係る２重の板バネによる変位機構では、変位動作のストロークを大きく得ようとすると、アーム（板バネＡの長さ）が長くなり、先端部が大きく円弧状に動くようになる。このため、プッシュロッドで押すような接触型の駆動手段では、摺り合い接触が無視できなくなり磨耗による粉塵のために光学特性が劣化するおそれがある。
【０００６】
また、アームを長くすると振動し易くなるので板バネＡの剛性を上げる必要がでてくる。しかし、板バネＡの剛性は、これを駆動する駆動手段の作用力と関係し、板バネＡの剛性を上げると駆動手段の出力を増す対応が必要になり、このため機械式光スイッチの小型化が難しくなる。
【０００７】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、光学素子の変位動作において大きなストロークを直線性を良好に動かすことができ、振動耐性の面で有利性があり、スイッチ動作の安定性と信頼性を高く得ることができ、小型化が行える機械式光スイッチを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る機械式光スイッチでは、光信号の入力ポートと出力ポートの間にミラーやプリズム等の光学素子を配置し、当該光学素子の変位動作により前記ポート間における光束の結合を変化させる機械式光スイッチにおいて、２つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネを２重に有し、各帯条の中央及び両端とにブロック部材を設けて２重板バネの間を平行にした変位ユニットを備えて、一方の帯条の中央に設けたブロック部材に前記光学素子を取り付けて可動子とし、他方の帯条の中央に設けたブロック部材は固定して固定部とし、駆動手段により前記可動子を変位動作させるように構成した。
【０００９】
また、３つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネを２重に有し、各帯条の中央及び両端とにブロック部材を設けて２重板バネの間を平行にした変位ユニットを備えて、内側の帯条の中央に設けたブロック部材に前記光学素子を取り付けて可動子とし、外側の帯状の中央に設けたブロック部材は固定して固定部とし、駆動手段により前記可動子を変位動作させるように構成することもできる。
【００１０】
また、前記変位ユニットに前記駆動手段を対に配置して、当該駆動手段の作用力により前記可動子を中立点から片方向に変位動作させる。また、前記駆動手段は前記変位ユニットを挟んで２つ対向に配置して、それら２つの駆動手段の作用力により前記可動子を中立点から両方向に変位動作させる。
【００１１】
また、前記可動子である中央に設けたブロック部材を磁性部材により形成し、前記駆動手段を、コイル通電により発生する電磁力が作用力となる電磁式駆動手段とするようにするとよい。その場合に、前記電磁式駆動手段に永久磁石を付設し、電磁力のオン時に吸着した可動部を、ターンオフ後に前記永久磁石の磁力により当該動作点に保持するように構成すると良い。
【００１２】
本発明では、変位ユニットは２重板バネが２つ並びの２段になっており、これらは両端で連結するので、一方の中央に設けたブロック部材を固定して他方の中央に設けたブロック部材を動かす変位動作は、いわゆるパンダグラフと同様な動作となる。つまり、帯条中央の可動子に作用力を加えるので、可動子が変位する側に両端部も変位しつつ作用力に応じて弓なりに湾曲し、このとき固定部側の帯条は両端部に作用力が加わるので逆相に変位し、その結果、可動子は板バネ面に垂直な軸上をリニアに動くことになる。
【００１３】
また、３つ並びの帯条形状の板バネによる変位ユニットでも、外側２つが固定部になるので２重板バネは２段の構成になり、内側帯条の可動子の動きは板バネ面に垂直な軸上を変位するリニア動作になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２，図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態において、機械式光スイッチ１０は、光信号の入出力のポートｐｘを有する本体１，光学素子２，リニアに変位する可動子を有する変位ユニット３，その可動子を変位動作させる駆動手段４などを備えて、変位ユニット３の可動子に光学素子２を取り付け、その光学素子２の変位動作により入力ポートｐ１と出力ポートｐ２，ｐ３の間で光束の結合を変化させる構成になっている。次に、各部の構成の詳細を説明する。
【００１５】
＊光学素子＊
光学素子２は本形態ではミラーであり、光路上で光信号を反射することで光束の結合を変化させ、ポートの切り替えを行う。
【００１６】
＊本体＊
本体１は各構成要素を収納させる箱体になっていて、入出力のポートｐｘは、光信号の伝送路である光ファイバ５を接続したコリメータ６からなる。ここでは３つのコリメータ６…を、本体１の側壁に２対１の対向に取り付けて光軸が連なる光路空間を形成する。つまり、本体１にはコリメータ６の取り付け孔部１１を３つ設けるもので、取り付け孔部１１は一方の側壁に２つ、そして対向する側壁に１つをそれぞれ設け、各取り付け孔部１１にコリメータ６をそれぞれ装着する。
【００１７】
３つのコリメータ６…は、光ファイバ５をそれぞれ接続してあって、２本配置された側が入力ポートｐ１と出力ポートｐ２となり１本が配置された側は出力ポートｐ３となる１×２ポートの構成を採る。もちろん光信号の入出力は可逆であるが、ここでは２本配置された側の入力ポートｐ１から出た光信号が、対向する１本が配置された側の出力ポートｐ３に集光するように光軸を調整する。また、出力ポートｐ２は、変位動作した光学素子２が反射する光信号を受ける位置に設定する。そして、本体１内には変位ユニット３と駆動手段４とを配置し、コリメータ６による光路空間に対して光学素子２を変位動作させる。
【００１８】
＊変位ユニット＊
変位ユニット３は、図４に示すように、２つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネ３０を２重に有し、各帯条の中央及び両端とにブロック部材３１，３２，３３を設けて、２重板バネの間を平行に形成する。そして、一方の帯条の中央に設けたブロック部材３１に光学素子２を取り付けて可動子とし、他方の帯条の中央に設けたブロック部材３２は所定に固定して固定部とし、駆動手段４により中央に設けたブロック部材（可動子）３１を変位動作させる構成になっている。
【００１９】
可動子となる中央に設けたブロック部材３１は、磁性部材により形成する。これは、後述するように作用力が電磁力である駆動源を用いることにより、変位ユニット３はその各部を例えば磁性ＳＵＳ材料などから形成することが好ましい。
【００２０】
ここに、変位ユニット３は可動子３１に光学素子２を取り付け、固定部３２は本体１に設けた基台７に取り付ける。したがって、この変位ユニット３は長手の両端が自由端となり、可動子３１（光学素子２）を動かすと、図５に示すように、板バネ３０の表面に垂直な１軸でリニアに変位する。これは、２重の板バネ３０が平行になっていて可動子３１が一方の帯条中央に位置するので、他方の帯条中央の固定部を固定した状態で可動子３１に力を加えることでは、帯条の両端が連動して動いて２重の板バネ３０が撓み、その厚み方向に変位することになりリニアな動きになる。
【００２１】
＊電磁式の駆動手段＊
駆動手段４は、図３に示すように、ギャップを有するヨークコア４０，コイル４１，永久磁石４２等からなり、コイル通電により発生する電磁力が作用力となる駆動源であって、変位ユニット３の可動子３１を動かす構成になっている。
【００２２】
ヨークコア４０は、コイル４１を装着する巻芯部の両端にそれぞれ永久磁石４２を連結すると共に、それら永久磁石４２，４２の他端に延長部を連結した略Ｃ字形状に形成する。そして、２つの永久磁石４２，４２は磁束が連なる極性に配置し、略Ｃ字形状のギャップ部分に可動子３１を吸着する構成であり、この駆動手段４は本体１の上部に設けた基台７０に取り付けて支持し、そのギャップ部分が可動子３１と対向する位置関係にする。
【００２３】
ここに、コイル４１への通電を切り替えることで磁場の向きを変え、可動子３１の吸着，反発を行う。つまり、ヨークコア４０には磁束が連なる極性に永久磁石４２，４２を一体化するので、コイル４１への通電は、２つの永久磁石４２，４２による磁場を強める同一向きに磁場を発生する極性に通電すれば可動子３１を吸着する変位動作となり、逆向きでは磁場を相殺するので可動子３１を吸着しない変位動作になる。
【００２４】
また、ギャップ部分に可動子３１を吸着すればヨークコア４０は磁路が閉じて２つの永久磁石４２，４２による磁束が可動子３１を巡り、このためコイル通電をオフした後にも可動子３１の吸着状態をそのまま保つ。つまり、可動子３１を永久磁石４２，４２の磁場でもって保持するラッチ動作が行える。
【００２５】
＊ポートの切り替え動作＊
入出力のポートｐｘの切り替え動作は次のようになる。すなわち、変位ユニット３の可動子３１はコイル４１への通電をオフした定常時には変位動作せずに、図６に示すように、駆動手段４の下方の安定点に位置する。このとき、可動子３１つまり光学素子２は、入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は対向側の出力ポートｐ３にそのまま集光する。
【００２６】
コイル４１への通電を吸着側にオンにすれば、図７に示すように、可動子３１がギャップ部分に吸着して動作点に位置し、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は光学素子２で反射して出力ポートｐ２に集光する。
【００２７】
このように、変位ユニット３は２重板バネが２つ並びの２段になっていて、これらは両端で連結するので、一方の中央に設けたブロック部材（固定部３２）を固定して他方の中央に設けたブロック部材（可動子３１）を動かす変位動作は、いわゆるパンダグラフと同様な動作となり、帯条中央の可動子３１に作用力を加えるので可動子３１側の湾曲とは逆相に固定部３２側が変位し、可動子３１は板バネ面に垂直な軸上を動く。したがって、この変位動作は真にリニアな運動となり、このとき２重板バネの１段目と２段目とが逆相で変位するのでストロークを大きく得られる。このため、駆動手段にはプッシュロッドで押すような接触型の駆動手段でも使用でき、摺り合い接触がなく、その結果、スイッチ動作の安定性と信頼性を高く得ることができる。
【００２８】
そして、帯条の中央にブロック部材を設けて固定部にするので、２重板バネとしてのアームは従来のものよりも短くでき、振動耐性の面で有利になる。このため、板バネ部材には過度に大きな剛性を設定する必要がなく、必要十分な剛性の板バネ部材を使用できるので可動子３１の駆動に係るパワーを低減化でき、従来よりも相対的に小さな作用力で駆動が行える。その結果、変位ユニット３及び駆動手段４を小型化することができ、機械式光スイッチ１０の小型化が行える。
【００２９】
図８は、本発明の第２の実施の形態を示している。この第２の実施の形態では、電磁式の駆動手段２４に永久磁石を設けない構成に変更している。なお、第１の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３０】
つまり、本実施の形態でのヨークコア２４０は、単にフェライト等のコア部材により略Ｃ字形状に形成し、永久磁石は一体に設けない構成にする。したがって、コイル４１への通電をオンにすれば、同図に示すように、可動子３１がギャップ部分に吸着して動作点に位置し、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は光学素子２で反射して出力ポートｐ２に集光する。
【００３１】
この場合、吸着動作ではコイル通電のオン状態を継続することにより可動子３１をギャップ部分に吸着した状態を保つことができ、ラッチ動作が行える。したがって、駆動手段４としては、永久磁石なしの構成でもよい。なお、その他の構成並びに作用効果は、上記した第１の実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
図９は、本発明の第３の実施の形態を示している。この第３の実施の形態では、入力ポートを２ポートに増やして２×２ポートの構成に変更している。そして、各構成要素の特徴は、以下の通りである。なお、前述した他の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
＊光学素子＊
光学素子８は、本実施の形態でもミラーであるが２×２ポートの構成を採るため表裏が共に鏡面であるものとし、これにより表裏両面でそれぞれ光信号を反射し、光束の結合を変化させることによりポートの切り替えを行う。
【００３４】
＊２×２ポートの構成＊
本体１にはコリメータ６の取り付け孔部１１を４つ設ける。そして、取り付け孔部１１は一方の側壁に２つ、そして対向する側壁に２つをそれぞれ設け、各取り付け孔部１１にコリメータ６をそれぞれ装着する。
【００３５】
４つのコリメータ６…は、光ファイバ５をそれぞれ接続しており、一方の２本配置された側が入力ポートｐ１と出力ポートｐ２となり、他方は出力ポートｐ３と入力ポートｐ４となる２×２ポートの構成を採る。もちろん光信号の入出力は可逆であるが、ここでは入力ポートｐ１から出た光信号が対向側の出力ポートｐ３に集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が対向側の出力ポートｐ２に集光するように光軸を調整する。また、出力ポートｐ２，ｐ３は、変位動作した光学素子８が反射する光信号を受ける位置に設定する。
【００３６】
＊ポートの切り替え動作＊
入出力のポートｐｘの切り替え動作は次のようになる。変位ユニット３の可動子３１はコイル４１への通電をオフした定常時には変位動作せずに、前述した図６と同様に、駆動手段４の下方の安定点に位置する。このとき、可動子３１つまり光学素子８は、入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は、対向する出力ポートｐ３にそのまま集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が対向側の出力ポートｐ２に集光する。
【００３７】
コイル４１への通電を吸着側にオンにすれば、前述した図７と同様に、可動子３１がギャップ部分に吸着して動作点に位置し、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は光学素子８で反射して出力ポートｐ２に集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が光学素子８で反射して出力ポートｐ３に集光する。
【００３８】
このように、駆動手段２４の駆動により光学素子８が光路空間に出入りする変位動作を行うので、２つの入力ポートｐ１，入力ポートｐ４における光信号の光路の切り替えあるいは交換等の動作が行える。
【００３９】
図１０，図１１は、本発明の第４の実施の形態を示している。この第４の実施の形態では、２つの駆動手段２４ｕ，２４ｄを上下に配置するとともに、変位ユニットの構成を変更している。なお、前述した他の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４０】
入力ポートを１ポートとする１×２ポートの構成は第１の実施の形態と同様であるが、駆動手段２４ｕ，２４ｄは永久磁石を設けない第２の実施の形態のものである。そして、本体１の上部，下部に設けた基台７０にそれぞれ取り付け、それらの間で光学素子２を変位動作させる構成を採る。
【００４１】
＊変位ユニットの他例＊
変位ユニット９は、図１２に示すように、３つ並びの帯条の両端が繋がった枠形状の板バネ９０を２重に有し、各帯条の中央及び両端とにブロック部材９１，９２，９３を設けて、２重板バネの間を平行に形成する。そして、中央の帯条の中央に設けたブロック部材９１に光学素子２を取り付けて可動子とし、両側の帯条の中央に設けたブロック部材９２，９２は所定に固定して固定部とし、駆動手段２４により可動子９１を変位動作させる構成になっている。
【００４２】
可動子となる中央に設けたブロック部材９１は、磁性部材により形成する。これも他の実施の形態と同様に、作用力が電磁力である駆動源を用いることにより、変位ユニット９はその各部を例えば磁性ＳＵＳ材料などから形成することが好ましい。ここに、変位ユニット９の可動子９１に光学素子２を取り付け、２つの固定部９２，９２は本体１に設けた２つの基台７，７にそれぞれ取り付ける。
【００４３】
したがって、本実施の形態でも前述した変位ユニット３と同様に動作する。すなわち、この変位ユニット９は長手の両端が自由端となり、可動子９１（光学素子２）を動かすと、図１３に示すように、板バネ９０の表面に垂直な１軸でリニアに変位する。これは、２重の板バネ９０が平行になっていて可動子９１が中央の帯条の中央に位置するので、両側の帯条中央の固定部を固定した状態で可動子９１に力を加えることでは、帯条の両端が連動して動いて２重の板バネ９０がたわみ、その厚み方向に変位することになりリニアな動きになる。
【００４４】
＊ポートの切り替え動作＊
入出力のポートｐｘの切り替え動作は次のようになる。上下の駆動手段２４ｕ，２４ｄが共にオフのときは、図１４に示すように、可動子９１は変位動作せずに中立点に位置する。このとき、可動子３１つまり光学素子２は、入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は対向側の出力ポートｐ３にそのまま集光する。
【００４５】
下側の駆動手段２４ｄがオフで上側の駆動手段２４ｕをオンにすると、図１５に示すように、可動子３１がギャップ部分に吸着して第１動作点（上側）に位置し、この吸着状態はコイル通電をオン継続することによりそのまま保持でき、ラッチ動作になる。このとき、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は光学素子２で反射して出力ポートｐ２に集光する。
【００４６】
上側の駆動手段２４ｕがオフで下側の駆動手段２４ｄをオンにすることでは、図１６に示すように、可動子３１がギャップ部分に吸着して第２動作点（下側）に位置する。この吸着状態は、コイル通電をオン継続することによりそのまま保持でき、ラッチ動作になる。このとき、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は対向側の出力ポートｐ３にそのまま集光する。
【００４７】
このように、３つ並びの帯条形状の板バネ９０による変位ユニット９でも、外側２つが固定部９２，９２になるので２重板バネは２段の構成になり、内側帯条の可動子９１の動きは板バネ面に垂直な軸上を変位するリニア動作になる。したがって、大きなストロークを直線性よく動かすことができ、スイッチ動作の安定性と信頼性を高く得ることができる。
【００４８】
図１７は、本発明の第５の実施の形態を示している。この第５の実施の形態では、第４の実施の形態と同様に駆動手段を２つ上下に配置するが、各駆動手段には永久磁石を設ける構成に変更している。なお、前述した他の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
ここでは、入力ポートを１ポートとする１×２ポートの構成であって、２つの駆動手段４ｕ，４ｄは第１の実施の形態と同様に永久磁石４２，４２を設けるものとし、本体１の上部，下部に設けた基台７０にそれぞれ取り付け、それらの間で光学素子２を変位動作させる構成を採る。
【００５０】
＊ポートの切り替え動作＊
入出力のポートｐｘの切り替え動作は次のようになる。可動子９１が中立点あるいは第２動作点（下側）に位置するときは、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は、対向する出力ポートｐ３にそのまま集光する。
【００５１】
可動子９１が第１動作点（上側）に位置するときは、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は光学素子２で反射して出力ポートｐ２に集光する。
【００５２】
上下の駆動手段４ｕ，４ｄには永久磁石４２，４２を設けるので、２つの永久磁石４２，４２による磁場を強める同一向きに磁場を発生する極性に通電すれば可動子３１を吸着する変位動作となり、逆向きでは磁場を相殺するので可動子３１を吸着しない変位動作になる。したがって、可動子３１を動かすには、一方がオフで他方をオンにするコイル通電でもよいが、一方が吸着しない動作で他方を吸着動作にするコイル通電にすることもよい。また、ギャップ部分に可動子３１を吸着すればコイル通電をオフした後でも永久磁石４２，４２による磁場によって吸着状態はそのまま保持でき、ラッチ動作になる。
【００５３】
図１８は、本発明の第６の実施の形態を示している。この第６の実施の形態では、第５の実施の形態の構成を基本とし、入力ポートを２ポートに増やして２×２ポートの構成に変更している。なお、前述した他の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５４】
＊ポートの切り替え動作＊
入力ポートを２ポートとする２×２ポートの構成とするので、入出力のポートｐｘの切り替え動作は次のようになる。すなわち、可動子９１が中立点あるいは第２動作点（下側）に位置するときは、光学素子８は入出力のポートｐｘによる光路空間の下方にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は、対向する出力ポートｐ３にそのまま集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が対向側の出力ポートｐ２に集光する。
【００５５】
可動子９１が第１動作点（上側）に位置するときは、光学素子２は入出力のポートｐｘによる光路空間にあり、このため入力ポートｐ１から出た光信号は光学素子８で反射して出力ポートｐ２に集光し、入力ポートｐ４から出た光信号が光学素子８で反射して出力ポートｐ３に集光する。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る機械式光スイッチでは、変位ユニットは２重板バネが２つ並びの２段になっていて、これらは両端で連結するので、一方の中央に設けたブロック部材を固定して他方の中央に設けたブロック部材を動かす変位動作は、いわゆるパンダグラフと同様な動作となり、帯条中央の可動子に作用力を加えるので可動子側の湾曲とは逆相に固定部側が変位し、可動子は板バネ面に垂直な軸上を動く。したがって、この変位動作は真にリニアな運動となり、このとき２重板バネの１段目と２段目とが逆相で変位するのでストロークを大きく得られる。このため、駆動手段にはプッシュロッドで押すような接触型の駆動手段でも使用でき、摺り合い接触がなく、その結果、スイッチ動作の安定性と信頼性を高く得ることができる。
【００５７】
そして、帯条の中央にブロック部材を設けて固定部にするので、２重板バネとしてのアームは従来のものよりも短くでき、振動耐性の面で有利になる。このため、板バネ部材には過度に大きな剛性を設定する必要がなく、必要十分な剛性の板バネ部材を使用できるので可動子の駆動に係るパワーを低減化でき、従来よりも相対的に小さな作用力で駆動が行える。その結果、変位ユニット及び駆動手段を小型化することができ、機械式光スイッチの小型化が行える。
【００５８】
また、３つ並びの帯条形状の板バネによる変位ユニットでも、外側２つが固定部になるので２重板バネは２段の構成になり、内側帯条の可動子の動きは板バネ面に垂直な軸上を変位するリニア動作になる。したがって、大きなストロークを直線性よく動かすことができ、スイッチ動作の安定性と信頼性を高く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、２重の板バネによる変位機構の従来例を示す斜視図である。
（ｂ）は、その側面図である。
【図２】第１の実施の形態を示す機械式光スイッチの平面図である。
【図３】その正面図である。
【図４】２重板バネによる変位ユニットの斜視図である。
【図５】（ａ）は、図４に示す変位ユニットの正面図である。
（ｂ）は、その側面図である。
【図６】図２，図３に示す機械式光スイッチの側面図であり、変位動作する可動子が中立位置に位置した状態を示す図である。
【図７】図２，図３に示す機械式光スイッチの側面図であり、変位動作する可動子が第１動作点に位置した状態を示す図である。
【図８】第２の実施の形態を示す自己ラッチ構成なしの機械式光スイッチの正面図である。
【図９】第３の実施の形態を示す２×２ポート構成の機械式光スイッチの平面図である。
【図１０】第４の実施の形態を示す機械式光スイッチの平面図である。
【図１１】その正面図である。
【図１２】２重板バネによる変位ユニットの他例の斜視図である。
【図１３】（ａ）は、図１２に示す変位ユニットの正面図である。
（ｂ）は、その側面図である。
【図１４】図１１に示す機械式光スイッチの側面図であり、変位動作する可動子が中立位置に位置した状態を示す図である。
【図１５】図１１に示す機械式光スイッチの側面図であり、変位動作する可動子が第１動作点に位置した状態を示す図である。
【図１６】図１１に示す機械式光スイッチの側面図であり、変位動作する可動子が第２動作点に位置した状態を示す図である。
【図１７】第５の実施の形態を示す自己ラッチ構成の機械式光スイッチの正面図である。
【図１８】第６の実施の形態を示す２×２ポート構成の機械式光スイッチの平面図である。
【符号の説明】
１　本体
２，８　光学素子
３，９　変位ユニット
４，２４　駆動手段
５　光ファイバ
６　コリメータ
７，７０　基台
１０　機械式光スイッチ
３０，９０　板バネ
３１，９１　可動子（中央に設けたブロック部材）
３２，９２　固定部（中央に設けたブロック部材）
４０，２４０　ヨークコア
４１　コイル
４２　永久磁石
ｐ１，ｐ４　　入力ポート
ｐ２，ｐ３　　出力ポート
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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