(57)【要約】【課題】  導電性の容器に光ＭＥＭＳを収容し接地する一般的な静電シールド用いても、静電気による光ＭＥＭＳの誤作動又は故障を防ぐことは難しい。  また、静電気力を用いて可動体を移動させる光ＭＥＭＳでは２つの電圧電極の距離がある一定以上になると可動体を移動させるのに十分な静電気力が得られない欠点があり、ローレンツ力を用いて可動体を移動させる光ＭＥＭＳでは消費電力が多くなる欠点がある。【解決手段】  光ＭＥＭＳの電圧電極、導体及び導電性の容器をそれぞれ接地する。また、光ＭＥＭＳの可動体は、ローレンツ力と静電気力を併用し移動又は保持される。【選択図】図２
2007010740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面の側に光導波路が形成された光導波路基板と、
前記光導波路を遮断又は通過させるように前記光導波路基板の前記一方の面の側から前記光導波路基板に挿抜される可動体と、
前記光導波路基板の前記一方の面の側と対向するように配置された移動機構基板と、
前記移動機構基板の前記光導波路基板の側に装着され電圧が印加される基板側電圧電極と、
少なくとも前記基板側電圧電極の前記光導波路基板の側の面を覆う絶縁体と、
前記移動機構基板の前記光導波路基板の反対側に配置され磁界を発生させる磁石と、
前記光導波路を前記可動体が遮断又は通過できる位置で前記移動機構基板に固定されるアーム及び前記アームで支える前記可動体を有し、前記可動体を挿抜できるように移動する又は前記可動体の挿抜状態を保持する移動機構と、
前記基板側電圧電極と対向するように前記移動機構に装着され電圧が印加される移動機構側電圧電極と、
前記移動機構に形成され電流が流される導体と、
両端がそれぞれ前記移動機構側電圧電極及び前記基板側電圧電極と接続される電気抵抗器と、
前記導体及び前記電気抵抗器と接続され接地を行うための接地端子と、
前記光導波路基板、前記移動機構基板、前記電気抵抗器及び前記磁石を収容し前記接地端子が形成された導電性の容器と、を備える光ＭＥＭＳであって、
前記可動体は、前記磁界の内部に位置する前記導体が発生させるローレンツ力で移動され、前記移動機構側電圧電極と前記基板側電圧電極の間に発生する静電気力で位置が保持されることを特徴とする光ＭＥＭＳ。
【請求項２】
前記電気抵抗器は、前記電気抵抗器の前記移動機構側電圧電極の側と前記接地端子とが接続されることを特徴とする請求項１に記載の光ＭＥＭＳ。
【請求項３】
前記電気抵抗器は直列に接続された２つの電気抵抗器から構成され、前記２つの電気抵抗器の接続する点と前記接地端子とが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光ＭＥＭＳ。
【請求項４】
前記光導波路基板の前記光導波路の側の面に形成され、前記接地端子と接続された導電性の膜をさらに備えることを特徴とする請求項１から３に記載のいずれかの光ＭＥＭＳ。
【請求項５】
前記移動機構基板の前記移動機構を有する側又は前記磁石を有する側の面に形成され、前記接地端子と接続された導電性の膜をさらに備えることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの光ＭＥＭＳ。
【請求項６】
前記電気抵抗器の抵抗値が１０キロオーム以上、かつ、１０メガオーム以下であることを特徴とする請求項１から５に記載のいずれかの光ＭＥＭＳ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化シリコンで構成される光導波路に微小な可動体を挿抜することで、光路を切り替えたり光の減衰量を調整したりするＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ＭＥＭＳの可動体を移動させるには静電気力が用いられることがある（例えば、特許文献１を参照。）。特許文献１で開示される発明は、基板に装着された電圧電極と移動機構に装着された電圧電極との間に発生する静電気力で可動体を移動させるものである。しかし、静電気力を用いても大きな力が得られない為に、静電気力を用いて可動体を移動させる光ＭＥＭＳでは、可動体の移動距離に制限がある。
【０００３】
そこで、ローレンツ力で可動体を移動させる発明も開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。特許文献２で開示される発明は、移動機構に形成された導体に通電することでローレンツ力を発生させ可動体を移動させるものである。ローレンツ力を用いると可動体を移動させるのに十分な力を得ることができるが、可動体を保持させる際に導体に電流を流し続ける必要があり、消費電力が多くなる欠点がある。
【０００４】
ローレンツ力又は静電気力のみを用いて光ＭＥＭＳの可動体を移動させるより静電気力とローレンツ力を併用して光ＭＥＭＳの可動体を移動させるほうが光ＭＥＭＳの消費電力を少なくできることから、両者を用いた光ＭＥＭＳも開示されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【０００５】
従来の光ＭＥＭＳ１０１の断面図を図１に示す。光ＭＥＭＳ１０１は、光導波路基板１０、光導波路のコア（以下、光導波路１１）、移動機構基板２０、基板側電圧電極２１、移動機構３０、可動体３１、移動機構側電圧電極３２、アーム３４、磁石４０を備える。
【０００６】
例えば、可動体３１はミラーである。移動機構３０に形成された導体（図示せず）に通電されず、基板側電圧電極２１及び移動機構側電圧電極３２に電圧が印加されていない状態において、可動体３１は、アーム３４のバネ力を受け光導波路１１を遮断するように光導波路１１の下側に位置している。磁石４０の磁界の内部に位置する導体は、導体が通電されるとローレンツ力を発生させる。可動体３１は、導体に発生したローレンツ力で上側に移動される。可動体３１が光導波路１１を通過させるように光導波路１１の上側まで移動された際、基板側電圧電極２１と移動機構側電圧電極３２との間に引力が発生するように電圧を印加すると可動体３１は光導波路１１の上側で保持され、導体への通電を停止する。光ＭＥＭＳ１０１は、ローレンツ力のみを用いて可動体３１を移動させるより静電気力とローレンツ力を併用し可動体３１を移動させると消費電力を少なくできる。
【特許文献１】特開２００１−４２２３３号公報
【特許文献２】特開２００４−１３０４６６号公報
【特許文献３】特開２００３−１５９６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１や特許文献３で開示される光ＭＥＭＳは誤作動又は故障が発生する課題がある。例えば、可動体３１は、帯電した人が近づくと基板側電圧電極２１及び移動機構側電圧電極３２が帯電する為に、予期した位置まで移動せず又は光導波路１１の上側で保持されない誤動作を起こす事がある。また、光ＭＥＭＳ１０１は、光導波路基板１０又は移動機構基板２０が帯電すると誤動作を起こす事もある。さらに、光ＭＥＭＳ１０１は、前述した誤動作が原因となり故障することもある。光ＭＥＭＳ１０１は、接地された導電性の容器に光ＭＥＭＳ１０１を収容するような一般的な静電シールドが用いられても、誤作動を起こし又は故障することがある。
【０００８】
本願発明は前記課題を解決する為になされたもので、消費電力を低減しつつ光ＭＥＭＳの誤作動及び故障を防止し、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ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、本願発明は、可動体をローレンツ力で移動させて、移動させた後は、可動体を静電気力で保持させて光ＭＥＭＳの消費電力を低減させ、さらに、導体及び電圧電極を接地して光ＭＥＭＳに帯電した静電気を逃し安定動作する光ＭＥＭＳである。
【００１０】
具体的には、本願発明は、一方の面の側に光導波路が形成された光導波路基板と、前記光導波路を遮断又は通過させるように前記光導波路基板の前記一方の面の側から前記光導波路基板に挿抜される可動体と、前記光導波路基板の前記一方の面の側と対向するように配置された移動機構基板と、前記移動機構基板の前記光導波路基板の側に装着され電圧が印加される基板側電圧電極と、少なくとも前記基板側電圧電極の前記光導波路基板の側の面を覆う絶縁体と、前記移動機構基板の前記光導波路基板の反対側に配置され磁界を発生させる磁石と、前記光導波路を前記可動体が遮断又は通過できる位置で前記移動機構基板に固定されるアーム及び前記アームで支える前記可動体を有し、前記可動体を挿抜できるように移動する又は前記可動体の挿抜状態を保持する移動機構と、前記基板側電圧電極と対向するように前記移動機構に装着され電圧が印加される移動機構側電圧電極と、前記移動機構に形成され電流が流される導体と、両端がそれぞれ前記移動機構側電圧電極及び前記基板側電圧電極と接続される電気抵抗器と、前記導体及び前記電気抵抗器と接続され接地を行うための接地端子と、前記光導波路基板、前記移動機構基板、前記電気抵抗器及び前記磁石を収容し前記接地端子が形成された導電性の容器と、を備える光ＭＥＭＳであって、前記可動体は、前記磁界の内部に位置する前記導体が発生させるローレンツ力で移動され、前記移動機構側電圧電極と前記基板側電圧電極の間に発生する静電気力で位置が保持されることを特徴とする光ＭＥＭＳである。
【００１１】
前記電気抵抗器のそれぞれの両端は、対向するように配置された前記移動機構側電圧電極及び前記基板側電圧電極に接続される。前記電気抵抗器は、前記接地端子に接続される。前記導体は、前記接地端子に接続される。前記容器及び前記接地端子を接地すれば、前記導体、前記移動機構側電圧電極及び前記基板側電圧電極に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳの誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳを提供できる。
【００１２】
本願発明において、前記電気抵抗器は、前記電気抵抗器の前記移動機構側電圧電極の側と前記接地端子とが接続されることが好ましい。
【００１３】
前記電気抵抗器の前記移動機構側電圧電極の側は、前記接地端子に接続される。前記容器及び前記接地端子を接地すれば、前記移動機構側電圧電極及び前記基板側電圧電極に帯電した静電気を逃すことができ、かつ、前記移動機構側電圧電極と前記導体の間の絶縁破壊を防止できる。従って、消費電力を低減しつつ絶縁破壊による光ＭＥＭＳの故障も防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳを提供できる。
【００１４】
本願発明において、前記電気抵抗器は直列に接続された２つの電気抵抗器から構成され、前記２つの電気抵抗器の接続する点と前記接地端子とが接続されることが好ましい。
【００１５】
前記電気抵抗器は、直列に接続された２つの前記電気抵抗器から構成される。前記２つの電気抵抗器の接続する点は、前記接地端子に接続される。前記容器及び前記接地端子を接地すれば、前記移動機構側電圧電極及び前記基板側電圧電極に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳの誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳを提供できる。
【００１６】
本願発明において、前記光導波路基板の前記光導波路の側の面に形成され、前記接地端子と接続された導電性の膜をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
前記導電性の膜は、前記光導波路基板の前記光導波路の側の面に形成され、前記接地端子に接続される。前記容器及び前記接地端子を接地すれば、前記光導波路基板に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳの誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳを提供できる。
【００１８】
本願発明において、前記移動機構基板の前記移動機構を有する側又は前記磁石を有する側の面に形成され、前記接地端子と接続された導電性の膜をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
前記導電性の膜は、前記移動機構基板の前記移動機構を有する側又は前記磁石を有する側の面に形成され、前記接地端子に接続される。前記容器及び前記接地端子を接地すれば、前記移動機構基板に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳの誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳを提供できる。
【００２０】
本願発明において、前記電気抵抗器の抵抗値が１０キロオーム以上、かつ、１０メガオーム以下であることが好ましい。
【００２１】
前記電気抵抗器の抵抗値が１０キロオーム以上であると、静電気の電荷移動を円滑に行うことができる。前記抵抗器の抵抗値が１０メガオーム以下であると、光ＭＥＭＳを動作させる際に電源の負担にならない。従って、消費電力を低減しつつ光ＭＥＭＳの誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳを提供できる。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明は、消費電力を低減させ、かつ、光ＭＥＭＳの誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施形態１）
以下、本願発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本願発明は、以下に示す実施形態に限定されるものでない。
【００２４】
本実施形態は、一方の面の側に光導波路が形成された光導波路基板と、前記光導波路を遮断又は通過させるように前記光導波路基板の前記一方の面の側から前記光導波路基板に挿抜される可動体と、前記光導波路基板の前記一方の面の側と対向するように配置された移動機構基板と、前記移動機構基板の前記光導波路基板の側に装着され電圧が印加される基板側電圧電極と、少なくとも前記基板側電圧電極の前記光導波路基板の側の面を覆う絶縁体と、前記移動機構基板の前記光導波路基板の反対側に配置され磁界を発生させる磁石と、前記光導波路を前記可動体が遮断又は通過できる位置で前記移動機構基板に固定されるアーム及び前記アームで支える前記可動体を有し、前記可動体を挿抜できるように移動する又は前記可動体の挿抜状態を保持する移動機構と、前記基板側電圧電極と対向するように前記移動機構に装着され電圧が印加される移動機構側電圧電極と、前記移動機構に形成され電流が流される導体と、両端がそれぞれ前記移動機構側電圧電極及び前記基板側電圧電極と接続される電気抵抗器と、前記導体及び前記電気抵抗器と接続され接地を行うための接地端子と、前記光導波路基板、前記移動機構基板、前記電気抵抗器及び前記磁石を収容し前記接地端子が形成された導電性の容器と、を備える光ＭＥＭＳであって、前記可動体は、前記磁界の内部に位置する前記導体が発生させるローレンツ力で移動され、前記移動機構側電圧電極と前記基板側電圧電極の間に発生する静電気力で位置が保持されることを特徴とする光ＭＥＭＳである。
【００２５】
本実施形態は、本願発明に係る光ＭＥＭＳを可変光減衰器として使用するものである。本実施形態に係る光ＭＥＭＳ１０２を図２及び図３を用いて説明する。図２の光ＭＥＭＳ１０２は、光導波路基板１０、光導波路のコア（以下、光導波路１１）、溝１２、移動機構基板２０、基板側電圧電極２１、電気抵抗器２２、絶縁体２３、移動機構３０、可動体３１、移動機構側電圧電極３２、アーム３４、配線３５、磁石４０、容器５０、接地端子５１及び電圧源９１を備える。図２には、導体３３、電流源９２及び導体３３の配線３５は示していない。
【００２６】
図３は、導体３３の配線を示すことを目的とした光ＭＥＭＳ１０２の上面図である。図３の光ＭＥＭＳ１０２は、光導波路基板１０、光導波路１１、溝１２、導体３３、アーム３４、容器５０及び接地端子５１を備える。図３には、移動機構基板２０、基板側電圧電極２１、電気抵抗器２２、絶縁体２３、可動体３１、配線３５、磁石４０及び電圧源９１は図示していない。なお、光ファイバー９０、電圧源９１、電流源９２及び磁界９３は、光ＭＥＭＳ１０２の必須構成要素ではない。
【００２７】
光ＭＥＭＳ１０２の構成について説明する。例えば、光導波路基板１０としては、シリコン（Ｓｉ）板や石英ガラス（ＳｉＯ２）板の上に石英ガラスを積層したものがあげられる。
【００２８】
シリコン板や石英ガラス板に所望の光導波路１１を形成する。例えば、クラッド層は、シリコン板や石英ガラス板に石英ガラスを積層し形成される。コア層は、クラッド層より屈折率が高くなるような不純物が混合された石英ガラスを積層し形成される。光導波路１１は、コア層をフォトリゾクラフィ及びエッチングすることで形成される。また、クラッド層は、屈折率が低くなるような不純物が混合された石英ガラスを積層し形成され、コア層は、クラッド層より屈折率の高くなる石英ガラスを積層し形成されてもよい。クラッド層及びコア層の積層には、ＦＨＤ法（Ｆｌａｍｅ  Ｈｙｄｏｌｙｓｉｓ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ法（化学気相成長法）、スパッタ法を用いてもよい。光導波路１１の上部には、さらにクラッド層が積層される。
【００２９】
移動機構基板２０は、光導波路基板１０の光導波路１１を有する面の側と対向するように配置される。例えば、移動機構基板２０としては、シリコン基板、石英ガラス基板及びエポキシ基板があげられる。
【００３０】
基板側電圧電極２１は、移動機構基板２０の光導波路基板１０の側に装着される。例えば、基板側電圧電極２１としては、微小な金属板を移動機構基板２０に接着してもよく、また、精密めっきを行い金属膜を移動機構基板２０に形成してもよい。
【００３１】
絶縁体２３は、少なくとも基板側電圧電極２１の光導波路基板１０の側の面を覆う。例えば、絶縁性のビニールで基板側電圧電極２１の光導波路基板１０の側の面を覆ってもよい。また、基板側電圧電極２１の光導波路基板１０の側の面に絶縁性の薄膜を形成してもよい。
【００３２】
磁石４０は、移動機構基板２０の光導波路基板１０の反対側に配置される。例えば、永久磁石を移動機構基板２０の光導波路基板１０の反対側に接着してもよい。また、磁石４０を電磁石として用いてもよい。なお、図２及び図３の磁界９３は、磁石４０が発生させる磁界の方向を示している。
【００３３】
移動機構３０は、可動体３１、移動機構側電圧電極３２及びアーム３４を備える。アーム３４は、可動体３１を溝１２の下側に移動させるバネ力を有し、可動体３１を支え、可動体３１が光導波路１１を遮断又は通過できる位置で移動機構基板２０に固定される。例えば、可動体３１としては、光シャッターがあげられる。くの字状のアーム３４は、アーム３４の一方の側が移動機構基板２０に固定される。くの字状のアーム３４の移動機構基板２０に固定されている側に、移動機構基板２０に対するアーム３４の角度を変更できるような機構が設けられる。また、くの字状のアーム３４の中間部に、アーム３４の移動機構３０の側とアーム３４の可動体３１の側との角度を変更できるような機構が設けられる。可動体３１は、アーム３４の他方の側に可動体３１が光導波路１１を遮断又は通過できるように支えられる。
【００３４】
移動機構側電圧電極３２は、基板側電圧電極２１と対向するように移動機構３０に装着される。例えば、移動機構側電圧電極３２としては、前述した基板側電圧電極２１と同様に金属板を装着してもよい。また、精密めっきで移動機構側電圧電極３２を形成してもよい。
【００３５】
導体３３は、移動機構３０に形成される。例えば、導体３３としては、アーム３４の外周部に形成されためっき配線としてもよい。なお、図３において、導体３３とアーム３４の間には隙間があるが、導体３３とアーム３４は密着してもよい。
【００３６】
電気抵抗器２２のそれぞれの両端は、移動機構側電圧電極３２及び基板側電圧電極２１に接続される。例えば、電気抵抗器２２の一方の端は、移動機構側電圧電極３２に配線で接続され、電気抵抗器２２の他方の端は、基板側電圧電極２１に配線で接続される。また、移動機構基板２０に、ＣＰＭ（化学的機械的研磨）とダマシン法とを併用し又はめっき配線で配線３５を形成した後、電気抵抗器２２、移動機構側電圧電極３２及び基板側電圧電極２１を配置してもよい。電気抵抗器２２は、移動機構基板２０に装着されてもよい。配線３５は、移動機構基板２０の表面に形成されてもよく、移動機構基板２０の内部に形成されてもよい。
【００３７】
接地端子５１は、導電性の容器５０に形成される。例えば、容器５０としては、金属製の静電シールドケースがあげられる。また、接地端子５１は、金属性の容器５０のいずれの部分に形成されてもよい。
【００３８】
接地端子５１は、電気抵抗器２２の一方の端及び導体３３と配線３５を介して接続される。例えば、配線して接地端子５１に電気抵抗器２２及び導体３３を接続してもよい。
【００３９】
容器５０は、光導波路基板１０、移動機構基板２０、電気抵抗器２２及び磁石４０を収容する。
【００４０】
電気抵抗器２２は、電圧源９１と接続されてもよい。電流源９２は、導体３３と接続されてもよい。光ＭＥＭＳ１０２は、容器５０及び接地端子５１が接地されると正常に動作する。
【００４１】
光ＭＥＭＳ１０２の消費電力を低減させる効果について説明する。移動機構３０に形成された導体３３に通電されず、基板側電圧電極２１及び移動機構側電圧電極３２に電圧が印加されていない状態において、可動体３１は、アーム３４のバネ力を受け光導波路１１を遮断できるように溝１２の下側の位置にある。
【００４２】
導体３３は、導体３３が溝１２の上側の方向にローレンツ力を発生させるように通電されると、導体３３の磁界９３と垂直な部分（図３の導体３３の太線部）がローレンツ力を発生させる。磁石４０の磁界９３の内部に位置する可動体３１は、導体３３が発生させるローレンツ力で光導波路１１を通過させるように溝１２の上側に移動を始める。
【００４３】
可動体３１が光導波路１１を通過させるように溝１２の上側まで移動された際に、導体３３への通電を停止し、移動機構側電圧電極３２と基板側電圧電極２１の間に引力が発生するように電圧を印加する。可動体３１は、移動機構側電圧電極３２と基板側電圧電極２１との間に発生する静電気力で溝１２の上側に保持される。基板側電圧電極２１の光導波路１１の側の面は、絶縁体２３で覆われている為に移動機構側電圧電極３２と接触することはない。また、可動体３１を溝１２の中間部で保持したい場合には、アーム３４のバネ力や可動体３１を保持したい中間部における移動機構側電圧電極３２と基板側電圧電極２１との距離を考慮し、移動機構側電圧電極３２と基板側電圧電極２１との間に静電気力を発生させるとよい。
【００４４】
移動機構側電圧電極３２及び基板側電圧電極２１に電圧を印加することを停止すると、可動体３１は溝１２の下側に戻る。導体３３が溝１２の下側の方向にローレンツ力を発生させるように導体３３に通電すると、可動体３１を素早く溝１２の下側に戻すことができる。
【００４５】
磁界９３の内部に位置する可動体３１は、導体３３が受けるローレンツ力により移動に十分な力を得ることができる。また、可動体３１が移動機構側電圧電極３２と基板側電圧電極２１との間に発生する静電気力で位置を保持されると、可動体３１が保持される際に導体３３に電流を流し続ける必要がなくなり、光ＭＥＭＳ１０２の消費電力を低減させることができる。
【００４６】
光ＭＥＭＳ１０２の誤作動及び故障を防止する効果について説明する。容器５０及び接地端子５１を接地すれば、接地端子５１に導体３３、移動機構側電圧電極３２及び基板側電圧電極２１が配線されていることで、導体３３、移動機構側電圧電極３２及び基板側電圧電極２１に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳ１０２の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０２を提供できる。
【００４７】
電気抵抗器２２は、電気抵抗器２２の移動機構側電圧電極３２の側と接地端子５１とが接続されることが好ましい。
【００４８】
電気抵抗器２２の移動機構側電圧電極３２の側は、配線３５を介して接地端子５１に接続される。電気抵抗器２２は、電圧源９１に接続されてもよい。電流源９２は、導体３３に接続されてもよい。容器５０及び接地端子５１を接地すれば、移動機構側電圧電極３２及び基板側電圧電極２１に帯電した静電気を逃すことができ、かつ、移動機構側電圧電極３２と導体３３の間の絶縁破壊を防止できる。従って、消費電力を低減しつつ絶縁破壊による光ＭＥＭＳ１０２の故障も防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０２を提供できる。
【００４９】
電気抵抗器２２は直列に接続された２つの電気抵抗器から構成され、２つの電気抵抗器の接続する点と接地端子５１とが接続されることが好ましい。
【００５０】
電気抵抗器２２は直列に接続された２つの電気抵抗器から構成され、２つの電気抵抗器の接続する点と接地端子５１とが接続された光ＭＥＭＳ１０２を図４に示す。図４の光ＭＥＭＳ１０２は、光導波路基板１０、光導波路１１、溝１２、移動機構基板２０、基板側電圧電極２１、電気抵抗器２２、絶縁体２３、移動機構３０、可動体３１、移動機構側電圧電極３２、アーム３４、配線３５、磁石４０、容器５０及び接地端子５１を備える。図４には、導体３３、電流源９２、磁界９３及び導体３３の配線３５は示していない。
【００５１】
２つの電気抵抗器は、直列に配置されて電気抵抗器２２を構成する。２つの電気抵抗器の接続する点は、接地端子５１に接続される。２つの電気抵抗器のそれぞれの両端は、それぞれ移動機構側電圧電極３２と基板側電圧電極２１に接続される。電圧源９１は、電気抵抗器２２の両端に接続されてもよい。電流源９２は、導体３３に接続されてもよい。容器５０及び接地端子５１を接地すれば、移動機構側電圧電極３２及び基板側電圧電極２１に帯電した静電気を逃すことができ、かつ、移動機構側電圧電極３２と導体３３の間の絶縁破壊を防止できる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳ１０２の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０２を提供できる。
【００５２】
光導波路基板１０の光導波路１１の側の面に形成され、接地端子５１と接続された導電性の膜１３をさらに備えることが好ましい。
【００５３】
光導波路基板１０の光導波路１１の側の面に導電性の膜が形成された光ＭＥＭＳ１０２を図５に示す。図５の光ＭＥＭＳ１０２は、光導波路基板１０、光導波路１１、溝１２、膜１３、移動機構基板２０、基板側電圧電極２１、電気抵抗器２２、絶縁体２３、移動機構３０、可動体３１、移動機構側電圧電極３２、アーム３４、配線３５、磁石４０、容器５０及び接地端子５１を備える。図５には、導体３３、電流源９２、磁界９３及び導体３３の配線３５は示していない。
【００５４】
導電性の膜１３は、光導波路基板１０の光導波路１１の側の面に積層される。例えば、蒸着法によりアルミニウムの薄膜を光導波路基板１０に積層できる。接地端子５１は、膜１３に接続される。また、スパッタ法やＣＶＤ法を用いて金属膜を光導波路基板１０に形成してもよい。電気抵抗器２２は、電圧源９１に接続されてもよい。電流源９２は、導体３３に接続されてもよい。容器５０及び接地端子５１を接地すれば、光導波路基板１０に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳ１０２の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０２を提供できる。
【００５５】
移動機構基板２０の移動機構３０を有する側又は磁石４０を有する側の面に形成され、接地端子５１と接続された導電性の膜１３をさらに備えることが好ましい。
【００５６】
移動機構基板２０の移動機構３０を有する側の面に導電性の膜を積層した光ＭＥＭＳ１０２を図６に示す。図６の光ＭＥＭＳ１０２は、光導波路基板１０、光導波路１１、溝１２、膜１３、移動機構基板２０、基板側電圧電極２１、絶縁体２３、移動機構３０、可動体３１、移動機構側電圧電極３２、アーム３４、磁石４０、容器５０及び接地端子５１を備える。図６には、電気抵抗器２２、導体３３、配線３５、電流源９２及び磁界９３は示していない。
【００５７】
例えば、蒸着法によりアルミニウムの膜１３を移動機構基板２０の移動機構３０を有する側に積層できる。また、スパッタ法やＣＶＤ法を用いて金属膜を移動機構基板２０に形成してもよい。なお、基板側電圧電極２１及び配線３５は、膜１３と絶縁される必要がある。電気抵抗器２２は、電圧源９１に接続されてもよい。電流源９２は、導体３３に接続されてもよい。容器５０及び接地端子５１を接地すれば、移動機構基板２０に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳ１０２の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０２を提供できる。
【００５８】
電気抵抗器２２の抵抗値が１０キロオーム以上、かつ、１０メガオーム以下であることが好ましい。
【００５９】
電気抵抗器２２の抵抗値が１０キロオーム以上であると、静電気の電荷移動を円滑に行うことができる。また、電気抵抗器２２の抵抗値が１０メガオーム以下であると、光ＭＥＭＳ１０２を動作させる際に電圧源の負担にならない。従って、消費電力を低減しつつ光ＭＥＭＳ１０２の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０２を提供できる。
【００６０】
（実施形態２）
本実施形態は、本願発明に係る光ＭＥＭＳを光スイッチとして使用するものである。本実施形態に係る光ＭＥＭＳ１０３は、複数の可動体をマトリクス状に備え、入力された光ビームの経路を変更するものである。
【００６１】
図７を用いて光ＭＥＭＳ１０３の構造を説明する。図７には、光導波路、移動機構基板、基板側電圧電極、電気抵抗器、移動機構、移動機構側電圧電極、アーム、磁石、容器及び接地端子は図示せず、また、光導波路を通過させる位置にある可動体３１を破線で示す。
【００６２】
入力側光ファイバー９０ａは、３本がそれぞれ平行に配置される。出力側光ファイバー９０ｂは、３本の入力側光ファイバー９０ａのコアの延長線上にそれぞれの出力側光ファイバー９０ｂのコアが位置するように光ＭＥＭＳ１０３を挟み配置される。切替側光ファイバー９０ｃは、入力側光ファイバー９０ａのコアと出力側光ファイバー９０ｂのコアを結ぶ線に対して、切替側光ファイバー９０ｃのコアの延長線が直角となるように光ＭＥＭＳ１０３の入力側光ファイバー９０ａ及び出力側光ファイバー９０ｂが位置しない側に３本がそれぞれ平行に配置される。
【００６３】
光ＭＥＭＳ１０３は、９個の移動機構を備える。９個の移動機構のそれぞれは、３本の入力側光ファイバー９０ａのコアと３本の出力側光ファイバー９０ｂのコアを結ぶ線と３本の切替側光ファイバー９０ｃのコアの延長線が交差する位置に可動体３１を有する。可動体３１は、光ビーム９４を反射できるミラーからなり、入力側光ファイバー９０ａから出力された光ビーム９４を切替側光ファイバー９０ｃに反射できる角度でアームに保持される。
【００６４】
光ＭＥＭＳ１０３は、前述した光ＭＥＭＳ１０２と同様の方法で可動体３１を移動させる。９個の移動機構のそれぞれは、アームに移動機構側電圧電極と導体を備える。また、移動機構基板には、基板側電圧電極が移動機構電圧電極に対向するように備えられる。９対の基板側電圧電極と移動機構電圧電極は、それぞれ別の電気抵抗器を介して接続される。光ＭＥＭＳ１０３は、９個の電気抵抗器を備えることになる。導電性の容器は、光導波路基板、９個の移動機構基板、９個の電気抵抗器及び磁石を収容する。接地端子は、導体に接続される。
【００６５】
光ＭＥＭＳ１０３は、可動体３１を光導波路に移動させることで入射側光ファイバー９０ａから出力された光ビーム９４の経路を変更するものである。入力側光ファイバー９０ａから出力された光ビーム９４は、可動体３１が光導波路に挿入されていると切替側光ファイバー９０ｃに反射され、また、可動体３１が光導波路を通過させる位置で保持されていると出力側光ファイバー９０ｂに入力される。
【００６６】
可動体３１は、ローレンツ力で移動され静電気力を用いて光導波路を通過させる位置で保持されることで、前述した光ＭＥＭＳ１０２と同様に消費電力を低減させることができる。容器及び接地端子を接地すれば、導体、移動機構側電圧電極及び基板側電圧電極に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳ１０３の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０３を提供できる。
【００６７】
電気抵抗器は、電気抵抗器の移動機構側電圧電極の側と接地端子とが接続されることが好ましい。
【００６８】
９個の電気抵抗器の移動機構側電圧電極の側は、接地端子に接続される。容器及び接地端子を接地すれば、移動機構側電圧電極及び基板側電圧電極に帯電した静電気を逃すことができ、かつ、移動機構側電圧電極と導体の間の絶縁破壊を防止できる。従って、消費電力を低減しつつ絶縁破壊による光ＭＥＭＳ１０３の故障も防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０３を提供できる。
【００６９】
電気抵抗器は直列に接続された２つの電気抵抗器から構成され、２つの電気抵抗器の接続する点と接地端子とが接続されることが好ましい。
【００７０】
電気抵抗器は、直列に接続された２つの電気抵抗器を１組として、９組の電気抵抗器から構成される。各組の電気抵抗器の接続する点は、接地端子と接続される。各組の電気抵抗器のそれぞれの両端は、対となる移動機構側電圧電極と基板側電圧電極に接続される。容器及び接地端子を接地すれば、移動機構側電圧電極及び基板側電圧電極に帯電した静電気を逃すことができ、かつ、移動機構側電圧電極と導体の間の絶縁破壊を防止できる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳ１０３の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０３を提供できる。
【００７１】
光導波路基板１０の光導波路の側の面に形成され、接地端子と接続された導電性の膜をさらに備えることが好ましい。
【００７２】
導電性の膜は、光導波路基板１０の光導波路の側の面に積層される。例えば、前述した光ＭＥＭＳ１０２と同様の方法で光導波路基板１０の光導波路の側の面に導電性の膜を積層できる。容器及び接地端子を接地すれば、光導波路基板１０に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳ１０３の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０３を提供できる。
【００７３】
移動機構基板の移動機構を有する側又は磁石を有する側の面に形成され、接地端子と接続された導電性の膜をさらに備えることが好ましい。
【００７４】
導電性の膜は、移動機構基板の移動機構を有する側又は磁石を有する側の面に積層される。例えば、前述した光ＭＥＭＳ１０２と同様の方法で移動機構基板の移動機構を有する側又は磁石を有する側の面に導電性の膜を積層できる。容器及び接地端子を接地すれば、移動機構基板に帯電した静電気を逃すことができる。従って、消費電力を低減しつつ静電気による光ＭＥＭＳ１０３の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０３を提供できる。
【００７５】
電気抵抗器の抵抗値が１０キロオーム以上、かつ、１０メガオーム以下であることが好ましい。
【００７６】
それぞれの電気抵抗器の抵抗値が１０キロオーム以上であると、静電気の電荷移動を円滑に行うことができる。また、それぞれの電気抵抗器の抵抗値が１０メガオーム以下であると、光ＭＥＭＳ１０３を動作させる際に電源の負担にならない。従って、消費電力を低減しつつ光ＭＥＭＳ１０３の誤作動及び故障を防止でき、これによって、安定動作する光ＭＥＭＳ１０３を提供できる。
【００７７】
なお、光ＭＥＭＳ１０３は、９個の可動体３１がマトリクス状に配置されたものであるが、可動体３１の個数及び配置に制限はない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の光ＭＥＭＳは、光スイッチや可変光減衰器等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】従来のＭＥＭＳ１０１の断面図である。
【図２】本願発明の一の実施形態に係る光ＭＥＭＳ１０２の断面図である。
【図３】本願発明の一の実施形態に係る光ＭＥＭＳ１０２の上面図である。
【図４】本願発明の他の実施形態に係る光ＭＥＭＳ１０２の断面図である。
【図５】本願発明の他の実施形態に係る光ＭＥＭＳ１０２の断面図である。
【図６】本願発明の他の実施形態に係る光ＭＥＭＳ１０２の断面図である。
【図７】本願発明の一の実施形態に係る光ＭＥＭＳ１０３の概念図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  光導波路基板
１１  光導波路
１２  溝
１３  膜
２０  移動機構基板
２１  基板側電圧電極
２２  電気抵抗器
２３  絶縁体
３０  移動機構
３１  可動体
３２  移動機構側電圧電極
３３  導体
３４  アーム
３５  配線
４０  磁石
５０  容器
５１  接地端子
９０  光ファイバー
９０ａ  入力側光ファイバー
９０ｂ  出力側光ファイバー
９０ｃ  切替側光ファイバー
９１  電圧源
９２  電流源
９３  磁界
９４  光ビーム
１０１、１０２、１０３  光ＭＥＭＳ
【図１】
2007010740.tif 000003
【図２】
2007010740.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007010740.tif 000006
【図５】
2007010740.tif 000007
【図６】
2007010740.tif 000008
【図７】
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