(57)【要約】【課題】部品点数の少ない簡単な構成であるにも拘わらず、信号の切り替えを適切に行う。【解決手段】複数本の出射側光伝送手段２４と、少なくとも１本の入射側光伝送手段７と、出射側光伝送手段２４のいずれか１本に位置決めされるように移動し、入射側光伝送手段７に反射させる反射手段３と、該反射手段３を各出射側光伝送手段２４に移動させる駆動手段４とを備えた構成とする。【選択図】　図１
2004094188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射側光伝送手段と、
複数の出射側光伝送手段と、
出射側光伝送手段のうち、選択されたいずれか１つに対して位置決めされるように移動し、その出射側光伝送手段に入射側光伝送手段からの光信号を反射させる反射手段と、
反射手段を、選択された前記出射側光伝送手段に対して移動させる駆動手段と、
を備えたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記各出射側光伝送手段に対して前記反射手段を位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記位置決め手段は、前記反射手段の移動範囲に亘って配設された押圧部材と、該押圧部材を作動して前記反射手段を移動可能又は移動不能とする作動部材とで構成したことを特徴とする請求項２に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記位置決め手段は、前記反射手段と共に移動する位置決め部と、前記反射手段の移動範囲に亘って配設され、前記位置決め部を位置決めする位置決め受部とで構成したことを特徴とする請求項２に記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記位置決め部は、前記反射手段の移動方向に沿って設けられ、前記反射手段の移動方向に対して直交する方向に延びる複数の溝部を備え、
前記位置決め受部は、前記溝部のうち、少なくともいずれか２箇所に位置して前記反射手段を移動方向に位置決めする複数の第１突出部と、該第１突出部に対して前記反射手段の移動方向に対して直交する方向に離れた位置に設けられ、前記位置決め部のいずれかに当接する第２突出部とからなることを特徴とする請求項４に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記位置決め手段による前記反射手段の位置決めは、鉄心にスプールを介してコイルを巻回してなる電磁石の励磁・消磁に基づいて駆動する駆動部材により、前記位置決め受部を動作させて行うようにしたことを特徴とする請求項５に記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記反射手段及び前記位置決め部は、支持台から延びる弾性部材により支持され、前記電磁石は、反射手段及び位置決め部と、支持台との間に配設したことを特徴とする請求項６に記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記駆動部材は、一端部を前記支持台に固定され、他端部で前記位置決め部の重心位置を押圧可能としたことを特徴とする請求項７に記載の光スイッチ。
【請求項９】
前記支持台への前記駆動部材の固定位置を、前記位置決め部に対して調整可能としたことを特徴とする請求項８に記載の光スイッチ。
【請求項１０】
前記駆動手段は、直動型ボイスコイルモータからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【請求項１１】
前記各光伝送手段に、出射又は入射される光を平行にするためのコリメートレンズをそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【請求項１２】
前記反射手段と前記入射側光伝送手段とを一体的に移動可能としたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【請求項１３】
前記入射側光伝送手段と前記出射側光伝送手段とを並設一体化し、
前記反射手段を、前記入射側光伝送手段からの光信号を受光する第１反射面と、該第１反射面からの光信号を反射することにより、前記入射側光伝送手段のいずれか１つに入射させる第２反射面とを備えた構成としたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【請求項１４】
前記反射手段は、三角柱状のプリズムからなり、該プリズムの一側面は入射面及び出射面を構成し、残る二側面は反射面を構成することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光スイッチとして、例えば、次のようなものが公知である。
【０００３】
すなわち、光スイッチとして、並設したアダプタに光ファイバーをそれぞれ接続する一方、ボールネジに沿って移動する移動台に光ファイバーを取り付けた構成のものが公知である（例えば、特許文献１参照）。この光スイッチによれば、移動台をスライド移動させて対向する光ファイバーの位置を変更することにより、スイッチングが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−１４９８０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記光スイッチでは、移動台に直接光ファイバーを取り付けるようにしているため、高速でスイッチングすることは不可能である。特に、光伝送路である光ファイバー自体が移動するのは、信頼性の点で問題がある。また、近年、並設される光ファイバーのピッチが非常に小さくなってきており（例えば、２５０μｍ）、所定の位置に停止させることは困難である。この場合、使用される光ファイバーの線径もピッチに応じて小さくする必要が生じるが、このような線径の小さな光ファイバーを移動台に取り付ける作業は非常に困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、部品点数の少ない簡単な構成であるにも拘わらず、光信号の切り替えを適切に行うことのできる光スイッチを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、光スイッチを、
入射側光伝送手段と、
複数の出射側光伝送手段と、
出射側光伝送手段のうち、選択されたいずれか１つに対して位置決めされるように移動し、その出射側光伝送手段に入射側光伝送手段からの光信号を反射させる反射手段と、
反射手段を、選択された前記出射側光伝送手段に対して移動させる駆動手段とを備えた構成としたものである。
【０００８】
この構成により、反射手段を１つとしても、駆動手段によって所望の出射側光伝送手段に対向する位置まで移動させることができ、この出射側光伝送手段に前記入射側光伝送手段からの光信号を反射させることが可能となる。
【０００９】
前記各出射側光伝送手段に対して前記反射手段を位置決めする位置決め手段を備えると、高速切り替えが可能となる点で好ましい。
【００１０】
前記位置決め手段は、前記反射手段の移動範囲に亘って配設された押圧部材と、該押圧部材を作動して前記反射手段を移動可能又は移動不能とする作動部材とで構成すればよい。
【００１１】
また、前記位置決め手段は、前記反射手段と共に移動する位置決め部と、前記反射手段の移動範囲に亘って配設され、前記位置決め部を位置決めする位置決め受部とで構成すればよい。
【００１２】
この場合、前記位置決め部は、前記反射手段の移動方向に沿って設けられ、前記反射手段の移動方向に対して直交する方向に延びる複数の溝部を備え、
前記位置決め受部は、前記溝部のうち、少なくともいずれか２箇所に位置して前記反射手段を移動方向に位置決めする複数の第１突出部と、該第１突出部に対して前記反射手段の移動方向に対して直交する方向に離れた位置に設けられ、前記位置決め部のいずれかに当接する第２突出部とからなるように構成するのが好ましい。
【００１３】
この構成により、位置決め受部による位置決め部の位置決めを正確に行うことが可能となる。つまり、第１突出部と第２突出部とによる少なくとも３箇所の位置決めにより、位置決め部及び反射手段を所望の水平面内に位置させることが可能となる。また、溝部に第１突出部が位置することにより水平面内での反射手段の傾きを防止することが可能となる。したがって、反射手段を、入射側光伝送手段の光路と出射側光伝送手段の光路に対して正確に位置決めすることができ、光信号の送受信ミスの発生を防止することが可能となる。
【００１４】
前記位置決め手段による前記反射手段の位置決めは、鉄心にスプールを介してコイルを巻回してなる電磁石の励磁・消磁に基づいて駆動する駆動部材により、前記位置決め受部を動作させて行うようにすると、既存の電磁石の構成を有効利用して安価に制作することが可能となる点で好ましい。
【００１５】
前記反射手段及び前記位置決め部は、支持台から延びる弾性部材により支持され、前記電磁石は、反射手段及び位置決め部と、支持台との間に配設すると、デッドスペースを有効利用してコンパクトな構成とすることが可能となる点で好ましい。
【００１６】
前記駆動部材は、一端部を前記支持台に固定され、他端部で前記位置決め部の重心位置を押圧可能とすると、位置決め部の位置決めを安定した状態で行うことが可能となる点で好ましい。
【００１７】
前記支持台への前記駆動部材の固定位置を、前記位置決め部に対して調整可能とすると、精度誤差を吸収して所望の動作特性を得ることが可能となる点で好ましい。
【００１８】
前記駆動手段は、直動型ボイスコイルモータで構成すればよい。
【００１９】
前記各光伝送手段に、出射又は入射される光を平行にするためのコリメートレンズをそれぞれ設けるのが好ましい。
【００２０】
前記反射手段と前記入射側光伝送手段とを一体的に移動可能とすると、光路長を一定に維持し、インサーションロスを最小限とすることが可能となる点で好ましい。
【００２１】
前記入射側光伝送手段と前記出射側光伝送手段とを並設一体化し、
前記反射手段を、前記入射側光伝送手段からの光信号を受光する第１反射面と、該第１反射面からの光信号を反射することにより、前記入射側光伝送手段のいずれか１つに入射させる第２反射面とを備えた構成するのが好ましい。
【００２２】
この構成により、光伝送手段の引き出し方向を１箇所に集約することができる。また、いずれの入射側光伝送手段に出射する場合であっても、同一の光路寸法が得られるように、反射部材の各反射面を形成することができる。しかも、両反射面の働きにより駆動部材による移動距離を大幅に削減することが可能となる。
【００２３】
前記反射手段は、三角柱状のプリズムからなり、該プリズムの一側面は入射面及び出射面を構成し、残る二側面は反射面を構成すると、簡単な構成であるにも拘わらず、光路の方向変換を高精度に行うことが可能となる点で好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る光スイッチを示す。この光スイッチは、セラミック製のハウジング１内に、入射側光伝送部材２、反射部材３、駆動部材４、位置決め部材５、及び、出射側光伝送部材６を収容したものである。
【００２６】
入射側光伝送部材２は、単一の入射側光ファイバー７（本発明の入射側光伝送手段に相当する。）で構成されている。入射側光ファイバー７は、前記出射側光ファイバー２４とは互いの光軸が直交するように配置され、ハウジング１の側面から引き出されている。本実施形態では、入射側光ファイバー７には、図３に示すように、直径９μｍのコア８の外周部をクラッド９によって被覆した直径１２５μｍのものが使用されている。
【００２７】
反射部材３は、銅、アルミニウム、ステンレス、あるいはこれらの合金（真鍮等）からなる三角柱状のもので、入射側光ファイバー７からの光信号を直角に方向変換して出射側光ファイバー２４に入射させるために、４５度傾斜した反射面１０を有する。
【００２８】
駆動部材４は、図２及び図５に示すように、一端部で接続された長尺な略Ｕ字状のヨーク１１の対向部の一方に永久磁石１２を配設すると共に、その周囲にボイスコイル１３を配設した直動型ボイスコイルモータ１４からなる。ヨーク１１及び永久磁石はハウジング１に固定されている。ボイスコイル１３には、ヨーク１１及び永久磁石１２の周囲に位置する矩形筒状の外装体１５が一体化され、この外装体１５に前記反射部材３が取り付けられている。外装体１５は、ハウジング１に固定した支持台１ａに４本の支持ワイヤ１６を介して弾性支持され、永久磁石１２及びヨーク１１に沿って長手方向に非接触で移動する。これにより、反射部材３は入射側光ファイバー７と同軸上を往復移動可能である。
【００２９】
位置決め部材５は、図５に示すように、押圧部材１７と作動部材１８とからなり、駆動部材４の側方に配設されている。押圧部材１７は、前記外装体１５に沿って配設され、その側面に接離可能である。作動部材１８は、永久磁石１９の周囲に巻回したコイル２０を配設したものである。永久磁石１９は、その両端部に設けたスプリング２１を介してハウジング１と押圧部材１７との間に配設されている。コイル２０への無通電時には、スプリング２１の付勢力により、永久磁石１９が押圧部材１７に接近し、押圧部材１７が外装体１５に圧接し、駆動部材４の移動を阻止して位置決めする。また、コイル２０への通電時には、永久磁石１９が押圧部材１７から遠ざかり、押圧部材１７が外装体１５から離れる結果、駆動部材４の移動が可能となる。
【００３０】
出射側光伝送部材６は、光ファイバーアレイ２２（多芯光ファイバー）とレンズアレイ２３で構成されている。
【００３１】
光ファイバーアレイ２２は、複数本の出射側光ファイバー２４（本発明の出射側光伝送手段に相当する。）を並設一体化したフラットケーブル状のもので、ハウジング１の一端面から引き出されている。本実施形態では、出射側光ファイバー２４には、図４に示す前記入射側光ファイバー７と同様、直径９μｍのコア８の外周部をクラッド９によって被覆した直径１２５μｍのものが使用されており、２５０μｍ間隔で、８本が並設一体化されている。
【００３２】
レンズアレイ２３は、ガラス基板２５の背面を除く表面を透明樹脂２６で被覆したもので、前面には前記各光ファイバーに対応する位置にコリメートレンズ２７がそれぞれ形成されている。
【００３３】
レンズアレイ２３は、次のようにして形成する。すなわち、図４に示すように、まず、ガラス基板２５を下型２８のキャビティ２９内に収容する。そして、ガラス基板２５上に紫外線硬化型の透明樹脂２６（例えば、エポキシ樹脂）を所定量供給し、上型３０で加圧してガラス基板２５上に押し広げる。上型３０は、透光性を有するガラス等からなり、紫外線ランプ３１により前記透明樹脂２６に紫外線を照射して硬化させる。その後、上型３０を離間させて成形品を取り出し、バリを除去することによりレンズアレイ２３が完成する。なお、前記透明樹脂２６には紫外線硬化性樹脂以外に、熱硬化性樹脂等を使用することも可能である。
【００３４】
なお、前記駆動部材４及び前記位置決め部材５の駆動制御は、制御回路３２からの制御信号に基づいて行われる。
【００３５】
次に、前記光スイッチの動作について説明する。
【００３６】
入射側光ファイバー７からいずれの出射側光ファイバー２４に光信号を出力するのかを示す入力信号に基づいて、制御回路３２から駆動部材４及び位置決め部材５に制御信号が出力される。これにより、位置決め部材５のコイル２０に電圧が印加され、押圧部材１７が駆動部材４の外装体１５から離間する。また、駆動部材４のボイスコイルモータ１４に通電され、ボイスコイル１３が移動する。この場合、ボイスコイル１３すなわち反射部材３が停止する位置は、ボイスコイル１３の移動に伴って弾性変形した支持ワイヤ１６の復元力と、ボイスコイル１３に供給する電流量に比例して得られる推力とが均衡する位置である。そこで、ボイスコイル１３に供給する電流量を制御することにより、反射部材３の反射面１０を所望の出射側光ファイバー２４に対向させる。
【００３７】
そして、この状態で、位置決め部材５のコイル２０への通電を遮断すると、スプリング２１の付勢力により、押圧部材１７が駆動部材４の外装体１５に押圧され、ボイルコイル１３すなわち反射部材３の停止位置が保持される。したがって、ボイスコイルモータ１４への通電を遮断しても、ボイスコイル１３が移動せず、光信号の伝送経路が自己保持される。この結果、入射側光ファイバー７からの光信号を、反射部材３の反射面１０を介して所望の出力側光ファイバーに伝送することが可能となる。
【００３８】
このように、ボイスコイルモータ１４を使用しているので、高速で反射部材３を移動させることができる。しかも、位置決め部材５により、ボイスコイル１３への通電遮断後であっても、確実に光信号を所望の出力側光ファイバーに伝送することができる。
【００３９】
なお、前記実施形態では、入射側光ファイバー７をハウジング１に固定するようにしたが、反射部材３に一体化してもよい。これにより、駆動部材４によって反射部材３を移動させたとしても、反射部材３から入射側光ファイバー７までの距離を常に一定寸法とすることができる。したがって、反射部材３から出射側光ファイバー２４までの距離は一定寸法であるので、入射側光ファイバー７から出射側光ファイバー２４までの距離を常に一定寸法に維持することができ、インサーションロスを抑制することが可能となる。
【００４０】
また、前記実施形態では、駆動部材４としてボイスコイルモータ１４を使用するようにしたが、反射部材３を支持する支持台を図示しないリードスクリューに沿って移動可能とし、図示しないステッピングモータでリードスクリューを回転させることにより支持台および反射部材３をスライド移動可能としてもよい。また、リニア超音波モータ等、他のアクチュエータを使用するようにしてもよい。
【００４１】
また、前記実施形態では、位置決め部材５を、押圧部材１７で駆動部材４を押圧して位置決めする構成としたが、図６に示すように構成してもよい。すなわち、押圧部材１７に各出力側光ファイバーに対応してＶ溝３３を形成する一方、ボイスコイル１３にＶ溝３３に沿って移動する位置決めピン３４を一体化する。これにより、周囲雰囲気温度の影響で永久磁石や支持ワイヤ１６の特性が変化し、反射部材３の位置がずれたとしても、Ｖ溝３３が位置決めピン３４を介して強制的に反射部材３を正規の位置に矯正するので、光路のズレを抑制することが可能となる。また、外部から振動・衝撃が加えられたとしても、その位置を保持する性能が向上する。
【００４２】
（第２実施形態）
図７は、他の実施形態に係る光スイッチを示す。この光スイッチは、前記実施形態とは次の点で相違する。
【００４３】
すなわち、入力側光ファイバー７が出力側光ファイバー２４と共にフラットケーブル状となった伝送路の一部を構成するように一体的に設けられている。つまり、複数本並設した光ファイバーのうち、１本を入力用、他を出力用として利用する。また、反射部材３は、上面を略Ｖ字形に切除されることにより、互いに直交し、かつ、光ファイバーの光軸に対して４５度傾斜するように第１及び第２反射面１０ａ及び１０ｂがそれぞれ形成されている。
【００４４】
以上の構成を備えた光スイッチによれば、入力側光ファイバー７と出力側光ファイバー２４とを単一のフラットケーブル状の伝送路で構成することができるので、構成を簡略化することができ、ハウジング１からの引き出し方向を１箇所に集約することが可能となる。また、入力側光ファイバー７から出力される光信号を受光する出力側光ファイバー２４の位置に応じて反射部材３の移動位置を変更し、反射面１０ａ，１０ｂに於ける反射位置を調整することにより、いずれの出力側光ファイバー２４に出力する場合であっても、光路寸法を同一とすることが可能である。すなわち、入力側光ファイバー７と出力側光ファイバー２４の並設ピッチに応じて反射部材３を移動させ、並設ピッチが小さい場合には光ファイバー７，２４から反射面１０ａ，１０ｂまでの寸法が大きくなるように移動させ、逆に、並設ピッチが大きい場合には光ファイバー７，２４から反射面１０ａ，１０ｂまでの寸法が小さくなるように移動させる。具体的に、例えば、図７（ａ）に示すように最も離れた光ファイバー７，２４間で光信号の伝送を行う場合、光ファイバー７，２４から反射面１０ａ，１０ｂまでの寸法が最も小さくなるように反射部材３を移動させる。また、図７（ｂ）に示すように隣接する光ファイバー７，２４間で光信号の伝送を行う場合、光ファイバー７，２４から反射面１０ａ，１０ｂまでの寸法が最も大きくなるように反射部材３を移動させる。さらに、反射部材３の移動範囲を、前記実施形態に比べて約半分に抑えることができ、さらに応答性に優れた構成となる。
【００４５】
（第３実施形態）
図８乃至図１０は、他の実施形態に係る光スイッチを示す。この光スイッチは、ベース４１上に電磁石部４２、駆動部（ボイスコイルモータ）４３、入出力部４４を設けた構成となっている。
【００４６】
ベース４１は、上面の大部分を占める矩形状の凹所４５に、電磁石部４２が載置される保持凹部４６と、入出力部４４が配置される保持台４７とを備える。保持凹部４６は、両側に溝部４８を備え、そこには複数の第１端子孔４９が形成されている。また、保持凹部４６の近傍１箇所には逃がし凹部４１ａが、２箇所には第２端子孔５０がそれぞれ形成されている。保持台４７は、ベース４１の上面から僅かに突出した板状部の両側にガイド突部５１をそれぞれ３箇所ずつ形成したものである。また、保持凹部４６と保持台４７との間には、一対の係合突部４１ｂがそれぞれ形成されている。
【００４７】
電磁石部４２は、従来公知の電磁継電器に採用される電磁石装置で構成されている。この電磁石装置では、詳細については図示しないが、鉄心が略Ｕ字形に屈曲され、中央部に永久磁石５９を配設されている。鉄心にはスプールを介して永久磁石の両側部分にコイルが巻回されている。そして、これらはベースブロック内に収容され、永久磁石の上面には可動鉄片５２が回動可能に配置されている。可動鉄片５２の一端上面には、合成樹脂材料等からなる押圧用突出部５３が接着等によって一体化されている。電磁石装置には、いわゆる自己保持型のものが使用されている。すなわち、コイルに通電していない消磁状態であれば、押圧用突出部５３が下方に位置するように可動鉄片５２を回動させた状態に維持する一方、コイルに通電して励磁すれば、反対側に回動して押圧用突出部５３を上動させるようになっている。なお、電磁石部４２の両側部から下方に向かって突出する各端子４２ａは、前記第１端子孔４９を介して下方に突出する。
【００４８】
駆動部４３は、矩形枠体５４の一端部に支持台を構成するダンパホルダ５５、他端部にプリズムホルダ５６をそれぞれ配設したものである。
【００４９】
矩形枠体５４は、図１１及び図１２に示すように、一端側連接部の中央部分にネジ孔５４ａが形成されている。また、内側縁２箇所が、上方に向かって略直角に屈曲され、ダンパホルダ５５を接着・固定するための固定片５７が形成されている。一方、他端側連接部には、両側縁を上方に向かって略直角に屈曲されることにより、所定間隔で対向する対向壁５８が形成されている。対向壁５８の対向面には、左右で表裏面の極性を相違させるように着磁した永久磁石５９が、それぞれ異なる極性を対向させるようにして設けられている。そして、他端側連接部及び対向壁５８により、いわゆるヨークとしての機能を果たしている。一方の対向壁５８は、一部を切り欠かれることにより、水平方向に延びる支持片６０が形成されている。また、これらの近傍には、前記ベース４１の係合突部４１ｂが係合する係合孔５４ａが形成されると共に、位置決め受部となるＶ溝部材６１が取り付けられている。Ｖ溝部材６１は、図１４に示すように、上面に複数のＶ溝６１ａ（ここでは、Ｖ溝６１ａのなす角度が６０°に設定されている。）を平行に形成されている。各Ｖ溝６１ａは、後述するように並設される光ファイバー４０の１／２ピッチとなるように形成されている。
【００５０】
ダンパホルダ５５は略Ｕ字形で、両側の腕部６２が側面及び端面に開口する箱状に形成されている。腕部６２の一端に支持ワイヤ６３が上下に２本取り付けられている。腕部６２の先端の筒状部６４にはゲル状のダンパ剤（図示せず）が充填され、挿通する支持ワイヤ６３が保持されるようになっている。ダンパ剤は腕部６２の全体ではなく、先端の筒状部６４のみに充填される。このため、ダンパ剤へのボイド（気泡）の発生が防止される。また、支持ワイヤ６３のダンピング特性が向上して変形後の収束性が高められる。すなわち、支持ワイヤ６３が弾性変形した後、元の形状に復帰する時間が短縮される。また、ダンパホルダ５５には、側面から突出して下方に向かう一対の端子５５ａが設けられている。なお、腕部６２により矩形枠体５４内の開口部分に既存の電磁石部４２の配設スペースを確保することが可能となる。
【００５１】
また、ダンパホルダ５５の中間部は、前記矩形枠体５４の一端側連接部及びそこに形成した固定片５７とに接着によって固定される。中間部の上面には、２箇所に突起６５が突出し、それらの間には挿通孔６６が穿設されている。そして、突起６５と挿通孔６６を利用して弾性部材である板バネ６７が取り付けられる。板バネ６７の一端部は、前記突起６５が係合する第１貫通孔６８と、前記挿通孔６６に連通する第２貫通孔６９とがそれぞれ形成された取付片７０となっている。また、ダンパホルダ５５の中間部上面と板バネ６７の取付片７０との間にはスペーサ７１が配設されている。スペーサ７１には３箇所に円弧状の切欠きが形成され、前記突起６５及び前記挿通孔６６との干渉が避けられている。そして、スペーサ７１の枚数（厚みでもよい）を変更することにより、プリズムホルダ５６に対する板バネ６７の上下方向の位置を調整することが可能となっている。板バネ６７は、前記板バネ６７の第２貫通孔６９、及び、前記ダンパホルダ５５の挿通孔６６を介して前記矩形枠体５４のネジ孔に螺合することにより取り付けられる。板バネ６７は、それ自身の弾性力により、先端下面に設けた押圧突部７２でプリズムホルダ５６の重心位置を押圧し、入出力部４４に対してプリズム８０を所望の位置に位置決めする一方、中間部下面を前記可動鉄片５２の一端部に設けた押圧用突出部５３によって押圧されることにより、プリズムホルダ５６の押圧状態を解除可能となっている。
【００５２】
プリズムホルダ５６は、図１１及び図１３に示すように、中央部に、巻回したコイル７３が配設される矩形保持部７４を備える。矩形保持部７４の両側面には導電性金属材料からなる接続片７５が取り付けられている。接続片７５には、前記支持ワイヤ６３の一端部がロウ付けや溶接等によって連結されている。これにより、プリズムホルダ５６は、左右２箇所に設けた上下２本の支持ワイヤ６３で弾性支持されることになり、上下左右の各方向に対するプリズム８０の傾きを同一に維持したまま平行移動可能となる。また、各接続片７５には前記コイル７３の両端部がそれぞれロウ付け等によって電気接続されている。したがって、支持ワイヤ６３を介してコイル７３に通電することができ、又、電流方向をいずれにでも変更することが可能となっている。なお、７６ａは、接続片７５にコイル７３をハンダ付け等により接続する際にプリズムホルダ５６を保持しておくために利用される把持片である。
【００５３】
また、矩形保持部７４の前後には枠部７６，７８が延設され、そこには前記矩形枠体５４の対向壁５８及び永久磁石５９が挿通している。一方の枠部（第１枠部）７６には位置合わせ部材７７が設けられている。この位置合わせ部材７７は、第１枠部７６に形成した開口部に上方から装着され、上方平坦部７７ａを第１枠部７６の上面に接着等で固定される。位置合わせ部材７７には、中央部に軽量化のための貫通孔７７ｂが形成され、下面に光ファイバーの並設ピッチの１／２ピッチで第１位置決め突部７７ｃが形成されている。第１位置決め突部７７ｃは、先端を断面円弧状に形成された突条で、前記Ｖ溝部材６１のいずれか２箇所のＶ溝６１ａに位置する。これにより、ベース４１に固定されたＶ溝部材６１に対して位置合わせ部材７７が位置決めされる。
【００５４】
また、他方の枠部（第２枠部）７８には、ガイド部７９が形成され、プリズム８０が取り付けられている。ガイド部７９は、プリズム８０の下縁をガイドする傾斜部７９ａと逃がし凹部７９ｂとで構成されている。プリズム８０は、１つの入出力面８０ａと、２つの反射面８０ｂ，８０ｃとを備えている。プリズム８０は、上下面が研磨され、入出力面８０ａ及び反射面８０ｂ，８０ｃとに対して高精度に直交するように形成されている。入出力面８０ａにはＡＲコート（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｃｏａｔ）が施され、通過する光のロスが低減されている。反射面８０ｂ，８０ｃでは、プリズム８０と周囲の空気との屈折率の差から光を全反射させることが可能となっている。第２枠部７８の下面には第２位置決め突部７８ａが形成され、前記板バネ６７の押圧突部７２に押圧されることにより、矩形枠体５４の支持片６０に当接するようになっている。
【００５５】
入出力部４４は、前記第２実施形態と同様な構成で、複数本の光ファイバー４０が並設一体化された構成であるが、底面に、両側２箇所に突出する脚部８１ａを備えた調整板８１が一体化されている点で相違する。入出力部４４は、前記ベース４１の保持台４７に載置され、脚部８１ａが各ガイド突部５１の間に配置された状態で、位置調整される。すなわち、１本の入射側光ファイバー４０ａから入力した光がプリズム８０で反射し、プリズム８０の移動位置によって決定されるいずれか１本の出射側光ファイバー４０ｂに出力される際の光量を測定することにより、この光量に最も大きな値が得られる位置に調整する。そして、保持台４７と調整板８１との間に注入した接着剤に紫外線を照射して固化させることにより、入出力部４４をベース４１に固定されるようになっている。
【００５６】
次に、前記構成からなる光スイッチの組立方法について説明する。
【００５７】
まず、電磁石部４２の可動鉄片５２の一端上面に押圧用突出部５３を接着する。そして、この電磁石部４２をベース４１の保持凹部４６に載置して接着し、各端子をベース４１の下面から突出させる。
【００５８】
また、ダンパホルダ５５の腕部６２に支持ワイヤ６３を取り付け、筒状部６４にダンパ剤を充填して固化させておく。そして、プレス加工により形成した矩形枠体５４の一端側連接部及び固定片５７にダンパホルダ５５を接着する。固定片５７の存在によりダンパホルダ５５の接着強度を高めることができる。また、矩形枠体５４の他端側連接部の対向壁５８に、互いの極性が異なるように永久磁石５９を対向して配置し、その近傍に位置合わせ部材７７を固定する。矩形枠体５４は、ダンパホルダ５５等の装着完了後、ベース４１の凹所４５に載置する。矩形枠体５４は、凹所４５の内側縁によって幅方向に、係合孔５４ａに係合するベース４１の係合突部４１ｂによって長手方向にそれぞれ位置決めされる。
【００５９】
プリズムホルダ５６の矩形保持部７４に、巻回したコイル７３を配置し、その両端部を両側面に固定した各接続片７５にそれぞれハンダ付けする。第１枠部７６には位置合わせ部材７７を固定し、第２枠部７８にはプリズム８０を接着する。プリズム８０は、ガイド部７９にガイドされて正確に位置決めされる。
【００６０】
プリズムホルダ５６は、永久磁石５９を設けた対向壁５８が各枠部７６，７８を挿通するようにして矩形枠体５４に載置する。また、プリズムホルダ５６の接続片７５に支持ワイヤ６３をロウ付けする。支持ワイヤ６３のロウ付けでは、プリズム８０の上面を利用して所望の平坦度が得られ、かつ、永久磁石５９に対して平行に往復移動可能となるように位置調整して行う。
【００６１】
続いて、ダンパホルダ５５にスペーサ７１を介して板バネ６７を取り付ける。このとき、介在させるスペーサ７１の枚数を変更することにより、プリズムホルダ５６に対する板バネ６７の位置を調整する。すなわち、電磁石部４２が消磁状態であれば、押圧用突出部５３が板バネ６７から離れ、板バネ６７の付勢力によってプリズムホルダ５６が押し下げられ、第１位置決め突部７７ｃによって矩形枠体５４に対して位置決めされるようにする。また、電磁石部４２が励磁状態となって可動鉄片５２が回動すれば、板バネ６７に可動鉄片５２の押圧用突出部５３が当接し、プリズムホルダ５６の各位置決め突部７７ｃ，７８ａが矩形枠体５４（Ｖ溝部材６１を含む）から離れ、永久磁石５９に沿って往復移動可能となるようにする。これにより、ボイスコイルモータが完成する。
【００６２】
その後、ベース４１の保持台４７に入出力部４４を載置する。このとき、入出力部４４を、載置した面内で位置調整し、入射光ファイバー４０ａからの光がプリズム８０の各反射面８０ｂ，８０ｃで反射した後、出射光ファイバー４０ｂに最も大きな光量が出力されるようにする。所望の出力光量が得られれば、保持台４７と調整板８１との間に注入した接着剤に紫外線を照射して固化させることにより、入出力部４４をベース４１に固定する。
【００６３】
最後に、ベース４１に図示しないケースを被せ、嵌合面等をシールして内部を密封することにより光スイッチが完成する。
【００６４】
次いで、前記構成からなる光スイッチの動作について説明する。
【００６５】
電磁石部４２が消磁状態にあれば、可動鉄片５２は押圧用突出部５３が下方に位置するように回動している。このため、板バネ６７の弾性力が押圧突部７２を介してプリズムホルダ５６に作用し、プリズムホルダ５６を下動状態に維持する。このとき、板バネ６７の押圧突部７２は、プリズムホルダ５６の重心位置を押し下げるようにしている。また、第１位置決め突部７７ｃが、矩形枠体５４に設けたＶ溝部材６１の２箇所のＶ溝６１ａに圧接する。これにより、プリズムホルダ５６、すなわちプリズム８０の入出力面を光ファイバー４０の光路に対して直交する位置に正確に位置決めすることができる。また同時に、第２位置決め突部７８ａが、プリズムホルダ５６の移動方向とは直交する方向に離れた位置に形成される支持片６０に圧接する。つまり、第１位置決め突部７７ｃ及び第２位置決め突部７８ａの３箇所で位置決めすることができ、プリズムホルダ５６の位置決め状態を安定させることが可能となる。これにより、入射光ファイバー４０ａから入力された光は、プリズム８０で反射して特定の出射光ファイバー４０ｂへと確実に出力することが可能となる。
【００６６】
光路を変更する場合、電磁石部４２のコイル７３に通電して励磁することにより、可動鉄片５２を回動させ、押圧用突出部５３で板バネ６７を押し上げる。これにより、板バネ６７の押圧突部７２による押圧力が解除され、プリズムホルダ５６は支持ワイヤ６３の弾性力によって上動する。そして、第１位置決め突部７７ｃがＶ溝部材６１のＶ溝６１ａ及び支持片６０から離れ、プリズムホルダ５６は往復移動自在となる。
【００６７】
そこで、ボイスコイルモータのコイル７３に通電してローレンツ力を発生させる。図８中、左右（厳密には左斜め上と右斜め下）で永久磁石５９間に発生する磁力線の方向が逆転しており、巻回したコイル７３の左右の位置で電流の方向が上下逆方向となっている。このため、コイル７３への通電方向を変更することにより、コイル７３すなわちプリズムホルダ５６に対して左又は右方向のいずれのローレンツ力をも発生させることが可能である。そして、コイル７３に印加する電圧の大きさの違いに応じて発生させるローレンツ力の大きさを自由に変更することができる。したがって、コイル７３での電流方向と印加電圧を調整することにより、支持ワイヤ６３の弾性力に抗して所望の位置にプリズムホルダ５６を移動させることができる。
【００６８】
そして、プリズムホルダ５６を所望の位置に移動させた状態で、電磁石部４２を消磁して可動鉄片５２を初期位置に回動させ、板バネ６７を元の位置に形状復帰させる。これにより、位置決め突部７７ｃ及び７８ａをＶ溝部材６１のＶ溝６１ａ及び支持片６０に位置させ、プリズムホルダ５６を入出力部４４に対して位置決めすることができる。プリズムホルダ５６が位置決めされれば、ボイスコイルモータを消磁する。
【００６９】
このように、前記光スイッチによれば、既存の電磁石装置を利用しつつ、コンパクトな薄型構造とすることができる。そして、プリズムホルダ５６をボイスコイルモータを利用して動作させているので、応答性がよく、３箇所で位置決めしているので、所望の光路を確実に確保することができる。
【００７０】
なお、前記第３実施形態では、電磁石部４２による板バネ６７の駆動を、図１０に示す構成によって行うようにしたが、図１５乃至図１８に示す構成等によっても行うことができる。図１５では、板バネ６７の支点６７ａを中間部分に移動させ、可動鉄片５２の押圧用突出部５３により押圧突部７２とは反対側の端部を押圧するようにしている。また、図１６では、可動鉄片５２の屈曲させ、その先端下面に押圧用突出部５３を設けることにより、この押圧用突出部５３で、直接、駆動部４３（プリズムホルダ５６）を位置決めするようにしている。図１７では、電磁石１００の励磁・消磁に基づいて、可動鉄片５２をスプリング１０１の付勢力に抗して揺動させることにより、駆動部４３を位置決めするようにしている。図１８では、圧電アクチュエータ１０２を伸縮させることにより、可動鉄片５２を揺動させて駆動部４３を位置決めするようにしている。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、駆動手段によって反射手段を各出射側光伝送手段に対向するように移動させるようにしたので、部品点数の少ない簡単かつ安価な構成であるにも拘わらず、故障が少なく、光路の切り替え作業をスムーズに行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光スイッチの概略図である。
【図２】図１に示す駆動部材の詳細断面図である。
【図３】図１に示す光伝送部材の構成を示す断面図である。
【図４】図３に示す光伝送部材のレンズアレイの成形状態を示す断面図である。
【図５】図１に示す光スイッチに採用される位置決め部材を示す断面図である。
【図６】位置決め部材の他の例を示す断面図である。
【図７】他の実施形態に係る光スイッチの概略図である。
【図８】他の実施形態に係る光スイッチの分解斜視図である。
【図９】他の実施形態に係る光スイッチの平面図である。
【図１０】図９の正面図である。
【図１１】図８のボイスコイルモータの分解斜視図である。
【図１２】（ａ）は図１１のダンパホルダを備えた矩形枠体の平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図１３】（ａ）は図１１のプリズムホルダの平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図１４】Ｖ溝部材と位置合わせ部材との関係を示す概略図である。
【図１５】他の実施形態に係る駆動機構を示す概略図である。
【図１６】他の実施形態に係る駆動機構を示す概略図である。
【図１７】他の実施形態に係る駆動機構を示す概略図である。
【図１８】他の実施形態に係る駆動機構を示す概略図である。
【符号の説明】
１…ハウジング
２…入射側光伝送部材
３…反射部材（反射手段）
４…駆動部材（駆動手段）
５…位置決め部材
６…出射側光伝送部材
７…入射側光ファイバー（入射側光伝送手段）
１０…反射面
１４…ボイスコイルモータ
１５…外装体
１６…支持ワイヤ
１７…押圧部材
１８…作動部材
２２…光ファイバーアレイ
２３…レンズアレイ
２４…出射側光ファイバー（出射側光伝送手段）
２５…ガラス基板
２６…透明樹脂
２７…コリメートレンズ
３２…制御回路
３３…Ｖ溝
３４…位置決めピン
４１…ベース
４２…電磁石部
４３…駆動部
４４…入出力部
４７…保持台
５１…ガイド突部
５２…可動鉄片
５３…押圧用突出部
５４…矩形枠体
５５…ダンパホルダ
５６…プリズムホルダ
５７…固定片
５８…対向壁
５９…永久磁石
６０…支持片
６１…Ｖ溝部材
６２…腕部
６３…支持ワイヤ
６４…筒状部
６７…板バネ
７１…スペーサ
７２…押圧突部
７３…コイル
７４…矩形保持部
７５…接続片
７６…第１枠部
７７…位置合わせ部材
７８…第２枠部
７９…ガイド部
８０…プリズム
８１…調整板
【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】
2004094188.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2004094188.tif 000018
【図１７】
2004094188.tif 000019
【図１８】
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