JP3154266B2

JP3154266B2 - 光路スイッチ切替法及び装置

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Publication number: JP3154266B2
Application number: JP5934994A
Authority: JP
Inventors: 悦橋本; 秀尚田中; 祐司上西; 昭憲渡部
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 2001-04-09
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH07270692A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバーの接続の
切替を行う光路スイッチ切替法及びその実施に直接使用
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の光路スイッチ切替装置Ａ
の構成例を説明したものである。この光路スイッチ切替
装置Ａの可動部１は光ファイバαの一部に被せた磁性パ
イプ２と永久磁石３ａ，３ｂおよび電磁コイル４ａ，４
ｂとで構成され、磁性パイプ２に作用する２つの永久磁
石３ａ，３ｂからの磁力によって、光ファイバαはＶ溝
ガイド５ａに固定される。

【０００３】Ｖ溝ガイド５ａ，５ｂには別の光ファイバ
βａ，βｂが固定されており、光路は光ファイバαと光
ファイバβａとでつながっている可動部１を動作させる
には、電磁コイル４ａに電流を流して磁性パイプ２に作
用する磁界を永久磁石３ａからの磁界と逆方向につく
り、磁性パイプ２の磁化方向を反転させることでいまま
でとは逆向の磁力をはたらかせて動作させる。その結
果、光ファイバαは反対側のＶ溝ガイド５ｂに移り、光
路も光ファイバαと光ファイバβｂ間に切り替わる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような光路スイッ
チ切替装置Ａの場合、電磁コイル４ａ，４ｂを必要とす
るので、構造が３次元的に複雑になり、小型化や半導体
の製作に見られるバッチプロセスによる一括製作が難し
く大量生産に適さないため、高価になる欠点がある。

【０００５】ここにおいて従来の欠点に鑑み、本発明の
主要な技術的開発課題を次に列挙する。本発明の第１の
課題は、従来技術の問題点を解決する光路スイッチ切替
法及び装置を提供せんとするものである。

【０００６】本発明の第２の課題は、切替え可動力の起
生には電磁コイルを使用しない光路スイッチ切替法及び
装置を提供せんとするものである。

【０００７】本発明の第３の課題は、バッチプロセスに
よる製作にも対応できるような簡単な構造の光ファイバ
の切替えスイッチを実現できる光路スイッチ切替装置を
提供せんとするものである。

【０００８】本発明の第４の課題は、光ファイバ切替え
装置に電磁コイルのない簡単な構造のアクチュエータを
備える光路スイッチ切替装置を提供せんとするものであ
る。

【０００９】本発明の第５の課題は、アクチュエータの
一部の構成素材にキューリー温度の低い感熱磁性材を用
いる光路スイッチ切替装置を提供せんとするものであ
る。

【００１０】本発明の第６の課題は、感熱磁性材の磁化
力を弱める加熱には電熱又は光熱を利用するヒータ又は
レーザによる光路スイッチ切替装置を提供せんとするも
のである。

【００１１】本発明の第７の課題は、集積型、アレイ型
に複数搭載又は実装配列しても一括コントロール可能な
光路スイッチ切替装置を提供せんとするものである。

【００１２】本発明のその他の課題は、明細書、図面、
特に特許請求の範囲の記載から自づと明らかとなろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明の次に列挙する新規な特徴的構成手法及び手段を採用
することにより達成される。即ち、本発明法の第１の特
徴は、一本の光路端を可動して二本の光路端のいずれか
に切替接続するに当り、前記可動光路端寄りに一体固着
した可動磁性体を、相対峙して両側相互に引き合うそれ
ぞれの磁界内に設置した一対の固定磁性体の対向間かつ
片方に自己保持自在に吸着臨ませ、当該一対の固定磁性
体と前記可動磁性体のいずれか一方又は両方にキューリ
ー点の低い感温磁性を予め付与して置き、当該一対の固
定磁性体の一方又は当該可動磁性体の片側又は当該一対
の固定磁性体の一方及び当該可動磁性体の同側を加熱し
て磁化力を弱めることにより前記光路端の切替可動力を
起生してなる光路スイッチ切替法である。

【００１４】本発明法の第２の特徴は、前記本発明法の
第１の特徴における磁界が、永久磁石により形成してな
る光路スイッチ切替法である。

【００１５】本発明方法の第３の特徴は、前記本発明方
法の第１又は第２の特徴における相対峙する磁界が、相
互に等しい磁界の強さを有してなる光路スイッチ切替法
である。

【００１６】本発明方法の第４の特徴は、前記本発明方
法の第１，第２又は第３の特徴における加熱が、電熱又
は光熱によってなる光路スイッチ切替法である。

【００１７】本発明装置の第１の特徴は、相対向するＶ
溝ガイド内にそれぞれ設定した二本の光ファイバ固定接
続端に選択切替自在に一本の光ファイバ可動接続端を接
続するファイバ結合部と、永久磁石とこれにバックアッ
プされた磁性固定子とで形成した一対の固定部間に、適
宜支持手段先端により支持され前記光ファイバ可動接続
端寄りに一体取着した磁性可動子を一方の当該固定部に
自己保持自在に吸着臨ませて、適宜加熱手段により当該
磁性可動子を他方の前記固定部に切替吸着自在に設けた
アクチュエータ部とを備えてなる光路スイッチ切替装置
である。

【００１８】本発明装置の第２の特徴は、前記本発明装
置の第１の特徴における磁性固定子と磁性可動子が、い
ずれか一方又は両方を感温磁性材で成形してなる光路ス
イッチ切替装置である。

【００１９】本発明装置の第３の特徴は、前記本発明装
置の第２の特徴における感温磁性材が、ニッケル、Ｎｉ
の成分比が２０〜５０％のＮｉＦｅ合金又はＮｉＦｅＣ
ｒ合金である光路スイッチ切替装置である。

【００２０】本発明装置の第４の特徴は、前記本発明装
置の第１，第２又は第３の特徴における固定部が、１個
の永久磁石と２個の磁性固定子で磁気回路の一部を組成
自在にコ字状に形成してなる光路スイッチ切替装置であ
る。

【００２１】本発明装置の第５の特徴は、前記本発明装
置の第１，第２，第３又は第４の特徴における磁性可動
子が、各対向する２個の磁性固定子開放端に亙り閉鎖密
接自在に両側部を並行延設した平面横倒しＨ状に形成し
てなる光路スイッチ切替装置である。

【００２２】本発明装置の第６の特徴は、前記本発明装
置の第１，第２，第３，第４又は第５の特徴における適
宜支持手段が、固定アンカーに基端を片持突設し、磁性
可動子中間部に自由端を結合する弾性片持梁である光路
スイッチ切替装置である。

【００２３】本発明装置の第７の特徴は、前記本発明装
置の第１，第２，第３，第４，第５又は第６の特徴にお
ける適宜支持手段が、磁性可動子両側両端に自由端をそ
れぞれ結合しそれぞれの固定アンカーにそれぞれに基端
を片持突設する弾性並行片持梁である光路スイッチ切替
装置である。

【００２４】本発明装置の第８の特徴は、前記本発明装
置の第１，第２，第３，第４，第５，第６又は第７の特
徴における磁性可動子が、中間部に光ファイバの可動接
続端寄りを挿通取着するリング状ファイバ留めを取付け
てなる光路スイッチ切替装置である。

【００２５】本発明装置の第９の特徴は、前記本発明装
置の第１，第２，第３，第４，第５，第６，第７又は第
８の特徴における加熱手段が、磁性固定子に取付たヒー
タである光路スイッチ切替装置である。

【００２６】本発明装置の第１０の特徴は、前記本発明
装置の第７又は第８の特徴における加熱手段が、弾性並
行片持梁全長に亙り給電線を伝張又はメッキ形成し弾性
可動子の両側部に添着した薄膜ヒータである光路スイッ
チ切替装置である。

【００２７】本発明装置の第１１の特徴は、前記本発明
装置の第１，第２，第３，第４，第５，第７又は第８の
特徴における加熱手段が、永久磁石側基端同志を橋渡し
連結した二本の磁性固定子と磁性可動子のいずれか一方
又は両方を感温磁性材により磁化方向に幾重にも折重ね
延在して両端に電極を形成しヒータ兼用としてなる光ス
イッチ切替装置である。

【００２８】本発明装置の第１２の特徴は、前記本発明
装置の第１，第２，第３，第４，第５，第７又は第８の
特徴における加熱手段が、一方の磁性固定子又は磁性可
動子の片側又は一方の磁性固定子及び磁性可動子の同側
を照射加熱するレーザ光源で光スイッチ切替装置であ
る。

【００２９】本発明装置の第１３の特徴は、前記本発明
装置の第１，第２，第３，第４，第５，第６，第７，第
９，第１０又は第１１の特徴における加熱手段が、複数
集積配置されたファイバ結合部と対の各アクチュエータ
部の磁性固定子又は磁性可動子にそれぞれ取付けられ、
固定接続端を有する各二本の光ファイバにそれぞれセッ
トされた切替え感知器群と接続するコントロール部によ
って制御されるヒートドライバにそれぞれ接続してなる
光路スイッチ切替装置である。

【００３０】本発明装置の第１４の特徴は、前記本発明
装置の第１，第２，第３，第４，第５，第６，第７，第
８又は第１２の特徴における加熱手段が、一対のファイ
バ結合部とアクチュエータ部を複数列設した光路アレー
スイッチ上方を架設ガイドロッドに沿って滑動位置決め
するリニアアクチュエータに取付けられ、下端の集光レ
ンズを通して前記各アクチュエータ部の一対の磁性固定
子の一方又は磁性可動子の片側又は当該一対の磁性固定
子の一方及び当該磁性可動子の同側を照射自在なレーザ
ダイオードである光路スイッチ切替装置である。

【００３１】本発明装置の第１５の特徴は、前記本発明
装置の第１４の特徴におけるリニアアクチュエータとレ
ーザダイオードが、固定接続端を有する各二本の光ファ
イバにそれぞれセットされた切替え感知器と接続するコ
ントロール部によって制御されるリニアアクチュエータ
ドライバとレーザダイオードドライバにそれぞれ接続し
てなる光路スイッチ切替装置である。

【００３２】

【作用】本発明は、前記のような新規な手法および手段
を講じたので、磁力の変化を従来のように電磁的な作用
で生じさせるのではなく、磁気回路中に配置した感温磁
性材を局所的に加熱することで、磁化を減少または喪失
させ、加熱部に作用する磁力を減少または喪失させるこ
とで、力の平衡状態を変化させて光路を切り替える。

【００３３】即ち、起磁力源には永久磁石を用い、感温
磁性材から作られた一対の磁性固定子もしくは磁性可動
子を含む磁気回路でアクチュエータ部を構成し、この一
対の磁性固定子または磁性可動子を加熱して磁化を減少
または消失させることで、永久磁石によって磁性可動子
にはたらく磁力を減少させて力の平衡状態を変化させ
て、スイッチ動作を得るものである。

【００３４】そのため電磁コイルを必要とせずに簡単な
構造の光スイッチが実現する。なお、感温磁性材とは、
実用的な加熱方法によって容易に磁化の変化が起こる磁
性材料を指す。代表的なものとしてキュリー温度の低い
磁性材料があげられ、ニッケル、Ｎｉの成分比が２０〜
５０％のＮｉＦｅ合金系、ＮｉＦｅＣｒ合金系などの材
料がある。

【００３５】

【実施例】

（装置例１）本発明の第１の装置例を図面につき説明す
る。図１は一本の光ファイバの可動接続端をヒータ加熱
による磁化変化で可動するアクチュエータ部で動かすこ
とで、並列にならぶ二本の光ファイバの固定接続端のど
ちらかと接続する本装置例の構成を説明する概念模式
図、図２はアクチュエータ部の概念模式図である。

【００３６】図中、Ｂは本装置例の光路スイッチ切替装
置、α１は可動接続端、βａ１，βｂ１は固定接続端、
６はアクチュエータ部、７はファイバ結合部、８は可動
部、９ａ，９ｂは固定部、１０は可動磁性体たる平面横
倒しＨ状磁性可動子、１０ａ，１０ｂは並行に延在した
両側部、

【００３７】１１はリング状ファイバ留め、１２はアン
カー、１３は弾性片持梁、１４ａ，１４ｂは固定磁性体
たる磁性固定子、１５ａ，１５ｂは加熱手段である電熱
ヒータである。なお、図１１に示す前記従来装置例Ａと
同一部材は同一符号を付して説明の重複を避けた。

【００３８】この光路スイッチ切り替え装置Ｂは、光フ
ァイバαの可動接続端α１を光ファイバβａの固定接続
部βａ１または光ファイバβｂの固定接続端βｂ１に接
続するように動かすアクチュエータ部６と、結合を良好
にするためのＶ溝ガイド５ａ，５ｂからなるファイバ結
合部７からなる。

【００３９】アクチュエータ部６は磁性可動子１０と先
端がつながる弾性片持梁１３の基端と弾性片持梁１３を
固定するアンカー１２からなる可動部８、磁性固定子１
４ａ，１４ｂと永久磁石３ａ，３ｂから磁気回路の一部
を構成するコ字状の固定部９ａ，９ｂ、それに磁性固定
子１４ａ，１４ｂを加熱するためのヒータ１５ａ，１５
ｂから構成される。

【００４０】光ファイバαの可動接続端α１寄りはアク
チュエータ部６の磁性可動子１０の中間部１０ｃにファ
イバ留め１１若しくは接着などで固定される。このアク
チュエータ部６は磁化変化で磁性可動子１０を光ファイ
バβａとファイバβｂの固定接続端βａ１，βｂ１が並
んだ面に水平に動作させて光ファイバαの可動接続端α
１の位置を変える。光ファイバαの可動接続端α１の位
置決めは、光ファイバβａ，βｂの固定接続端βａ１，
βｂ１の端面部に設置したＶ溝ガイド５ａ，５ｂによっ
て行う。

【００４１】より詳しくは、アクチュエータ部６は磁性
可動子１０とそれを自由端で支える弾性片持梁１３、そ
して弾性片持梁１３の基端を固定するアンカー１２で可
動部８を構成し、固定部９ａ，９ｂは永久磁石３ａ，３
ｂと感温磁性材からなる磁性固定子１４ａ，１４ｂ，１
５ａ，１５ｂによって開放端が相向い合う一対のコ字状
に形成される。

【００４２】固定部９ａ，９ｂは磁性可動子１０を中に
挟んで２つあり、磁性可動子１０はこれら固定部９ａ，
９ｂとの相対的な位置関係から両側部１０ａ，１０ｂの
一方をどちらかの開放端に磁力で吸引されて閉鎖接触し
ている。磁性固定子１４ａ，１４ｂはヒータ１５ａ，１
５ｂに密着しており、任意に加熱できるようになってい
る。

【００４３】（方法例１）当該本装置例に適用する本発
明の第１の方法例の実行手順を図面ついて説明する。
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本方法例の各段階の説明図
である。

【００４４】同図（ａ）で示すように、磁性可動子１０
が接触している側のヒータ１５ａに電流ｉを流して磁性
固定子１４ａを加熱する。その結果、同図（ｂ）で示す
ように磁性固定子１４ａの磁化は減少・消失し、加熱領
域に相当するギャップが磁性固定子１４ａと磁性可動子
１０との間に等価的に生じる。

【００４５】この等価ギャップＧ１が反対方向の磁性固
定子１４ｂと磁性可動子１０間の物理的ギャップＧ２よ
りも大きくなると、磁性可動子１０は反対方向の磁性固
定子１４ｂに引きつられて、同図（ｃ）で示すようにス
イッチする。この状態で、今度はヒータ１５ｂ側に電気
を流して磁性固定子１４ｂを加熱すれば、逆方向へのス
イッチも可能であることは明らかである。

【００４６】（装置例２）本発明の第２の装置例を図面
について説明する。図４は、本装置例のアクチュエータ
部の構成模式図である。図中、９ａ′，９ｂ′は固定
部、１６はアクチュエータ部、１７は可動部、１８は横
倒しＨ状の感温磁性可動子、１８ａ，１８ｂは並行に延
在した両側部、１８ｃは中間部である。

【００４７】１９ａ，１９ｂはアンカー、２０ａ，２０
ｂは弾性並行片持梁、２１ａ，２１ｂは薄膜ヒータ、２
２ａ，２２ｂは給電線、２３ａ，２３ｂは磁性固定子で
ある。なお、図２に示す前記第１装置例と同一部材は同
一符号を付し重複説明を避けた。

【００４８】本装置例は、感温磁性可動子１８を薄膜ヒ
ータ２１ａ，２１ｂで加熱することで動作するアクチュ
エータ部１６を有する。アクチュエータ部１６は感温磁
性可動子１８と両側部１８ａ，１８ｂを自由端で両方か
ら支える弾性並行片持梁２０ａ，２０ｂ、そして弾性並
行片持梁２０ａ，２０ｂの基端を固定するアンカー１９
ａ，１９ｂで可動部１７を構成し、固定部９ａ′，９
ｂ′は永久磁石３ａ，３ｂと磁性固定子２３ａ，２３ｂ
がスパッタ形成される。薄膜ヒータ２１ａ，２１ｂの給
電は弾性並行片持梁２０ａ，２０ｂ全長にメッキで形成
した給電線２２ａ，２２ｂ、により行う。

【００４９】（方法例２）当該本装置例に適用する本発
明の第２の方法例を説明する。磁性固定子２３ａと接続
している側の給電線２２ａに電流ｉを流し感温磁性可動
子１８の半分を磁化消失させ、感温磁性可動子１８と接
続側の磁性固定子２３ａの間の磁気吸引力を無くすこと
で、感温磁性可動子１８は反対側の磁性固定子２３ｂに
引きつけられてスイッチする。

【００５０】図には示さないが、図２で示した加熱手段
のヒータ１５ａ，１５ｂをもつ感温磁性固定子１４ａ，
１４ｂと図４で示した加熱手段の薄膜ヒータ２１ａ，２
１ｂをもつ感温磁性可動子１８の組み合わせによるアク
チュエータ部によっても同様なスイッチ動作をするアク
チュエータ部が実現可能であることはいうまでもない。

【００５１】（装置例３）本発明の第３の装置例を図面
について説明する。図５は、本装置例のレーザ光加熱に
よるアクチュエータ部の構成模式図である。図示してい
ないがファイバ結合部の構成は図１の前記第１装置例と
同一である。

【００５２】図中、２４は本装置例の光動作型アクチュ
エータ部、２５は可動部、２６は感温磁性可動子、２６
ａ，２６ｂは並行に延在する両側部、２６ｃは中間部で
ある。なお、図２および図４にそれぞれ示す前記第１乃
至第２装置例と同一部材は同一符号を付し重複説明を避
けた。

【００５３】アクチュエータ部２４は、感温磁性材料か
らなる可動子２６とそれを自由端で支える弾性片持梁１
３そして弾性片持梁１３の基端を固定する固定アンカー
１２で可動部２５を構成し、固定部９ａ′，９ｂ′は永
久磁石３ａ，３ｂと磁性固定子２３ａ，２３ｂによって
向い合せに対向する一対のコ字状に構成される。固定部
９ａ′，９ｂ′は感温磁性可動子２６を挟んで２つあ
り、感温磁性可動子２５はこれら磁性固定部９ａ′，９
ｂ′との相対的な位置関係からどちらに引きつけられ接
触している。

【００５４】（方法例２）当該本装置例に適用した本発
明の第２の方法例の実行手順を図面につき説明する。図
６（ａ）（ｂ）（ｃ）は本方法例の各段階の説明図であ
る。同図（ａ）で示すように、磁性固定子２８ａの開放
端と接触している側の感温磁性可動子２６の両側部２６
ａをレーザＬによって光加熱する。

【００５５】その結果、同図（ｂ）で示すように磁性固
定子２３ａの開放端を閉鎖密接している側の可動子２６
の両側部２６ａの磁化が減少・消失し、接触側で磁力が
作用する対象がなくなる。このため、感温磁性可動子２
６は反対方向の磁性固定子２３ｂに引きつけられて、同
図（ｃ）で示すようにスイッチする。この状態で、レー
ザＬの照射位置を新たに接触した磁性固定子２３ｂ側の
可動子２６の両側部２６ｂに変えれば、逆方向へのスイ
ッチも可能であることは明かである。

【００５６】（装置例４）本発明の第４の装置例を図面
について説明する。図７は、本装置例のアクチュエータ
部の構成模式図である。本装置例のアクチュエータ部
６′は、図２に示す前記第１装置例のアクチュエータ部
６においてヒータ１５ａ，１５ｂを取り払って図示しな
いレーザ光源を別位置に設ける以外前記第１装置例と全
く同一に構成され、同一部材は同一符号を付して重複説
明を避けた。

【００５７】本装置例は、感温磁性固定子１４ａ，１４
ｂをレーザＬで光加熱することで動作するアクチュエー
タ部６′を有する。アクチュエータ部６′は磁性可動子
１０とそれを支える弾性片持梁１３、そして弾性片持梁
１３の基端を固定する固定アンカー１２で可動部８を構
成し、固定部９ａ′，９ｂ′は永久磁石３ａ，３ｂと感
温磁性可動材料からなる各１箇の方体形固定子１４ａ，
１４ｂによって構成される。

【００５８】固定部９ａ′，９ｂ′は磁性可動子１０を
挟んで２つあり、磁性可動子１０はこれら固定部９
ａ′，９ｂ′との相対的な位置関係からどちらかに磁力
で吸引されている。感温磁性固定子１４ａ，１４ｂはレ
ーザＬなどを照射する図示しない加熱光源により任意に
加熱されるようになっている。磁性可動子１０が接続し
ている側の感温磁性固定子１４ａを光加熱すると、この
感温磁性固定子１４ａと磁性可動子１０の間に働く磁気
吸引力が小さくなり、磁性可動子１０は反対側の磁性固
定子１４ｂへとスイッチする。

【００５９】本発明の第５の装置例を図面について説明
する。図８は、本装置例のアクチュエータ部の要部構成
模式図である。図中、２７は本装置例のアクチュエータ
部、２８ａ，２８ｂは感温磁性固定子、２９ａ，２９ｂ
は固定部、３０ａ，３０ｂは電極である。

【００６０】本装置例のアクチュエータ部２７は、感温
磁性固定子２８ａ，２８ｂがヒータの役割も兼ねた構造
に形成され、アクチュエータ部２７の構成は図２に示す
磁性固定子１４ａ，１４ｂとヒータ１５ａ，１５ｂ以
外、同図の第１実施例と同じであり、同一部材には同一
符号を付し重複説明を避けた。固定部２９ａ，２９ｂ
は、磁性可動部１０を中に挟んで、永久磁石３ａ，３
ｂ、ヒータ兼感温磁性固定子２８ａ，２８ｂ、そして固
定子２８ａ，２８ｂ閉鎖側両端からでる通電用電極３０
ａ，３０ｂからなる。

【００６１】感温磁性材料は、例えばＦｅＮｉ合金など
は電気抵抗率がニクロム線なみに大きい（体積抵抗率：
７０μΩ・cm）ので、それ自体が発熱体に容易になる。
そこで、感温磁性固定子２８ａ，２８ｂ体積が小さくな
らないように、又反磁界も考慮して磁化方向に長くなる
よう折重ねた構造にする。電極３０ａ，３０ｂから通電
すれば感温磁性固定子２８ａ，２８ｂ自身が発熱し磁化
を失う。

【００６２】このように感温磁性固定子２８ａ，２８ｂ
にヒータの役割を持たせれば、ヒータとの熱結合の考慮
も不要になるし、別にヒータを作る必要がなくなり、作
製プロセスが容易になる。この図では、感温磁性固定子
２８ａ，２８ｂにヒータの役割を持たせたが、感温磁性
可動子、もしくは固定子・可動子両方に同様にヒータの
役割を持たせることが可能なのはいうまでもない。

【００６３】（応用例１）本発明装置の第１の応用例を
図面について説明する。図９は、本応用例のレーザ等を
使った光加熱の制御システム構成図である。図中、３１
は本応用例の制御システム、３２は光路スイッチ群アレ
ー切替装置、３３は集光レンズ、３４はレーザダイオー
ドＬＤ、３５はリニアアクチュエータ、３６はコントロ
ール部、３７はリニアアクチュエータドライバ、３８は
レーザダイオードドライバ、３９は切替感知器，４０は
基板である。

【００６４】本応用例は、図５や図７で示した前記第３
乃至第４装置例のアクチュエータ部２４、６′を使った
光路スイッチ群を、加熱箇所が直線的になる様に基板４
０上に並べて光路スイッチ群アレー切替装置３２を構成
する。この加熱箇所に焦点が合うように集光レンズ３３
を下端に取り付けたレーザダイオード３４を、任意の加
熱箇所を照射できるように一対の支柱４１間に水平延架
したガイドロッド４２に沿って滑動自在なリニアアクチ
ュエータ３５に取り付けてある。

【００６５】切替えは、コントロール部３６の指令で行
われ、コントロール部３６はリニアアクチュエータドラ
イバ３７に照射場所への移動命令と、レーザダイオード
ドライバ３８に照射の開始命令を出す。また、切替えが
行われたかを各光路スイッチに対応して基板４０上に実
装配列したフォトセンサ等からなる切替感知器３９から
受け取り、レーザダイオードドライバ３８に照射の終了
命令を出す。

【００６６】このような構成では、切り替える光路スイ
ッチが大規模になるにつれて、共通の加熱光源を用いる
のでコストの低減につながる。また、２台のリニアアク
チュエータ３５をＸ−Ｙ軸を構成するように繋げば、平
面的に広がる光路スイッチ群アレー切替装置の加熱にも
応用できることはいうまでもない。

【００６７】（応用例２）本発明の第２の応用例を図面
について説明する。図１０は、本応用例のヒータを使っ
た加熱制御システム構成図である。図中、４３は本応用
例の制御システム、４４は光路スイッチ群集積型切替装
置、４５はコントロール部、４６はヒータドライバ、４
７は切替感知器である。

【００６８】本応用例は、図１の前記第１装置例で示し
たような光路スイッチ群を並べて光路スイッチ群集積型
切替装置４４を構成する。図示しないが、図４で示す前
記第２装置例のアクチュエータ群１６を使った光路スイ
ッチ切替装置にもこのシステムが適用できる。

【００６９】切り替えは、コントロール部４５の指令で
行われ、コントロール部４５はヒータドライバ４６に通
電命令を出す。また、切り替えが行われたかを各二本の
光ファイバβａ，βｂにそれぞれセットされた切替感知
器４７から受け取り、ヒータドライバ４６に通電終了命
令を出す。このような構成では、光路スイッチが比較的
小規模の場合や、頻繁かつ同時に切り替わる場合の多い
集積型の光路スイッチに有効である。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は熱による
磁化変化により磁力を変化させるアクチュエータ部を駆
動源にした光路スイッチ切替装置及び方法であるため、
電磁コイルが不要で、プロセス作製が容易である。ま
た、材料もプロセス作製の可能なＮｉやＦｅＮｉ合金な
どを使えるので、メッキ等を用いたマイクロマシーニン
グによって作製することや、感温磁性薄板材から直接ウ
ェットエッチングにより製作することもできる。

【００７１】そのために一度に大量に生産することが可
能で、低コストの光路スイッチ切替装置を実現する。ま
た、集積化も容易であり、アレー状に配列した光路スイ
ッチ群切替装置が実現できる。さらに、自己保持機能を
有しているので、供給エネルギーが必要なのは光路スイ
ッチを切り替えるときのみであり、省エネルギー化にも
つながる。また、プロセス作製において光路スイッチの
パターン等を容易に実現できることは明らかである等優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１装置例の構成を示す概念模式図で
ある。

【図２】同上、アクチュエータ部の構成を示す概念模式
図である。

【図３】本発明の第１方法例の各段階の説明図で、
（ａ）は加熱開始直後の状況、（ｂ）は加熱によって磁
化が消失した状態で動作する直前の状況、（ｃ）は切替
え動作直後の状況を示す。

【図４】本発明の第２装置例におけるアクチュエータ部
の構成を示す概念模式図である。

【図５】同上、第３装置例におけるアクチュエータ部の
構成を示す概念模式図である。

【図６】同上、第３方法例の各段階を説明する図で、
（ａ）は光加熱開始直後の状況、（ｂ）は光加熱によっ
て磁化が消失した状態で動作する直前の状況、（ｃ）は
切替動作直後の状況を示す。

【図７】同上、第４装置例におけるアクチュエータ部の
構成を示す概念模式図である。

【図８】同上、第５装置例におけるアクチュエータ部の
要部構成を示す概念模式図である。

【図９】同上、第１応用例であって、レーザ光加熱源と
それを動作させるための制御システム構成図である。

【図１０】同上、第２応用例であって、ヒータによる加
熱制御システム構成図である。

【図１１】従来例の光路スイッチ切替装置の構成を示す
概念模式図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ…光路スイッチ切替装置 α，βａ，βｂ…光ファイバ α１…可動接続端 βａ１，βｂ１…固定接続端Ｌ…レーザ１，８，１７，２５…可動部２…磁性パイプ３ａ，３ｂ…永久磁石４ａ，４ｂ…磁性コイル５ａ，５ｂ…Ｖ溝ガイド６、６′、１６、２４，２７…アクチュエータ部７…ファイバ結合部９ａ，９ｂ，９ａ′，９ｂ′２９ａ，２９ｂ…固定部１０，１８，２６…磁性可動子１０ａ，１０ｂ，１８ａ，１８ｂ，２６ａ，２６ｂ…両
側部１０ｃ，１８ｃ，２６ｃ…中間部１１…ファイバ留め１２，１９ａ，１９ｂ…固定アンカー１３…弾性片持梁１４ａ，１４ｂ，２３ａ，２３ｂ，２８ａ，２８ｂ…磁
性固定子１５ａ，１５ｂ…ヒータ２０ａ，２０ｂ…弾性並行片持梁２１ａ，２１ｂ…薄膜ヒータ２２ａ，２２ｂ…給電線３０ａ，３０ｂ…通電用電極３１，４３…制御システム３２…光路スイッチ群アレー切替装置３３…集光レンズ３４…レーザダイオード３５…リニアアクチュエータ３６，４５…コントロール部３７…リニアアクチュエータドライバ３８…レーザダイオードドライバ３９，４７…切替感知器４１…支柱４２…ガイドロッド４４…光路スイッチ群集積型切替装置４６…ヒータドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡部昭憲東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開昭59−154406（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−49518（ＪＰ，Ａ) 特開平５−302859（ＪＰ，Ａ) 特開平５−142064（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/00 - 26/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一本の光路端を可動して二本の光路端のい
ずれかに切替接続するに当り、前記可動光路端寄りに一体固着した可動磁性体を、相対
峙して両側相互に引き合うそれぞれの磁界内に設置した
一対の固定磁性体の対向間かつ片方に自己保持自在に吸
着臨ませ、当該一対の固定磁性体と前記可動磁性体のいずれか一方
又は両方にキューリー点の低い感温磁性を予め付与して
置き、当該一対の固定磁性体の一方又は当該可動磁性体の片側
又は当該一対の固定磁性体の一方及び当該可動磁性体の
同側を加熱して磁化力を弱めることにより前記光路端の
切替可動力を起生することを特徴とする光路スイッチ切
替法。
【請求項２】磁界は、永久磁石により形成することを特
徴とする請求項１記載の光路スイッチ切替法。
【請求項３】相対峙する磁界は、相互に等しい磁界の強
さを有することを特徴とする請求項１又は２記載の光路
スイッチ切替法。
【請求項４】加熱は、電熱又は光熱によることを特徴と
する請求項１，２又は３記載の光路スイッチ切替法。
【請求項５】相対向するＶ溝ガイド内にそれぞれ設定し
た二本の光ファイバ固定接続端に選択切替自在に一本の
光ファイバ可動接続端を接続するファイバ結合部と、永久磁石とこれにバックアップされた磁性固定子とで形
成した一対の固定部間に、適宜支持手段先端により支持
され前記光ファイバ可動接続端寄りに一体取着した磁性
可動子を一方の当該固定部に自己保持自在に吸着臨ませ
て、適宜加熱手段により当該磁性可動子を他方の前記固
定部に切替吸着自在に設けたアクチュエータ部と、を備えることを特徴とする光路スイッチ切替装置。
【請求項６】磁性固定子と磁性可動子は、いずれか一方
又は両方を感温磁性材で成形することを特徴とする請求
項５記載の光路スイッチ切替装置。
【請求項７】感温磁性材は、ニッケル、Ｎｉの成分比が
２０〜５０％のＮｉＦｅ合金又はＮｉＦｅＣｒ合金であ
ることを特徴とする請求項６記載の光路スイッチ切替装
置。
【請求項８】固定部は、１個の永久磁石と２個の磁性固
定子で磁気回路の一部を組成自在にコ字状に形成するこ
とを特徴とする請求項５，６又は７記載の光路スイッチ
切替装置。
【請求項９】磁性可動子は、各対向する２個の磁性固定
子開放端に亙り閉鎖密接自在に両側部を並行延設した平
面横倒しＨ状に形成することを特徴とする請求項５，６
又は７記載の光路スイッチ切替装置。
【請求項１０】適宜支持手段は、固定アンカーに基端を
片持突設し、磁性可動子中間部に自由端を結合する弾性
片持梁であることを特徴とする請求項５，６，７，８又
は９記載の光路スイッチ切替装置。
【請求項１１】適宜支持手段は、磁性可動子両側両端に
自由端をそれぞれ結合しそれぞれの固定アンカーにそれ
ぞれの基端を片持突設する弾性並行片持梁であることを
特徴とする請求項５，６，７，８又は９記載の光路スイ
ッチ切替装置。
【請求項１２】磁性可動子は、中間部に光ファイバの可
動接続端寄りを挿通取着するリング状ファイバ留めを取
付けることを特徴とする請求項５，６，７，８，９，１
０又は１１記載の光路スイッチ切替装置。
【請求項１３】加熱手段は、磁性固定子に取付けたヒー
タであることを特徴とする請求項５，６，７，８，９，
１０，１１又は１２記載の光路スイッチ切替装置。
【請求項１４】加熱手段は、弾性並行片持梁全長に亙り
給電線を伝張又はメッキ形成し弾性可動子の両側部に添
着した薄膜ヒータであることを特徴とする請求項１１又
は１２記載の光路スイッチ切替装置。
【請求項１５】加熱手段は、永久磁石側基端同志を橋渡
し連結した二本の磁性固定子と磁性可動子のいずれか一
方又は両方を感温磁性材により磁化方向に幾重にも折重
ね延在して両端に電極を形成しヒータ兼用としたことを
特徴とする請求項５，６，７，８，９，１１、又は１２
記載の光スイッチ切替装置。
【請求項１６】加熱手段は、一方の磁性固定子又は磁性
可動子の片側又は一方の磁性固定子及び磁性可動子の同
側を照射加熱するレーザ光源である請求項５，６，７，
８，９，１０，１１又は１２記載の光スイッチ切替装
置。
【請求項１７】加熱手段は、複数集積配置されたファイ
バ結合部と対の各アクチュエータ部の磁性固定子又は磁
性可動子にそれぞれ取付けられ、固定接続端を有する各
二本の光ファイバにそれぞれセットされた切替え感知器
群と接続するコントロール部によって制御されるヒート
ドライバにそれぞれ接続することを特徴とする請求項
５，６，７，８，９，１０，１１，１３，１４又は１５
記載の光路スイッチ切替装置。
【請求項１８】加熱手段は、一対のファイバ結合部とア
クチュエータ部を複数列設した光路アレースイッチ上方
を架設ガイドロッドに沿って滑動位置決めするリニアア
クチュエータに取付けられ、下端の集光レンズを通して
前記各アクチュエータ部の一対の磁性固定子の一方又は
磁性可動子の片側又は当該一対の磁性固定子の一方及び
当該磁性可動子の同側を照射自在なレーザダイオードで
あることを特徴とする請求項５，６，７，８，９，１
０，１１，１２又は１６記載の光路スイッチ切替装置。
【請求項１９】リニアアクチュエータとレーザダイオー
ドは、固定接続端を有する各二本の光ファイバにそれぞ
れセットされた切替え感知器と接続するコントロール部
によって制御されるリニアアクチュエータドライバとレ
ーザダイオードドライバにそれぞれ接続することを特徴
とする請求項１８記載の光路スイッチ切替装置。