JP2002519710A

JP2002519710A - ミラーベースの光ファイバースイッチおよび制御システム

Info

Publication number: JP2002519710A
Application number: JP2000556266A
Authority: JP
Inventors: ハーツェルラオール，
Original assignee: アスタートファイバーネットワークスインコーポレーテッド
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2002-07-02
Also published as: WO1999067666A1; BR9910904A; EP1110114A1; NZ508624A; CA2334279A1; CN1306630A; MXPA00012022A; AU6381599A; EP1110114A4

Abstract

(57)【要約】ファイバーアセンブリ（８６）、信号セパレータ（８８）、センサーユニット（９０）、レンズアセンブリ（９２）、定置式ミラー（９４）、ターゲティングＲＥＤ（９６）、アライメントＲＥＤ（１００）を取り付けた可動式ミラーアセンブリ（９８）、ウィンドウ（１０２）、およびプロセッサ（１０４）を含む、光スイッチの中に使用する光ファイバー制御システム。セパレータ（８８）は、通信信号から制御信号を分離し、制御信号がセンサーユニット（９０）に、そして通信信号がファイバー（１０６）によって受信されるようにする。センサーユニット（９０）によって受信された制御信号は、ターゲットファイバーを接続するためのターゲットの識別およびアライメント情報を提供する。アセンブリ（９８）は、ターゲティングとアライメントの両方の調整を作動させるために使用される。可動式ミラーアセンブリのミラー表面（１３２）は、プロセッサ（１０４）からのコマンドに呼応して移動し、ウィンドウ（１０２）を通して受信した通信信号と制御信号の光路の調整を、ファイバー（１０６）とセンサーユニット（９０）を基準として２つの次元で行うことを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野本発明は、一般に光ファイバースイッチに関する。特に、可動式ミラーを使用
する構成などのコンパクトな光ファイバースイッチ構成、および関連するターゲ
ティング(targeting)およびアライメント制御システムに関する。

【０００２】発明の背景光マトリクススイッチは、一般に、音声、映像、およびデータ信号を送信する
ための通信システムで使用される。一般に、光マトリクススイッチは、複数の入
力または出力ポート、あるいはその両方を含み、信号転送の目的では、入力ポー
ト／出力ポートの組合せを接続する能力と、好ましくは、Ｎ×Ｎ切換用途（スイ
ッチング・アプリケーション：switching applications）では、一度に複数の
接続を許可する能力を有する。各ポートで、光信号は、光ファイバーの端部を通
して送信および／または受信される。入出力ポートのファイバー端は、スイッチ
インターフェース(interface）に光学的に接続されている。たとえば、この点で
、入力および出力ファイバー端が、（その間の直線的なまたは折り曲げ（屈曲し
た）（フォールデッド：folded）光経路通信のための）スイッチ境界面の対向す
る側に物理的に設置しても構わず、ミラーと対向しているスイッチインターフェ
ースの物理的に同じ側の並行したマトリックスに設けても構わず、またミラーに
面する単一マトリックス配置の中に散在させても構わない。

【０００３】所与の入力ポートファイバーと所与の出力ポートファイバー端との間に接続を
確立するには、そのファイバー端間のスイッチインターフェースにまたがる光経
路の構成が必要である。この光経路を構成する１つの方法は、圧電ベンダーなど
により光ファイバーを移動するか、あるいはそれを曲げることである。接続対象
のファイバーにそれぞれ対応付けられているベンダー(bender)は、ファイバーか
らの信号が互いに相手方に向け（ターゲット：target）られ、スイッチインター
フェースを介して所望の光接続を形成するよう、それらのファイバーを曲げる。
曲げの量は、ベンダーに送られる電気信号に基づいて制御される。ベンダーを適
切に配置することによって二次元ターゲティング(targeting)制御を行うことが
できる。入力ファイバーと出力ファイバーとの間に光経路を構成するもう１つの
方法は、入力ファイバーと出力ファイバーとの間に置かれた可動式ミラーを使用
する方法である。この場合、ファイバー端は定置したままで、ミラーを切替えに
使用する。このミラーは、入力ポートファイバーを出力ポートファイバーに光接
続するためのターゲティングを可能にする。

【０００４】スイッチ動作の制御には、ターゲット(target)の識別とアライメントとが必要
である。ターゲットの識別とは、その後に光ファイバ間で通信信号で伝送を行う
ために、スイッチインターフェースを介して光相互接続される２本の当該光ファ
イバーを識別することである。この場合、光スイッチは、スイッチの第１側面に
はファイバーの第１配列を、スイッチの第２側面にはファイバーの第２配列を含
むと理解することができる。現実には、第１側面のファイバーと第２側面のファ
イバーは、ミラーに対向する単一シャーシ構体の中に散在させ（インターパース
：intersperse）てもよく、または第１および第２側面のファイバーを、ミラー
による光相互接続のために、スイッチ境界面の同じ空間面上に並列に配置しても
構わない。そのため、「第１側面」と「第２側面」は信号伝送経路に関するもの
であり、空間配置に関するものではないことが分かる。そのため、ターゲット識
別には、相互接続対象の第１側面の１本のファイバーと第２側面の１本のファイ
バーとの識別を含めてもよい。次に、光経路は、識別されたファイバーを光相互
接続するよう構成できる。アライメントにより、信号伝送を最適化するために、
識別されたファイバー間の光接続を微調整する。

【０００５】従来のターゲティングおよびアライメントシステムは、一般に、ファイバー識
別およびアライメント用の光または赤外線発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、レー
ザー、またはＶＣＳＥＬレーザーなど、発光装置（ＲＥＤ）を使用する。マトリ
ックス構体上のファイバーに隣接するなど、各マトリックスのファイバーの各々
に対して既知の空間的関係で、１個以上のＬＥＤが取り付けられるのが普通であ
る。これらのＲＥＤは、スイッチインターフェースを介して対向するマトリック
スに光を伝送する。さらに、各マトリックスの各ファイバーと共に受光器が設け
られる。たとえば、この受光器は、中央のファイバーが通信信号の伝送に使用さ
れる、デュアルコア型光ファイバーのクラッド層に組み込まれる。この受光器は
、対向マトリックスのＲＥＤから光を受信し、受信した光をターゲティング制御
用の検出器／フィードバックシステムに提供する。このように、ＲＥＤはまず、
接続対象のファイバーを示すのに使用できる。その後、１本のターゲットファイ
バーと関連するＲＥＤから他のターゲットファイバーと関連する受光器へ、ある
いはその逆方向へ伝送される信号を分析することによって最適化できる。

【０００６】こうした従来のターゲティングおよびアライメントシステムはターゲティング
およびアライメント精度は許容できるが、スイッチ設計に一定の制限を課してい
る。第一に、ファイバーマトリックスの中に組み込まれたＲＥＤと受光器が、ア
レイの設計に制限を与えたり、またはアレイの小型化を妨げている。さらに、こ
うした従来のシステムで使用される検出器は、一般に、大きな作用面積（アクテ
ィブ・エリア：active area）とそれに応じてＳＮ比が低い。送信と受信に使用
されるデュアルコア型ファイバーは、また、非常に高価であり、スイッチメーカ
ーがこれを確実にストックしておくのが困難である。したがって、デュアルコア
型ファイバーのニーズを減らすか無くすかしてしまう光ファイバースイッチを設
計すること、あるいは従来のターゲティングおよびアライメントシステムの限界
を解決する光ファイバースイッチを設計することが有利になる。

【０００７】発明の概要スイッチ設計で重要な点は、供せられる所与の数の入力ポートと出力ポートに
対するスイッチサイズを最小化すること、すなわちポートやビーム案内（direct
ing)ユニットのパッキング密度を高めることである。特に、可動式ミラーを利用
したビーム案内ユニットの場合には、ファイバーと可動式ミラーとの間、および
／または可動式ミラーとスイッチ境界面との間の光路を折り曲げる（屈曲させる
：folding）ことによって、より大きなパッキング密度が達成できることは認識
されている。さらに、制御信号源をファイバー配列（アレイ：array）の外側に
、そして、好ましくは、光路の必要サイズを小さくするために選択された折返し
（屈曲：folded）光路内の位置に位置決めすることにより、更なる小型化を図れ
る。

【０００８】本発明の１つの要旨によれば、可動式ミラーと折返し（屈曲）光路を連携させ
てコンパクトなスイッチ設計を可能にする、光マトリックススイッチシステム用
の装置が提供される。この光スイッチは、複数の第２光ファイバーのどれかに第
１光ファイバーを接続するのに有効である。この点では、第１および第２光ファ
イバーがそれぞれ、可動式ミラーを含むビーム案内ユニットを有する。この発明
装置は、ファイバーから発せられた信号をビームに（平行ビームまたは、フォー
カシング（集束：focusing）ビームなど）集めるために、ファイバー端に対応付
けられた１枚以上のレンズなどの集光光学系、ビームの光路を折り曲げるために
、可動式ミラーから離間しているスイッチインターフェース領域およびこの集光
光学系の間に配置された折り曲げ（屈曲）光学系を含む。この折り曲げ光学系は
、たとえば、２番目の可動式ミラーまたは定置式ミラーなどを含んでいても構わ
ず、好ましくは、可動式ミラーと集光光学系との間の光路に配置するのがよい。
そのようにすることにより、可動式ミラーと折り曲げ光学系とで、集光光学系と
スイッチインターフェースとの間にビーム案内ユニットを形成できることが理解
される。さらに小型化（compactness）するため、折り曲げ光学系と可動式ミラ
ーとを、好ましくは、協同すなわち連携させて、集光光学系からビーム案内ユニ
ットへの入射ビーム経路が、ビーム案内ユニットからスイッチインターフェース
への出射ビーム経路と実質的に平行になるようにする。

【０００９】本発明の他の要旨によれば、可動式ミラーを利用した光マトリックススイッチ
の中での制御信号源の位置を、スイッチのコンパクト性を改善するよう選択する
。このスイッチは、第１および第２光ファイバーを、これらファイバー間にある
スイッチインターフェースを横切って延在する光路を介して、接続する働きを有
していて、さらに、第１ファイバーに対して光信号を案内する又は指向させる（
ディレクティング：directing）ための可動式ミラーを含む。スイッチのコンパ
クト性については、ＬＥＤ、レーザーダイオード、ｖｅｒｔｉｃａｌｃａｖｉ
ｔｙｓｕｒｆａｃｅｅｍｉｔｔｉｎｇｌａｓｅｒｓ（「ＶＣＳＥＬ」）、
またはその他の発光デバイス（ＲＥＤ）などの制御信号源をスイッチファイバー
マトリックスの外側に配置することによって、ファイバーのパッキング密度を高
めることで、スイッチの全体寸法を、小型化できることが認識された。また、可
動式ミラーその他の光経路を屈曲させるために設けられたミラーに対する、光経
路内での、ＲＥＤの配置が、必要なミラーサイズに影響を及ぼし、またスイッチ
のコンパクト性にも影響を及ぼすことが判明している。

【００１０】本発明のこの要旨に従って構成された装置は、このため、第１光ファイバーと
第２光ファイバーの間に配置され、光路に対してこれらの光ファイバーから間隔
をおいた少なくとも１つのＲＥＤと、ＲＥＤから発せられ可動式ミラーで反射さ
れた制御信号を受光するために、光経路に対して既知の空間的関係によって配置
された検出器とを含む。この制御信号は、たとえば、ターゲット識別（複数のフ
ァイバーの中からターゲットとするファイバーを識別すること）またはターゲッ
トアライメント（信号損失を最小限にするための光路の微調整）、あるいはその
両方を目的として、第１光ファイバーと第２光ファイバーとの間で光経路を設定
するのに役立つ。ＲＥＤ及びそしてＲＥＤからの信号を受光するための検出器を
、好ましくは、スイッチインターフェースの対向する動作サイド（オペラティブ
・サイド：operative sides）に配置する。これは、スイッチインターフェース
の物理的な反対側であっても、またそうでなくてもよい。さらに具体的には、こ
の検出器が第２光ファイバーに関連している場合には、このＲＥＤを光経路に関
して、可動式ミラーの隣り、または可動式ミラーと第１光ファイバーとの間に配
置してもよい。たとえば、アライメントＲＥＤは、実質的に可動式ミラーの平面
（プレーン：plane）に配置し、また、別のターゲティングＲＥＤは、光経路を
屈曲させるための他のミラーの面またはその近くなどにおいて、可動式ミラーと
第１光ファイバーとの間に配置してもよい。

【００１１】本発明の更なる要旨によれば、フォーカシング（集束）光学系を、光伝送効率
改善のために、可動式ミラーを使用した光マトリックススイッチの中に使用する
。これに対応する装置は、第１ファイバー端及び第２ファイバー端間に光学的に
挿入された第１集束光学系と、第１集束光学系及び第２ファイバー端間に挿入さ
れた第２集束光学系とを含む。第１集束光学系は、第１ファイバー端の像を第２
集束光学系上につくる。同様に、第２集束光学系は、第２ファイバー端の像を第
１集束光学系上につくる。さらに、このスイッチに、好ましくは、各ファイバー
端に関連する可動式ミラーを含ませ、また第１および第２光学系を、好ましくは
、ファイバー端の間で信号を案内するのに使用される可動式ミラーの対向する両
側に光学的に配置させる。例えば平行信号ではなく、集束信号を使用することに
より、スイッチの光学的効率が高まる。

【００１２】本発明の１つの実施の形態例では、それぞれの光ファイバーが、ハウジングの
中で、そのファイバー専用のビーム案内ユニットからみて固定した位置に取り付
けられる。このハウジングは、ファイバー端、そのファイバー端と既知の空間的
関係になるよう配置された検出器、そのファイバー端に対してビームを案内する
ための可動式ミラー、この可動式ミラーとそのファイバー端を光学的に結合する
ためのレンズアセンブリ、そして光学的に可動式ミラーとファイバー端との間に
配置された定置式ミラーを支持している。可動式ミラーと定置式ミラーは、可動
式ミラーとスイッチインターフェースとの間で発せられた光信号が、ファイバー
端と定置式ミラーとの間で発せられた信号と実質的な整列（alignment）状態（
例えば、実質的に平行）となるように、ファイバー端に対して光経路を設定する
よう協同する。好ましくは、複数のアライメントＲＥＤが可動式ミラーの面(pla
ne)またはその近くに取り付けられ、少なくとも１つのターゲティングＲＥＤが
定置式ミラーの面（plane）またはその近くに取り付けられる。多数のユニット
を単一のハウジング中に構成できる。

【００１３】その結果ハウジングの中にできる屈曲光路によって、多数のユニットをコンパ
クトなマトリックス構体内に配置させることが可能となる。つまり、それぞれの
ビーム案内ユニットを備えた多数のファイバーが連続して行状に並べてかつ列状
に、段に積み上げて二次元配列を形成することができる。こうした配列は、スイ
ッチインターフェースを介して他の配列とインターフェース（interface）させ
ることができ、あるいはその配列内に散在する入力ファイバーと出力ファイバー
を含むことができる。後者のケースでは、入力ファイバーと出力ファイバーは、
その配列に対向するスイッチインターフェース内に配置されたミラーによって結
合することができる。さらに、各ファイバー用に個別のビーム案内ユニットを設
けることにより、さまざまな入力ポートと出力ポートとの間の複数の同時接続と
、慎重な光学的アライメントによるこうした接続に対する光損失の最小化が可能
となる。さらに、二次元ビーム案内用の単一の可動式ミラーと定置式ミラーとの
組合せによる光路の設定、並びに光経路に対する制御ＲＥＤの位置決めにより、
光構成部品の必要サイズと全体的なスイッチサイズが小さくなる。

【００１４】本発明は、さらに、例えば光ターゲティングまおよび／またはアライメントシ
ステムなどの、通信信号からの制御信号の分離を必要とする光ファイバー制御シ
ステム用の感知構成（センシング・コンフィギュレーション：sensing configur
ation）に関する。こうした分離によって、制御信号受信素子を、ターゲットフ
ァイバーから離して設けることができ、それによって、高価で問題も多いデュア
ルコア型光ファイバーを使わずに具現できる。さらに、この感知構成によって、
検出器の各選択肢を強化して応答とＳＮ比の改善を図ることができる。この構成
は、ファイバーインタフェースでのターゲティング光学系と一緒に定置式ファイ
バー端を使って具現化してもよく、またターゲティングＲＥＤと受光素子をファ
イバー配列領域の外側に配置し、それによって配列設計オプションを増やすこと
も可能にする。

【００１５】本発明の更なる要旨によれば、ターゲティングおよび／またはアライメントで
使用するための光ファイバー制御システムの一部として、オフパスセンサー(off
-path sensor)を提供する。この光ファイバー制御システムは、光ファイバース
イッチの一部として提供することができ、第１ファイバー端と第２ファイバー端
との間の光通信を強化するために、それらファイバーのインターフェースでの光
経路を設定するのに使用される。このインターフェースは、好ましくは、コンパ
クト性を得るために、つまり、所与のファイバー間光路長に必要なインターフェ
ースの寸法を低減するために、屈曲される。この点で、屈曲経路の実施例として
のファイバー端間の光経路は、レンズやミラーなどの光学系によって決められる
。制御システムは、制御信号を送信するために第１ファイバー端に対応付けられ
た制御信号源、その制御信号を受信（受光）するために第２ファイバー端に対応
付けられたオフパスセンサー、及び受信した制御信号を基に光路設定情報を取得
するためオフパスセンサーに対応付けられたプロセッサを含む。この信号ソース
は、好ましくは、発光ダイオードまたは赤外線発光ダイオードなどの１つ以上の
ＲＥＤを含む。オフパスセンサーは、集束ビームの光経路から外れて配置される
。好ましくは、このセンサーは、第２ファイバー端の面の外に配置される。対応
する信号源とセンサーを、第１および第２ファイバー端と関連して設けて、所望
の通りの両面制御(two-sided control)を可能とすることが出来る。さらに、制
御システムを、ターゲティングおよび制御用の、光ファイバースイッチなどの多
数のファイバーと関連させて具現化できる。それにより、このセンサーは、セン
サーおよび制御システムの全体的設計の各選択肢の強化を図るために、ファイバ
ー端から除去される。

【００１６】本発明の他の要旨によれば、光セパレータ（optical separator）を、通信信
号から制御信号を分離するために光ファイバー制御システムの一部として提供す
る。この制御システムは、第１ファイバー端と第２ファイバー端との間の光経路
に沿って制御信号を伝送するために第１ファイバー端に対応付けられた制御信号
源、伝送された制御信号を受信（受光）するために前記第２ファイバー端との既
知の空間的関係に従って配置されたセンサー、そして制御信号と通信信号を分離
して、制御信号がセンサーに、かつ、通信信号が第２ファイバーにそれぞれ伝送
されるようにするため、第１ファイバー端と第２ファイバー端との間の光経路上
に配置される光セパレータを含む。信号源は、１つ以上のＲＥＤを含んでいても
よく、制御フィードバックのための第１端の位置を示すために、光経路に対して
第１ファイバー端との既知の空間的関係になるよう配置される。この場合、この
信号源は、第１端の平面またはその近く、あるいは、例えば、屈曲光経路の実施
例では、ミラーまたはレンズの平面またはその近くで、ファイバー端の間の光路
に沿った他のいろいろな場所に配置してもよい。好ましくは、この光セパレータ
は、波長または他の光特性に基づいて、高度な特性（スペシフィシティー：spec
ificity）をもって、たとえば、通信信号と制御信号などを区別して、信号を分
離する。たとえば、このセパレータは、通信信号と制御信号を、各々の明確な特
性に基づいて、別の出口経路上に、選択的に案内し得る。ある実施例では、この
セパレータは、通信信号と制御信号のうちの１つの信号の大部分を横出口経路（
トランスバース・イグジット・パス：transverse exit path）に反射させ、他方
の信号の大部分を反射なしで伝送するよう、ペリクル鏡など波長依存の反射／伝
送特性を持つ部分反射表面を含む。この方法では、制御信号を受信するセンサー
は、設計上の選択肢の改善を図るために、第２ファイバー端から離れて配置する
ことができる。

【００１７】本発明のさらにもうひとつの要旨によれば、本発明の光ファイバー制御システ
ムは、光スイッチに組み込まれる。光スイッチは、複数の第１側ファイバー（フ
ァースト・サイド・ファイバー：first side fibers）と複数の第２側ファイバ
ー（セカンド・サイド・ファイバー：second side fibers）を含み、この場合、
第１側ファイバーが、光学的インターフェース領域を介して第２側ファイバーに
対して光学的にインターフェースされる。この点に関して、第１側ファイバー端
と第２側ファイバー端は、たとえば、インターフェース領域の反対側に配置して
もよいし、あるいはインターフェース領域の同じ側でかつ互いにオフセットした
状態で配置してもよいし、あるいはインターフェース領域と同じ側でかつ散在し
た関係で同じ領域に配置してもよい。同様に、第１側ファイバー端と第２側ファ
イバー端は、直接的または（例えばミラーを用いた）屈曲経路によって接続して
もよい。光ファイバー制御システムは、第１側ファイバーと第２側ファイバーの
それぞれに対応付けられた制御信号源とオフパス制御信号センサー、並びに感知
された制御信号に基づいて制御情報を計算するための処理システムを含む。好ま
しくは、これらのファイバーの各々の信号源は、ターゲットの識別とアライメン
ト用に操作できる。ターゲットアライメントは、好ましくは、例えば４個のＲＥ
Ｄから成る配列など、各ファイバーに対応する複数のＲＥＤからの制御信号を使
用するのがよい。このような配列は、二次元のアライメント情報を提供できる。
ターゲット識別情報を提供するために、１つ以上の専用ターゲティングＲＥＤを
各ファイバーに関連付けてもよいし、あるいはアライメントＲＥＤを、たとえば
アライメントＲＥＤを変調（modulating）してターゲティング情報を符号化（エ
ンコード：encode）することによって、ターゲティングおよびアライメント情報
を伝達するよう、作動できる。アライメントＲＥＤはまたターゲティング情報を
伝達する場合、ターゲティング情報とアライメント情報は、別の、重複する、あ
るいは同一の時間間隔で伝送しても構わない。

【００１８】本発明のさらにもうひとつの要旨によれば、ターゲティングとアライメントと
に個別の信号源（ソース：source）とセンサーとが使用されている。関連する光
ファイバー制御システムは、第１ファイバー端に対応付けられたアライメント信
号源（source）とターゲティング信号源（source）、第２ファイバー端に対応付
けられたアライメントセンサーとターゲティングセンサー、及びそれぞれのター
ゲティング信号とアライメント信号を基にターゲティングおよびアライメント情
報を計算するためのプロセッサを含む。アライメント信号源とターゲティング信
号源は、第１ファイバー端と第２ファイバー端との間の光経路に関して、第１フ
ァイバー端に対し既知であるが異なる空間的関係になるよう配置される。同様に
、アライメントセンサーとターゲティングセンサーは、この光経路に関して、第
２ファイバー端に対し既知であるが異なる空間的関係になるよう配置される。特
に、これらの信号源とセンサーは、アライメント信号源からのアライメント信号
がアライメントセンサーにより受信され、ターゲティング信号源からのターゲテ
ィング信号がターゲティングセンサーによって受信されるよう、光経路と関連光
学系とに関連して設定される。信号とセンサーをこのように分離することにより
、適正で費用効果の高いセンサーを、例えば、空間分解能、動作速度、およびＳ
Ｎ比など、特定のアライメントまたはターゲティング機能の要件に基づいて、選
択できる。

【００１９】本発明のさらにもうひとつの要旨によれば、第１光ファイバーと第２光ファイ
バーのアライメントは、センサー表面上の制御信号の入射位置に基づいて行われ
る。対応する光ファイバー制御システムは、制御信号を伝送するために第１光フ
ァイバーの端部に対応付けられた信号源（ソース：source）、その制御信号を受
信（受光）するために第２光ファイバーの端部に対応付けられたセンサー表面を
有するセンサー、そしてそのセンサー表面への制御信号の入射位置に関する入射
情報を決定し当該入射情報を基にアライメント情報を計算するためこのセンサー
に対応付けられたプロセッサを含む。検出器表面は、単一連続表面または区画化
された表面であっても構わない。連続表面の場合、表面コーナー（surface corn
ers）またはその他の位置で受信され入射信号に応答した差分出力に関連して入
射情報を決定しても構わない。区画化されたセンサー表面では、受信した信号に
応答した、１つ以上の区画からの出力を測定／比較することにより、入射情報を
決定できる。この制御システムは、それにより、改善されたＳＮ比を持つ小型化
されたセンサー素子をはじめとする、質が強化されたセンサーのオプション（en
hanced sensor options）により正確なアライメントを可能にする。

【００２０】本発明は、この結果、接続するファイバー端の面内で、デュアルコア型ファイ
バーまたは制御要素を使用せずに、光ファイバー制御を可能にする。このように
、本発明は、改善された応答とＳＮ比を得るための、質が強化された構成および
センサー設計のオプション（enhanced configuration and sensor design optio
ns）を提供する。

【００２１】本発明はまた、光スイッチ内でのターゲティング用に高速で信頼性の高いシス
テムも提供する。このシステムは、スイッチアレイ全体のパルスの制御された順
序付けにかかわらず、特定のファイバーに対応付けられた制御信号に基づいたタ
ーゲット識別ができる。このようにして、ターゲット識別は、長い一連のパルス
なしで達成できるので、ターゲティング応答時間を改善できる。さらに、スイッ
チの様々なファイバーに対応付けられた制御信号発生要素（control signaling
elements）は、共通のタイミングシステムを参照せずに動作できる。その結果、
全体的にスイッチの故障を減らすことができ、信頼性が高まる。

【００２２】本発明のさらにもう一つの要旨によれば、ファイバーの配列内のターゲットフ
ァイバーを識別して、そのターゲットファイバーが、例えばＮ×Ｎスイッチなど
の光スイッチの反対（又は対向）側からターゲティングできるようにするための
装置が提供される。この装置は、ファイバー配列の様々なファイバーに対応付け
られた複数の制御信号源システム、およびターゲット識別コードを送信させるよ
うに、１本のファイバーの一つの制御信号源システムを動作させるためのターゲ
ティングシステムを含む。この１つの信号源システムによって送信されるターゲ
ット識別コードは、ファイバーのＩＤ（アイデンティティー：identity）（例え
ば、ファイバーの配列位置など）、ファイバーの位置（定義された軸に対する位
置）など、ターゲットファイバーを識別するために十分な識別情報を含む。

【００２３】この信号源システムは、１つ以上のＲＥＤを含むことができる。これらのＲＥ
Ｄは、ＬＥＤ、赤外線発光ダイオード、レーザー、またはＶＣＳＥＬであっても
よい。これらのＲＥＤは、ターゲティングとアライメントの両方に使用すること
も、あるいはターゲティングとアライメントに別のＲＥＤを専用に使用すること
もできる。さらに、ターゲティング信号とアライメント信号は、別の時刻に送信
でき、あるいは同じ送信で、ターゲティング情報とアライメント情報の両方を伝
達することができる。たとえば、ターゲティング情報は、伝送をパルスにしてタ
ーゲット識別情報を符号化することによって、アライメント伝送の中に符号化で
きる。対応するターゲティング方法も、本発明により提供される。このようにし
て、ターゲット識別は、配列の横列と縦列とを調整してパルス化する必要がなく
、またそのような信号を調整するためのシステム共通のクロックを必要とせずに
達成できる。したがって、スイッチの構造と動作は簡素化され、スイッチング速
度が改善される。

【００２４】スイッチの動作速度をさらに改善するため、複数のアライメントＲＥＤを、時
間系列においてではなくなく、所与の時間間隔内で動作させることができる。こ
の点では、正確な二次元アライメントを可能にするため、多数のＲＥＤ（例えば
、２個、３個、４個、またはそれ以上）を、配列の中の各ファイバーに関連して
使用してもよい。従来は、信号を簡単に区別して目的の処理ができるよう、こう
したアライメントＲＥＤを、連続して作動させていた。本発明の１つの側面によ
れば、さまざまなアライメントＲＥＤからのおよび１つ以上の個別のターゲティ
ングＲＥＤ（それがある場合）からの信号を、たとえ各信号源からの信号が共通
の時間内に共通の検出器によって受信される場合でも区別できるように、（例え
ば１つの周波数で各ＲＥＤをパルス化するなどによって）周波数変調することが
できる。したがって、順次の信号送出（sequential signaling）がさらに低減さ
れるので、スイッチ速度がさらに高まる。

【００２５】本発明の更なる要旨によれば、ターゲット識別コードに応答してＮ×Ｎ光ファ
イバースイッチを制御するための装置を提供する。関連スイッチは、第１配列に
含まれる第１群の光ファイバーのいずれか（例えば、第１ターゲットファイバー
）を、第２配列に含まれる第２群の光ファイバーのいずれか（例えば、第２ター
ゲットファイバー）に接続するために動作する。これらの配列の光ファイバーは
、それぞれ、１）制御信号を送信するための少なくとも１つの光源を含む制御信
号送信システム、２）制御信号を検出するための制御信号検出システム、そして
３）第１配列のファイバーと第２配列のファイバーとの光接続を行うための光路
を構成するためのターゲティングシステムに対応付けられる。

【００２６】このスイッチを制御するための装置は、第１配列の第１ターゲットファイバー
に対応付けられたコード送信器（コード・トランスミッタ：code transmitter）
と、第２配列の第２ターゲットファイバーの制御信号検出システムに対応付けら
れたコード受信器（コード・レシーバ：code receiver）を含む。このコード送
信器は、第１ターゲットファイバーの制御システム放射システムを動作させて、
第１ターゲットファイバーに関する符号化情報を含む制御信号を送信する。この
コード受信器は、第１ターゲットファイバーに関する符号化情報を取得して、第
２ターゲットファイバーのターゲティングシステムがその情報を使用して、第１
ターゲットファイバーに照準を合わせられる（ターゲットする）ようにする。こ
のようにして、ターゲティングは、配列全体でＲＥＤのパルスを調整しなくとも
、Ｎ×Ｎ光ファイバースイッチの中で達成される。

【００２７】本発明とその更なる長所に関するさらに完全な理解を得るため、図面を参照し
て以下の詳細説明を行なう。

【００２８】詳細な説明本発明の光ファイバー制御システムは、対向する光ファイバーを光学的にリン
クさせたい様々な状況において有用である。以下の説明では、光ファイバー制御
システムを、一定のＮ×Ｎ光スイッチの実施例、つまりＮ本の第１ファイバーラ
インのいずれかをＮ本の第２ファイバーラインのいずれかに選択的に接続する通
信ネットワーク用のスイッチに関連して、説明する。ただし、本発明の各側面（
又は要旨）（アスペクト：aspects）はさらに広範な用途を有することを理解さ
れたい。

【００２９】本発明の制御システムは、好ましくは、光制御信号を用いてターゲティング／
アライメントの閉ループサーボ制御用のフィードバックを与える。この場合、こ
の制御システムは、光信号送信用のサブシステム、信号検出用のサブシステム、
検出された制御信号に応答して所望の光路操作を決定するためのサブシステム、
そして所望の光路操作を動作させるためのサブシステムを必要とする。本発明の
重要な部分は、ターゲットの識別およびアライメント情報とを伝達する１本のフ
ァイバーに対応付けられた制御ＲＥＤ、ビーム案内ユニットおよび検出形態（コ
ンフィギュレーション：configuration）を使用することに関する。ただし、本
発明のこれらの側面、およびそれらに付随する利点は、光スイッチ環境、および
ターゲティングおよびアライメント制御に使用される各サブシステムに関する完
全な理解を得たときに最もよく理解されるであろう。よって、次の説明には、１
）本発明の光スイッチ環境の一般説明、２）光信号送出を具現化した様々な例の
説明、３）光検出を具現化した様々な例の説明、および４）本発明に従って特定
の信号送出および検出の具現化を組み込んだ具体的な実施例の説明、を含む。

【００３０】光スイッチ図において、図１Ａ−１Ｃは、本発明の制御システムの具現化に関係するＮ×
Ｎ光スイッチの構成例を示した概略図である。例示した実施例は、いずれも、１
６×１６スイッチを示している。ただし、具体的な実施例はそれより少ないライ
ン接続、またはそれよりも実質的に多いライン接続（２５６×２５６など）を含
んでいても構わない。図１Ａは、スイッチ１０の対向型シャーシ構成を示す。こ
のスイッチ１０は、第１側のライン１２のいずれかと第２側のライン１４のいず
れかとの選択的接続を可能にする。こうした接続は、接続されたライン１２と１
４間のように、（例えば、音声、映像、データなどの）情報の双方向通信を可能
にする。それぞれのラインは、一般に、光またはその他の電磁放射のパルスとし
て情報を光学的に送信（又は伝送）するための光ファイバーを含む。このため、
スイッチ１０は通信ネットワークの一部であり得ることが理解されるだろう。

【００３１】スイッチ１０の追加機能は、図１Ａの概略図を参照することにより理解できる
。この点では、例示されたスイッチ１０は、伝送領域２０によって分離された第
１光シャーシ１６と第２光シャーシ１８を含む。それぞれのシャーシは、光信号
を伝送領域２０を介して送信し、ライン１２のいずれかとライン１４のいずれか
との間におけるように、「接続」を形成し、かつ光信号通信を可能にするよう、
ライン１２または１４に対応付けられたウィンドウ２２を含む。シャーシ１６と
１８は対向する関係で示されているが、以下に示すような他の物理的な配置や関
連する屈曲（フォールデッド：folded）光経路（レンズやミラーを使用するな
ど）を利用してもよいことが理解されるだろう。同様に、シャーシが対向する構
成であっても、伝送領域を横切る所与の光経路長に対してスイッチ１０の寸法を
小さくするように、屈曲光経路を利用しても構わない。

【００３２】図１Ｂは、スイッチ１０’の代替的な並設（サイドバイサイド：side-by-side
）型構成を示す。この場合においても、スイッチ１０’は、第１側のライン１２
’のいずれかと第２側のライン１４’のいずれかとの間の選択的接続を可能にす
る。このような接続は、ミラー１７を使用して、一般には仮想線で示される屈曲
光経路によって行われる。この点、スイッチ１０’の「第１側」と「第２側」が
、信号伝送経路を基準に定義されるのであり、必ずしも空間的に反対の側にある
とは限らないことが理解できる。たとえば、スイッチ１０’の深さＤを小さくす
るために、例示された屈曲型構成を使用し得る。

【００３３】図１Ｃは、スイッチ１０’’のさらに代替的な散在型構成を示す。このスイッ
チは、単一シャーシ１６’’とミラー１７’を含む。シャーシ１６’’の中に、
第１側のラインと第２側のラインが、マトリックス構成の列となって散在してい
る。たとえばこの図では、第１側のラインを陰影付きのウィンドウ１９に対応付
け、第２側のラインを陰影なしのウィンドウ２１に対応付けられる。こうした構
成は、スイッチ１０’’の深さＤと幅Ｗの両方を小さくするために使用すること
ができる。ここに提示し説明した構成は３つだけであるが、他の構成も可能であ
ることが理解されるだろう。

【００３４】本発明の制御システムは、スイッチ１０、１０’、および１０’’などのスイ
ッチを介した光経路の選択とターゲティング、並びに接続対象のラインのアライ
メントを可能にする。第１側のラインの中の選択されたラインと第２側のライン
の中の選択されたラインとの間で接続を行うためのプロセスは、それに関連する
光伝送／受信エレメント同士でのターゲティングおよびアライメントの実行を必
要とする。システムに対する典型的な要求は、スイッチを介した光損失を最小に
することである。そのため、正確なターゲティングとアライメントが、非常に重
要である。さらに、スイッチ操作の速度は重要な要素であるので、迅速なターゲ
ティングとアライメントは非常に好ましい。さらに、コンパクトな構造は重要な
要素である。以下に説明する本発明の制御システムは、これらの事柄を扱ったも
のである。

【００３５】光信号特に、本発明の制御システムは、第１側のラインと第２側のラインの各々に対
応付けられた、複数の放射線発光ダイオード（ＲＥＤ）などの複数の放射線発光
体を使用する。これらのＲＥＤは、赤外線を使用しても構わず、迅速に、１）タ
ーゲテッドライン（第１側と第２側）を識別し、２）ターゲティング／アライメ
ントのサーボ制御の閉ループフィードバックを提供するために、協調的に使用さ
れる。ここでは、ターゲティングとは、信号を送出して接続対象のラインを識別
することと、適切な制御エレメント（下記に説明する）を操作してそれらのライ
ン間に光経路を大まかに構成して接続を形成することである。アライメントとは
、信号伝送の最適化のためにその接続を微調整することである。以下の説明では
、ターゲティングとアライメントの信号に使用するいくつかの具現化例を述べて
いる。これらは、一般に、１）ターゲティングおよびアライメント信号の送出に
同一ＲＥＤを使用すること、２）ターゲティング専用ＲＥＤとアライメント専用
ＲＥＤとを使用すること、３）個別の、重複する、あるいは同一の時間間隔での
ターゲット信号とアライメント信号の送出を実行すること、そして４）パルスま
たはデジタル形式、あるいは信号変調（つまり周波数変調）で信号の送出を行う
ことを含んでいる。本発明に基づく他の具現化も可能であることが理解されるだ
ろう。

【００３６】図２は、一般に、図示したシャーシの１つ（シャーシ１６など（図１Ａ））か
らの正面図又は端面図を表す。つまり、図２のヴァンテージポイント（vantage
point）は、一般に、シャーシ間の光経路に合わせられる。シャーシ１６の中の
各ファイバーラインはファイバー端２４に対応付けられ、また一般的に、その関
連ラインに入射／出射する光を集束させるレンズに対応付けられる。この目的の
ために、例示したファイバー端２４の横列と縦列は、ライン１２の横列と縦列に
空間的に対応していると考えてもよい。図２の実施例では、各ファイバー端２４
は、４個のＲＥＤ２６によって取り囲まれている。ファイバー端２４の寸法は、
スイッチ毎に、あるいはスイッチの個々のファイバー間におけると同様に、異な
っていても構わない。図２では、ファイバー端２４は、信号をファイバー端２４
に集束し及び、ファイバー端２４から発せられた信号を集束するためのレンズを
通して見る場合と同様に大きく拡大されている。光経路に関して、ＲＥＤが対応
するファイバー端２４と既知の空間的関係にある限り、ファイバー端２４とＲＥ
Ｄは、その共通の光路に沿った各位置（図２のヴァンテージポイントに関連した
深さなど）に配置しても構わないことが理解されるだろう。以下の説明から理解
されるように、ライン１２と１４も、それぞれ、これらのＲＥＤから光を受光す
るための光センサーを含んでいる。例えば、各ＲＥＤからの信号が入射するセン
サー上の位置など、ターゲティングライン１２または１４において、ターゲテッ
ドライン（targeted line）１４または１２のＲＥＤから受光した信号を比較す
ることによってフィードバック情報を導出して、ターゲテッド／ターゲティング
ライン１２および１４に対して光伝送経路をさらに良い状態に整列させることが
できる。この点に関して、ターゲテッド／ターゲティングライン１２および１４
を、協調させてかつ同時に調整を加えて伝送の最適化を図ることができる。

【００３７】図に示したファイバーライン当たり４個のＲＥＤの構成に対応する１つの具現
化の例では、本発明の制御システムは、ターゲット選択／識別とサーボターゲテ
ィング／アライメント制御の両方にＲＥＤのパルス制御を使用している。図３で
は、ターゲテッドラインに対応付けられた４個のＲＥＤの適正なパルシングシー
ケンス（pulsing sequence）を例示したものである。ここに示されたパルスプロ
ファイルは、デジタル信号を効果的に送出する時間期間にわたるＲＥＤのオン／
オフサイクルに対応している。ここに示す通り、この実施例では、４個のＲＥＤ
のすべてが最初に同時に（つまり、最初の期間中に）パルスを発して、ターゲッ
ト、つまりＲＥＤが対応付けられているファイバー端または集束レンズ、あるい
はその両方、を識別する。この場合、最初のパルスシーケンスは、ターゲット識
別コードを伝達できる。その後、４個のＲＥＤを、関連ファイバーの位置を識別
するサーボアライメント制御用に順次にパルスを発振させる。この符号化は、た
とえば、単純なバイナリコード、位相符号化方式（マチェスター：Manchester）
コード、またはターゲット識別情報を十分提供できるその他のコードであっても
構わない。このようにして、ターゲット識別およびアライメント制御は、４個の
ＲＥＤからの信号を使用して迅速に実行される。以前のターゲット識別方式は、
Ｎ×Ｎ配列の順位に調整されたパルスを伴う、長い一連の縦列／横列識別信号を
必要としていた点に注意されたい。

【００３８】図４は、ターゲット識別情報を伝達するためにサーボ制御パルスが変調される
、代替のパルスシーケンスを示している。つまり、この４個のＲＥＤを、アライ
メントを目的とした、順次の期間に動作される。特定のＲＥＤを動作させる期間
内に、このＬＥＤは、ターゲット識別コードを伝達するようパルスを発振する。
このようにして、ターゲティングとサーボ制御機能を結合して、動作をさらに高
速化している。

【００３９】図５は、ターゲット識別およびアライメント制御で使用される、代替のファイ
バー／ＲＥＤ構成を示す。図示された実施例では、４個のアライメント制御ＲＥ
Ｄ３２とは別に、ターゲット識別用として、各ファイバー端３０に対し５番目の
ＲＥＤ２８が設けられている。図示したファイバー端３０、サーボアライメント
制御ＲＥＤ３２、およびターゲット識別ＲＥＤ３２が、共通の光路に沿った各位
置（図５のヴァンテージポイントからの深さ、など）に配置できる。さらに、フ
ァイバー端３０の寸法は、スイッチ毎に、あるいはスイッチのファイバー間と同
様に、異なっていてもよい。アライメント制御ＲＥＤ３２とターゲット識別ＲＥ
Ｄを、関連する光経路に関して、対応するファイバー端３０と、既知であるが異
なる空間的関係が得られるよう配置して、ターゲット識別およびアライメント信
号を別々に検出できるようになっている。この実施例は、さらに、以下説明する
ように、代替のセンサー構成に対応付けられる。

【００４０】図６は、個別にターゲット識別を行うための５番目のＲＥＤ２８’を含む、さ
らにもう一つの代替ファイバー／ＲＥＤ構成を示す。図６の実施例では、（１フ
ァイバー当たり）４個のサーボアライメント制御ＲＥＤ３２’、およびターゲッ
ト識別ＲＥＤ２８’を、ファイバー端３０’に対応付けられた光路を基準として
ファイバー端３０’から空間的にオフセットさせている。このため、ファイバー
端３０’に関連したアライメントＲＥＤ３２’の特定の配置、またはターゲット
識別ＲＥＤの特定の配置は不要であることがわかる。ただし、これは、光経路を
基準としたＲＥＤ３２’とファイバー端３０’の空間的関係が既知であることが
前提である。

【００４１】図７は、図５〜６に例示したような、５個型−ＲＥＤ／ファイバー端構成を使
用した、ターゲット識別およびサーボアライメント制御のパルシングシーケンス
を示す。図７で＃１、＃２、＃３、および＃４で示したＲＥＤは、一般に、図５
または図６のサーボアライメントＲＥＤ３２または３２’に対応する。また、＃
５で示したＲＥＤは、一般に、ターゲット識別ＲＥＤ２８又は２８’に対応する
。ここに示される通り、パルスシーケンスは、ＲＥＤ＃５によるパルス化したタ
ーゲット識別コードによって開始される。その後、ＲＥＤ＃１〜＃４がアライメ
ント制御を行うために順次にパルス発振される。

【００４２】図８は、パルス化されたターゲット識別コードとサーボターゲティング制御パ
ルスとを同時または時間的に重複する関係で伝送するようにした、５個型−ＲＥ
Ｄ／ファイバー端構成用の代替のパルシングシーケンスを示す。順次のサーボア
ライメント制御パルスのセットは、以下説明するように、個別に検出可能である
ため、パルス化されたターゲット識別コードは、順次のサーボアライメント制御
パルスからすぐに識別できることが理解される。

【００４３】図９は、５個すべてのＲＥＤからのパルスが同時にもしくは時間的に重複する
関係となるよう発振される、５個型−ＲＥＤ／ファイバー端構成の代替の信号送
出（シグナリング）を具現化した例を示す。この例では、＃１〜＃５の各ＲＥＤ
のパルスを、異なる周波数で変調されるため、センサーによって識別できる。た
とえば、それぞれの信号を、適正な信号分析により、あるいは得られたコンポジ
ット信号をその構成周波数関連成分に分離するバンドパスフィルターなどを使用
して、分解（resolve）できる。前述の例に基づけば、ＲＥＤの数、ＲＥＤの配
置、ターゲット識別およびアライメントに共通のＲＥＤを使用するかまたは専用
ＲＥＤを使用するかという点、発信されたターゲット識別信号とアライメント信
号との時間的関係性、および情報を信号に符号化する方法に関して、多くの信号
の具現化方法があることが理解される。

【００４４】信号検出前述の説明から、制御信号（つまり、ターゲット識別およびアライメント信号
）と通信信号（ファイバーラインによって搬送される信号）は、一般的に、スイ
ッチインターフェース（switch interface）内の共通経路に沿って、あるいは互
いに既知の空間的関係性を有する経路に沿って伝送されることが理解されるだろ
う。確かに、制御信号経路と通信信号経路との関係性は、望ましい閉ループサー
ボ制御システムの欠くことのできない部分である。本発明の好適な制御システム
の重要な部分は、これらの制御信号と通信信号との分離に関する。特に、制御信
号と通信信号が、同一のミラー、レンズ、その他の光学的構成部分などを含む、
密接に関連する経路に沿って伝達し、その結果、光路の相違を原因とする制御エ
ラー源を排除することが望ましい。ただし、検出器の設計オプションと性能を高
めるために、検出用のこうした共通の光経路から制御信号を分離することも有用
であることは判明している。

【００４５】この分離は、オフパスセンサー（off-path sensor）を含む検出器によって具
現化できる。このようなユニット４０の実施例は、その概要を図１０に示した。
ユニット４０は、スイッチ境界面でファイバーライン４４に対する入射／出射光
またはそこから出る光を集束するためのレンズ４２を含む。例示した実施例では
、信号セパレータ４６は、レンズ４２とファイバーライン４４との間に配置して
、セパレータ４６を介してレンズ４２からライン４４へ至る、全体的に、矢印４
３で示した第１通信経路と、セパレータ４６を介してレンズ４２からセンサーア
センブリ４８へ至る、全体的に矢印４５で示した第２検出経路とに、入射信号を
、波長依存ベースで分離する。セパレータ４６が波長によって第１経路と第２経
路のいずれかを選択するよう、ターゲティング信号と通信信号に別の波長帯域を
使用できる。たとえば、通信信号を少なくとも１３１０ｎｍ（λ＞１３１０ｎｍ
）の波長を有する赤外線として伝送する場合、ＲＥＤを、近赤外線発光ダイオー
ド（λ＜１３１０ｎｍ）または（可視スペクトル線放射用の）発光ダイオードと
し得る。この場合、通信信号は、１３１０または１５５０ｎｍ、あるいはその両
方の波長を持つことができ、またＲＥＤは８８０または９５０ｎｍ、あるいはそ
の両方の波長を持つことができる。

【００４６】この場合、信号セパレータ４６を、たとえば、ビームスプリッターキューブ、
コーテッドフィルター、またはペリクルベースフィルターなどの様々なタイプの
ダイクロイックビームスプリッターとすることができる。図示のセパレータ４６
は、図１１に最もよく示されているように、２つのプリズム要素５０と５２から
形成されたビームスプリッターキューブである。少なくとも、要素５０と５２と
の間のインターフェースにある面（フェース：face）の少なくとも１つは、スプ
リッターが、図１２に全体的に示したようなフィルターリング／反射応答特性を
持つよう、コーティングすることができる。この実施例の制御信号波長が、約１
０００ｎｍ以下の波長領域となるよう、そして通信信号が約１２００ｎｍ以上の
波長領域となるよう選択できる。

【００４７】図１３〜１７は、センサーアセンブリ４８の光に敏感な表面（光感知面）に関
して取り得る構成のいくつかを示している。入射光信号に比例した電気信号を提
供するために、様々な近赤外感受材料から放射線感受表面またはセンサー表面を
形成することができる。この電気信号は、よく知られている通り、電極を使用す
ることにより、センサー表面から読み出すことができる。後述するように、セン
サー表面の区画は、それぞれ区画領域を別々に検出できるように、センサー表面
の各部分を電気的に絶縁することによって形成される。或いはまた、ＣＣＤを利
用した検出器またはその他の適正なセンサーシステムを使用してもよい。シリコ
ンを利用した検出器は一般に１１００ｎｍ以下で敏感であり１２００ｎｍ以上で
は敏感でなく、そのため通信信号からの迷走光がそれに実質的な影響を及ぼすこ
とがないことから、シリコンを利用した検出器を使用するのが好適である。

【００４８】図１３は、上記の４個型−ＲＥＤ／ファイバー構成の実施例との関連で使用す
る、単一の連続センサー表面５４を使用した構成である。実質的に等しい強度の
信号をこれらの各ＲＥＤから受信するように、関連したファイバーラインを、適
切に位置調整すると、４個のＲＥＤのイメージ５６は、センサー表面５４の縁に
当たる。たとえば、図２、１０、および１３を参照すると、ＲＥＤを図２で示さ
れた関連した光経路に関してファイバー端の周囲に配置する場合には、経路４５
に対するセンサー表面５４の位置が、経路４３に対するファイバー４４の位置に
ほぼ対応している。さらに、検出器表面５４は、経路４３と４５の長さが実質的
に同じになるように配置できる。このように、レンズ４２は、通信信号を実質的
にファイバー端の平面上に集束し、制御信号を実質的にセンサー表面の平面に集
束させる。

【００４９】検出器表面５４を読み出して、４個のＲＥＤからの受光信号を表わす出力信号
を生ずる。この場合、それぞれのＲＥＤからの信号を、たとえば、周波数変調の
相違によって区別し得る。そうすれば、この出力信号の相対的強度をプロセッサ
で分析して、符号化されたターゲット識別情報およびアライメント情報を取得で
きる。特に、この符号化情報によりターゲットファイバーの位置が判別され、光
接続を形成するための接続用光経路が大まかに構成される。これらのＲＥＤから
の信号は、次に、アライメントの目的で分析される。この場合、所与のＲＥＤか
らの信号が、（表面５４を基準に）その正反対の位置にあるＲＥＤに対して非常
に強い場合には、プロセッサは、対応軸に対してアライメント補正が必要であっ
たことを判断できるだろう。こうした補正は、たとえば、圧電ベンダーを使って
ファイバー端を曲げて信号伝送角度を変化させたり、スイッチインターフェース
の中でミラーを動かして信号伝送経路をリダイレクト（redirect）したりするこ
とによって、実行対象の特定の補正に関連付けることができる。必要な補正は、
信号伝送経路を基準としてみた各ＲＥＤの位置に関する知識、そして検出器表面
５４とその対応ファイバー端との空間的関係性に基づいて決定される。この４個
のＲＥＤ（２組が対向するように配置）は、ターゲティングとアライメントに便
利な二次元サーボ制御を可能にすることが理解できる。これらのＲＥＤは、たと
えば、可動式ミラーの２つのピボット軸に直接的な相関関係にある制御フィード
バックを提供するよう配置しても構わない。このミラーは、蝶番やジンバルで支
えることで２つの直交軸を旋回軸にして回転する、ミクロ加工したチップを載せ
た鏡面として構成してもよい。このような旋回動は、電磁界を変化させることで
制御される。したがって、反射表面の制御は、検出器からの出力信号の分析に基
づいて、適正な電気信号に応答して始動され、反射面での電磁界を変化させ、そ
れによって必要な経路補正を行なえる適切な位置に反射面を旋回させる。このよ
うなミクロ加工を施した可動式ミラーは、テキサスインスツルメント社などから
入手可能である。

【００５０】図１４では、応答およびＳＮ比を高めるために、４区画の象限センサー領域５
８が用いられている。特に、これらの区画は、各ＲＥＤからの信号を別々に検出
することで信号をより良好に区別することができ、また検出領域がより小さいの
で、ＳＮ比が改善される。図１５は、ＲＥＤ毎に２区画のセンサー領域を含み、
応答をさらに改善している。この場合には、実質的に、各制御信号の全断面が区
画センサー表面に入射して光効率が高まることが理解されるであろう。さらに、
このように、信号構成当たり２つの信号領域があることにより、差分感知、つま
り内側センサー領域が受信した信号部分と、対応する外側領域で受信した信号部
分とを比較してその信号の半径方向の入射位置を決定することが可能になる。例
示した構成は、よりセンサー表面をより小さくしてＳＮ比の改善を図った具現化
の例である。上記説明の通り、各センサー領域５８から読み出された出力信号は
、各ＲＥＤからの光信号の入射位置を示す。また、これらの入射位置は、関連す
る光経路のターゲティング／アライメント状態に関するフィードバックを提供す
る。ＲＥＤから受信した光信号の分析に基づいて、適切な経路補正を実行するこ
とができる。

【００５１】図１６は、上記の５個型−ＲＥＤ構成の実施例に対応する。検出器アセンブリ
４８は、４個のサーボアライメント制御ＲＥＤからの信号を検出するための象限
センサー表面６２と、そしてそれとは別に設けられた、ターゲット識別ＲＥＤか
らの信号を検出するためのセンサー表面６４とを含む。象限センサー表面６２は
、図１４〜１５に関連して上で概略を述べたアライメント情報を提供する。セン
サー表面６４は、図５などに示されるアライメントＲＥＤに対してオフセットさ
れた専用ターゲティングＲＥＤから信号を受け取る。ターゲティングセンサー表
面６４は、ターゲット検索を容易にするため、アライメントセンサー表面６２よ
りも少し大きめにすることができる。この場合、ターゲティングに関してはノイ
ズはそれほどの懸念事項ではなく、ただ大まかな光路構成だけが必要であること
が理解されるだろう。好ましくは、このセンサー表面は、隣接ファイバーに対応
付けられたターゲティングＲＥＤからの信号を検出したりせずに、所与のファイ
バーに対応付けられたターゲティングＲＥＤからのターゲティング信号を容易に
検索できるよう、寸法を定める。さらに、センサー表面６４は、センサー表面６
４上のＲＥＤ信号の入射位置を示すよう設計してもよい。たとえば、この入射位
置の指示は、異なる読み出し電極で検出された出力信号を比較することによって
取得してもよい。このように、アライメントセンサー表面６２からの出力を使用
してアライメントプロセスを容易にするため、アライメントに関する予備フィー
ドバックを取得してもよい。

【００５２】図１７では、識別センサーアセンブリ６６は、応答および経路アライメントの
改善を図るための多数のターゲティングセンサー領域６８を含む。つまり、これ
らのセンサー領域を別々に読み出すことによって、またターゲティングＲＥＤと
ターゲテッドファイバーの空間的関係性に関する知識に基づいて、アライメント
の初期的指示が与えられる。たとえば、ターゲティング信号が各センサー領域６
８によって等しい部分で受信された場合、これは、アライメントＲＥＤおよびセ
ンサーからのフィードバックがより正確な二次元アライメント情報を提供する上
で有益ではあるものの、接続対象のファイバーが接近してアライメントされてい
ることを示している場合もある。例示した、区画ターゲティングセンサー表面は
また、ターゲティングセンサーノイズの減少を可能にする。さらに、図１６およ
び１７に示されるようにターゲティングとアライメントに別のセンサーを使用し
たケースでは、アライメントセンサーとターゲティングセンサーに別のセンサー
設計および材料を用いて、コスト削減またはこれらのセンサーの機能要件の相違
の受容を図っても構わない。これらのセンサー設計オプションは、オフパスセン
サー構成および下記に説明する信号セパレータアセンブリを含む制御システム設
計により容易にできる。

【００５３】図２７Ａ〜２７Ｃは、更なる代替のセンサー構成を示す。チップをマウントし
たセンサーの潜在的な問題は、指定されたセンサー領域の外側にある検出器に入
射する光子（フォトン：photon）によって生ずるセンサー電流に関連している。
センサー表面は、チップ基板の選択領域の上にＰ＋＋材料などのダイオード材料
を堆積させることによって形成できる。ただし、関連する空乏領域は、一般に、
このダイオード材料の堆積によって規定されるセンサー表面から外側へ拡がる。
空乏領域に吸収された光子がセンサー内に電流を起こす場合もある。その結果、
センサーは、望ましいセンサー領域の外側の光子を感知してしまうので、エラー
要素が生成されて、システムを動作不能にしてしまう可能性もある。

【００５４】図２７Ａは、この潜在的な問題を解決するための１つのセンサー構成を示して
いる。例示されたセンサー２００は、チップ２０２上に組み立てられる。センサ
ー２００は、上述したような、４個の象限アライメントセンサー表面２０４と、
４個の象限ターゲティングセンサー表面２０６とを含む。例示の通り、アライメ
ントセンサー表面２０６は、ターゲティングセンサー表面のうちの２つの中で形
成される。アライメント信号を読み出すためのアライメントセンサー表面２０６
への接続は、パッド２１０の中で終端する導電リード線２０８によって確立され
る。電気接点２１２をパッド２１０に溶着できる。ターゲティング信号を読み出
すためのターゲティングセンサー表面２０６との接続は、読み出し電気接点２１
６用の接合表面を提供する金属化された領域２１４によって確立される。それぞ
れ左側と右側の上側象限ターゲティングセンサー領域２０６に対応付けられた金
属化された領域を相互接続して、このターゲティングセンサー領域２０６の各々
に対応付けられた２つの別の金属化された領域に単一の読み出し接点を実現され
るために、接点２１８が使用される。所望の電気的絶縁を得るために、各センサ
ー表面および導電要素の間に適切な絶縁材料が提供される。

【００５５】例示された構成は、一定の構造上／動作上の利点を有する。センサー表面の近
くの金属マスキングの必要性を減じることが望ましい。こうしたマスキングはセ
ンサー表面に短絡したり、また反射により光を表面に戻してノイズを大きくした
りする場合がある。例示した実施例では、アライメントセンサー表面２０４に隣
接した部分にこうしたマスキングは不要である。アライメント表面２０４とター
ゲティング表面２０６との間の狭隘な領域に入射する光子は、それに最も近いセ
ンサー表面２０４または２０６によって集められる。それゆえ、これらの表面２
０４と２０６の有効面積は、それらの間の狭隘な領域の中線まで拡大するので、
これらの表面は、それを基に寸法を定めることができる。広い金属化された領域
２１４を使用して、まだ、チップ２０２の大部分を覆うことができ、またアライ
メント表面２０４に隣接する大きな金属マスキングを要求することなく、簡単に
アクセス可能なボンディングパッドを提供できる。

【００５６】センサー表面の付近でマイグレーティング（migrating）するある泳動光子の
問題を解決するもうひとつの方法は、図２７Ｂに示す。この場合、ガードリング
２３２をアライメントセンサー表面２２２とターゲティングセンサー表面２２４
の周囲に形成している。各センサー表面２２２と２２４を、導電リード２２８に
よって金属ボンディングパッド２２６に接続している。絶縁のために、絶縁体２
３０をチップ２３４の拡散領域２３２とリード線２２８の間に配置する。また、
これと同様に、リード線２２８からガードリング２３２を絶縁分離するために、
必要に応じて、ＳｉＯ２などの絶縁材料をパターニングしてもよい。ガードリン
グ２３２は、センサー表面２２２と２２４の外側に入射する光子による電流を集
めるために使用される。センサー表面２２２と２２４それぞれの有効領域は、同
センサー表面と、隣接センサー表面またはガードリング間の領域の中途にまで延
びる。パッド２３５は、ガードリング２３２との電気的接続を形成する。

【００５７】図２７Ｃは、図２７Ａと２７Ｂの設計を組み合わせたものである。特に、ター
ゲティングセンサー領域２３８の上部象限は、アライメントセンサー領域２３６
を囲むよう構成される。さらに、ガードリング２４０は、センサー表面２３８の
周囲に形成される。金属化された領域２４２は、センサー表面２３６と２３８の
ボンディング表面を設けるために設けられる。パッド２４４は、ガードリングへ
の電気的接続を提供する。明瞭さを確保するため、電気絶縁体の各絶縁層は図か
ら省かれている。例示した構造は、従って、拡散ノイズの低い、便利で正確なア
ライメントおよびターゲティング検出を可能にする。

【００５８】スイッチ制御システム図１８は信号セパレータアセンブリを持ったオフパスセンサー構成を採用した
配置を用いるＮ×Ｎスイッチの部分を示す概略図である。図示されるスイッチで
は、各ユニット７０はファイバー７２、レンズ７４、上述のビームスプリッタキ
ューブのような信号セパレータ７６、センサーユニット７８、サーボアラインメ
ントＲＥＤ８０および個別ターゲット識別ＲＥＤ８２を備えている。図１８には
示されないが、ターゲティング及びアライメントに必要な計算と光経路の操作を
行うための構成部品を具えている。これら構成部品については後に述べる。図１
８はこの発明の制御システムの多くの良い特徴を図示している。第１に、各種の
制御素子が、スイッチインターフェース８４の左右どちらかの側にある各ユニッ
ト７０に関連して備え付けられている。そのため、例えば２本のファイバー７２
の間でのターゲティング及びアラインメントは各ファイバー７２に関連した制御
部品に係わった協同プロセスであることが理解されよう。さらに、それにより多
数の同時接続にも適応できる。それに加え、図１８に示されるようにＲＥＤ８０
と８２をファイバー７２から離して、例えばレンズ７４または他の光学素子面内
に設置できる。

【００５９】図１９は光スイッチの一本のファイバーに関連する構成部品を示す部分的な概
略図である。これらには、一般的に、ファイバーアセンブリ８６、信号セパレー
タ８８、センサーユニット９０、レンズアセンブリ９２、静止ミラー９４、ター
ゲティングＲＥＤ９６、アラインメントＲＥＤが取り付けられた可動ミラーアセ
ンブリ９８、ウィンドウ１０２およびプロセッサ１０４が具えられている。これ
ら構成部品について以下に順次述べる。

【００６０】ファイバーアセンブリ８６は、光通信信号を送るのに使用する通常の光ファイ
バー１０６、フェルール１０８、およびケブラ（Ｋｅｖｌａｒ）又は適当な材料
から作られる強化材１１２を含むファイバーケーブル１１０を備えている。強化
材１１２は、ケーブル１１０を強化してファイバー１０６を傷つけずにケーブル
１１０を撓むようにする。この強化材は、一般にファイバー１０６を包み接着剤
でケーブルスリーブ内に設けられている。その結果ケーブル１１０は典型的には
直径約２−３ｍｍとなる。フェルール１０８は、ガラス、セラミックまたは他の
材料から作られていて、信号セパレータ８８に隣接した裸のファイバーを保持す
る。この場合、ファイバー／フェルールはファイバー１０６とセパレータ８８の
接合面（インターフェイス）での反射を最小にするために、両者の屈折率に整合
した接着剤を用いて信号セパレータ８８に貼り付けるのが良い。１０６とフェル
ール１０８は一緒に研摩するのが望ましい。

【００６１】セパレータ８８は制御信号を通信信号から分離して制御信号はセンサーユニッ
ト９０で、通信信号はファイバー１０６で受信するようにする。この分離は、ビ
ームスプリッタ、蒸着フィルター（コーテッドフィルタ：coated filter）、ペ
リクルフィルターまたは波長のような信号の光学特性に基づいてそれぞれの信号
を区別したり分離するための機構を利用して達成される。図示のセパレータ８８
は、上述の波長依存応答特性を有する持つ２つのプリズムブロック１１４および
１１６から成るダイクロイックのビームセパレータである。このようにして、例
えば、１３１０ｎｍまたは１５５０ｎｍの波長の通信信号が、ファイバー１０６
に送られる。また、例えば８８０ｎｍまたは９５０ｎｍの波長の制御信号が、セ
ンサーユニット９０へと反射される。この応答特性は、少なくとも１つのブロッ
ク１１６または１１６の接合面で表面に適当なコーテイングを施し、通信信号を
透過させ及び制御信号を反射させるための光学的帯域通過フィルター特性を有効
的に与えることによって達成される。

【００６２】センサーユニット９０は、レンズアセンブリ９２からセンサーユニット９０ま
での光路長がレンズアセンブリ９２からファイバー１０６までの光路長とほぼ等
しくなるように配置するのが望ましい。こうすると、レンズアセンブリ９２は通
信信号をファイバー１０６に所望の通りに集束できると共に、制御信号をセンサ
ーユニット９０のセンサー表面に高い検出感度になるよう集束できる。しかしな
がら、センサーユニット９０をセパレータ８８に対してセンサー表面が下側のブ
ロック１１６の下面に密接するように接合することは一般には実用的ではない。
そこで、セパレータ８８の下側のブロック１１６は上側のブロック１１４よりも
やや小さくしておき、センサーユニット９０を適切に位置決めできるようにする
と良い。

【００６３】上述したことから、レンズアセンブリ９２、セパレータ８８、センサーユニッ
ト９０とファイバーアセンブリ８６の適切な位置決めとアラインメントも重要で
あることが分るであろう。これら構成部品は次のようにして組み立てられること
により、正しい位置決めと整列とを確実にすることができる。最初に、ファイバ
ー１０６とフェルール１０８とを屈折率が合っている接着剤を用いて、上側のブ
ロック１１４に張り付ける。そしてセンサー９０をファイバー１０６とブロック
１１４で作られる接合ユニットに対して大体の位置に設置する。次に、下部ブロ
ック１１６をセンサーユニット９０の上側の上部ブロック１１４に対して位置決
めする。次に、センサーユニット９０を３次元的に動かして、レンズアセンブリ
９２の位置に対応する位置から肉眼で観察しながら、センサー表面がファイバー
１０６の終端と重なるようにする。そして、それぞれの構成部品をこのアライン
メントを保つ位置に接着する。そしてレンズアセンブリ９２を信号がファイバー
１０６と検出器表面に集束されるように調節できる支持台を用いて位置決めする
。

【００６４】センサーユニット９０は、プリント基板（ボード）１２０に取り付けられたセ
ンサーチップ１１８を備えている。センサー表面はチップ１１８上に形成されて
いる。附随する回路はチップ１１８上またはボード１２０上の個別のチップ上に
配置しても良い。図２３と図２４は１つのセンサー表面の配置形態と関連回路と
を示す。例示したセンサー表面１２２はアラインメント／ターゲティングのため
の４個型のＲＥＤの実施態様に対応する。このセンサー表面は、４分円（象限）
に分割されて各４分円内の内側と外側センサー領域を有し、全体で８つのセンサ
ーエリアを持つ（図２３において１−８で図示）。図に示されているように各セ
ンサーエリア（１−８）には電気的接続のためボンディングパッド１２４と対応
付けられている。４分円間の区画エリアは内側のセンサー表面（１−４）への電
気配線に使われる。制御システムの位置取りは１個のＲＥＤからの信号が各４分
円で受信するような配置になっている。信号入射の半径方向位置に関する情報を
得るために、検出法は４分円（象限）による差分で良い。すなわちエリア１から
の出力はエリア５からの出力と比較され、エリア２からの出力はエリア６からの
出力と比較され、エリア３はエリア７と比べられ、エリア４はエリア８と比べら
れる。

【００６５】図２４は一対の４分円、この場合はエリア１とエリア５からの出力を処理する
ための単純な回路である。エリア１とエリア５からの出力は演算増幅器１２６の
入力（１と５で図示）として供給される。従って、増幅器１２６の出力（１−５
で図示）はエリア１とエリア５の信号間の差に比例する。この出力値は、関係す
る４分円における光信号の半径方向入射位置に比例する。同様に、他の３つの４
分円について信号入射の半径方向位置に関連した値が得られる。これらの値をプ
ロセッサ１０４に供給する。これはコンピュータで良く、これらの値を用いて可
動ミラーアセンブリ９８（図１９）に対し当な調整量を計算し、所望のアライン
メントを達成する。必要な調整は、信号の入射位置とシステム配置の知識に基づ
き、基本的な幾何学的原理によって計算できる。

【００６６】図１９を再び参照して説明する。レンズアセンブリ９２は入力信号を受け取り
（ウィンドウ１０２、ミラーアセンブリ９８、およびミラー９４経由）、ファイ
バー１０６に信号を集束する。レンズアセンブリ９２はまたファイバー１０６か
らの出射信号を受け、このような信号を集束されたビームとしてミラー９４とミ
ラーアセンブリ９８を経てウィンドウ１０２を通して伝送する。レンズアセンブ
リ９２は所望の光学特性を与えるためのダブレットとかトリプレットとかの適当
なレンズとし得る。この点に関しては、システムの光学的配置に起因して軸上の
性能だけが要求される。図示された実施態様の光学的配置は非常に大きなスイッ
チ、例えば１０００×１０００あるいはもっと大きいものの製作も可能にするこ
とが理解されよう。その理由は、この光学配置形態によれば、軸上の信号をスイ
ッチインターフェース内で大きな透過角（レンズの軸に対し）にもかかわらずレ
ンズ内に向けるからである。

【００６７】ミラー９４は主に光路を曲げるために備えられていて、この点ではどのような
適当なミラーでも使える。ＲＥＤ９６は当該ＲＥＤ９６をパルス動作制御するた
めに適切な電力信号を与える目的で回路基板（ボード）１２８に取り付けられて
いる。放射線検出器（radiation detector）１３０もまたボード１２８に取り付
けられていて、アセンブリ９８に取り付けられたＲＥＤ１００に向き合っている
。この検出器１３０は校正および維持の目的でＲＥＤから放射される放射線量を
測定する。

【００６８】図１９は、全体的に、透過（トランスミッテッド：transmitted）信号がレン
ズアセンブリ９２によって集められ、スイッチインターフェースを横切って伝達
させる（トランスミッション：transmission）ためのビームを形成する例を示す
。光損失を減らすため、伝達ビームは例えばコリメートビーム（主に平行光線か
らなる）と対比される集束（フォーカスド：focused）ビームであることが好ま
しい。このような集束すなわち焦点合わせ（フォーカシング：focusing）光学系
を図３０Ａ−３０Ｂに例示する。例示を容易にするために、屈曲又は折重ね（フ
ォールディング：folding）光学系や可動式ミラー（あるいは他のビーム案内素
子）は省かれている。図３０Ａに示すように、第１光ファイバー４０２の第１終
端４００からの信号は第１集束光学系４０４によって実質的に第２集束光学系４
０６の表面上に結像される。こうして第１集束ビーム４０５が定まる。第２集束
光学系４０６は第１集束ビーム４０５を受け、第２光ファイバー４１０の終端４
０８に亘って信号を配分する。同様に、図３０Ｂに示すように、第２ファイバー
終端４０８からの信号は第２集束光学系によって実質的に第１集束光学系４０４
の表面に結像し、これにより、第２集束ビーム４０７が定まる。第１集束光学系
は第２集束ビーム４０７を受け、第１光ファイバー４０２の終端４００に亘って
信号を分配する。このような集束は、確実に、光損失を最小にすると共に、光の
効率を高める。

【００６９】一般に、このような焦点合わせ（フォーカシング）は光学系４０４と４０６の
ファイバー端４０２と４０８に対する位置（距離ｕとｖで定義される）、ファイ
バー４０２と４１０の有効口径、光学系の有効口径（Ｄ）、ファイバーの開口数
（ＮＡ）、光学系の焦点距離（ｆ）の関数である。もっと特別には、光学的効率
は次の３つの方程式を満たすように配置することによって最適化できる。Ｄ＝２ｕｔａｎ（ｓｉｎ^-1（ＮＡ））＋ｄ１／ｆ＝１／ｖ＋１／ｕｄ／ｕ＝Ｄ／ｖＮＡはファイバーの出射角αの正弦として定義される。薄いレンズの近似と、Ｄ
＞＞ｄとが成立すると仮定する。これら方程式の目的に対しビームがガウス型の
場合、ｄ、ＤおよびＮＡの実効値は１／ｅ²を基礎にして定められる。

【００７０】図１９に戻る。可動式ミラーアセンブリ９８はハウジング１３４に取り付けら
れた関連する制御素子とＲＥＤ１００を持った可動式ミラー表面１３２を備えて
いる。アセンブリ９８はターゲティングおよびアラインメント調整を始動するの
に使われる。ミラー表面１３２はプロセッサ１０４からの命令で動いて、ファイ
バー１０６およびセンサーユニット９０に対し、ウィンドウ１０２を通して入射
した通信及び制御信号の光路を二次元的に調整する。この場合、適当な二次元調
整と、応答速度と、命令入力インターフェースとを有するミラーユニットを使用
できる。例示されたアセンブリはチップが取り付けられた、例えばテキサスイン
トゥルメント社製のマイクロ電子機械型（ＭＥＭ）ミラーを使用している。

【００７１】図２５はこのようなチップ搭載可動式ミラーアセンブリ９８を示す。図示の通
り、アセンブリ９８はチップ１５０に搭載されたミラー表面１３２とアラインメ
ントＲＥＤ１００とを備えている。ミラー表面１３２はジンバル（水平儀）機構
に支持され、２方向の自由度を与える。特に、軸上に整列された２個のフレキシ
ブル蝶番（ヒンジ：hinges）１５２はミラーが第１軸１５４の周りを旋回できる
ようにする。ヒンジ１５２と軸１５４は今度は固定枠（フレーム）１５６で決ま
る平面内に支持される。フレーム１５６を直線上に配列された２つのフレキシブ
ルヒンジ１５８を経てチップ１５０に相互接続して、ミラー表面を第２軸１６０
の周りに旋回できるようにする。このジンバル機構は部分的にシリコンで形成し
て、ターゲティングおよびアラインメントに対し２つの自由度を与えるようにし
てもよい。この場合、ミラー表面１３２／支持フレーム１５６は電磁場の変化に
応動するように設計して、既知のように、局所場の変動に基づいて旋回するよう
にする。このような場の変化は、適当な信号、例えば電流をミラー表面１３２と
フレーム１５６に隣接する、チップに搭載された電磁素子に供給することにより
、制御する。

【００７２】二次元的ビーム方向制御を行う１枚のミラーを設ける代わりに、例えば、それ
ぞれが１次元のビーム方向制御を与える２枚のミラーのような、２枚またはそれ
以上の枚数の可動式ミラーを使うこともできる。しかしながら、例示された１枚
の可動式ミラーの実施態様は、より小型のミラーで済むので、ある種の応用に対
しては好適である。すなわち、２つの可動式ミラーの場合には、他方の可動ミラ
ーの動きによって、少なくとも１方の可動式ミラーの表面の辺りをビームが動き
回るであろう。そのため信号損失を小さく留めるためには、大型のミラーが必要
になる。

【００７３】図１９を参照して説明する。ＲＥＤ１００を、全体的に１３６で示した光路に
関してファイバー１０６と知られた関係で、ハウジング１３４に取り付ける。一
般的には１３６の示される。例示された実施例ではＲＥＤ１００とＲＥＤ９６は
近赤外光放射ダイオードであり、例えば放射光の波長は８８０ｎｍまたは９５０
ｎｍである。好ましくは、特定のファイバーに関連したＲＥＤ９６と１００はス
イッチの他のファイバーのＲＥＤに対して独立に動作し、かつシステム共通のク
ロックに依存しないことである。ウィンドウ１０２は、好ましくは、通信および
制御信号に対し実質的に透明であるとする。このウインドウは、ユニットをクリ
ーンに保つため備えてある。この場合、シャーシハウジングの内部をきれいな乾
燥空気または乾燥した窒素で満たすのが良い。

【００７４】図２６は閉ループサーボターゲティングおよびアラインメント制御プロセスを
例示するフローチャートである。プロセスは、ネットワークコントローラから、
第１側のファイバーラインを第２側のファイバーラインに接続するよう指示する
命令を受け取る（１６２）。このような命令は連続的に送られるアラインメント
制御信号に比べ比較的まばらにしか受信しないようにしている。スイッチング命
令に基づき新しいターゲットが示されると（１６３）、可動式ミラーが作動して
、新しいターゲットへの開ループジャンプ（オープンループジャンプ：open-loo
p jump）を実行する。次に、整列されるべきファイバーのアラインメントとター
ゲティングのＲＥＤはターゲティングとアラインメントの信号の送出（１６４）
を行うように上述のような動作を続ける。各対応する主題ファイバーにより送出
される信号は他の対応するファイバーのセンサーにより受信される（１６６）。
センサーからの出力信号に基づき、ターゲティングコードと信号の入射位置に関
する情報をプロセッサが決定する（１６８）。これら出力信号は、例えば、ファ
イバー間で通信信号を伝達するのに正しい当該ファイバーを接続しかつ、適切に
整列することを指示してもよい。あるいはこれら出力信号は、ターゲテッドファ
イバー端から光路を右か左に、または上か下に調整することを指示しても良い。
上述したように、このような情報はＲＥＤ、センサーとファイバー端の間の既知
の空間的関係に基づき容易に得られる。

【００７５】この情報に基づき、所望の接続或いは適切なアラインメントを行うためには経
路補正が必要かどうかをプロセッサが決定する（１７０）。もし補正が無用なら
アラインメントプロセスが完了し、光路はそのままに保たれる（１７１）。もし
補正が必要ならば、プロセッサはシステム配置の知識に基づき、適切な補正処理
を行うために計算する（１７２）。このような補正処理は例えばピエゾ電気式ベ
ンダーを用いてファイバー端を曲げるかまたは可動式ミラーを動かすことも含ま
れる。補正操作は適切な信号を関連するアクチュエータに送って行う（１７４）
と共に、制御システムはさらなるスイッチング処理を指示するスイッチング命令
を監視する。このアラインメントプロセスは対象としているファイバーライン両
者に関連する構成部品によって実質的に実時間べースで実行されることが理解さ
れよう。精度の向上を図るため、このようなアラインメントをフィードバックル
ープ（１７８）で概略的に示されているように、繰り返しまたは連続して監視し
て、繰り返しアラインメントを最適化する。このフィードバックループは例えば
約一秒間に５００回繰り返され、スイッチの動作期間中連続して行われる。一旦
容認できる接続が出来上がると、通信信号を対象とするファイバーライン間に効
率良く伝達させることができる（１７６）。

【００７６】図２０−２２は特定のスイッチの実施態様である図１９に示した構成部品の具
体例を示す。参照し易いように、図１９からの対応する構成部品は図２０−２２
で同じ数字で示している。図２０及び２２に示されるように、特定のファイバー
１０６の制御ユニット１３８または一対の制御ユニットはトレイ１４０に取り付
けられる。これらトレイ１４０はシャーシ１４４の開口部１４２に挿入できる。
例示された実施例ではシャーシ１４４はミラー１４６を支持して第１側のファイ
バーと第２側のファイバーとを、介在型か並置型形態で配列する。このトレイと
シャーシの構造は、個々のトレイを修理または維持のため取り去ることができ、
ネットワーク操作に不必要な影響を与えないとの要求に適っている。

【００７７】図２９Ａ−２９Ｃは本発明によるシャーシの別の形態を例示する概略図である
。図２９Ａに示すように、スイッチ３１０は多くのトレイ３１４を受け入れるた
めのシャーシ３１２を備えている。各トレイ３１４は２本のファイバー３１６と
上述の各ファイバーのためのビーム案内ユニットを支持する。特に、各トレイは
入力ファイバー３１６Ａと出力ファイバー３１８Ｂを支え、さらには、チップに
取り付けられた可動式ミラーを制御する電子回路３２４と、ＲＥＤと、２本のフ
ァイバーに関連する検出器も支えている。電子回路３２４はリード線３１８Ａを
介して関連するコントローラ３２０Ａに接続されている。このコントローラはス
イッチング命令を提供するためコンピュータシステムを備えていて良い。例えば
コントローラ３２０Ａは電信通信ネットワークスイッチオペレータに接続可能で
ある。同様なコントローラ３２０Ｂ（図２９Ｂ）はリード線３１８Ｂを経由して
電子回路３２４に接続されている。コントローラ３２０Ａ／３２０Ｂのそれぞれ
は送信素子および受信素子の両者を制御する。２台のコントローラ３２０Ａ／３
２０Ｂを余分に備えてある。入力と出力ファイバー３１６Ａと３１６Ｂはミラー
３２２Ａを通して光学的に接続されている。ミラー３２２Ａの交換またはサービ
スを可能にするため第２のミラー３２２Ｂを、所望の如く、ミラー３２２Ａの前
面にスライドできるように設けてもよい。ミラー３２２Ａと３２２Ｂの正確な位
置決めはシャーシハウジングにミラー位置保持のためスロットを備えれば達成で
きる。この発明の自動制御システムはミラー交換をしたことにより必要とされる
どのような光学的調整も直ちに対応できることが理解されよう。

【００７８】図３１は固定ミラーの使用しないビーム案内ユニットのさらに別の配置を示す
。これにより設計を簡単にすると共に、おそらく光損失を低減できる。例示の実
施例では受信信号はミラーハウジング５０２にある可動ミラー５００によって途
中にミラーを介在させることなくフォーカシングレンズ５０４へと伝達される。
フォーカシングレンズ５０４は受信信号（波長依存に基づく）をダイクロイック
ビームスプリッタ５１２を通して、ファイバー５０６終端または検出器ハウジン
グ５１０に備えた検出器５０８の上にフォーカスさせる。

【００７９】図３２はビームスプリッタの必要性を無くしたビーム案内ユニットのさらに別
の配置を示す。特に、この配置は通信信号経路に制御信号検出器６００を挿入す
ることによってシリコンの波長透過率特性のため生ずる利点を用いている。シリ
コンは約１２００ｎｍ以上の波長に対し実質的に透明であるので、１３１０ｎｍ
または１５５０ｎｍ（例えば）の通信信号は検出器６００を透過してファイバー
６１０のコア６０８に達するが、例えば８８０または９５０ｎｍの波長の制御信
号は検出器６００により吸収され検出される。検出器６００は接着剤６０４を用
いてセラミック基板６０２に取り付けられる。電気的接続は接合ワイア６０６に
よりなされる。検出器６００は屈折率が整合している接着材６１２を用いファイ
バー６１０に接着できる。

【００８０】図３３は図３２と同様な実施例であって、同様な構成部品にはそれと対応する
参照番号を付して示す。しかしながら、この場合、検出器にエッチングを行って
ファイバー６１０を係止するためのリセプタクル６１４を形成し、これにより検
出器に対するファイバーの正確な相対的位置決めを容易にし、更にエッチングで
空洞６１６を形成している。空洞６１６は検出器６００の厚みを減らし、ほぼ円
錐状の入力ビームに関し、より良い空間分解能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ−１Ｃ】本発明の制御システムが具現化し得る具体例として挙げ
た光ファイバースイッチ接続の概略図である。

【図２】本発明に基づくＲＥＤとファイバー端との空間的関係を例示する
図である。

【図３】本発明に基づくターゲティングとアライメントに関するＲＥＤパ
ルシングシーケンスを例示したグラフである。

【図４】本発明に基づくターゲティングとアライメントに関する代替的Ｒ
ＥＤパルシングシーケンスを例示するグラフである。

【図５】本発明に基づくＲＥＤとファイバー端の代替配置を例示する図で
ある。

【図６】本発明に基づくＲＥＤとファイバー端の更なる代替配置を示す図
である。

【図７】本発明に基づくターゲティングとアライメントの５個型−ＲＥＤ
パルシングシーケンスを例示する図である。

【図８】本発明に基づくターゲティングとアライメントの５個型−ＲＥＤ
パルシングシーケンスを例示する図である。

【図９】本発明に基づく５個型−ＲＥＤターゲティングとアライメントに
使用する周波数変調の構成例を示す図である。

【図１０】本発明に基づくオフパスセンサー配置の側面図である。

【図１１】図１０のミラーブロックの斜視図である。

【図１２】図１１のミラーブロックの波長応答特性を示すグラフである。

【図１３】本発明に基づくセンサー設計を示す上面図である。

【図１４】本発明に基づく代替センサー設計を示す上面図である。

【図１５】本発明に基づく更なる代替センサー設計を示す上面図である。

【図１６】本発明に基づき、ターゲティングとアライメントに別の検出面
を有するセンサー設計を示す上面図である。

【図１７】本発明に基づき、ターゲティングとアライメントに別の検出面
を採用した代替センサー設計を示す上面図である。

【図１８】本発明に基づいて５個型−ＲＥＤファイバー配置を組み入れた
スイッチ部分を示した側面図である。

【図１９】本発明に基づいて単一のファイバーに対応付けられた制御構成
部品を示す側面図である。

【図２０】本発明に基づいてトレイ構造の中に組み込まれた単一のファイ
バーに対応付けられている制御構成部品を示す斜視図である。

【図２１】本発明に基づいたシャーシを示す斜視図である。

【図２２】本発明に基づいて２つのファイバー端を関連制御要素と共に収
容するためのトレイ構造を示す図である。

【図２３】図１９の制御構成部品に関連して使用することのできるセンサ
ー設計を示す上面図である。

【図２４】図２３のセンサー設計に関連して使用する回路の回路図である
。

【図２５】図１９の制御構成部品に関連して使用される可動式ミラーアセ
ンブリの上面図である。

【図２６】本発明に基づいて処理されるターゲティングとアライメントの
閉ループサーボ制御を示したフローチャートである。

【図２７Ａ−２７Ｃ】各センサー領域の外側にある検出器に当たる信号か
ら発生するセンサー電流という潜在的な問題を解決するためのさまざまなセンサ
ー構成を示す図である。

【図２８】本発明に基づいたスイッチの代替光構成を示す図である。

【図２９Ａ−２９Ｃ】本発明に基づいたシャーシの構成例を示す図である
。

【図３０Ａおよび３０Ｂ】本発明に基づいて採用されたファオーカシング
光学系の動作を示す図である。

【図３１−３３】本発明に基づいたビーム案内ユニットの代替構成を示す
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号０９／０９２，０９９ (32)優先日平成10年６月５日(1998．6．5) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ【要約の続き】として２つの次元で行うことを可能にする。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１光ファイバーと複数の第２光ファイバーとの間でスイッ
チインターフェースを横切って延びる光経路を介して前記第１光ファイバーと前
記複数の第２光ファイバーの何れかとを選択的に接続するために光マトリックス
スイッチに使用される装置であって、前記第１光ファイバーと前記第２光ファイ
バーの各々がそれぞれ個別のビーム（光線）案内ユニットと関連付けられており
、前記個別のビーム案内ユニットの各々は、前記光ファイバーのそれぞれの１つ
と前記スイッチインターフェースとの間に配設されていると共に、前記ファイバ
ーのそれぞれの１つと関連付けられて該１つの光ファイバーに関する光信号を案
内する可動式ミラーを具備している当該装置において、前記１つの光ファイバーから出射される光から集束ビームを形成する集光手段
と、前記集光手段と前記スイッチインターフェースとの間に前記可動式ミラーとは
別個に配設されて、前記１つのファイバーと前記スイッチインターフェースとの
間の光路を屈曲させる光路屈曲手段とを具備し、前記光路屈曲手段により、可動式ミラーベースのビーム案内ユニットを用いた
スイッチの小型化を図ることができる装置。
【請求項２】前記光路屈曲手段が前記集光手段と前記可動式ミラーとの間
に配設されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】スイッチングの制御に使用する制御信号を出射するための複
数の制御発光装置（制御ＲＥＤ）をさらに具備し、前記制御ＲＥＤと前記ファイ
バーとが前記光経路に関して前記集光手段の相対する側に配設されている、請求
項１に記載の装置。
【請求項４】前記制御ＲＥＤの少なくとも１つが前記集光手段に隣接して
配設されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】少なくとも１つの前記制御ＲＥＤが前記光路屈曲手段に隣接
して配設されている、請求項３に記載の装置。
【請求項６】前記少なくとも１つの前記制御ＲＥＤが、前記ファイバーを
識別するためのターゲッティングＲＥＤとなっている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】少なくとも１つの前記制御ＲＥＤが、前記可動式ミラーに隣
接して配設されている、請求項３に記載の装置。
【請求項８】前記少なくとも１つの前記制御ＲＥＤが、光学的アライメン
トに使用するアライメントＲＥＤとなっている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】前記光路屈曲手段が光信号の方向変換（レディレクティング
：redirecting）手段を具備し、該方向変換手段が前記可動式ミラーと協同して
前記光経路を構成する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】前記方向変換手段が第２可動式ミラーを具備し、前記可動
式ミラーの組合せによって前記光経路を構成する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】前記集光手段がレンズを具備し、該レンズは前記ファイバ
ーに関して、該ファイバーの一端が実質的に該レンズの焦点面に来るように位置
決めされている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】前記複数の制御ＲＥＤが少なくとも１つのターゲティング
ＲＥＤと少なくとも１つのアライメントＲＥＤを含み、該装置はさらに、前記少
なくとも１つのアライメントＲＥＤから送出されるアライメント信号を検出する
第１検出手段と、前記少なくとも１つのターゲティングＲＥＤから送出されるタ
ーゲティング手段を検出する第２検出手段を具備して成る、請求項３に記載の装
置。
【請求項１３】前記第１および第２検出手段と動作的に対応付けられてい
て、前記検出されたアライメント信号およびターゲティング信号に応答して前記
可動式ミラーを制御する制御手段をさらに具備して成る、請求項１２に記載の装
置。
【請求項１４】前記光路屈曲手段は、前記可動式ミラーと協同して、前記
可動式ミラーにより前記スイッチインターフェースを横切って反射される光が、
前記集光手段と前記屈曲手段との間で伝達される光に対して実質的に平行に案内
されるように、前記光経路を屈曲させることができる、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】前記集光手段は、前記１つのファイバーから出射される前
記光を受光して、フォーカスされたビームを提供するフォーカシング光学系を具
備する、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】第１光ファイバーと第２光ファイバーとの間のスイッチイ
ンターフェースを横切って延びる光路を介して前記第１光ファイバーと前記第２
光ファイバーを選択的に接続するために光マトリックススイッチに使用される装
置であって、該スイッチには、前記第１光ファイバーと関連付けられていて前記
第１光ファイバーに関連した光信号を案内する少なくとも１つの可動式ミラーが
含まれており、該装置は、前記第１光ファイバーと第２光ファイバーとの間に、光路に関して前記第１お
よび第２光ファイバーから離間して配設され、前記スイッチの動作に使用される
制御信号を供給する発光装置（ＲＥＤ）であって、前記制御信号が前記ＲＥＤか
ら前記可動式ミラーに至るまで前記光路と概ねアライメントされて伝達されるよ
うに構成された少なくとも１つの当該発光装置（ＲＥＤ）と、光経路に関して既知の空間的関係を以って配設され、前記ＲＥＤから出射され
、前記可動式ミラーによって反射される前記制御信号を受信（受光）する検出器
であって、受信信号が、前記スイッチインターフェースを横切って延びて前記第
１光ファイバーと第２光ファイバーを接続する前記光路の構成に有用である当該
検出器とを具備する装置。
【請求項１７】第１光ファイバーと第２光ファイバーとの間のスイッチイ
ンターフェースを横切って延びる光路を介して前記第１光ファイバーと前記第２
光ファイバーを選択的に接続するために光マトリックススイッチに使用される装
置であって、該スイッチには、前記第１ファイバーと関連付けられて前記第１光
ファイバーに関連した光信号を案内する少なくとも１つの可動式ミラーが含まれ
ており、該装置は、前記第１可動式ミラーに隣接して配設される複数の発光装置（ＲＥＤ）と、前記複数のＲＥＤから出射される、前記光マトリックススイッチの動作制御に
有用な制御信号を検出する検出手段とを具備し、前記複数のＲＥＤと前記検出手段を用いて、前記スイッチインターフェースを
横切って延びていて前記第１ファイバーと第２ファイバーを接続する前記光路を
構成している装置。
【請求項１８】前記複数のＲＥＤと前記検出手段との間の前記光路に配設
された定置式ミラーをさらに具備して成る、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】前記複数のＲＥＤと前記第２光ファイバーの１つとの間の
前記光路に配設された第２可動式ミラーをさらに具備して成る、請求項１７に記
載の装置。
【請求項２０】前記少なくとも１つの可動式ミラーは、第１可動式ミラー
と第２可動式ミラーを含み、前記光路が前記第１ファイバーと前記第１可動式ミ
ラーとの間の第１部分、前記第２ファイバーと前記第２可動式ミラーとの間の第
２部分、前記第１可動式ミラーと第２可動式ミラーとの間の第３部分を含み、前
記検出手段は前記光路の第３部分に関して前記第２ファイバーの１つに対して既
知の空間的関係を以って配設されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】第１光ファイバーと第２光ファイバーとの間でスイッチイ
ンターフェースを横切って延びる光経路を介して前記第１光ファイバーと複数の
前記第２ファイバーの何れかを選択的に接続するために光マットリックススイッ
チに使用される装置であって、前記第１および第２光ファイバーの各々のための
ハウジングを具備する当該装置において、前記ハウジングは、前記第１および第２光ファイバーの中の１つの端部と、前記ファイバー端部に対して既知の空間的関係を以って配設されている検出器
と、前記ファイバー端部に関してビーム（光線）を案内する可動式ミラーと、該可動式ミラーと前記ファイバー端部を光結合させるレンズアセンブリとを支
持している装置。
【請求項２２】第１光ファイバーと第２光ファイバーとを、該第１光ファ
イバーと第２光ファイバーとの間で光信号の通信ができるように選択的に、接続
するために光マトリックススイッチに使用される装置であって、該スイッチが、
前記第１光ファイバーと第２光ファイバーとの間に配設されて光信号を案内する
少なくとも１つの可動式ミラーを含む装置において、該装置が、前記第１光ファイバーの第１ファイバー端と前記第２光ファイバーの第２ファ
イバー端との間に光学的に挿入された第１フォーカシング光学系と、前記第１フォーカシング光学系と前記第２ファイバー端との間に光学的に挿入
された第２フォーカシング光学系とを具備し、前記第１フォーカシング光学系は前記第２フォーカシング光学系上に前記第１
ファイバー端の像を形成する働きを行い、第２フォーカシング光学系は前記第１フォーカシング光学系上に前記第２ファ
イバー端の像を形成する働きを行い、前記第１フォーカシング光学系と、第２フォーカシング光学系と、可動式ミラ
ーとが協同して、前記第１光ファイバーと第２光ファイバーとの間で前記光信号
の伝達を行い、前記第１および第２フォーカシング光学系によって信号損失を低
減することができる装置。
【請求項２３】前記第１および第２フォーカシング光学系が前記少なくと
も１つの可動式ミラーの光学的に対向する側にある、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】前記第１フォーカシング光学系は、第１受信信号を前記第
１光ファイバー端の領域にわたって分配する働きをさらに行い、前記第２フォー
カシング光学系は、第２受信信号を前記第２光ファイバー端の領域にわたって分
配する働きをさらに行う、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】第１光ファイバーの第１ファイバー端と第２光ファイバー
の第２ファイバー端とを、該第１光ファイバー端と第２光ファイバー端との間の
光経路に関して光接続して、前記第１光ファイバーと前記第２光ファイバーとの
間で光通信を行えるようにするファイバー光制御システムであって、該制御シス
テムは、前記光経路に関して前記第１ファイバー端に対して既知の空間的関係を以って
配設されていて、前記第１ファイバー端と前記第２ファイバー端との間の領域に
おいて前記光経路と概ねアライメントされている第１制御信号経路で制御信号を
送出する信号源手段と、前記光経路に関して前記第２ファイバー端に対して既知の空間的関係を以って
配設されていて、前記制御信号を受信し及び前記受信制御信号に関連する出力信
号を供給するセンサー手段と、前記センサー手段と関連付けられて、前記出力信号を受信して、前記出力信号
に基づき前記光路に関する修正を決める処理手段とを具備しており、前記修正を行うことにより、前記第１ファイバー端と第２ファイバー端との間
で通信信号を前記光経路に関して案内して光接続を確立することができるように
構成されているファイバー光制御システム。
【請求項２６】前記信号源手段は、光制御信号を供給する発光装置を具備
する、請求項２５に記載のファイバー光制御システム。
【請求項２７】前記信号源手段は、前記光経路に関して空間的に別個の場
所に配設された複数のトランスミッタ（transmitters）を具備する、請求項２５
に記載のファイバー光制御システム。
【請求項２８】前記信号源手段は、ターゲティング信号を供給するターゲ
ティング信号源とアライメント信号を供給するアライメント信号源との少なくと
も一方を具備し、前記ターゲティング信号を用いてターゲット識別を行い、前記
アライメント信号を用いてアライメントを行うように構成されている、請求項２
５に記載のファイバー光制御システム。
【請求項２９】前記信号源手段は、複数の光源と、前記複数の光源からの
信号を相互に区別できるように変調する変調手段とを具備する、請求項２５に記
載のファイバー光制御システム。
【請求項３０】前記センサー手段は、ターゲット識別情報を含むターゲッ
ト信号を受信するターゲティングセンサーを具備する、請求項２５に記載のファ
イバー光制御システム。
【請求項３１】前記センサー手段は、前記第１ファイバー端と第２ファイ
バー端とを前記光路に関してアライメントするために用いるアライメント信号を
受信するアライメントセンサーを具備する、請求項２５に記載のファイバー光制
御システム。
【請求項３２】前記センサー手段は、ターゲット識別信号を受信するター
ゲティングセンサーと、アライメント信号を受信する別個のアライメントセンサ
ーとを具備する、請求項２５に記載のファイバー光制御システム。
【請求項３３】前記センサー手段は信号セパレータを具備し、該信号セパ
レータは、前記制御信号を第１出射経路に伝送し、該第１出射経路から前記通信
信号を第２出射経路に伝送する、請求項２５に記載のファイバー光制御システム
。
【請求項３４】前記セパレータは、波長依存性に基づいて前記制御信号と
前記通信信号を前記第１出射経路と第２出射経路に選択的に伝送する伝送手段を
具備する、請求項３３に記載のファイバー光制御システム。
【請求項３５】前記セパレータは波長依存応答特性を有するミラーを具備
し、前記制御信号および通信信号の一方が実質的に前記ミラーを通過して伝送さ
れると共に、前記制御信号および通信信号の他方は前記ミラーによって反射され
る、請求項３３に記載のファイバー光制御システム。
【請求項３６】前記処理手段は、前記センサー手段への前記制御信号の入
射位置に関して入射情報を決定する手段を具備する、請求項２５に記載のファイ
バー光制御システム。
【請求項３７】第１光ファイバーの第１ファイバー端と第２光ファイバー
の第２ファイバー端とを、該第１光ファイバー端と第２光ファイバー端との間の
光経路に関して光接続して、前記第１光ファイバー端と前記第２光ファイバー端
との間で光通信できるようにするファイバー光制御システムであって、該制御シ
ステムは、前記光経路に関して前記第１ファイバー端に対して既知の空間的関係を以って
配設されていて、前記第１ファイバー端と前記第２ファイバー端との間の領域に
おいて前記光経路と概ねアライメントされている第１制御信号経路に制御光信号
を送出する第１手段と、前記光経路に関して前記第２ファイバー端に対して既知の空間的関係を以って
配設されていて、前記制御信号を受信して、該受信した制御信号に基づき前記第
１ファイバー端と第２ファイバー端とを光接続するために用いられる制御情報の
決定を行う第２手段であって、前記光経路から離間して配置された検出表面を含
む当該第２手段と、前記制御信号の少なくとも一部を前記第１制御信号経路から第２制御信号経路
に方向変換させる第３手段とを具備し、前記第２制御信号経路は前記光経路を横
切って配向されており、前記検出表面は前記第２制御信号経路上に配置されてい
るファイバー光制御システム。
【請求項３８】第１光ファイバーの第１ファイバー端と第２光ファイバー
の第２ファイバー端とを、該第１光ファイバー端と第２光ファイバー端との間の
光経路に関して光接続して、前記第１光ファイバー端と前記第２光ファイバー端
との間で光通信できるようにするファイバー光制御システムであって、該制御シ
ステムは、前記光経路に関して前記第１ファイバー端に対して既知の空間的関係を以って
配設されていて、前記第１ファイバー端と前記第２ファイバー端との間の領域に
おいて制御信号経路に制御光信号を送出する第１手段と、前記光経路に関して前記第２ファイバー端に対して既知の空間的関係を以って
配設されていて、前記制御信号を受信して、該受信した制御信号に基づき前記第
１ファイバー端および第２ファイバー端を制御するために用いられる制御情報を
決定する第２手段と、前記第１光ファイバーにより送信された通信信号と前記制御信号とを受信して
、第１出射経路の前記通信信号を前記第２ファイバー端へ、及び第２出射経路の
前記制御信号を前記第２手段へと選択的に送出する第３手段とを具備するファイ
バー光制御システム。
【請求項３９】第１光ファイバーの第１ファイバー端と第２光ファイバー
の第２ファイバー端とを、該第１光ファイバー端と第２光ファイバー端との間の
光経路に関して光接続して、前記第１光ファイバー端と前記第２光ファイバー端
との間で光通信できるようにするファイバー光制御システムであって、該制御シ
ステムは、前記光経路に関して前記第１ファイバー端に対して既知の空間的関係を以って
配設されていて、前記第１ファイバー端と前記第２ファイバー端との間の領域に
おいて制御信号経路で制御光信号を送出する第１手段と、前記光経路に関して前記第２ファイバー端に対して既知の空間的関係を以って
配設されていて、前記制御信号を受信する第２手段であって、検出器を含む第２
手段と、前記制御信号が前記検出器に入射する位置に関する入射情報を決定する第３手
段とを具備し、前記入射位置は前記第１および第２ファイバー端を前記光経路に関して接続す
るための調整を決定する際に有用であるファイバー光制御システム。
【請求項４０】ファイバー光スイッチを制御して複数の光ファイバーの中
からターゲット光ファイバーとの接続を確立するために使用される装置であって
、該装置は、前記複数の光ファイバーと関連付けられて、該複数の光ファイバー間のような
スイッチング制御に使用される制御信号を送出する複数の制御信号源システムと
、前記複数のファイバー中の対応するファイバーと関連付けられている前記信号
源システムの１つを動作させるターゲット識別コード（符号）信号を送出するタ
ーゲティング手段とを具備し、前記１つのファイバーと関連付けられている前記
１つの信号源システムによって送出される前記コード信号は、前記ターゲットフ
ァイバーを識別するのに十分な識別情報を含んでいる装置。
【請求項４１】前記制御信号源システムの各々が複数の発光装置を具備す
る、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】前記制御信号源システムの各々は、ターゲティング信号を
送出する少なくとも１つのターゲット信号源と、前記ターゲティング信号源とは
別個に設けられて、アライメント信号を送出する少なくとも１つのアライメント
信号源とを具備する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】前記制御信号源システムの各々は、ターゲティング情報と
アライメント情報の両方を送出できる信号源を少なくとも１つ具備する、請求項
４０に記載の装置。
【請求項４４】前記ターゲティング手段は、前記識別情報を提供するよう
に前記１つの信号源システムにパルスを与える手段を具備する、請求項４０に記
載の装置。
【請求項４５】前記少なくとも１つのアライメント信号源は複数の信号源
を含み、これら信号源は前記複数の信号源からの信号の処理を簡単にするように
周波数変調される、請求項４０に記載の装置。
【請求項４６】ファイバー光スイッチを制御するために使用される装置で
あって、該ファイバー光スイッチが、前記スイッチは第１配列に含まれる複数の
第１光ファイバーの第１ターゲットファイバーと、第２配列に含まれる複数の第
２光ファイバーの第２ターゲットファイバーとを接続する動作を行う装置におい
て、前記複数の第１光ファイバーおよび第２光ファイバーの各々は、少なくとも１つの発光源を含み、光接続の制御に使用される制御信号を出射す
る制御信号出射システムと、制御信号を検出する制御信号検出システムと、前記検出された制御信号に基づいて前記第１配列と第２配列との間に光路を構
成するターゲティングシステムとに関連付けられており、前記装置は、前記第１配列の前記第１ターゲットファイバーと関連付けられた第１制御信号出
射システムを動作させて前記第１ターゲットファイバーに関するコード化情報を
含む制御信号を送出するコード送出手段と、前記第２配列の前記第２ターゲットファイバーと関連付けられて、前記第１タ
ーゲットファイバーに関する前記コード化情報を獲得するコード受信手段とを具
備し、前記コード化情報を前記第２ターゲットファイバーの前記ターゲティングシス
テムが使用して前記第１ターゲットファイバーを目標設定することができるよう
に構成されている装置。
【請求項４７】前記コード送出手段は、前記制御信号出射システムを動作
させて、前記第１ターゲットファイバーに関する識別情報および位置情報のいず
れか一方を提供する、請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】ファイバー光スイッチの制御に使用して、複数の光ファイ
バー間でターゲット光ファイバーとの接続を確立するための方法であって、前記複数の光ファイバーと関連付けられて、前記複数の光ファイバー間等での
スイッチングの制御に使用される制御信号を伝達する複数の制御信号源システム
を提供する段階と、前記複数のファイバーの対応する１つと関連付けられている前記信号源システ
ムの１つを最初に動作する段階とを含み、前記１つのファイバーと関連付けられ
ている前記信号源システムによって送出されるコード信号が、前記ターゲットフ
ァイバーの識別に十分な識別情報を含む方法。