(57)【要約】【課題】マトリクス型光スイッチにおいて、光スイッチの高さが低く扁形の場合でも、マイクロミラーを十分な高さまで上下に移動させることができ、光信号の挿入損失の低減を図り、サイズの小型化、及び、製造コストの低減が可能である。【解決手段】固定基板ブロック４１上の、支持部３４を中央に有するアマチュア３３の一端に接続された平板５１と、可動基板ブロック１１上のマイクロミラー２１に接続された接続ピン５２とが上下に駆動自在に連結され、平板５１と接続ピン５２との連結点Ｐ３から支持部３４までの距離は、平板５１が接続されていないアマチュア３３の一端Ｐ１から支持部３４までの距離よりも長い。そのため、アマチュア３３の一端Ｐ１が下に小さく移動しても、連結点Ｐ３が接続ピン５２を上に大きく押上げるので、接続ピン５２に固定されたマイクロミラー２１は上に大きく移動し、光学的に精度の良い位置まで移動可能となる。【選択図】図８
2007003637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号が伝送される光路中に配設されたマイクロミラーを出没させることにより、光路を切り替えるマトリクス型光スイッチにおいて、
上下方向に可動な複数のマイクロミラーからなるミラーブロックと、
前記マイクロミラーの各々を駆動するための複数の電磁石からなる電磁石ブロックと、
光信号が入出力される光路を形成する複数のコリメートレンズと、を備え、
前記ミラーブロック及びコリメートレンズは、１つの基板層（第１層という）上に配置されるとともに、前記電磁石ブロックは、前記第１層と積層構造のもう一つ基板層（第２層という）上に配置されて、２層積層構造とされ、
前記ミラーブロックを中心として、前記コリメートレンズの各々は放射方向に軸心を持つように配置され、
前記電磁石の各々は、前記ミラーブロックを中心として同心円状に配列され、
前記電磁石の揺動する可動片と前記マイクロミラーとは、上下方向に移動自在に支持されたロッドを介して連結されており、
前記電磁石の作動により、前記マイクロミラーが移動し、該マイクロミラーが突出位置にあるときに、１つのコリメートレンズを通る入射光は、該マイクロミラーで反射して、他の方向のコリメートレンズから出射され、該マイクロミラーが没入位置にあるとき、前記入射光は該マイクロミラーで反射することなく、同方向のコリメートレンズから出射されるようにしたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記可動片が、中間部を支持された支持部を有し、
前記可動片の一端部が上下に移動するとき、該可動片の他端部は該可動片の一端部とは逆向きに上下に移動し、
前記ロッドが、第１ロッドと第２ロッドとを有し、
前記第１ロッドの他端と第２ロッドの一端とが、上下方向に移動自在に連結され、
前記第１ロッドの一端が、前記可動片の一端に固定されるとともに、第２ロッドの他端が、前記マイクロミラーに固定され、
前記第１ロッドと前記第２ロッドとの連結点から前記可動片の支持部までの距離は、該可動片の他端部から該可動片の支持部までの距離より長いものである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】
前記ミラーブロックの下方に位置し、複数の貫通した孔が設けられたガイドブロックを備え、
前記ガイドブロックの孔の各々は、前記マイクロミラーの各々の真下方向に位置し、
前記ロッドが、前記ガイドブロックの孔を貫通して、前記マイクロミラーの真下方向に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記第１層及び前記第２層が、前記第１層と前記第２層とを連結するための第３ロッドを装着する穴を備え、
前記第１層の穴に前記第３ロッドの一端が嵌入され、前記第２基板の穴に該第３ロッドの他端が嵌入されることにより、前記第１層と前記第２層とを連結していることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記ミラーブロックを上から覆い、前記マイクロミラーを保護するキャップが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記第１層上の前記ミラーブロックが実装されている面の下部に前記ガイドブロックが形成され、前記面とは反対の面に前記電磁石ブロックが実装されていることを特徴とする請求項３に記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記ミラーブロックの直下に前記ガイドブロックが接合され、
前記ガイドブロックの孔の各々は、該マイクロミラーの各々の真下に位置していることを特徴とする請求項３に記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記第１層が、前記ガイドブロックを兼用していることを特徴とする請求項６に記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス型光スイッチに関して、光信号の挿入損失の低減、サイズの小型化、及び、製造コストの低減を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及により光ファイバネットワークの通信情報伝送量の増大に伴い、１本の光ファイバに異なる波長の信号を重畳して送受信する波長分割多重（WDM）伝送技術が用いられており、２点間の通信を光合分波器を用いて結合するＰｏｉｎｔ  ｔｏ  Ｐｏｉｎｔの方式に加え、中継基地で特定波長を分岐・挿入するＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  ＆  Ｄｒｏｐ  Ｍｏｄｕｌｅ）方式が導入されている。このようなシステムにおいて、通信需要や通信回路の故障などに柔軟に対応するために、複数の入力ポートから、任意波長の光信号を選択的に切り替えて所定の出力ポートへ接続する光スイッチが必要とされる。
【０００３】
一方、光通信システムの開発方向として、低コスト化とシステムの簡素化及び伝送レートの高速化を目的として、光信号を電気信号に変更することなく伝送する全光化が進められている。この場合、光路設定を行う大規模スイッチにおいても、一旦光を電気に変換して伝送路を組み替えるのではなく、光のまま経路をつなぎ換える全光型のクロスコネクトを光スイッチとして利用することになる。
【０００４】
上記のようなシステムにおけるスイッチとしては、例えば非特許文献１に示されるような１×２の光スイッチを並列、もしくは直列に階層的に接続してN×Mの多入力・多出力の光スイッチを構成することで実現できる。しかし、この場合は、階層が大きくなるほど挿入損失が増えるため、大規模光スイッチには適していないという問題がある。
【０００５】
また、挿入損失の低減と小型化を狙った大規模光スイッチとしては、例えば特許文献１に示されるようなマトリクス型光スイッチがある。この光スイッチは、可動マイクロミラー、光ファイバ、及びコリメート用のマイクロレンズとを有する第１層以外に、ガラス基板からなる第２層、平面マイクロコイルを備える電磁アクチュエータからなる第３層、永久磁石からなる第４層とが積層されて一体化されている。
【０００６】
また、この光スイッチの光信号（光ファイバから入射した光信号と、突出位置にある可動マイクロミラーで反射して光ファイバに入射する光信号と、没入位置に可動マイクロミラーがあるため反射せずに通過する光信号）は、いずれもコリメート用のマイクロレンズを通る。そのため、その間にコリメートされ、光信号の挿入損失を低減させている。また、この光スイッチは、第３層の電磁アクチュエータのマイクロコイルに磁界を発生させることにより、第１層の可動マイクロミラーを駆動させるので、ミラー部とアクチュエータ部とを一体積層化することにより小型化を図っている。
【０００７】
しかし、上記の光スイッチは、ミラーブロックを有する第１層以外に、３つの層が必要であり、各層ごとに基板等の材料コストが必要であるため、製造コストが高くなる問題がある。また、マイクロミラーが上下に移動する高さは、電磁アクチュエータのマイクロコイルの巻き数を増加させることにより、高くすることができる。しかし、マイクロコイルの巻き数を増加させた場合、光スイッチのサイズが高くなり、サイズの小型化が図れないという問題がある。また一方で、コイルの巻き数を増加させない場合は、マイクロミラーの上下移動の高さが制限されるため、マイクロミラーが挿入損失の低減が十分な位置まで移動せず、挿入損失の低減が十分に図れないという問題がある。
【非特許文献１】ＮＴＴ  Ｒ＆Ｄ  Ｖｏｌ４８  Ｎｏ．９：１９９９  Ｐ．６５５−６７３
【特許文献１】特開２００２−２８７０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、光スイッチの高さが低く扁形であっても、マイクロミラーを十分な高さまで上下に移動させることができ、光信号の挿入損失の低減を図り、サイズの小型化、及び、製造コストの低減が可能なマトリクス型光スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、光信号が伝送される光路中に配設されたマイクロミラーを出没させることにより、光路を切り替えるマトリクス型光スイッチにおいて、上下方向に可動な複数のマイクロミラーからなるミラーブロックと、前記マイクロミラーの各々を駆動するための複数の電磁石からなる電磁石ブロックと、光信号が入出力される光路を形成する複数のコリメートレンズと、を備え、前記ミラーブロック及びコリメートレンズは、１つの基板層（第１層という）上に配置されるとともに、前記電磁石ブロックは、前記第１層と積層構造のもう一つ基板層（第２層という）上に配置されて、２層積層構造とされ、前記ミラーブロックを中心として、前記コリメートレンズの各々は放射方向に軸心を持つように配置され、前記電磁石の各々は、前記ミラーブロックを中心として同心円状に配列され、前記電磁石の揺動する可動片と前記マイクロミラーとは、上下方向に移動自在に支持されたロッドを介して連結されており、前記電磁石の作動により、前記マイクロミラーが移動し、該マイクロミラーが突出位置にあるときに、１つのコリメートレンズを通る入射光は、該マイクロミラーで反射して、他の方向のコリメートレンズから出射され、該マイクロミラーが没入位置にあるとき、前記入射光は該マイクロミラーで反射することなく、同方向のコリメートレンズから出射されるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記可動片が、中間部を支持された支持部を有し、前記可動片の一端部が上下に移動するとき、該可動片の他端部は該可動片の一端部とは逆向きに上下に移動し、前記ロッドが、第１ロッドと第２ロッドとを有し、前記第１ロッドの他端と第２ロッドの一端とが、上下方向に移動自在に連結され、前記第１ロッドの一端が、前記可動片の一端に固定されるとともに、第２ロッドの他端が、前記マイクロミラーに固定され、前記第１ロッドと前記第２ロッドとの連結点から前記可動片の支持部までの距離は、該可動片の他端部から該可動片の支持部までの距離より長いものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記ミラーブロックの下方に位置し、複数の貫通した孔が設けられたガイドブロックを備え、前記ガイドブロックの孔の各々は、前記マイクロミラーの各々の真下方向に位置し、前記ロッドが、前記ガイドブロックの孔を貫通して、前記マイクロミラーの真下方向に固定されているものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記第１層及び前記第２層が、前記第１層と前記第２層とを連結するための第３ロッドを装着する穴を備え、前記第１層の穴に前記第３ロッドの一端が嵌入され、前記第２基板の穴に該第３ロッドの他端が嵌入されることにより、前記第１層と前記第２層とを連結しているものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記ミラーブロックを上から覆い、前記マイクロミラーを保護するキャップが設けられているものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記第１層上の前記ミラーブロックが実装されている面の下部に前記ガイドブロックが形成され、前記面とは反対の面に前記電磁石ブロックが実装されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記ミラーブロックの直下に前記ガイドブロックが接合され、前記ガイドブロックの孔の各々は、該マイクロミラーの各々の真下に位置しているものである。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記第１層が、前記ガイドブロックを兼用しているものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、電磁石の揺動する可動片とマイクロミラーとは、上下方向に移動自在に支持されたロッドを介して連結されているので、電磁石の作動をマイクロミラーに直接伝えることができ、マイクロミラーを上下に十分移動させることができる。そのため、マイクロミラーが光学的に精度の良い位置まで移動可能となり、光スイッチの挿入損失を低減することができる。また、第１層と第２層との合計２つの層から構成できるので、光スイッチの小型化、及び、製造コストの低減を図ることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、第１ロッドと第２ロッドとの連結点から前記可動片の支持部までの距離は、該可動片の他端部から該可動片の支持部までの距離より長いので、電磁石の可動片の一端が上下に移動すると、第１ロッドと第２ロッドとの連結点は、電磁石の可動片の一端よりも、大きく上下に移動する。そのため、電磁石の可動片の上下移動が小さい場合でも、マイクロミラーを上下に大きく移動さえることができるため、光スイッチの高さを低くすることが可能となり、光スイッチの小型化を図ることができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、孔を貫通した第２ロッドは、マイクロミラーを垂直に押し上げるので、マイクロミラーを確実に上下方向に移動させることができる。そのため、マイクロミラーが光学的に精度の良い位置まで確実に移動可能となり、挿入損失を低減できる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、第１層と第２層とが第３ロッドを装着する穴を備えるので、各々の穴に第３ロッドを嵌入することにより、第１層と第２層とを簡単に連結することができるため、組立て工程を低減することができるため、製造コストの低減を図ることができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、組立て時に、人がマイクロミラーに直接触れることがないので、マイクロミラーを破損することを防ぐことができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、ミラーブロック、ガイドブロック、及び、電磁石ブロックが同一基板上に実装されるので、サイズの小型化、及び、製造コストの低減を図ることができ、また、ミラーブロックと電磁石ブロックとが、同一基板上に実装されているので、水平位置の誤差が少なく、光学的に精度の良い位置決めが可能であり、挿入損失を低減できる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、マイクロミラーに対するガイドブロックの位置が変わらないので、マイクロミラーの真下に確実にガイドブロックの孔を位置することができるため、水平位置の誤差が少なく、光学的に精度の良い位置決めが可能であり、挿入損失を低減することができる。
【００２４】
請求項８の発明によれば、第１層がガイドブロックを兼用するので、ガイドブロックを必要としないため、ミラーブロックと電磁石ブロックとの距離が近くなり、水平位置の誤差が少なく、光学的に精度の良い位置決めが可能であり、挿入損失を低減することができる。また、ガイドブロックを必要としないので、サイズの小型化、及び、製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の第１の実施形態に係る光スイッチについて図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る光スイッチの第１層の上面を示し、図２は、この光スイッチの断面を示す。この光スイッチ１は、例えば、Ｓｉ基板からなる可動基板ブロック１１（第１層）と、この可動基板ブロック１１の下方に、例えば、プリント基板、又は、セラミック基板からなる固定基板ブロック４１（第２層）が配置されており、各々が固定ピン５３（第３ロッド）で連結された２層積層構造である。可動基板ブロック１１の上面には、光信号の光路を切り替えるマイクロミラー２１を有する可動ミラーブロックユニット２０と、入出力用の光ファイバ１３ａ〜１３ｆと、固定ピン５３を四隅に装着するための固定ピン装着穴１２ａ〜１２ｄとを備えている。固定基板ブロック４１の上面には、電磁アクチュエータ３１（電磁石）が実装され、下面には電磁アクチュエータの給電部３２が実装されている。電磁アクチュエータ３１は、後述するように平板５１（第１ロッド）と接続ピン５２（第２ロッド）とを介してマイクロミラー２１ａ〜２１ｄと上下方向に移動自在に連結しており、接続ピン５２は、可動ミラーブロック２３の下方に形成されたガイドブロック２４を介してマイクロミラー２１ａ〜２１ｄに接続されている。それぞれの詳細な構成は後述する。
【００２６】
可動基板ブロック１１上の光ファイバ１３ａ〜１３ｆは、可動基板ブロック１１の中心部に形成された可動ミラーブロックユニット２０のマイクロミラー２１ａ〜２１ｄに向かうように配置されている。入力側の光ファイバ１３ａは、可動基板ブロック１１の周縁の一辺から、マイクロミラー２１ａ、２１ｄの各中央部を通る平面上に延びるように、また、入力側の光ファイバ１３ｂも、同様にマイクロミラー２１ｂと２１ｃの各中央部を通る平面上を延びるようにそれぞれ互いに平行に形成されている。出力側２の光ファイバ１３ｅは、入力側の光ファイバ１３ａ、１３ｂが設置されせれた可動基板ブロック１１の周縁の辺と対面する辺から、マイクロミラー２１ｄと２１ａとの各中央部を通る平面上に延びるように、また、出力側２の光ファイバ１３ｆも、同様に、マイクロミラー２１ｃと２１ｂとの各中央部を通る平面上を延びるようにそれぞれ互いに平行に形成されている。出力側１の光ファイバ１３ｃは、入力側及び出力側２の光ファイバが設置されていない可動基板ブロック１１の周縁の１つの辺から、マイクロミラー２１ｂと２１ａとの各中央部を通る平面上に延びるように、また、出力側１の光ファイバ１３ｄも、同様に、マイクロミラー２１ｃと２１ｄとの各中央部を通る平面上を延びるようにそれぞれ互いに平行に形成されている。
【００２７】
可動ミラーブロックユニット２０の構成を図３に示す。可動ミラーブロックユニット２０は、可動ミラーブロック２３と、マイクロミラーを有するミラーユニットＭと、コリメートレンズ２２を保持するＶ溝２５とを備えている。可動ミラーブロック２３は、例えば、Ｓｉ基板からなり、中央部を深くエッチングすることにより、マイクロミラー２１ａ〜２１ｄのミラー面を形成している。コリメートレンズ２２は、光ファイバから入出射する光信号をコリメート（収束）するように光ファイバ１３ａ〜１３ｆに接続され、コリメートレンズ２２の下方には、可動ミラーブロック２３の周辺部を異方性エッチングすることによりＶ溝が形成されている。そのため、入力側の光ファイバから入射する光信号、及び、出力側光ファイバから出射する光信号は、コリメートレンズ２２を通過するため、光スイッチの挿入損失を低減することができる。
【００２８】
ミラーユニットＭの構成を図４に示す。ミラーユニットＭは、マイクロミラー基台２７の上に形成されたマイクロミラー２１と、マイクロミラー２１の周囲に形成された支持バネ２６とからなり、支持バネ２６及びマイクロミラー基台２７は、ミラーユニットＭの底面部を貫通エッチングすることにより形成されている。マイクロミラー２１は、入力側の光ファイバから入射した光信号を出力側光ファイバに反射させる角度に設定されており、例えば、マイクロミラー２１ａは、入力側の光ファイバ１３ａから入射された光信号を出力側１の光ファイバ１３ｃに出射する方向に反射させる角度に設定されている。支持バネ２６は、マイクロミラー２１の上下移動をバネ力により支持している。なお、支持バネ２６は、バネに限らず、弾力性のあるプラスチック等とすることもできる。
【００２９】
次に、固定基板ブロック４１の構成を図５に示す。固定基板ブロック４１の上面には、電磁アクチュエータ３１ａ〜３１ｄと、固定ピン５３を四隅に装着するための固定ピン装着穴４２ａ〜４２ｄとを備えている。複数の電磁アクチュエータ３１は、電磁アクチュエータブロック３０（電磁石ブロック）を形成している。固定ピン装着穴４２ａ〜４２ｄと、可動基板ブロック１１上の固定ピン装着穴１２ａ〜１２ｄとは、固定ピン５３により連結されており、例えば、可動基板ブロック１１上の固定ピン装着穴１２ａに、固定ピン５３の一端を嵌入し、固定基板ブロック４１上の固定ピン装着穴４２ａに、この固定ピン５３の他端を嵌入することにより連結される。これにより、可動基板ブロック１１の下方に固定基板ブロック４１を配置し、光スイッチ１を簡単に２層積層構造とすることができる。従って、光スイッチ１の組立て時の工数を低減できるため、製造コストを低減することができる。
【００３０】
電磁アクチュエータ３１ａ〜３１ｄは、可動ミラーブロック２３の中心と垂直に交差する位置から同心円状に配列されており、電磁アクチュエータ３１ａと３１ｃとが固定基板ブロック４１の対角線上に対面する位置に、電磁アクチュエータ３１ｂと３１ｄとが上記とは別の対角線上に対面する位置に実装されている。電磁アクチュエータの構成を図６に示す。電磁アクチュエータ３１は、内部にアマチュア３３（可動片）と、アマチュア３３の中央を支持する支持部３４とを備え、下部には給電部３２を備えている。
【００３１】
電磁アクチュエータ３１に平板５１及び接続ピン５２を取り付けた構成を図７、図８に示す。アマチュア３３の一端と平板５１の一端とが固定され、この平板５１の他端と接続ピン５２の一端とが上下方向に移動自在に連結され、この接続ピン５２の他端とマイクロミラー基台２７とがガイドブロック２４を介して固定されている。アマチュア３３の平板５１が接続されていない一端をＰ１、アマチュア３３と平板５１とが接続されている箇所をＰ２、平板５１と接続ピン５２とが連結されている箇所をＰ３とすると、平板５１と接続ピン５２との連結点Ｐ３からアマチュア３３の支持部３４までの距離は、アマチュア３３の一端Ｐ１から支持部３４までの距離よりも長い。図８（ａ）は、マイクロミラー２１が没入位置にある状態を示し、図８（ｂ）は、マイクロミラーが突出位置にある状態を示している。
【００３２】
ガイドブロック２４の構成を図９に示す。ガイドブロック２４は、複数の貫通した孔２８が形成されており、この孔２８は、マイクロミラー２１の真下方向に位置している。そして、接続ピン５２は、孔２８を貫通して、マイクロミラー基台２７に接続されている。そのため、マイクロミラー２１を真下から垂直に押し上げるので、マイクロミラー２１を確実に上下方向に移動させることができ、挿入損失を低減することができる。
【００３３】
次に、上記のように構成された本実施形態に係る光スイッチの動作を説明する。この光スイッチ１のオン状態とオフ状態の切り替えは、電磁アクチュエータ３１の給電部３２への給電を制御することにより行う。給電していない場合、図８（ａ）に示したように、マイクロミラー２１は没入位置にある。このとき、給電部３２に給電を行うと、アマチュア３３に磁束が発生するため、電磁力が生じ、この電磁力によりアマチュア３３の一端Ｐ１が下に吸引され、アマチュア３３の中央は支持部３４により支持されているため、アマチュア３３の他端が押し上げられる。このため、アマチュア３３に接続された平板５１が押し上げられ、平板５１に接続された接続ピン５２が押し上げられ、マイクロミラー基台２７を押し上げる。このとき、この押し上げる力が支持バネ２６のバネ力よりも強いと、図８（ｂ）に示したように、マイクロミラー２１は没入位置から突出位置に移動する。このように、マイクロミラーの状態をオフ状態からオン状態に切り替えることができる。
【００３４】
次に、給電部３２への給電を停止すると、アマチュア３３の磁束が消えるため、電磁力が消滅する。そして、アマチュア３３の一端Ｐ１を吸引する力が抑制されるので、平板５１を押し上げる力が抑制され、平板５１に接続された接続ピン５２を押し上げる力が抑制され、この接続ピン３２がマイクロミラー基台２７を押し上げる力が抑制される。このとき、押し上げる力が支持バネ２６のバネ力より弱くなると、バネ力により、マイクロミラー２１は突出位置から没入位置に移動する。このように、マイクロミラーの状態をオン状態からオフ状態に切り替えることができる。
【００３５】
また、上述したように、アマチュア３３の中央は支持部３４により支持されているため、アマチュア３３の一端Ｐ１が上下に移動すると、これとは逆向きにアマチュア３３の他端Ｐ２が上下に移動し、また、アマチュア３３に接続された平板５１もアマチュア３３の他端Ｐ２と同様の向きに移動する。このとき、アマチュア３３の一端Ｐ１とアマチュア３３の他端Ｐ２の上下移動距離は同じであるが、平板５１と接続ピン５２との連結点Ｐ３の上下移動距離は、平板５１の長さ分だけテコ比が大きくなるため長くなる。そのため、アマチュア３３の一端Ｐ１の上下移動距離が短い場合でも、平板５１と接続ピン５２との接続箇所Ｐ３の上下移動距離を長くすることが可能となり、光スイッチ１が扁形であっても、マイクロミラー２１を十分に上下に移動させることができ、挿入損失の低減を図ることが可能となる。なお、平板５１及び接続ピン５２に軽量なものを用いると、マイクロミラー２１の上下移動を早く行うことも可能である。
【００３６】
次に、光信号の動作について、図１０、及び図１１を参照して説明する。図１０は、マイクロミラー２１ａ、２１ｃが突出位置に、マイクロミラー２１ｂ、２１ｄが没入位置にある状態を図１０に示す。このとき、入力側の光ファイバ１３ａから入射された光信号Ｆ１は、マイクロミラー２１ａのミラー面で反射して、出力側１の光ファイバ１３ｃへ出射される。また、入力側の光ファイバ１３ｂから入射された光信号Ｆ２は、マイクロミラー２１ｂのミラー面の上側を通過して、マイクロミラー２１ｃのミラー面で反射し、出力側１の光ファイバ１３ｄへ出射される。これにより、出力側光ファイバ１３ｃ、１３ｄはオン状態となり、出力側光ファイバ１３ｅ、１３ｆはオフ状態となる。
【００３７】
図１１は、マイクロミラー２１ａ〜２１ｄが没入位置にある状態を示す。このとき、入力側の光ファイバ１３ａから入射された光信号Ｆ１は、マイクロミラー２１ａ、２１ｃのミラー面の上側を通過し、反射することなく直線に進むため、出力側２の光ファイバ１３ｆへ出射される。また、入力側の光ファイバ１３ｂから入射された光信号Ｆ２は、マイクロミラー２１ｂ、２１ｄのミラー面の上側を通過し、反射することなく直線に進むため、出力側２の光ファイバ１３ｅへ出射される。これにより、出力側光ファイバ１３ｅ、１３ｆはオン状態となり、出力側光ファイバ１３ｃ、１３ｄはオフ状態となる。
【００３８】
また、入力側の光ファイバ１３ａ、１３ｂから入射する光信号は、コリメートレンズ２２を通過し、また、出力側光ファイバ１３ｃ〜１３ｆに出射される際にも、コリメートレンズ２２を通過してから、光ファイバに向かう。そのため、光信号がコリメートレンズ２２によって、コリメート（収束）されるため、光スイッチ１の挿入損失を低減させることができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光スイッチについて、図１２、及び図１３を参照して説明する。この光スイッチ１は、可動ミラーブロック２３の上面に、例えば、ガラス材質からなるガイドキャップ２９が、例えば、陽極接合などによって接合されている以外は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００４０】
図１３は、本実施形態に係る光スイッチ１の可動ミラーブロック２３の構成を示す。可動ミラーブロック２３上に形成されたガイドキャップ２９は、コリメートレンズ２２をＶ溝２５に押さえつけて可動ミラーブロック２３に接合されている。これにより、接着剤等を使用することなく、コリメートレンズ２２をＶ溝２５に固定することができるため、接着剤等の厚みによりコリメートレンズ２２の位置が、光学的に精度の良い位置からズレてしまうことを防止できる。従って、本実施形態に係る光スイッチは、挿入損失を低減させることができる。また、ガイドキャップ２９が、マイクロミラー２１ａ〜２１ｄを覆うため、マイクロミラー２１ａ〜２１ｄに直接触れることがなく、組立て時に人がマイクロミラーを破損することを防ぐことができる。
【００４１】
上記のように構成された本実施形態に係る光スイッチにおいては、第１の実施形態と同様に電磁アクチュエータ３１の給電部３２への給電を制御して、オン／オフ状態の切り替えを行う。このとき、ガイドキャップ２９は光スイッチ１の動作に影響を及ぼさないため、光スイッチ１は、第１の実施形態と同様の動作が得られる。
【００４２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る光スイッチについて図１４、及び図１５を参照して説明する。この光スイッチ１は、可動基板ブロック１１の可動ミラーブロック２３が実装されている面とは反対側に面に、可動ミラーブロック２３の中心と垂直に交差する位置から同心円状に電磁アクチュエータ３１が実装されており、固定基板ブロックと固定ピンとを備えていない以外は、第１の実施形態に係る光スイッチと同様である。そのため、光スイッチの小型化を図ることができ、製造コストを低減することができる。また、可動ミラーブロック２３と電磁アクチュエータ３１とが、同一基板上に実装されているので、可動基板ブロックと固定基板ブロックとの水平方向のズレによる水平位置の誤差が少なく、光学的に精度の良い位置決めが可能であり、挿入損失を低減できる。
【００４３】
また、本実施形態に係る光スイッチのアマチュア３３とマイクロミラー２１との接続構成は図１５に示したように、電磁アクチュエータ３１のアマチュア３３の一端の下面に平板５１の一端が接続されている以外は、第１の実施形態に係る光スイッチと同様である。図１５（ａ）は、マイクロミラー２１が没入位置にある状態を示し、図１５（ｂ）は、マイクロミラー２１が突出位置にある場合を示す。
【００４４】
上記のように構成された本実施形態に係る光スイッチの動作を説明する。この光スイッチ１のオン状態とオフ状態の切り替えは、第１の実施形態に係る光スイッチと同様に、電磁アクチュエータ３１の給電部３２への給電を制御することにより行う。給電していない場合、図１５（ａ）に示したようにマイクロミラー２１は没入位置にある。このとき、給電部３２の給電を行うと、アマチュア３３に磁束が発生し、アマチュア３３の一端Ｐ１が下に吸引されるため、第１の実施形態と同様に、マイクロミラー２１は、図１５（ｂ）に示したように、没入位置から突出位置に移動する。また、給電部３２への給電を停止すると、第１の実施形態と同様に、アマチュア３３の一端Ｐ１を吸引する力が抑制されるため、マイクロミラー２１は突出位置から没入位置に移動する。そのため、本実施形態に係る光スイッチ１のマイクロミラーの動作は、第１の実施形態と同様である。
【００４５】
次に、本発明の第４の実施形態に係る光スイッチについて図１６を参照して説明する。この光スイッチ１は、可動ミラーブロック２３の下面に、例えば、ガラス材質からなるガイドブロック２４を、例えば、陽極接合により接合している以外は、第３の実施形態と同様の構成である。これによって、マイクロミラー２１の真下に確実にガイドブロック２４の孔２８を位置することができるため、ガイドブロック２４の水平方向のズレによる水平位置の誤差が少なくなり、光学的に精度の良い位置決めができ、挿入損失を低減することができる
【００４６】
上記のように構成された本実施形態に係る光スイッチにおいては、第３の実施形態と同様に電磁アクチュエータ３１の給電部３２への給電を制御して、オン／オフ状態の切り替えを行う。このとき、ガイドブロック２４と可動ミラーブロック２３とが接合されていることは光スイッチ１の動作に影響を及ぼさないため、光スイッチ１は、第３の実施形態と同様の動作が得られる。
【００４７】
次に、本発明の第５の実施形態に係る光スイッチについて図１７を参照して説明する。この光スイッチ１は、可動基板ブロック１１がガイドブロックを兼用していること以外は、第４の実施形態に係る光スイッチと同様であり、可動基板ブロック１１には、第４の実施形態のガイドブロックと同様に、複数の貫通した孔（図示なし）が形成されている。また、この孔は、マイクロミラー２１の真下方向に位置しており、接続ピン５２が、この孔を貫通して、マイクロミラー基台（図示なし）に接続されている。そのため、可動ミラーブロック２３のマイクロミラー２１と電磁アクチュエータ３１のアマチュア３３との距離が近くなり、なおかつ、同一基板上に実装されているため、水平位置の誤差が少なくなり、光学的に精度の良い位置決めが可能であり、挿入損失を低減することができる。また、ガイドブロックを必要としないので、サイズの小型化、及び、製造コストの低減を図ることができる。なお、可動基板ブロック１１が、例えば、ガラス材質などからなり、可動基板ブロック１１の上面に可動基板ブロック２３が、例えば、陽極接合により接合されている場合、可動基板ブロック１１と可動基板ブロック２３との水平方向のズレによる水平位置の誤差を少なくすることができ、さらに光学的に精度の良い位置決めが可能となり、挿入損失を低減することができる。また、本実施形態では、可動基板ブロック１１がガイドブロックを兼用している例を示したが、ガイドブロックが可動基板ブロック１１を兼用してもよい。
【００４８】
上記のように構成された、本実施形態に係る光スイッチにおいては、第４の実施形態と同様に電磁アクチュエータ３１の給電部３２への給電を制御して、オン／オフ状態の切り替えを行う。このとき、可動基板ブロック１１がガイドブロックを兼用していることは光スイッチ１の動作に影響を及ぼさないため、光スイッチ１は、第４の実施形態と同様の動作が得られる。
【００４９】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、アマチュア３３を支持する支持部３４を中央に配置せず、中間部の任意の場所に配置した場合でも、平板５１をアマチュア３３の一端に接続し、尚且つ、平板５１と接続ピン５２との連結点P３からアマチュア３３の支持部３４までの距離が、アマチュア３３の一端から支持部３４までの距離よりを長い場合は、本発明と同様に効果を生じる。そのため、アマチュアの一端の上下移動距離が短い場合でも、マイクロミラーの上下移動距離を長くすることができる。
【００５０】
上記各実施形態は、２入力２出力（２×２）の光スイッチについて例示したものであるが、本発明はこれに限られず、３以上の入力及び３以上の出力を持つ光スイッチに対しても適用することができる。また、上記各実施形態の可動基板ブロック１１及び固定基板ブロック４１の平面が、四角形のものを示したが、これに限定されるものではなく、方形、他の多角形、円形等であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光スイッチの上面図。
【図２】同上の光スイッチのＡ−Ａ線の断面図。
【図３】同上の光スイッチの可動ミラーブロックの斜視図。
【図４】同上の光スイッチのマイクロミラーユニットの斜視図。
【図５】同上の光スイッチの固定基板ブロックを示す図。
【図６】（ａ）は同上の光スイッチの電磁アクチュエータの上面図、（ｂ）は側面図。
【図７】同上の光スイッチの電磁アクチュエータに接続ブロックを取り付け後の上面図
【図８】（ａ）は同上の光スイッチのマイクロミラーが没入位置にある場合の構成の概略断面図、（ｂ）は突出位置にある場合の構成の概略断面図。
【図９】同上の光スイッチのガイドブロックを示す図。
【図１０】同上の光スイッチの動作状態を説明する傾斜図。
【図１１】同上の光スイッチの動作状態を説明する傾斜図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光スイッチの断面図。
【図１３】同上の光スイッチの可動ミラーブロックの側面図。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る光スイッチの断面図。
【図１５】（ａ）は同上の光スイッチのマイクロミラーが没入位置にある場合の構成の概略断面図、（ｂ）は突出位置にある場合の構成の概略断面図。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る光スイッチの断面図。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係る光スイッチの断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１  光スイッチ
１１  可動基板ブロック（第１層）
１２  固定ピン装着穴（第３ロッドを装着する穴）
１３ａ  光ファイバ
２１  マイクロミラー
２２  コリメートレンズ
２３  可動ミラーブロック（ミラーブロック）
２４  ガイドブロック
２５  Ｖ溝
２６  支持バネ
２７  マイクロミラー基台
２８  孔
２９  ガイドキャップ（キャップ）
３０  電磁アクチュエータブロック（電磁石ブロック）
３１  電磁アクチュエータ（電磁石）
３２  給電部
３３  アマチュア（可動片）
３４  支持部
４１  固定基板ブロック（第２層）
４２  固定ピン装着穴（第３ロッドを装着する穴）
５１  平板（第１ロッド）
５２  ピン（第２ロッド）
５３  固定ピン（第３ロッド）
【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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