JP2002169107A - ティルトミラーを用いた光スイッチ - Google Patents
ティルトミラーを用いた光スイッチInfo
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- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
- G02B6/352—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element having a shaped reflective surface, e.g. a reflective element comprising several reflective surfaces or facets that function together
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- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3554—3D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume
- G02B6/3556—NxM switch, i.e. regular arrays of switches elements of matrix type constellation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】構成の簡略化により光学部品の容易な実装を可
能にし、かつ、光ビームの短い空間伝搬距離を実現した
ティルトミラーを用いた光スイッチを提供する。 【解決手段】本発明のティルトミラーを用いた光スイッ
チは、入力部と出力部を並べて一体化したコリメータア
レイ１およびコリメータアレイ２と、入射光の光路を所
定の方向にシフトし、かつ、折り返して出射するシフト
型折り返しミラー３と、を備え、コリメータアレイ１の
入力部１Ａに入力された光が、ティルトミラーアレイ２
の入力部２Ｂで反射され光路が切り換えられてシフト型
折り返しミラー３に送られ、該シフト型折り返しミラー
３でシフトされ折り返された光が、ティルトミラーアレ
イ２の出力部２Ｂで反射されてコリメータアレイ１の出
力部２Ｂから出力される構成である。
能にし、かつ、光ビームの短い空間伝搬距離を実現した
ティルトミラーを用いた光スイッチを提供する。 【解決手段】本発明のティルトミラーを用いた光スイッ
チは、入力部と出力部を並べて一体化したコリメータア
レイ１およびコリメータアレイ２と、入射光の光路を所
定の方向にシフトし、かつ、折り返して出射するシフト
型折り返しミラー３と、を備え、コリメータアレイ１の
入力部１Ａに入力された光が、ティルトミラーアレイ２
の入力部２Ｂで反射され光路が切り換えられてシフト型
折り返しミラー３に送られ、該シフト型折り返しミラー
３でシフトされ折り返された光が、ティルトミラーアレ
イ２の出力部２Ｂで反射されてコリメータアレイ１の出
力部２Ｂから出力される構成である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用の各種装
置に適用される光スイッチに関し、特に、反射面の角度
が制御可能な複数のティルトミラーを用いた空間光結合
型の光スイッチに関する。
置に適用される光スイッチに関し、特に、反射面の角度
が制御可能な複数のティルトミラーを用いた空間光結合
型の光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、光クロスコネクト装置などの各
種光通信用装置に適用される従来の光スイッチとして
は、光ファイバを機械的に切り換える構成や導波路デバ
イスを用いた構成などが一般に知られている。しかし、
このような構成の従来の光スイッチは数十チャネル程度
の規模が限界であり、近年求められているような数千チ
ャネルにもおよぶ大規模な光スイッチの実現には、新規
技術の導入が必要である。
種光通信用装置に適用される従来の光スイッチとして
は、光ファイバを機械的に切り換える構成や導波路デバ
イスを用いた構成などが一般に知られている。しかし、
このような構成の従来の光スイッチは数十チャネル程度
の規模が限界であり、近年求められているような数千チ
ャネルにもおよぶ大規模な光スイッチの実現には、新規
技術の導入が必要である。
【０００３】光スイッチの大規模化を実現するための１
つの技術として、例えば、マイクロマシン（ＭＥＭＳ：
Micro Electric Mechanical system）技術を応用して作
製したマイクロティルトミラーアレイを用いた空間光結
合型の光スイッチの開発が進んでいる。具体的には、例
えば、論文；D.T. Neilson et al., “Fully provision
ed 112×112 micro-mechanical optical crossconnect
with 35.8Tb/s demonstrated capacity, ” Optical Fi
ber Communications Conference (OFC 2000),Postdeadl
ine paper PD-12, March 2000. や、国際公開公報WO 00
/20899等で公知の光スイッチがある。また、ＭＥＭＳに
よるマイクロティルトミラーに関しては、例えば、U.S.
Patent Number:6,044,705号明細書等に記載された技術
が知られている。
つの技術として、例えば、マイクロマシン（ＭＥＭＳ：
Micro Electric Mechanical system）技術を応用して作
製したマイクロティルトミラーアレイを用いた空間光結
合型の光スイッチの開発が進んでいる。具体的には、例
えば、論文；D.T. Neilson et al., “Fully provision
ed 112×112 micro-mechanical optical crossconnect
with 35.8Tb/s demonstrated capacity, ” Optical Fi
ber Communications Conference (OFC 2000),Postdeadl
ine paper PD-12, March 2000. や、国際公開公報WO 00
/20899等で公知の光スイッチがある。また、ＭＥＭＳに
よるマイクロティルトミラーに関しては、例えば、U.S.
Patent Number:6,044,705号明細書等に記載された技術
が知られている。
【０００４】このような従来のティルトミラーを用いた
光スイッチの基本構成は、例えば図１３の斜視図および
図１４の上面図に示すように、入力コリメータアレイ５
１Ａ、出力コリメータアレイ５１Ｂおよび２枚のＭＥＭ
Ｓティルトミラーアレイ５２Ａ，５２Ｂからなり、１枚
目のティルトミラーアレイ５２Ａにより入力コリメータ
アレイ５１Ａからの入力光の角度を変えることで光路が
切り換えられ、２枚目のティルトミラーアレイ５２Ｂに
よりビームの角度が戻されることで、光路の切り換えら
れた光が出力コリメータアレイ５１Ｂに入射される。
光スイッチの基本構成は、例えば図１３の斜視図および
図１４の上面図に示すように、入力コリメータアレイ５
１Ａ、出力コリメータアレイ５１Ｂおよび２枚のＭＥＭ
Ｓティルトミラーアレイ５２Ａ，５２Ｂからなり、１枚
目のティルトミラーアレイ５２Ａにより入力コリメータ
アレイ５１Ａからの入力光の角度を変えることで光路が
切り換えられ、２枚目のティルトミラーアレイ５２Ｂに
よりビームの角度が戻されることで、光路の切り換えら
れた光が出力コリメータアレイ５１Ｂに入射される。
【０００５】ところで、上記のような従来のティルトミ
ラーを用いた光スイッチについては、入出力コリメータ
５１Ａ，５１Ｂやティルトミラーアレイ５２Ａ，５２Ｂ
の実装に高精度が要求されるという課題があった。この
ような課題に対処するための技術としては、例えば図１
５の斜視図および図１６の上面図に示すように、入力光
をミラー５３で折り返し、入力側と出力側とを一体化し
たコリメータアレイ５１およびティルトミラーアレイ５
２を用いることで、部材および調整部分の削減を図った
構成などが提案されている。
ラーを用いた光スイッチについては、入出力コリメータ
５１Ａ，５１Ｂやティルトミラーアレイ５２Ａ，５２Ｂ
の実装に高精度が要求されるという課題があった。この
ような課題に対処するための技術としては、例えば図１
５の斜視図および図１６の上面図に示すように、入力光
をミラー５３で折り返し、入力側と出力側とを一体化し
たコリメータアレイ５１およびティルトミラーアレイ５
２を用いることで、部材および調整部分の削減を図った
構成などが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
図１５および図１６に示したような折り返しミラー５３
を用いた構成の光スイッチは、ティルトミラーアレイ５
２の入力部および出力部が同一平面上に配置されるた
め、前述の図１３および図１４に示したような構成の場
合に比べて、例えば入力ティルトミラーの振角を同様に
設定したとき、スイッチ内におけるビームの空間伝搬距
離（光路長）が２倍程度に長くなってしまう。このた
め、光スイッチが大型化してしまうという欠点があっ
た。光路長を短くするためには、例えば入力ティルトミ
ラーの振角を大きくすればよいが、ティルトミラーの制
御可能な振角の範囲には限界があり、また、振角の大き
なティルトミラーは構造上サイズが大きくなってしまう
ため、光スイッチ全体の小型化を図ることは難しかっ
た。
図１５および図１６に示したような折り返しミラー５３
を用いた構成の光スイッチは、ティルトミラーアレイ５
２の入力部および出力部が同一平面上に配置されるた
め、前述の図１３および図１４に示したような構成の場
合に比べて、例えば入力ティルトミラーの振角を同様に
設定したとき、スイッチ内におけるビームの空間伝搬距
離（光路長）が２倍程度に長くなってしまう。このた
め、光スイッチが大型化してしまうという欠点があっ
た。光路長を短くするためには、例えば入力ティルトミ
ラーの振角を大きくすればよいが、ティルトミラーの制
御可能な振角の範囲には限界があり、また、振角の大き
なティルトミラーは構造上サイズが大きくなってしまう
ため、光スイッチ全体の小型化を図ることは難しかっ
た。
【０００７】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、構成の簡略化により光学部品の容易な実装を可能に
し、かつ、光ビームの短い空間伝搬距離を実現したティ
ルトミラーを用いた光スイッチを提供することを目的と
する。
で、構成の簡略化により光学部品の容易な実装を可能に
し、かつ、光ビームの短い空間伝搬距離を実現したティ
ルトミラーを用いた光スイッチを提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のティルトミラーを用いた光スイッチは、複
数の入力コリメータを配列した入力部および複数の出力
コリメータを配列した出力部が同一平面内に並べて形成
されたコリメータアレイと、反射面の角度が制御可能な
複数の入力ティルトミラーを配列した入力部および反射
面の角度が制御可能な複数の出力ティルトミラーを配列
した出力部が同一平面内に並べて形成されたティルトミ
ラーアレイと、入射光の光路を所定の方向にシフトし、
かつ、折り返して出射するシフト型折り返しミラーと、
を備え、コリメータアレイの各入力コリメータから出射
された光が、ティルトミラーアレイの対応する入力ティ
ルトミラーで反射され光路が切り換えられてシフト型折
り返しミラーに送られ、該シフト型折り返しミラーでシ
フトされ折り返された光が、ティルトミラーアレイの対
応する出力ティルトミラーで反射されて、コリメータア
レイの各出力コリメータからそれぞれ出力される構成と
したものである。
め、本発明のティルトミラーを用いた光スイッチは、複
数の入力コリメータを配列した入力部および複数の出力
コリメータを配列した出力部が同一平面内に並べて形成
されたコリメータアレイと、反射面の角度が制御可能な
複数の入力ティルトミラーを配列した入力部および反射
面の角度が制御可能な複数の出力ティルトミラーを配列
した出力部が同一平面内に並べて形成されたティルトミ
ラーアレイと、入射光の光路を所定の方向にシフトし、
かつ、折り返して出射するシフト型折り返しミラーと、
を備え、コリメータアレイの各入力コリメータから出射
された光が、ティルトミラーアレイの対応する入力ティ
ルトミラーで反射され光路が切り換えられてシフト型折
り返しミラーに送られ、該シフト型折り返しミラーでシ
フトされ折り返された光が、ティルトミラーアレイの対
応する出力ティルトミラーで反射されて、コリメータア
レイの各出力コリメータからそれぞれ出力される構成と
したものである。
【０００９】かかる構成では、ティルトミラーアレイの
入力部で反射された光の伝搬方向を、シフト型折り返し
ミラーによりシフトして折り返した後に、ティルトミラ
ーアレイ２の出力部に送るようにしたことで、スイッチ
内における光の空間伝搬距離を長くすることなく、コリ
メータアレイおよびティルトミラーアレイの入出力部を
一体化した構成を実現できるようになる。これにより、
光学部品の実装が容易で小型のティルトミラーを用いた
光スイッチを提供することが可能になり、また、光学部
品の数が削減されることで温度変動や振動等の外乱に対
する安定性の向上を図ることもできるようになる。
入力部で反射された光の伝搬方向を、シフト型折り返し
ミラーによりシフトして折り返した後に、ティルトミラ
ーアレイ２の出力部に送るようにしたことで、スイッチ
内における光の空間伝搬距離を長くすることなく、コリ
メータアレイおよびティルトミラーアレイの入出力部を
一体化した構成を実現できるようになる。これにより、
光学部品の実装が容易で小型のティルトミラーを用いた
光スイッチを提供することが可能になり、また、光学部
品の数が削減されることで温度変動や振動等の外乱に対
する安定性の向上を図ることもできるようになる。
【００１０】また、上記ティルトミラーを用いた光スイ
ッチの具体的な構成として、ティルトミラーアレイは、
入力ティルトミラーおよび出力ティルトミラーの各反射
面が配列される平面の法線方向と、コリメータアレイの
入力部から出射される光の伝搬方向とが非平行となるよ
うに配置されるようにする。特に、法線方向とコリメー
タアレイからの光の伝搬方向とのなす角度が略４５°と
なるようにティルトミラーアレイを配置するのが好まし
い。このように配置することで、各ティルトミラーの振
角に対するティルトミラーアレイの入力部および出力部
間の距離を最も短くすることが可能になる。
ッチの具体的な構成として、ティルトミラーアレイは、
入力ティルトミラーおよび出力ティルトミラーの各反射
面が配列される平面の法線方向と、コリメータアレイの
入力部から出射される光の伝搬方向とが非平行となるよ
うに配置されるようにする。特に、法線方向とコリメー
タアレイからの光の伝搬方向とのなす角度が略４５°と
なるようにティルトミラーアレイを配置するのが好まし
い。このように配置することで、各ティルトミラーの振
角に対するティルトミラーアレイの入力部および出力部
間の距離を最も短くすることが可能になる。
【００１１】さらに、上記のティルトミラーを用いた光
スイッチは、コリメータアレイの入力部および出力部が
並ぶ方向、ティルトミラーアレイの入力部および出力部
が並ぶ方向、並びに、シフト型折り返しミラーの光路の
シフト方向が、それぞれ、ティルトミラーアレイについ
ての法線方向とコリメータアレイの入力部から出射され
る光の伝搬方向とを含んだ基準平面に対して平行になる
ようにしてもよい。或いは、基準平面に対して各方向が
垂直になるようにしてもよく、この場合には、スイッチ
内における光の空間伝搬距離をより短くすることができ
るようになる。
スイッチは、コリメータアレイの入力部および出力部が
並ぶ方向、ティルトミラーアレイの入力部および出力部
が並ぶ方向、並びに、シフト型折り返しミラーの光路の
シフト方向が、それぞれ、ティルトミラーアレイについ
ての法線方向とコリメータアレイの入力部から出射され
る光の伝搬方向とを含んだ基準平面に対して平行になる
ようにしてもよい。或いは、基準平面に対して各方向が
垂直になるようにしてもよく、この場合には、スイッチ
内における光の空間伝搬距離をより短くすることができ
るようになる。
【００１２】加えて、前述した光スイッチについては、
各入力ティルトミラーおよび各出力ティルトミラーが、
マイクロマシン技術を応用して作製したマイクロティル
トミラーであることが望ましい。このようなマイクロテ
ィルトミラーを用いることにより、光スイッチの更なる
小型化および多チャンネル化を図ることが可能になる。
各入力ティルトミラーおよび各出力ティルトミラーが、
マイクロマシン技術を応用して作製したマイクロティル
トミラーであることが望ましい。このようなマイクロテ
ィルトミラーを用いることにより、光スイッチの更なる
小型化および多チャンネル化を図ることが可能になる。
【００１３】また、上述したティルトミラーを用いた光
スイッチについて、シフト型折り返しミラーの具体的な
構成としては、ティルトミラーアレイの入力部からの光
を反射して光路をシフトさせる第１反射面と、該第１反
射面からの光を反射してティルトミラーアレイの出力部
に折り返す第２反射面と、を有するようにしてもよい。
さらに、第１反射面と第２反射面のなす角度は略９０°
に設定するのが好ましい。このように設定することで、
入射光の伝搬方向に平行な方向に光ビームが折り返され
るようになるため、光学系の設計を容易に行うことが可
能になる。
スイッチについて、シフト型折り返しミラーの具体的な
構成としては、ティルトミラーアレイの入力部からの光
を反射して光路をシフトさせる第１反射面と、該第１反
射面からの光を反射してティルトミラーアレイの出力部
に折り返す第２反射面と、を有するようにしてもよい。
さらに、第１反射面と第２反射面のなす角度は略９０°
に設定するのが好ましい。このように設定することで、
入射光の伝搬方向に平行な方向に光ビームが折り返され
るようになるため、光学系の設計を容易に行うことが可
能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明のティルトミラー
を用いた光スイッチの第１の基本構成を示す斜視図であ
る。また、図２は、図１の光スイッチの上面図である。
図１および図２において、本光スイッチは、入力部１Ａ
および出力部１Ｂを同一平面上に並べて形成した入出力
一体型のコリメータアレイ１と、入力部２Ａおよび出力
部２Ｂを同一平面上に並べて形成した入出力一体型のテ
ィルトミラーアレイ２と、入射光の光路を所定の方向に
シフトし、かつ、折り返して出射するシフト型折り返し
ミラー３と、からなる第１の基本構成を有する。
に基づいて説明する。図１は、本発明のティルトミラー
を用いた光スイッチの第１の基本構成を示す斜視図であ
る。また、図２は、図１の光スイッチの上面図である。
図１および図２において、本光スイッチは、入力部１Ａ
および出力部１Ｂを同一平面上に並べて形成した入出力
一体型のコリメータアレイ１と、入力部２Ａおよび出力
部２Ｂを同一平面上に並べて形成した入出力一体型のテ
ィルトミラーアレイ２と、入射光の光路を所定の方向に
シフトし、かつ、折り返して出射するシフト型折り返し
ミラー３と、からなる第１の基本構成を有する。
【００１５】コリメータアレイ１の入力部１Ａは、複数
の入力コリメータ（図１で白抜き丸印）が２次元に配列
されている。また、コリメータアレイ１の出力部１Ｂに
も、複数の出力コリメータ（図１で斜線付き丸印）が２
次元に配列されている。このコリメータアレイ１の入力
部１Ａには、図２に示すように、各入力コリメータに対
応させて複数の光ファイバを２次元に配列した入力光フ
ァイバアレイ１０Ａが接続され、各入力光ファイバから
出射された光が各々のコリメータを通過して平行光とな
りティルトミラーアレイ２の入力部２Ａに向けて送られ
る。また、コリメータアレイ１の出力部１Ｂにも、各出
力コリメータに対応させて複数の光ファイバを２次元に
配列した出力光ファイバアレイ１０Ｂが接続され、ティ
ルトミラーアレイ２の出力部２Ｂで反射された光が、各
コリメータを通過して各々の出力光ファイバに結合され
る。なお、ここでは、入力コリメータおよび出力コリメ
ータをそれぞれ横４×縦４に配列する一例を示したが、
本発明における入出力コリメータの配列はこれに限定さ
れるものではない。
の入力コリメータ（図１で白抜き丸印）が２次元に配列
されている。また、コリメータアレイ１の出力部１Ｂに
も、複数の出力コリメータ（図１で斜線付き丸印）が２
次元に配列されている。このコリメータアレイ１の入力
部１Ａには、図２に示すように、各入力コリメータに対
応させて複数の光ファイバを２次元に配列した入力光フ
ァイバアレイ１０Ａが接続され、各入力光ファイバから
出射された光が各々のコリメータを通過して平行光とな
りティルトミラーアレイ２の入力部２Ａに向けて送られ
る。また、コリメータアレイ１の出力部１Ｂにも、各出
力コリメータに対応させて複数の光ファイバを２次元に
配列した出力光ファイバアレイ１０Ｂが接続され、ティ
ルトミラーアレイ２の出力部２Ｂで反射された光が、各
コリメータを通過して各々の出力光ファイバに結合され
る。なお、ここでは、入力コリメータおよび出力コリメ
ータをそれぞれ横４×縦４に配列する一例を示したが、
本発明における入出力コリメータの配列はこれに限定さ
れるものではない。
【００１６】ティルトミラーアレイ２の入力部２Ａは、
コリメータアレイ１の各入力コリメータにそれぞれ対応
した複数の入力ティルトミラー（図１で白抜き丸印）が
２次元に配列されている。また、ティルトミラーアレイ
２の出力部２Ｂにも、コリメータアレイ１の各出力コリ
メータにそれぞれ対応した複数の出力ティルトミラー
（図１で斜線付き丸印）が２次元に配列されている。
コリメータアレイ１の各入力コリメータにそれぞれ対応
した複数の入力ティルトミラー（図１で白抜き丸印）が
２次元に配列されている。また、ティルトミラーアレイ
２の出力部２Ｂにも、コリメータアレイ１の各出力コリ
メータにそれぞれ対応した複数の出力ティルトミラー
（図１で斜線付き丸印）が２次元に配列されている。
【００１７】このティルトミラーアレイ２は、各ティル
トミラーの鏡面が配列された一方の平面の法線方向ｎ
と、コリメータアレイ１から送られてくる入力光の伝搬
方向（光軸方向）ａとが非平行となるように配置され
る。具体的には、ティルトミラーアレイ２の法線方向ｎ
と入力光の伝搬方向ａとのなす角度θ（図２の右下を参
照）が略４５°になるように設定するのが好ましい。角
度θを略４５°に設定することで、各ティルトミラーの
振角に対する入力部２Ａおよび出力部２Ｂ間の距離を最
も短くすることが可能になる。
トミラーの鏡面が配列された一方の平面の法線方向ｎ
と、コリメータアレイ１から送られてくる入力光の伝搬
方向（光軸方向）ａとが非平行となるように配置され
る。具体的には、ティルトミラーアレイ２の法線方向ｎ
と入力光の伝搬方向ａとのなす角度θ（図２の右下を参
照）が略４５°になるように設定するのが好ましい。角
度θを略４５°に設定することで、各ティルトミラーの
振角に対する入力部２Ａおよび出力部２Ｂ間の距離を最
も短くすることが可能になる。
【００１８】図１の構成例におけるティルトミラーアレ
イ２の配置は、入力部２Ａおよび出力部２Ｂの並ぶ方向
ｂ２が、上記ティルトミラーアレイ２の法線方向ｎおよ
び入力光の伝搬方向ａを含む基準平面（以下、ｎ−ａ平
面とする）に対して平行となるように設定されている。
なお、コリメータアレイ１の配置についても、入力部１
Ａおよび出力部１Ｂの並ぶ方向ｂ１がｎ−ａ平面に対し
て平行となるようにされる。
イ２の配置は、入力部２Ａおよび出力部２Ｂの並ぶ方向
ｂ２が、上記ティルトミラーアレイ２の法線方向ｎおよ
び入力光の伝搬方向ａを含む基準平面（以下、ｎ−ａ平
面とする）に対して平行となるように設定されている。
なお、コリメータアレイ１の配置についても、入力部１
Ａおよび出力部１Ｂの並ぶ方向ｂ１がｎ−ａ平面に対し
て平行となるようにされる。
【００１９】入力側および出力側の各ティルトミラーと
しては、例えば、マイクロマシン（ＭＥＭＳ）技術を応
用して作製した公知のマイクロティルトミラーを用いる
ことが可能である。ＭＥＭＳによるマイクロティルトミ
ラーは、トーションバーにより支持され上面にミラーが
形成された可動板をシリコン基板に一体に設け、該可動
板を電磁力によりトーションバーを軸にして回動させる
ことでミラーの振角を可変制御するものである。具体的
には、例えば、U.S.Patent Number:6,044,705号明細書
に記載された技術などを利用することができる。
しては、例えば、マイクロマシン（ＭＥＭＳ）技術を応
用して作製した公知のマイクロティルトミラーを用いる
ことが可能である。ＭＥＭＳによるマイクロティルトミ
ラーは、トーションバーにより支持され上面にミラーが
形成された可動板をシリコン基板に一体に設け、該可動
板を電磁力によりトーションバーを軸にして回動させる
ことでミラーの振角を可変制御するものである。具体的
には、例えば、U.S.Patent Number:6,044,705号明細書
に記載された技術などを利用することができる。
【００２０】シフト型折り返しミラー３は、ティルトミ
ラーアレイ２の入力部２Ａから送られる光を所要の方向
にシフトさせながら折り返してティルトミラーアレイ２
の出力部２Ｂに送るものである。このシフト型折り返し
ミラー３は、図１の構成例では、光ビームのシフト方向
ｂ３がｎ−ａ平面に対して平行となるように配置され
る。シフト型折り返しミラー３の具体例としては、図３
に示すように所要の２面に反射コーティングＲを施した
三角プリズム３Ａや、図４に示すようにＶ字谷ミラー３
Ｂなどを用いることが可能である。シフト型折り返しミ
ラー３の２つの反射面のなす角度α（以下、頂角αとす
る）は、ティルトミラーアレイ２の構成および配置に応
じて任意に設定することが可能である。図３（Ａ）およ
び図４（Ａ）には、頂角αを鈍角に設定した場合の光路
を示し、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）には、頂角αを９
０°に設定した場合の光路を示し、図３（Ｃ）および図
４（Ｃ）には、頂角αを鋭角に設定した場合の光路を示
しておく。
ラーアレイ２の入力部２Ａから送られる光を所要の方向
にシフトさせながら折り返してティルトミラーアレイ２
の出力部２Ｂに送るものである。このシフト型折り返し
ミラー３は、図１の構成例では、光ビームのシフト方向
ｂ３がｎ−ａ平面に対して平行となるように配置され
る。シフト型折り返しミラー３の具体例としては、図３
に示すように所要の２面に反射コーティングＲを施した
三角プリズム３Ａや、図４に示すようにＶ字谷ミラー３
Ｂなどを用いることが可能である。シフト型折り返しミ
ラー３の２つの反射面のなす角度α（以下、頂角αとす
る）は、ティルトミラーアレイ２の構成および配置に応
じて任意に設定することが可能である。図３（Ａ）およ
び図４（Ａ）には、頂角αを鈍角に設定した場合の光路
を示し、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）には、頂角αを９
０°に設定した場合の光路を示し、図３（Ｃ）および図
４（Ｃ）には、頂角αを鋭角に設定した場合の光路を示
しておく。
【００２１】次に、上記のような第１の基本構成を備え
た光スイッチの動作について説明する。ここでは、例え
ば図１に示すように、コリメータアレイ１の入力部１Ａ
において上から１段目および左から１列目に位置するコ
リメータに入力される光を、コリメータアレイ１の出力
部１Ｂにおいて上から２段目および右から２列目に位置
するコリメータを介して出力する場合を考える。なお、
以下の説明では、コリメータアレイ１の入力部１Ａにつ
いて上からｉ段目および左からｊ列目に位置するコリメ
ータを１ａi-jで表し、コリメータアレイ１の出力部１
Ａについて上からｉ段目および右からｋ列目に位置する
コリメータを１ｂi-kで表すことにする。また、ティル
トミラーアレイ２の入力部２Ａおよび出力部２Ｂについ
ても、コリメータアレイ１の場合と同様にして、入力テ
ィルトミラーを２ａi-jで表し、出力ティルトミラーを
２ｂi-kで表すことにする。
た光スイッチの動作について説明する。ここでは、例え
ば図１に示すように、コリメータアレイ１の入力部１Ａ
において上から１段目および左から１列目に位置するコ
リメータに入力される光を、コリメータアレイ１の出力
部１Ｂにおいて上から２段目および右から２列目に位置
するコリメータを介して出力する場合を考える。なお、
以下の説明では、コリメータアレイ１の入力部１Ａにつ
いて上からｉ段目および左からｊ列目に位置するコリメ
ータを１ａi-jで表し、コリメータアレイ１の出力部１
Ａについて上からｉ段目および右からｋ列目に位置する
コリメータを１ｂi-kで表すことにする。また、ティル
トミラーアレイ２の入力部２Ａおよび出力部２Ｂについ
ても、コリメータアレイ１の場合と同様にして、入力テ
ィルトミラーを２ａi-jで表し、出力ティルトミラーを
２ｂi-kで表すことにする。
【００２２】本光スイッチでは、入力光ファイバアレイ
１０Ａから出射された光が、コリメータアレイ１の入力
コリメータ１ａ1-1を通ってティルトミラーアレイ２の
入力部２Ａに入射し、該入力部２Ａに配置された対応す
る入力ティルトミラー２ａ1- 1で反射されることにより
伝搬方向が切り換えられてシフト型折り返しミラー３に
送られる。そして、シフト型折り返しミラー３に入射し
た光は、所要の頂角αをなす２つの反射面で反射される
ことにより伝搬方向がシフトされながら折り返されティ
ルトミラーアレイ２の出力ティルトミラー２ｂ2-2に送
られる。なお、ティルトミラー２ａ1-1，２ｂ2-2の各反
射面の振角は、入力コリメータ１ａ1-1および出力コリ
メータ１ｂ2-2の各位置に応じた角度にそれぞれ制御さ
れているものとする。
１０Ａから出射された光が、コリメータアレイ１の入力
コリメータ１ａ1-1を通ってティルトミラーアレイ２の
入力部２Ａに入射し、該入力部２Ａに配置された対応す
る入力ティルトミラー２ａ1- 1で反射されることにより
伝搬方向が切り換えられてシフト型折り返しミラー３に
送られる。そして、シフト型折り返しミラー３に入射し
た光は、所要の頂角αをなす２つの反射面で反射される
ことにより伝搬方向がシフトされながら折り返されティ
ルトミラーアレイ２の出力ティルトミラー２ｂ2-2に送
られる。なお、ティルトミラー２ａ1-1，２ｂ2-2の各反
射面の振角は、入力コリメータ１ａ1-1および出力コリ
メータ１ｂ2-2の各位置に応じた角度にそれぞれ制御さ
れているものとする。
【００２３】ここで、シフト型折り返しミラー３におけ
る光の折り返し動作について、前述の図３および図４を
参照しながら具体的に説明しておく。ティルトミラーア
レイ２の入力部２Ａからの入射光は、反射コーティング
Ｒが施された２つの面のうちの入力側反射面（各図にお
いて下方に位置する斜面）で反射され、シフト方向ｂ２
に伝搬して出力側反射面（各図において上方に位置する
斜面）に送られる。出力側反射面で反射された光は、シ
フト型折り返しミラー３に入射してきた位置とは異なる
位置から出射され、ティルトミラーアレイ２の出力部２
Ｂに向けて送られる。このようにシフト型折り返しミラ
ー３を用いることで、入射光をシフトしながら折り返す
ことが可能になる。特に、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）
に示したように、入力側反射面および出力側反射面のな
す角度αを略９０°に設定した場合には、入射光の伝搬
方向に平行な方向に光ビームが折り返されるようになる
ため、光学系の設計を容易に行うことが可能になる。
る光の折り返し動作について、前述の図３および図４を
参照しながら具体的に説明しておく。ティルトミラーア
レイ２の入力部２Ａからの入射光は、反射コーティング
Ｒが施された２つの面のうちの入力側反射面（各図にお
いて下方に位置する斜面）で反射され、シフト方向ｂ２
に伝搬して出力側反射面（各図において上方に位置する
斜面）に送られる。出力側反射面で反射された光は、シ
フト型折り返しミラー３に入射してきた位置とは異なる
位置から出射され、ティルトミラーアレイ２の出力部２
Ｂに向けて送られる。このようにシフト型折り返しミラ
ー３を用いることで、入射光をシフトしながら折り返す
ことが可能になる。特に、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）
に示したように、入力側反射面および出力側反射面のな
す角度αを略９０°に設定した場合には、入射光の伝搬
方向に平行な方向に光ビームが折り返されるようになる
ため、光学系の設計を容易に行うことが可能になる。
【００２４】シフト型折り返しミラー３からティルトミ
ラーアレイ２に送られた光は、出力ティルトミラー２ａ
2-2で反射されることにより光ビームの角度がコリメー
タアレイ１および出力光ファイバアレイ１０Ｂの光軸方
向に調整され、出力コリメータ１ｂ2-2を介して出力光
ファイバアレイ１０Ｂに入射される。このように本光ス
イッチは、ティルトミラーアレイ２の入力部２Ａで反射
された光の伝搬方向を、シフト型折り返しミラー３によ
りシフトして折り返した後に、ティルトミラーアレイ２
の出力部２Ｂに送るようにしたことで、入出力一体型の
コリメータアレイ１およびティルトミラーアレイ２を適
用しても、前述の図１３および図１４に示した従来の入
力部および出力部を個別に設けている場合と同等の幾何
学的構造とすることが可能になる。
ラーアレイ２に送られた光は、出力ティルトミラー２ａ
2-2で反射されることにより光ビームの角度がコリメー
タアレイ１および出力光ファイバアレイ１０Ｂの光軸方
向に調整され、出力コリメータ１ｂ2-2を介して出力光
ファイバアレイ１０Ｂに入射される。このように本光ス
イッチは、ティルトミラーアレイ２の入力部２Ａで反射
された光の伝搬方向を、シフト型折り返しミラー３によ
りシフトして折り返した後に、ティルトミラーアレイ２
の出力部２Ｂに送るようにしたことで、入出力一体型の
コリメータアレイ１およびティルトミラーアレイ２を適
用しても、前述の図１３および図１４に示した従来の入
力部および出力部を個別に設けている場合と同等の幾何
学的構造とすることが可能になる。
【００２５】すなわち、図５の概念図に示すように、テ
ィルトミラーアレイ２の入力部２Ａに対する出力部２Ｂ
の位置を考えると、前述の図１３および図１４に示した
構成の場合には、出力部がＰ１の位置に配置されること
になり、また、前述の図１５および図１６に示した折り
返し構成の場合には、出力部がＰ２に相当する位置に配
置されることになる。これに対して図１および図２に示
した本発明にかかる構成の場合には、出力部がＰ１と同
等のＰ３に相当する位置に配置されることになる。な
お、折り返し構造における出力部２Ｂの位置Ｐ２，Ｐ３
は、折り返し面に相当する位置を基準に実際の出力部を
射影した位置を示している。このように、シフト型折り
返しミラー３を用いたことで、光ビームの空間伝搬距離
を長くすることなく、コリメータアレイおよびティルト
ミラーアレイの入出力部を一体化した構成を実現するこ
とができる。これにより、光学部品の実装が容易で小型
の光スイッチを提供することが可能になる。もちろん、
図１３および図１４に示した構成に比べて光学部品の数
が削減されるため、温度変動や振動等の外乱に対する安
定性の向上を図ることも可能である。
ィルトミラーアレイ２の入力部２Ａに対する出力部２Ｂ
の位置を考えると、前述の図１３および図１４に示した
構成の場合には、出力部がＰ１の位置に配置されること
になり、また、前述の図１５および図１６に示した折り
返し構成の場合には、出力部がＰ２に相当する位置に配
置されることになる。これに対して図１および図２に示
した本発明にかかる構成の場合には、出力部がＰ１と同
等のＰ３に相当する位置に配置されることになる。な
お、折り返し構造における出力部２Ｂの位置Ｐ２，Ｐ３
は、折り返し面に相当する位置を基準に実際の出力部を
射影した位置を示している。このように、シフト型折り
返しミラー３を用いたことで、光ビームの空間伝搬距離
を長くすることなく、コリメータアレイおよびティルト
ミラーアレイの入出力部を一体化した構成を実現するこ
とができる。これにより、光学部品の実装が容易で小型
の光スイッチを提供することが可能になる。もちろん、
図１３および図１４に示した構成に比べて光学部品の数
が削減されるため、温度変動や振動等の外乱に対する安
定性の向上を図ることも可能である。
【００２６】次に、本発明のティルトミラーを用いた光
スイッチの第２の基本構成について説明する。図６は、
本発明による光スイッチの第２の基本構成を示す斜視図
である。また、図７は、図６の光スイッチのティルトミ
ラーアレイ２およびシフト型折り返しミラー３をＸ方向
から見た平面図である。さらに、図８は、図６の光スイ
ッチをＹ方向から見た平面図である。
スイッチの第２の基本構成について説明する。図６は、
本発明による光スイッチの第２の基本構成を示す斜視図
である。また、図７は、図６の光スイッチのティルトミ
ラーアレイ２およびシフト型折り返しミラー３をＸ方向
から見た平面図である。さらに、図８は、図６の光スイ
ッチをＹ方向から見た平面図である。
【００２７】図６〜図８において、本光スイッチの第２
の基本構成が上述した第１の基本構成と異なる点は、コ
リメータアレイ１に対するティルトミラーアレイ２およ
びシフト型折り返しミラー３の配置を変更した点であ
る。なお、コリメータアレイ１、ティルトミラーアレイ
２およびシフト型折り返しミラー３の各構成は、第１の
基本構成の場合と同様である。
の基本構成が上述した第１の基本構成と異なる点は、コ
リメータアレイ１に対するティルトミラーアレイ２およ
びシフト型折り返しミラー３の配置を変更した点であ
る。なお、コリメータアレイ１、ティルトミラーアレイ
２およびシフト型折り返しミラー３の各構成は、第１の
基本構成の場合と同様である。
【００２８】具体的には、ティルトミラーアレイ２につ
いては、各ティルトミラーが配列された一方の平面の法
線方向ｎが、コリメータアレイ１から送られてくる入力
光の伝搬方向ａと非平行となるように配置されるととも
に、入力部２Ａおよび出力部２Ｂの並ぶ方向ｂ２が、ｎ
−ａ平面（上記の法線方向ｎおよび入力光の伝搬方向ａ
を含む平面）に対して垂直となるように配置される。な
お、コリメータアレイ１の入力部２Ａおよび出力部２Ｂ
が並ぶ方向ｂ２も、ｎ−ａ平面に対して垂直となるよう
に配置される。ここでも、ティルトミラーアレイ２の法
線方向ｎと入力光の伝搬方向ａとのなす角度θ（図８の
右下を参照）を略４５°に設定するのが好ましく、これ
により各ティルトミラーの振角に対する入力部２Ａおよ
び出力部２Ｂ間の距離を最も短くすることが可能にな
る。また、シフト型折り返しミラー３については、光ビ
ームのシフト方向ｂ３がｎ−ａ平面に対して垂直となる
ように配置される。
いては、各ティルトミラーが配列された一方の平面の法
線方向ｎが、コリメータアレイ１から送られてくる入力
光の伝搬方向ａと非平行となるように配置されるととも
に、入力部２Ａおよび出力部２Ｂの並ぶ方向ｂ２が、ｎ
−ａ平面（上記の法線方向ｎおよび入力光の伝搬方向ａ
を含む平面）に対して垂直となるように配置される。な
お、コリメータアレイ１の入力部２Ａおよび出力部２Ｂ
が並ぶ方向ｂ２も、ｎ−ａ平面に対して垂直となるよう
に配置される。ここでも、ティルトミラーアレイ２の法
線方向ｎと入力光の伝搬方向ａとのなす角度θ（図８の
右下を参照）を略４５°に設定するのが好ましく、これ
により各ティルトミラーの振角に対する入力部２Ａおよ
び出力部２Ｂ間の距離を最も短くすることが可能にな
る。また、シフト型折り返しミラー３については、光ビ
ームのシフト方向ｂ３がｎ−ａ平面に対して垂直となる
ように配置される。
【００２９】上記のような第２の基本構成を備えた光ス
イッチでは、光ビームの空間伝搬距離を第１の基本構成
の場合に比べてさらに短くすることが可能になる。すな
わち、第１の基本構成においては、コリメータアレイ１
に対してティルトミラーアレイ２を傾ける方向とシフト
型折り返しミラー３における光ビームのシフト方向とが
同一の平面内にあるため（図２参照）、ティルトミラー
アレイ２を入力部２Ａおよび出力部２Ｂが並ぶ方向ｂ２
に傾ける必要がある。図１および図２の構成例では、コ
リメータアレイ１に対してティルトミラーアレイ２の出
力部２Ｂが入力部２Ａよりも遠くに位置するように傾け
ている。このため、ティルトミラーアレイ２の傾きが大
きくなるほど、ティルトミラーアレイ２の出力部２Ｂか
らコリメータアレイ１の出力部までの距離が長くなり、
スイッチ内における光の空間伝搬距離も長くなってしま
う。これに対して、第２の基本構成においては、コリメ
ータアレイ１に対してティルトミラーアレイ２を傾ける
方向とシフト型折り返しミラー３における光ビームのシ
フト方向ｂ３とが垂直になるため（図８参照）、ティル
トミラーアレイ２を方向ｂ２とは垂直な方向に傾ければ
よい。したがって、ティルトミラーアレイ２の傾きが大
きくなっても、コリメータアレイ１およびティルトミラ
ーアレイ２間の距離は殆ど変化しないため、スイッチ内
における光の空間伝搬距離を最も短くすることが可能で
ある。
イッチでは、光ビームの空間伝搬距離を第１の基本構成
の場合に比べてさらに短くすることが可能になる。すな
わち、第１の基本構成においては、コリメータアレイ１
に対してティルトミラーアレイ２を傾ける方向とシフト
型折り返しミラー３における光ビームのシフト方向とが
同一の平面内にあるため（図２参照）、ティルトミラー
アレイ２を入力部２Ａおよび出力部２Ｂが並ぶ方向ｂ２
に傾ける必要がある。図１および図２の構成例では、コ
リメータアレイ１に対してティルトミラーアレイ２の出
力部２Ｂが入力部２Ａよりも遠くに位置するように傾け
ている。このため、ティルトミラーアレイ２の傾きが大
きくなるほど、ティルトミラーアレイ２の出力部２Ｂか
らコリメータアレイ１の出力部までの距離が長くなり、
スイッチ内における光の空間伝搬距離も長くなってしま
う。これに対して、第２の基本構成においては、コリメ
ータアレイ１に対してティルトミラーアレイ２を傾ける
方向とシフト型折り返しミラー３における光ビームのシ
フト方向ｂ３とが垂直になるため（図８参照）、ティル
トミラーアレイ２を方向ｂ２とは垂直な方向に傾ければ
よい。したがって、ティルトミラーアレイ２の傾きが大
きくなっても、コリメータアレイ１およびティルトミラ
ーアレイ２間の距離は殆ど変化しないため、スイッチ内
における光の空間伝搬距離を最も短くすることが可能で
ある。
【００３０】図９は、上記の内容を模式的に示したもの
であって、（Ａ）が第１の基本構成に対応し、（Ｂ）が
第２の基本構成に対応する。図９に示すように、第２の
基本構成では、第１の基本構成に比べて空間伝搬距離が
Δ１＋Δ２だけ短くなることが分かる。次に、上述した
第１、２の基本構成を適用した光スイッチの具体的な実
施形態について説明する。
であって、（Ａ）が第１の基本構成に対応し、（Ｂ）が
第２の基本構成に対応する。図９に示すように、第２の
基本構成では、第１の基本構成に比べて空間伝搬距離が
Δ１＋Δ２だけ短くなることが分かる。次に、上述した
第１、２の基本構成を適用した光スイッチの具体的な実
施形態について説明する。
【００３１】図１０は、第１の基本構成を適用した光ス
イッチにかかる実施形態の構成例を示す斜視図である。
図１０の構成例では、入出力部を一体化したコリメータ
アレイ１およびティルトミラーアレイ２並びにシフト型
折り返しミラー３がケース４の同一平面上に載置され、
さらに、複数の入力光ファイバおよび出力光ファイバを
一体にした光ファイバアレイ１０がコリメータアレイ１
に取り付けられる。このような構成の光スイッチでは、
１６チャネルの光クロスコネクトに対応可能である。
イッチにかかる実施形態の構成例を示す斜視図である。
図１０の構成例では、入出力部を一体化したコリメータ
アレイ１およびティルトミラーアレイ２並びにシフト型
折り返しミラー３がケース４の同一平面上に載置され、
さらに、複数の入力光ファイバおよび出力光ファイバを
一体にした光ファイバアレイ１０がコリメータアレイ１
に取り付けられる。このような構成の光スイッチでは、
１６チャネルの光クロスコネクトに対応可能である。
【００３２】図１１は、第２の基本構成を適用した光ス
イッチにかかる実施形態の構成例を示す斜視図である。
図１１の構成例では、入出力部を一体化したコリメータ
アレイ１およびティルトミラーアレイ２がケース４の第
１の平面４Ａ上に載置され、また、シフト型折り返しミ
ラー３がケース４の第１の平面４Ａに垂直な第２の平面
４Ｂ上に載置され、さらに、光ファイバアレイ１０がコ
リメータアレイ１に取り付けられる。
イッチにかかる実施形態の構成例を示す斜視図である。
図１１の構成例では、入出力部を一体化したコリメータ
アレイ１およびティルトミラーアレイ２がケース４の第
１の平面４Ａ上に載置され、また、シフト型折り返しミ
ラー３がケース４の第１の平面４Ａに垂直な第２の平面
４Ｂ上に載置され、さらに、光ファイバアレイ１０がコ
リメータアレイ１に取り付けられる。
【００３３】図１２は、前述の図１０に示した光スイッ
チの応用例を示す斜視図である。図１２の応用例では、
光ファイバアレイ１０に入出力される光を監視するモニ
タ系５が、コリメータアレイ１および光ファイバアレイ
１０の間に設けられる。このモニタ系５は、例えば、コ
リメータアレイ１の出力部１Ｂから出力光ファイバに送
られる光の一部を分岐し、該分岐光のパワー等を測定す
ることで、本スイッチ内における光路の切り換えが正常
に行われているか否かを監視または制御するためなどに
使用される。なお、ここではコリメータアレイ１および
光ファイバアレイ１０の間にモニタ系５を設けるように
したが、モニタ系５の配置は上記に限定されるものでは
なく、コリメータアレイ１とティルトミラーアレイ２の
間などに配置してもよい。
チの応用例を示す斜視図である。図１２の応用例では、
光ファイバアレイ１０に入出力される光を監視するモニ
タ系５が、コリメータアレイ１および光ファイバアレイ
１０の間に設けられる。このモニタ系５は、例えば、コ
リメータアレイ１の出力部１Ｂから出力光ファイバに送
られる光の一部を分岐し、該分岐光のパワー等を測定す
ることで、本スイッチ内における光路の切り換えが正常
に行われているか否かを監視または制御するためなどに
使用される。なお、ここではコリメータアレイ１および
光ファイバアレイ１０の間にモニタ系５を設けるように
したが、モニタ系５の配置は上記に限定されるものでは
なく、コリメータアレイ１とティルトミラーアレイ２の
間などに配置してもよい。
【００３４】（付記１） 複数の入力コリメータを配列
した入力部および複数の出力コリメータを配列した出力
部が同一平面内に並べて形成されたコリメータアレイ
と、反射面の角度が制御可能な複数の入力ティルトミラ
ーを配列した入力部および反射面の角度が制御可能な複
数の出力ティルトミラーを配列した出力部が同一平面内
に並べて形成されたティルトミラーアレイと、入射光の
光路を所定の方向にシフトし、かつ、折り返して出射す
るシフト型折り返しミラーと、を備え、前記コリメータ
アレイの各入力コリメータから出射された光が、前記テ
ィルトミラーアレイの対応する入力ティルトミラーで反
射され光路が切り換えられて前記シフト型折り返しミラ
ーに送られ、該シフト型折り返しミラーでシフトされ折
り返された光が、前記ティルトミラーアレイの対応する
出力ティルトミラーで反射されて、前記コリメータアレ
イの各出力コリメータからそれぞれ出力される構成とし
たことを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッ
チ。
した入力部および複数の出力コリメータを配列した出力
部が同一平面内に並べて形成されたコリメータアレイ
と、反射面の角度が制御可能な複数の入力ティルトミラ
ーを配列した入力部および反射面の角度が制御可能な複
数の出力ティルトミラーを配列した出力部が同一平面内
に並べて形成されたティルトミラーアレイと、入射光の
光路を所定の方向にシフトし、かつ、折り返して出射す
るシフト型折り返しミラーと、を備え、前記コリメータ
アレイの各入力コリメータから出射された光が、前記テ
ィルトミラーアレイの対応する入力ティルトミラーで反
射され光路が切り換えられて前記シフト型折り返しミラ
ーに送られ、該シフト型折り返しミラーでシフトされ折
り返された光が、前記ティルトミラーアレイの対応する
出力ティルトミラーで反射されて、前記コリメータアレ
イの各出力コリメータからそれぞれ出力される構成とし
たことを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッ
チ。
【００３５】（付記２） 付記１に記載のティルトミラ
ーを用いた光スイッチであって、前記ティルトミラーア
レイは、前記入力ティルトミラーおよび前記出力ティル
トミラーの各反射面が配列される平面の法線方向と、前
記コリメータアレイの入力部から出射される光の伝搬方
向とが非平行となるように配置されることを特徴とする
ティルトミラーを用いた光スイッチ。
ーを用いた光スイッチであって、前記ティルトミラーア
レイは、前記入力ティルトミラーおよび前記出力ティル
トミラーの各反射面が配列される平面の法線方向と、前
記コリメータアレイの入力部から出射される光の伝搬方
向とが非平行となるように配置されることを特徴とする
ティルトミラーを用いた光スイッチ。
【００３６】（付記３） 付記２に記載のティルトミラ
ーを用いた光スイッチであって、前記ティルトミラーア
レイは、前記法線方向と前記コリメータアレイからの光
の伝搬方向とのなす角度が略４５°となるように配置さ
れることを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッ
チ。
ーを用いた光スイッチであって、前記ティルトミラーア
レイは、前記法線方向と前記コリメータアレイからの光
の伝搬方向とのなす角度が略４５°となるように配置さ
れることを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッ
チ。
【００３７】（付記４） 付記２に記載のティルトミラ
ーを用いた光スイッチであって、前記コリメータアレイ
は、前記ティルトミラーアレイについての法線方向と前
記コリメータアレイの入力部から出射される光の伝搬方
向とを含んだ基準平面に対して、入力部および出力部が
並ぶ方向が平行になるように配置され、前記ティルトミ
ラーアレイは、前記基準平面に対して、入力部および出
力部が並ぶ方向が平行になるように配置され、前記シフ
ト型折り返しミラーは、前記基準平面に対して、光路の
シフト方向が平行になるように配置されることを特徴と
するティルトミラーを用いた光スイッチ。
ーを用いた光スイッチであって、前記コリメータアレイ
は、前記ティルトミラーアレイについての法線方向と前
記コリメータアレイの入力部から出射される光の伝搬方
向とを含んだ基準平面に対して、入力部および出力部が
並ぶ方向が平行になるように配置され、前記ティルトミ
ラーアレイは、前記基準平面に対して、入力部および出
力部が並ぶ方向が平行になるように配置され、前記シフ
ト型折り返しミラーは、前記基準平面に対して、光路の
シフト方向が平行になるように配置されることを特徴と
するティルトミラーを用いた光スイッチ。
【００３８】（付記５） 付記２に記載のティルトミラ
ーを用いた光スイッチであって、前記コリメータアレイ
は、前記ティルトミラーアレイについての法線方向と前
記コリメータアレイの入力部から出射される光の伝搬方
向とを含んだ基準平面に対して、入力部および出力部が
並ぶ方向が垂直になるように配置され、前記ティルトミ
ラーアレイは、前記基準平面に対して、入力部および出
力部が並ぶ方向が垂直になるように配置され、前記シフ
ト型折り返しミラーは、前記基準平面に対して、光路の
シフト方向が垂直になるように配置されることを特徴と
するティルトミラーを用いた光スイッチ。
ーを用いた光スイッチであって、前記コリメータアレイ
は、前記ティルトミラーアレイについての法線方向と前
記コリメータアレイの入力部から出射される光の伝搬方
向とを含んだ基準平面に対して、入力部および出力部が
並ぶ方向が垂直になるように配置され、前記ティルトミ
ラーアレイは、前記基準平面に対して、入力部および出
力部が並ぶ方向が垂直になるように配置され、前記シフ
ト型折り返しミラーは、前記基準平面に対して、光路の
シフト方向が垂直になるように配置されることを特徴と
するティルトミラーを用いた光スイッチ。
【００３９】（付記６） 付記１に記載のティルトミラ
ーを用いた光スイッチであって、前記各入力ティルトミ
ラーおよび前記各出力ティルトミラーが、マイクロマシ
ン技術を応用して作製したマイクロティルトミラーであ
ることを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッ
チ。
ーを用いた光スイッチであって、前記各入力ティルトミ
ラーおよび前記各出力ティルトミラーが、マイクロマシ
ン技術を応用して作製したマイクロティルトミラーであ
ることを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッ
チ。
【００４０】（付記７） 付記１に記載のティルトミラ
ーを用いた光スイッチであって、前記シフト型折り返し
ミラーは、前記ティルトミラーアレイの入力部からの光
を反射して光路をシフトさせる第１反射面と、該第１反
射面からの光を反射して前記ティルトミラーアレイの出
力部に折り返す第２反射面と、を有することを特徴とす
るティルトミラーを用いた光スイッチ。
ーを用いた光スイッチであって、前記シフト型折り返し
ミラーは、前記ティルトミラーアレイの入力部からの光
を反射して光路をシフトさせる第１反射面と、該第１反
射面からの光を反射して前記ティルトミラーアレイの出
力部に折り返す第２反射面と、を有することを特徴とす
るティルトミラーを用いた光スイッチ。
【００４１】（付記８） 付記７に記載のティルトミラ
ーを用いた光スイッチであって、前記シフト型折り返し
ミラーは、前記第１反射面と前記第２反射面のなす角度
を略９０°に設定したことを特徴とするティルトミラー
を用いた光スイッチ。
ーを用いた光スイッチであって、前記シフト型折り返し
ミラーは、前記第１反射面と前記第２反射面のなす角度
を略９０°に設定したことを特徴とするティルトミラー
を用いた光スイッチ。
【００４２】（付記９） 付記７に記載のティルトミラ
ーを用いた光スイッチであって、前記シフト型折り返し
ミラーは、光の入出射面を除く２つの面をミラーとした
三角プリズムを用いたことを特徴とするティルトミラー
を用いた光スイッチ。
ーを用いた光スイッチであって、前記シフト型折り返し
ミラーは、光の入出射面を除く２つの面をミラーとした
三角プリズムを用いたことを特徴とするティルトミラー
を用いた光スイッチ。
【００４３】（付記１０） 付記７に記載のティルトミ
ラーを用いた光スイッチであって、前記シフト型折り返
しミラーは、２つの斜面を反射面とするＶ字谷構造のミ
ラーを用いたことを特徴とするティルトミラーを用いた
光スイッチ。
ラーを用いた光スイッチであって、前記シフト型折り返
しミラーは、２つの斜面を反射面とするＶ字谷構造のミ
ラーを用いたことを特徴とするティルトミラーを用いた
光スイッチ。
【００４４】（付記１１） 付記１に記載のティルトミ
ラーを用いた光スイッチであって、スイッチ内部におけ
る光の伝搬状態を監視するモニタ系を備えたことを特徴
とするティルトミラーを用いた光スイッチ。
ラーを用いた光スイッチであって、スイッチ内部におけ
る光の伝搬状態を監視するモニタ系を備えたことを特徴
とするティルトミラーを用いた光スイッチ。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるティ
ルトミラーを用いた光スイッチによれば、ティルトミラ
ーアレイの入力部で反射された光を、シフト型折り返し
ミラーを用いてシフトしながら折り返してティルトミラ
ーアレイの出力部に送るようにしたことで、光の空間伝
搬距離を長くすることなく、コリメータアレイおよびテ
ィルトミラーアレイの入出力部を一体化した構成を実現
できるため、光学部品の実装が容易で小型の光スイッチ
を提供することが可能になり、また、温度変動や振動等
の外乱に対する安定性の向上を図ることもできる。
ルトミラーを用いた光スイッチによれば、ティルトミラ
ーアレイの入力部で反射された光を、シフト型折り返し
ミラーを用いてシフトしながら折り返してティルトミラ
ーアレイの出力部に送るようにしたことで、光の空間伝
搬距離を長くすることなく、コリメータアレイおよびテ
ィルトミラーアレイの入出力部を一体化した構成を実現
できるため、光学部品の実装が容易で小型の光スイッチ
を提供することが可能になり、また、温度変動や振動等
の外乱に対する安定性の向上を図ることもできる。
【図１】本発明によるティルトミラーを用いた光スイッ
チの第１の基本構成を示す斜視図である。
チの第１の基本構成を示す斜視図である。
【図２】図１の光スイッチの上面図である。
【図３】本発明のティルトミラーを用いた光スイッチで
シフト型折り返しミラーとして用いられる三角プリズム
を示す図であって、（Ａ）は頂角α＞９０°の場合、
（Ｂ）は頂角α＝９０°の場合、（Ｃ）は頂角α＜９０
°の場合を表した図である。
シフト型折り返しミラーとして用いられる三角プリズム
を示す図であって、（Ａ）は頂角α＞９０°の場合、
（Ｂ）は頂角α＝９０°の場合、（Ｃ）は頂角α＜９０
°の場合を表した図である。
【図４】本発明のティルトミラーを用いた光スイッチで
シフト型折り返しミラーとして用いられるＶ字谷ミラー
を示す図であって、（Ａ）は頂角α＞９０°の場合、
（Ｂ）は頂角α＝９０°の場合、（Ｃ）は頂角α＜９０
°の場合を表した図である。
シフト型折り返しミラーとして用いられるＶ字谷ミラー
を示す図であって、（Ａ）は頂角α＞９０°の場合、
（Ｂ）は頂角α＝９０°の場合、（Ｃ）は頂角α＜９０
°の場合を表した図である。
【図５】本発明によるティルトミラーを用いた光スイッ
チの幾何学的構造を説明する概念図である。
チの幾何学的構造を説明する概念図である。
【図６】本発明によるティルトミラーを用いた光スイッ
チの第２の基本構成を示す斜視図である。
チの第２の基本構成を示す斜視図である。
【図７】図６の光スイッチのティルトミラーアレイおよ
びシフト型折り返しミラーをＸ方向から見た平面図であ
る。
びシフト型折り返しミラーをＸ方向から見た平面図であ
る。
【図８】図６の光スイッチをＹ方向から見た平面図であ
る。
る。
【図９】本発明によるティルトミラーを用いた光スイッ
チの第１および第２の基本構成における空間伝搬距離を
比較した模式図である。
チの第１および第２の基本構成における空間伝搬距離を
比較した模式図である。
【図１０】本発明の第１の基本構成を適用した光スイッ
チにかかる実施形態の構成例を示す斜視図である。
チにかかる実施形態の構成例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２の基本構成を適用した光スイッ
チにかかる実施形態の構成例を示す斜視図である。
チにかかる実施形態の構成例を示す斜視図である。
【図１２】図１０に示した光スイッチの応用例を示す斜
視図である。
視図である。
【図１３】従来のティルトミラーを用いた光スイッチの
基本構成を示す斜視図である。
基本構成を示す斜視図である。
【図１４】図１３の従来の光スイッチの上面図である。
【図１５】従来の折り返し型光スイッチの基本構成を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図１６】図１５の従来の折り返し型光スイッチの上面
図である。
図である。
１ コリメータアレイ ２ ティルトミラーアレイ １Ａ，２Ａ 入力部 １Ｂ，２Ｂ 出力部 ３ シフト型折り返しミラー ３Ａ 三角プリズム ３Ｂ Ｖ字谷ミラー ４ ケース ５ モニタ系 １０ 光ファイバアレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 和行 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 栃尾 祐治 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 田中 一弘 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA16 AB14 AB15 AC04
Claims (5)
- 【請求項１】複数の入力コリメータを配列した入力部お
よび複数の出力コリメータを配列した出力部が同一平面
内に並べて形成されたコリメータアレイと、 反射面の角度が制御可能な複数の入力ティルトミラーを
配列した入力部および反射面の角度が制御可能な複数の
出力ティルトミラーを配列した出力部が同一平面内に並
べて形成されたティルトミラーアレイと、 入射光の光路を所定の方向にシフトし、かつ、折り返し
て出射するシフト型折り返しミラーと、を備え、 前記コリメータアレイの各入力コリメータから出射され
た光が、前記ティルトミラーアレイの対応する入力ティ
ルトミラーで反射され光路が切り換えられて前記シフト
型折り返しミラーに送られ、該シフト型折り返しミラー
でシフトされ折り返された光が、前記ティルトミラーア
レイの対応する出力ティルトミラーで反射されて、前記
コリメータアレイの各出力コリメータからそれぞれ出力
される構成としたことを特徴とするティルトミラーを用
いた光スイッチ。 - 【請求項２】請求項１に記載のティルトミラーを用いた
光スイッチであって、 前記ティルトミラーアレイは、前記入力ティルトミラー
および前記出力ティルトミラーの各反射面が配列される
平面の法線方向と、前記コリメータアレイの入力部から
出射される光の伝搬方向とが非平行となるように配置さ
れることを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッ
チ。 - 【請求項３】請求項２に記載のティルトミラーを用いた
光スイッチであって、 前記コリメータアレイは、前記ティルトミラーアレイに
ついての法線方向と前記コリメータアレイの入力部から
出射される光の伝搬方向とを含んだ基準平面に対して、
入力部および出力部が並ぶ方向が平行になるように配置
され、 前記ティルトミラーアレイは、前記基準平面に対して、
入力部および出力部が並ぶ方向が平行になるように配置
され、 前記シフト型折り返しミラーは、前記基準平面に対し
て、光路のシフト方向が平行になるように配置されるこ
とを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッチ。 - 【請求項４】請求項２に記載のティルトミラーを用いた
光スイッチであって、 前記コリメータアレイは、前記ティルトミラーアレイに
ついての法線方向と前記コリメータアレイの入力部から
出射される光の伝搬方向とを含んだ基準平面に対して、
入力部および出力部が並ぶ方向が垂直になるように配置
され、 前記ティルトミラーアレイは、前記基準平面に対して、
入力部および出力部が並ぶ方向が垂直になるように配置
され、 前記シフト型折り返しミラーは、前記基準平面に対し
て、光路のシフト方向が垂直になるように配置されるこ
とを特徴とするティルトミラーを用いた光スイッチ。 - 【請求項５】請求項１に記載のティルトミラーを用いた
光スイッチであって、 前記シフト型折り返しミラーは、前記ティルトミラーア
レイの入力部からの光を反射して光路をシフトさせる第
１反射面と、該第１反射面からの光を反射して前記ティ
ルトミラーアレイの出力部に折り返す第２反射面と、を
有することを特徴とするティルトミラーを用いた光スイ
ッチ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000363262A JP4064052B2 (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | ティルトミラーを用いた光スイッチ |
| US09/812,827 US6429976B1 (en) | 2000-11-29 | 2001-03-21 | Optical switch using tilt mirrors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000363262A JP4064052B2 (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | ティルトミラーを用いた光スイッチ |
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| JP4064052B2 JP4064052B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=18834395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000363262A Expired - Fee Related JP4064052B2 (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | ティルトミラーを用いた光スイッチ |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4064052B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004021012A (ja) * | 2002-06-18 | 2004-01-22 | Fujitsu Ltd | 空間光結合型の入出力光学系および光スイッチ |
| JP2006284740A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fujitsu Ltd | 波長選択スイッチ |
| US7233715B2 (en) | 2003-03-20 | 2007-06-19 | Hitachi, Ltd. | Optical switch and optical switch system |
| US7903315B2 (en) | 2008-07-14 | 2011-03-08 | Fujitsu Limited | Micro oscillating device |
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| CN101283290A (zh) * | 2005-09-05 | 2008-10-08 | 株式会社拓普康 | 混光装置及使用该混光装置的测距装置 |
| US7911671B2 (en) * | 2006-05-10 | 2011-03-22 | The Ohio State University | Apparatus and method for providing true time delay in optical signals using a Fourier cell |
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| JP5692865B2 (ja) * | 2012-04-11 | 2015-04-01 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 波長クロスコネクト装置 |
| DE102013206892A1 (de) * | 2013-04-17 | 2014-10-23 | OMRON Electronics Manufacturing of Germany G.m.b.H. | Reflektoranordnung, Lichtvorhang, Verfahren zum Einstellen der Reflektoranordnung, und Verfahren zum Montieren der Reflektoranordnung |
| WO2016101098A1 (zh) | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 华为技术有限公司 | 光开关 |
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|---|---|---|---|---|
| US6044705A (en) | 1993-10-18 | 2000-04-04 | Xros, Inc. | Micromachined members coupled for relative rotation by torsion bars |
| KR20010085809A (ko) | 1998-09-15 | 2001-09-07 | 추후보정 | 유연한 모듈러형 콤팩트 광섬유 스위치 |
| US6330102B1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-12-11 | Onix Microsystems | Apparatus and method for 2-dimensional steered-beam NxM optical switch using single-axis mirror arrays and relay optics |
-
2000
- 2000-11-29 JP JP2000363262A patent/JP4064052B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-03-21 US US09/812,827 patent/US6429976B1/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2004021012A (ja) * | 2002-06-18 | 2004-01-22 | Fujitsu Ltd | 空間光結合型の入出力光学系および光スイッチ |
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| JP2006284740A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fujitsu Ltd | 波長選択スイッチ |
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|---|---|
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| US6429976B1 (en) | 2002-08-06 |
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