JP2003050363A - Optical-switching device - Google Patents

Optical-switching device

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JP2003050363A
JP2003050363A JP2001238492A JP2001238492A JP2003050363A JP 2003050363 A JP2003050363 A JP 2003050363A JP 2001238492 A JP2001238492 A JP 2001238492A JP 2001238492 A JP2001238492 A JP 2001238492A JP 2003050363 A JP2003050363 A JP 2003050363A
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JP
Japan
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optical
beam diameter
switching device
optical fiber
fiber
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JP2001238492A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Saito
哲郎 齋藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical-switch which is used as an optical switch for fiber optic communication, has high performance and is low-cost and miniaturized. SOLUTION: An optical waveguide 12 is installed on a substrate 13, guides a light beam between a connecting means and the light guiding part 11a of an optical switch part 11 installed on the substrate 13, and has a function to convert a beam diameter between a beam diameter at the side of the light guiding part 11a of the optical switch part 11 and a beam diameter at the side of the connecting means. The connecting means connects the optical switching device to an external optical fiber. The cross section of an end 12a at the side of connecting the external optical fiber of the optical waveguide 12 is enlarged in correspondence with the core diameter of the external optical fiber. The cross section of the optical waveguide 12 in an end 12b at the side connected to the optical switch part 11 is set to be smaller than the end 12a at the side of connecting the external optical fiber. The optical switch part 11, the optical waveguide 12 and the connecting means provided on the substrate 13 are almost disposed and constituted on the almost same plane.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、概して、光通信用
の光スイッチに係り、特に、プラスチック光ファイバ等
のような大口径光ファイバ用の光スイッチに好適な光ス
イッチング装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to an optical switch for optical communication, and more particularly to an optical switching device suitable for an optical switch for a large diameter optical fiber such as a plastic optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近におけるIT(information techno
logy〜情報技術)の進展に関連して、高速大容量の情報
伝送を可能とする光情報伝送が脚光をあびている。それ
に伴って、このような光ファイバを通じて行うデータ伝
送を補助する効率的な光スイッチ等の周辺機器のニーズ
が生じてきた。光スイッチは、光ファイバを複数の他の
光ファイバのうちの1つに選択的に結合させて、これら
結合した2本の光ファイバ間で相互に通信できるように
働く装置である。このように、光情報伝送においては、
「光−電気−光」の変換を行わずに、「光−光」のまま
で伝送路を切り替える光スイッチが重要視されており、
開発が進んでいる、光ファイバの結合は、様々な方法で
実現可能な光スイッチにより実行される。それらの方法
の1つには、入力光ファイバの前に配置した鏡を利用し
て光信号を入力光ファイバから2本の出力光ファイバの
うちの少なくとも一方へと反射させる方法が含まれる。
入力光ファイバおよび出力光ファイバは、単方向光ファ
イバおよび双方向光ファイバのいずれでも良い。
2. Description of the Related Art Recent IT (information technology)
Optical information transmission, which enables high-speed and large-capacity information transmission, is in the spotlight in connection with the progress of information technology. Along with this, there has been a need for peripheral devices such as efficient optical switches that assist data transmission performed through such optical fibers. An optical switch is a device that works by selectively coupling an optical fiber to one of a plurality of other optical fibers so that the two coupled optical fibers can communicate with each other. Thus, in optical information transmission,
An optical switch that switches the transmission line without changing "light-electricity-light" without changing "light-light" is regarded as important.
Optical fiber coupling, which is under development, is performed by optical switches that can be realized in various ways. One of those methods involves utilizing a mirror placed in front of the input optical fiber to reflect the optical signal from the input optical fiber to at least one of the two output optical fibers.
The input optical fiber and the output optical fiber may be unidirectional optical fibers or bidirectional optical fibers.

【0003】ミラーを利用した方法の最も単純な形態に
おいては、入力光ファイバが2本の出力光ファイバの一
方に対して光路を形成するように位置合わせされてい
る。この場合、位置合わせされた2本の光ファイバ間の
光路にミラーが位置しない場合には、それら位置合わせ
された2本の光ファイバ間は通信状態となるようになっ
ているが、それら2本の位置合わせされた光ファイバ間
にミラーが挿入配置された場合には、ミラーは光信号を
偏向し(例えば反射させる)、入力光ファイバから前記
2本の出力光ファイバのうちの他方の出力光ファイバへ
の光路を形成するようになっている。このように位置合
わせされた2本の光ファイバ間にミラーを挿入したりそ
こから離脱させたりする操作は、ミラーを所望の位置に
機械的に移動させる装置を用いて実現される。また、従
来の光伝送の主体は、石英系の光ファイバであり、コア
径が10μmのシングルモード(SM)ファイバ、およ
びコア径が50μmまたは62.5μmのマルチモード
(MM)ファイバが多用されていた。一方、近年では、
プラスチック光ファイバ(以下、「POF」と称する)
の開発もめざましく、最近では石英系光ファイバーに匹
敵する伝送速度を達成している。このPOFは、曲げに
強いという材質の特徴からコア径の太い光ファイバが一
般的である。このように、POFは、コア径が太くする
ことができるため、光学的な接続が容易であり、今後、
家庭やオフィス用を中心に広く使われていくことが期待
されている。すなわち、POFのコア径は、100μm
〜数百μmであり、ファイバ全体の径は1mmを越える
ものもある。
In the simplest form of the mirror-based method, the input optical fiber is aligned to form an optical path with respect to one of the two output optical fibers. In this case, when the mirror is not located in the optical path between the two aligned optical fibers, the two aligned optical fibers are in communication with each other. When the mirror is inserted and arranged between the aligned optical fibers, the mirror deflects (for example, reflects) an optical signal and outputs from the input optical fiber to the other output light of the two output optical fibers. It is intended to form an optical path to the fiber. The operation of inserting and removing the mirror between the two optical fibers thus aligned is realized by using a device for mechanically moving the mirror to a desired position. Further, the main body of conventional optical transmission is a silica-based optical fiber, and a single mode (SM) fiber having a core diameter of 10 μm and a multimode (MM) fiber having a core diameter of 50 μm or 62.5 μm are frequently used. It was On the other hand, in recent years,
Plastic optical fiber (hereinafter referred to as "POF")
The development of the optical fiber has been remarkable, and recently it has achieved a transmission speed comparable to that of silica-based optical fibers. This POF is generally an optical fiber having a large core diameter because of its characteristic of being resistant to bending. In this way, since POF can have a large core diameter, optical connection is easy, and in the future,
It is expected to be widely used mainly for homes and offices. That is, the POF core diameter is 100 μm.
.About.several hundred .mu.m, and the diameter of the entire fiber exceeds 1 mm in some cases.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コア径
が太いということは、上述した光スイッチなどについて
検討してみると、コア径に匹敵して各部品を大きくしな
ければならないという問題が生じてくる。従来の光スイ
ッチのいくつかの例について具体的に説明する。図4
は、特開平7−13091号(特許第2859515
号)公報に開示された光スイッチの構成を示す斜視図で
ある。図4において、光ファイバユニットであるファイ
バ配列部材103は、光スイッチ111のベース112
上に配設されている。このファイバ配列部材103は、
上面に第1ファイバ固定溝108と第2ファイバ固定溝
109を有する基板106と、多心光ファイバテープ1
01(二点差線で示す)を具備し、この多心光ファイバ
テープ101の複数のマスター側光ファイバである第1
光ファイバが第1ファイバ固定溝108に固定されてい
る。第2光ファイバ104は、搬送手段(後述する)に
より移動される可動ヘッド105に支持されていて、第
1光ファイバの配列方向(図示X方向)に移動できると
ともに、第1光ファイバの長手方向(図示Z方向)およ
びファイバ配列方向(X方向)と直交する方向(図示Y
方向)に移動できるようになっている。
However, the fact that the core diameter is large means that when considering the above-mentioned optical switch and the like, it is necessary to increase the size of each component to match the core diameter. come. Some examples of conventional optical switches will be specifically described. Figure 4
Are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-13091 (Patent No. 2859515).
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the optical switch disclosed in Japanese Patent No. In FIG. 4, the fiber array member 103, which is an optical fiber unit, is a base 112 of the optical switch 111.
It is located above. This fiber array member 103 is
The substrate 106 having the first fiber fixing groove 108 and the second fiber fixing groove 109 on the upper surface, and the multi-core optical fiber tape 1
01 (indicated by a chain double-dashed line), which is a plurality of master-side optical fibers of the multi-core optical fiber tape 101.
The optical fiber is fixed in the first fiber fixing groove 108. The second optical fiber 104 is supported by a movable head 105 that is moved by a conveying unit (described later), can move in the arrangement direction of the first optical fibers (the X direction in the drawing), and can also move in the longitudinal direction of the first optical fibers. (Z direction in the drawing) and a direction (Y direction in the drawing) orthogonal to the fiber array direction (X direction)
Direction).

【0005】図5は、図4に示されたファイバ配列部材
103の拡大断面図である。図5に示すように、光ファ
イバ104は、V溝の底部側壁に内接しており、この状
態で接着剤により保持されている。また、基板113の
上面には、シリコン製カバープレート117が接合さ
れ、ファイバ固定溝109に固定された光ファイバ10
4が保護されている。この例では、溝のピッチは0.2
5mm間隔となっているが、これは光ファイバの径によ
り制限されるので、狭くすることは困難である。例え
ば、外形0.5mmのPOFでは、0.9mmの溝のピ
ッチが、そして外形1mmのPOFでは、1.8mmの
溝のピッチが必要となる。このようにPOFの場合は、
ファイバ径が太いためにファイバの配列部材も大きくな
り、また光路を切り替えるために必要なファイバの移動
量も大きくなって、そのため装置全体が大きくなる。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of the fiber array member 103 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the optical fiber 104 is inscribed in the side wall of the bottom of the V groove, and is held by the adhesive in this state. Further, a silicon cover plate 117 is joined to the upper surface of the substrate 113 and fixed to the fiber fixing groove 109.
4 is protected. In this example, the groove pitch is 0.2
The intervals are 5 mm, but this is limited by the diameter of the optical fiber, so it is difficult to narrow it. For example, a POF having an outer diameter of 0.5 mm requires a groove pitch of 0.9 mm, and a POF having an outer diameter of 1 mm requires a groove pitch of 1.8 mm. In the case of POF like this,
Since the fiber diameter is large, the fiber array member also becomes large, and the amount of movement of the fiber necessary for switching the optical path also becomes large, which increases the size of the entire apparatus.

【0006】また、たとえば、マイクロマシン型の光ス
イッチではミラーを大きくしたり、ミラーの変位を大き
くしたりしなければならない。すなわち、図6は、特開
2000−258704号公報に開示された光スイッチ
の構成を示す平面図であり、図7は、図6におけるb−
b′線に沿う断面図である。図6、図7に示す可動電極
板212の上に乗っているマイクロミラー215が上下
に移動するように構成されている。また、図8は、特開
2000−352676号公報に開示された光スイッチ
の構成を示す平面図、図9は、図8におけるb−b′線
に沿う断面図である。図8,図9を参照して動作を説明
する。図9に示すように、マイクロミラー303が上に
上がっている時は、光ファイバ304からの射出光がマ
イクロミラー303で反射して光路が偏向される。マイ
クロミラー303が下に下がっている時は、光ファイバ
304からの入射光がマイクロミラー303には入射せ
ずに直進し入射側ファイバ305に入射する。このよう
な動作によって、光路を切り替えるスイッチ動作を行っ
ている。
Further, for example, in a micromachine type optical switch, it is necessary to make the mirror large and the displacement of the mirror large. That is, FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the optical switch disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-258704, and FIG.
It is sectional drawing which follows the b'line. The micro mirror 215 mounted on the movable electrode plate 212 shown in FIGS. 6 and 7 is configured to move up and down. 8 is a plan view showing the configuration of the optical switch disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-352676, and FIG. 9 is a sectional view taken along line bb 'in FIG. The operation will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9, when the micro mirror 303 is raised, the light emitted from the optical fiber 304 is reflected by the micro mirror 303 and the optical path is deflected. When the micro mirror 303 is lowered, the incident light from the optical fiber 304 does not enter the micro mirror 303 but goes straight and enters the incident side fiber 305. By such an operation, a switch operation for switching the optical path is performed.

【0007】この場合、マイクロミラー303の高さ
は、たかだか20μm程度である。そのため光ファイバ
304からの射出光をマイクロミラー303に入射させ
るためには十数μmに光ビームを絞らなければならな
い。したがって、このようなマイクロミラー型の光スイ
ッチでは、POFのような大口径ファイバを用いる場合
には、ファイバからの入射光のビーム径が大きいため、
反射させるためのマイクロミラーも大きくしなければな
らない。しかしながら、マイクロミラーを大きくした場
合には、マイクロミラーの重量が増え駆動に必要なエネ
ルギーを多く必要とし、しかもマイクロミラーが大きく
なるため移動距離を大きくとらなければならなくなる。
上述したように、POFの使用などに関連して、ファイ
バ径を大きくすることによって、可動装置の可動範囲を
大きくしなければならず、装置全体も大きくしなければ
ならないなどという問題が生じる。しかも、それによっ
て、製造に係るコストが高くなったり、製造工程が複雑
になって信頼性が下がったりするなどの問題も生じる。
In this case, the height of the micro mirror 303 is about 20 μm at most. Therefore, in order to allow the light emitted from the optical fiber 304 to enter the micro mirror 303, the light beam must be narrowed down to ten and several μm. Therefore, in such a micromirror type optical switch, when a large-diameter fiber such as POF is used, the beam diameter of the incident light from the fiber is large.
The micromirrors for reflecting must also be large. However, when the size of the micromirror is increased, the weight of the micromirror is increased and a large amount of energy is required for driving, and the size of the micromirror is increased, so that the moving distance must be increased.
As described above, in connection with the use of the POF and the like, increasing the fiber diameter causes a problem that the movable range of the movable device must be increased, and the entire device must be increased. In addition, this causes problems such as an increase in manufacturing cost and a complicated manufacturing process, resulting in lower reliability.

【0008】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、光ファイバ通信用光スイッチとして使用するこ
とが可能で、しかも高性能で且つ低コストを実現し得る
光スイッチング装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項1の目的は、特に、接続される外部光フ
ァイバのコア径より決まるビーム径よりも小さなビーム
径に対応する光スイッチ本体部を用いて光ファイバと光
スイッチ本体部の間の光のロスを小さく抑えて、光スイ
ッチ本体部としてコア径の小さなファイバ用のスイッチ
の利用を可能として、既存の光ファイバ用の技術資産を
大口径光ファイバに使用することができ、信頼性の向上
およびコストの低減を実現し得る光スイッチング装置を
提供することにある。本発明の請求項2の目的は、特
に、接続される外部光ファイバのコア径より決まるビー
ム径より小さなビーム径に対応する導波路光スイッチを
用いて導波路型の光スイッチを構成することを可能と
し、大口径光ファイバ用光スイッチの低コスト化を実現
し得る光スイッチング装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical switching device which can be used as an optical switch for optical fiber communication and which can realize high performance and low cost. It is an object.
It is an object of claim 1 of the present invention to use an optical switch main body corresponding to a beam diameter smaller than a beam diameter determined by a core diameter of an external optical fiber to be connected, between the optical fiber and the optical switch main body. By suppressing the loss of light to a small level, it is possible to use a switch for a fiber with a small core diameter as the main body of the optical switch, and the existing technical assets for optical fiber can be used for large-diameter optical fiber. An object of the present invention is to provide an optical switching device which can realize improvement and cost reduction. It is an object of claim 2 of the present invention to configure a waveguide type optical switch using a waveguide optical switch corresponding to a beam diameter smaller than a beam diameter determined by a core diameter of an external optical fiber to be connected. An object of the present invention is to provide an optical switching device that enables the cost reduction of the optical switch for large-diameter optical fibers.

【0009】本発明の請求項3の目的は、特に、接続さ
れる外部光ファイバのコア径より決まるビーム径より小
さなビーム径に対応する光スイッチ本体部を用いるとと
もに、前記外部光ファイバと光スイッチ本体部との間の
光のロスを小さく抑制可能とし、且つ前記外部光ファイ
バに対する接続部分と前記光スイッチ本体との間の位置
関係の自由度を高くとることができて、大口径光ファイ
バ用光スイッチの低コスト化とコンパクト化を可能とす
る光スイッチング装置を提供することにある。本発明の
請求項4の目的は、特に、接続される外部光ファイバの
コア径より決まるビーム径より小さなビーム径に対応す
る光スイッチ本体部を用い且つ前記光スイッチ本体部に
他の部材を直接的に接続することなく構成することを可
能として、大口径光ファイバ用光スイッチの低コスト化
および高信頼化を達成し得る光スイッチング装置を提供
することにある。本発明の請求項5の目的は、特に、在
来の石英光ファイバ用等の小型の光スイッチ用の部品ま
たはデバイスを用いて、コア径の大きなプラスチック光
ファイバのスイッチングを可能とし、光情報通信システ
ムの低コスト化を達成し得る光スイッチング装置を提供
することにある。
An object of claim 3 of the present invention is to use an optical switch main body corresponding to a beam diameter smaller than a beam diameter determined by a core diameter of an external optical fiber to be connected, and to use the external optical fiber and the optical switch. For a large-diameter optical fiber, the loss of light between the main body and the optical switch can be suppressed to a small degree, and the positional relationship between the connection portion to the external optical fiber and the optical switch main body can be increased. An object of the present invention is to provide an optical switching device that enables cost reduction and size reduction of an optical switch. An object of claim 4 of the present invention is to use an optical switch main body corresponding to a beam diameter smaller than a beam diameter determined by a core diameter of an external optical fiber to be connected, and to directly attach another member to the optical switch main body. It is an object of the present invention to provide an optical switching device that can be configured without being physically connected and can achieve cost reduction and high reliability of an optical switch for large-diameter optical fibers. In particular, the object of claim 5 of the present invention is to enable switching of a plastic optical fiber having a large core diameter by using a component or device for a small optical switch such as a conventional quartz optical fiber, thereby enabling optical information communication. An object of the present invention is to provide an optical switching device that can achieve cost reduction of the system.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載した本発
明に係る光スイッチング装置は、上述した目的を達成す
るために、1個以上の光路変換素子を有する光スイッチ
ング装置において、該光スイッチング装置は、少なくと
も、1個以上の光路変換素子からなり所定のビーム径の
導光部を有するスイッチ本体部と、前記光スイッチング
装置の外部にあり前記スイッチ本体部の導光部のビーム
径よりも大きなビーム径を有する外部光ファイバに対応
して前記導光部のビーム径よりも大きなビーム径を有
し、前記外部光ファイバに当該光スイッチング装置を接
続するための接続手段と、前記接続手段と前記スイッチ
本体部の前記導光部との間で光ビームを導くとともに、
前記スイッチ本体部の導光部側のビーム径と前記接続手
段側のビーム径とにそれぞれ対応させてビーム径を変換
するビーム径の変換機能を備えた導光手段とを具備する
ことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, an optical switching device according to the present invention is an optical switching device having one or more optical path changing elements. The device includes at least a switch main body including at least one optical path changing element and a light guide having a predetermined beam diameter, and a switch outside the optical switching device and having a beam diameter larger than that of the light guide of the switch main body. Connection means for connecting the optical switching device to the external optical fiber, the connection means having a beam diameter larger than the beam diameter of the light guide portion corresponding to the external optical fiber having a large beam diameter. While guiding the light beam between the light guide section of the switch body,
And a light guide unit having a beam diameter conversion function for converting the beam diameter in correspondence with the beam diameter on the light guide unit side of the switch body and the beam diameter on the connection unit side. There is.

【0011】また、請求項2に記載した本発明に係る光
スイッチング装置は、前記導光手段が、基板上に形成し
た光導波路デバイスから構成され、且つ前記接続手段、
前記導光手段および前記スイッチ本体部が、ほぼ同一平
面上に配置構成されていることを特徴としている。請求
項3に記載した本発明に係る光スイッチング装置は、前
記導光手段が、両端において異なるコア径を有し、ビー
ム径の変換機能を備える光ファイバを含んで構成されて
いることを特徴としている。請求項4に記載した本発明
に係る光スイッチング装置は、前記導光手段が、少なく
とも1つのレンズを用いるビーム径変換光学系を含んで
構成されていることを特徴としている。請求項5に記載
した本発明に係る光スイッチング装置は、前記外部光フ
ァイバとして、プラスチック光ファイバを用いるべく構
成したことを特徴としている。
Further, in the optical switching device according to the present invention as set forth in claim 2, the light guide means comprises an optical waveguide device formed on a substrate, and the connection means,
It is characterized in that the light guide means and the switch body are arranged and arranged on substantially the same plane. An optical switching device according to a third aspect of the present invention is characterized in that the light guide means includes optical fibers having different core diameters at both ends and having a beam diameter conversion function. There is. An optical switching device according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the light guide means includes a beam diameter conversion optical system that uses at least one lens. The optical switching device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that a plastic optical fiber is used as the external optical fiber.

【0012】[0012]

【作 用】すなわち、本発明の請求項1による光スイッ
チング装置は、1個以上の光路変換素子からなるスイッ
チ本体部を備えた光スイッチング装置において、前記光
スイッチング装置は、少なくとも、該光スイッチング装
置の外部にある外部光ファイバと光スイッチング装置と
を接続するための接続手段と、この光スイッチング装置
の接続手段と前記光スイッチング装置内の前記スイッチ
本体部の所定の導光部をつなぎ、それらの間で光ビーム
を導く導光手段とを備えており、前記導光手段における
前記接続手段側のビーム径は前記スイッチ本体部側のビ
ーム径より大きく、該導光手段は、ビーム径の変換機能
を備えている。このような構成により、光ファイバ通信
用光スイッチとして使用することが可能で、しかも高性
能で且つ低コストを実現し得て、特に、接続される外部
光ファイバのコア径より決まるビーム径よりも小さなビ
ーム径に対応する光スイッチ本体部を用いて光ファイバ
と光スイッチ本体部の間の光のロスを小さく抑えて、光
スイッチ本体部としてコア径の小さなファイバ用のスイ
ッチの利用を可能として、既存の光ファイバ用の技術資
産を大口径光ファイバに使用することができ、信頼性の
向上およびコストの低減を実現することができる。
That is, the optical switching device according to claim 1 of the present invention is an optical switching device provided with a switch main body composed of one or more optical path conversion elements, wherein the optical switching device is at least the optical switching device. Connecting means for connecting an external optical fiber and an optical switching device outside the device, connecting the connecting means of this optical switching device and a predetermined light guide part of the switch main body part in the optical switching device, and connecting them. A light guide means for guiding a light beam between the light guide means, the beam diameter of the light guide means on the connection means side is larger than the beam diameter on the switch body side, and the light guide means has a beam diameter conversion function. Is equipped with. With such a configuration, it can be used as an optical switch for optical fiber communication, and high performance and low cost can be realized. In particular, the beam diameter is determined by the core diameter of the external optical fiber to be connected. By using the optical switch body corresponding to a small beam diameter to suppress the loss of light between the optical fiber and the optical switch body, it is possible to use a switch for a fiber with a small core diameter as the optical switch body. The existing technical assets for optical fiber can be used for large-diameter optical fiber, and improvement in reliability and reduction in cost can be realized.

【0013】また、本発明の請求項2による光スイッチ
ング装置は、前記導光手段が、基板上に形成した光導波
路デバイスから構成されており、且つ前記接続手段、前
記導光手段および前記スイッチ本体部が、ほぼ同一平面
上に配置構成されている。このような構成により、特
に、接続される外部光ファイバのコア径より決まるビー
ム径より小さなビーム径に対応する導波路光スイッチを
用いて導波路型の光スイッチング装置を構成することが
でき、大口径光ファイバ用光スイッチの低コスト化を実
現することが可能となる。本発明の請求項3による光ス
イッチング装置は、前記導光手段が、光ファイバから構
成され、その光ファイバは、両端のコア径が異なり、ビ
ーム径の変換機能を有している。このような構成によ
り、特に、接続される外部光ファイバのコア径より決ま
るビーム径より小さなビーム径に対応する光スイッチ本
体部を用いるとともに、前記外部光ファイバと光スイッ
チ本体部との間の光のロスを小さく抑制することがで
き、且つ前記外部光ファイバに対する接続部分と前記光
スイッチ本体との間の位置関係の自由度を高くとること
ができて、大口径光ファイバ用光スイッチの低コスト化
とコンパクト化が可能となる。
According to a second aspect of the present invention, in the optical switching device, the light guide means is composed of an optical waveguide device formed on a substrate, and the connecting means, the light guide means and the switch body are provided. The parts are arranged substantially on the same plane. With such a configuration, in particular, a waveguide type optical switching device can be configured by using a waveguide optical switch corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the connected external optical fiber. It is possible to reduce the cost of the optical switch for optical fibers. In the optical switching device according to the third aspect of the present invention, the light guiding means is composed of an optical fiber, and the optical fibers have different core diameters at both ends and have a beam diameter converting function. With such a configuration, in particular, an optical switch main body corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the connected external optical fiber is used, and the light between the external optical fiber and the optical switch main body is used. Loss can be suppressed to a small degree, and the degree of freedom of the positional relationship between the connection portion to the external optical fiber and the optical switch body can be increased, and the cost of the optical switch for large-diameter optical fibers can be reduced. Can be made compact and compact.

【0014】本発明の請求項4による光スイッチング装
置は、前記導光手段が、少なくとも1つのレンズを用い
るビーム径変換光学系を含んで構成されている。このよ
うな構成により、特に、接続される外部光ファイバのコ
ア径より決まるビーム径より小さなビーム径に対応する
光スイッチ本体部を用い且つ前記光スイッチ本体部に他
の部材を直接的に接続することなく構成することが可能
となり、大口径光ファイバ用光スイッチの低コスト化お
よび高信頼化を達成することができる。本発明の請求項
5による光スイッチング装置は、前記外部光ファイバと
して、プラスチック光ファイバを用いて構成している。
このような構成により、特に、在来の石英光ファイバ用
等の小型の光スイッチ用の部品またはデバイスを用い
て、コア径の大きなプラスチック光ファイバのスイッチ
ングを可能とし、光情報通信システムの低コスト化を達
成することができる。
In the optical switching device according to the fourth aspect of the present invention, the light guiding means includes a beam diameter conversion optical system using at least one lens. With such a configuration, in particular, an optical switch main body corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the external optical fiber to be connected is used, and another member is directly connected to the optical switch main body. The optical switch for large-diameter optical fibers can be made low in cost and highly reliable. An optical switching device according to a fifth aspect of the present invention is configured by using a plastic optical fiber as the external optical fiber.
With such a configuration, it becomes possible to switch a plastic optical fiber having a large core diameter, particularly by using a component or device for a small optical switch such as a conventional quartz optical fiber, and to reduce the cost of an optical information communication system. Can be achieved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
基づき、図面を参照して本発明の光スイッチング装置を
詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に
係る光スイッチング装置の要部の構成を示している。図
1において、(a)は、光スイッチング装置の要部の構
成を示す透視的斜視図、(b)は、その導光手段である
光導波路の光スイッチ本体部接続側の断面図、そして
(c)は、その光導波路の外部光ファイバ接続側の断面
図である。図1に示す光スイッチング装置は、光スイッ
チ部11、光導波路12および基板13を具備してい
る。スイッチ本体部を構成する光スイッチ部11は、基
板13上に設置され、明確に図示してはいないが、1個
以上の光路変換素子を有し、所定のビーム径の導光部1
1aを有している。導光手段を構成する光導波路12
は、基板13上に設置され、接続手段(図示していな
い)と光スイッチ部11の導光部11aとの間で光ビー
ムを導くとともに、光スイッチ部11の導光部11a側
のビーム径と前記接続手段側のビーム径とにそれぞれ対
応させてビーム径を変換するビーム径の変換機能を有し
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The optical switching device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings based on the embodiments of the present invention. FIG. 1 shows a configuration of a main part of an optical switching device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, (a) is a perspective view showing a configuration of a main part of an optical switching device, (b) is a sectional view of an optical waveguide, which is a light guiding means, on the optical switch main body connection side, and ( FIG. 3C is a cross-sectional view of the optical waveguide on the external optical fiber connection side. The optical switching device shown in FIG. 1 includes an optical switch unit 11, an optical waveguide 12, and a substrate 13. The optical switch section 11 that constitutes the switch main body section is installed on the substrate 13 and has one or more optical path changing elements (not shown in the drawing), and the light guide section 1 has a predetermined beam diameter.
1a. Optical waveguide 12 that constitutes the light guide means
Is installed on the substrate 13, guides the light beam between the connecting means (not shown) and the light guide section 11a of the optical switch section 11, and has a beam diameter on the light guide section 11a side of the optical switch section 11. And a beam diameter conversion function for converting the beam diameter in correspondence with the beam diameter on the side of the connecting means.

【0016】前記接続手段は、この光スイッチング装置
の外部にあり光スイッチ部11の導光部11aのビーム
径よりも大きなビーム径を有するPOF大口径光ファイ
バ等の外部光ファイバ(図示していない)に対応して導
光部11aのビーム径よりも大きなビーム径を有し、前
記外部光ファイバに当該光スイッチング装置を接続す
る。光導波路12の外部光ファイバ接続側の端部12a
の断面は、例えば前記大口径光ファイバのコア径に対応
させて大きくしている。光スイッチ部11に接続する側
の端部12bにおける光導波路12の断面は、外部光フ
ァイバ接続側の端部12aに比して小さく設定してい
る。例えば、この実施の形態では、光導波路12の外部
光ファイバ接続側の端部12aの断面は、POFのコア
径に対応させて120μmとし、そして光導波路12の
光スイッチ部11に接続する側の端部12bの断面は、
石英系SMファイバのコア径に対応させた10μmとし
ている。なお、基板13上に設けられる光スイッチ部1
1および光導波路12、並びに前記接続手段は、ほぼ同
一平面上に配置構成される。
The connecting means is located outside the optical switching device and has an external optical fiber (not shown) such as a POF large diameter optical fiber having a beam diameter larger than the beam diameter of the light guide portion 11a of the optical switch portion 11. ), The beam diameter is larger than the beam diameter of the light guide portion 11a, and the optical switching device is connected to the external optical fiber. End 12a of the optical waveguide 12 on the external optical fiber connection side
The cross section of is enlarged, for example, corresponding to the core diameter of the large-diameter optical fiber. The cross section of the optical waveguide 12 at the end 12b on the side connected to the optical switch unit 11 is set smaller than the end 12a on the side connecting the external optical fiber. For example, in this embodiment, the cross section of the end portion 12a of the optical waveguide 12 on the external optical fiber connection side is 120 μm corresponding to the core diameter of the POF, and the end portion 12a of the optical waveguide 12 on the side connected to the optical switch portion 11 is formed. The cross section of the end 12b is
It is set to 10 μm, which corresponds to the core diameter of the quartz SM fiber. The optical switch unit 1 provided on the substrate 13
1 and the optical waveguide 12, and the connecting means are arranged and arranged on substantially the same plane.

【0017】このようにして、POF等の大口径ファイ
バ用の光スイッチとして、石英系SM(シングルモー
ド)ファイバ用の小型の光導波路型スイッチ回路を用い
て光スイッチ部11とした場合においても、ビーム径の
変換機能を有する光導波路12を介して、光を有効に光
スイッチ部11に導入し、また光スイッチ部11からの
光を有効に出力側のPOF等の大口径ファイバに導入す
ることができるようになる。したがって、小型で且つ高
性能の光スイッチング装置を構成することができる。ま
た、この実施の形態においてビーム径を変換するために
用いられる光導波路12は、例えば特開平8−2340
62号公報に開示された構成および手法を使用して作製
することができる(以上は、請求項1、請求項2および
請求項5に対応する)。
In this way, even when the optical switch section 11 is formed by using a small optical waveguide type switch circuit for silica SM (single mode) fiber as an optical switch for a large diameter fiber such as POF, Through the optical waveguide 12 having a beam diameter conversion function, the light is effectively introduced into the optical switch unit 11, and the light from the optical switch unit 11 is effectively introduced into the large-diameter fiber such as the POF on the output side. Will be able to. Therefore, a compact and high-performance optical switching device can be configured. Further, the optical waveguide 12 used for converting the beam diameter in this embodiment is, for example, JP-A-8-2340.
It can be manufactured using the configuration and method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62 (the above correspond to claim 1, claim 2 and claim 5).

【0018】図2は、本発明の第2の実施の形態に係る
光スイッチング装置の要部の構成を示す透視的斜視図で
ある。図2に示す光スイッチング装置は、光スイッチ部
21および内部光ファイバ22を具備している。スイッ
チ本体部を構成する光スイッチ部21は、明確に図示し
てはいないが、1個以上の光路変換素子を有し、所定の
ビーム径の導光部を有している。導光手段を構成する内
部光ファイバ22は、接続手段(図示していない)と光
スイッチ部21の導光部との間で光ビームを導くととも
に、光スイッチ部21の導光部側のビーム径と前記接続
手段側のビーム径とにそれぞれ対応させてビーム径を変
換するビーム径の変換機能を有している。前記接続手段
は、この光スイッチング装置の外部にあり光スイッチ部
21の導光部のビーム径よりも大きなビーム径を有する
POF大口径光ファイバ等の外部光ファイバ(図示して
いない)に対応して導光部のビーム径よりも大きなビー
ム径を有し、前記外部光ファイバに当該光スイッチング
装置を接続する手段であり、例えば前記外部光ファイバ
等の接続コネクタ部等である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a main part of an optical switching device according to a second embodiment of the present invention. The optical switching device shown in FIG. 2 includes an optical switch unit 21 and an internal optical fiber 22. Although not clearly shown, the optical switch section 21 constituting the switch main body section has one or more optical path changing elements and a light guide section having a predetermined beam diameter. The internal optical fiber 22 forming the light guide unit guides the light beam between the connection unit (not shown) and the light guide unit of the optical switch unit 21, and also the beam on the light guide unit side of the optical switch unit 21. It has a beam diameter conversion function for converting the beam diameter in correspondence with the diameter and the beam diameter on the side of the connecting means. The connecting means corresponds to an external optical fiber (not shown) such as a POF large-diameter optical fiber having a beam diameter larger than the beam diameter of the light guide section of the optical switch section 21 outside the optical switching device. Is a means for connecting the optical switching device to the external optical fiber, which has a beam diameter larger than the beam diameter of the light guide portion, and is, for example, a connection connector portion for the external optical fiber or the like.

【0019】すなわち、図2に示す光スイッチング装置
においては、前記外部光ファイバの接続手段である接続
コネクタ部と当該光スイッチング装置内部の光スイッチ
部21との間を内部光ファイバ22によって接続してい
る。内部光ファイバ22は、両端において異なるコア径
を有し、該内部光ファイバ22を通過する光のビーム径
を変換する。内部光ファイバ22の外部光ファイバ接続
側の端部22aのコア径は、外部光ファイバとなる大口
径光ファイバのコア径に対応させて120μmとしてい
る。内部光ファイバの光スイッチ部21に接続される側
の端部22bのコア径は、石英系SMファイバのコア径
に対応させて10μmとしている。また、光スイッチ部
21としては、先に述べた在来の石英系SMファイバ用
のスイッチ構成を用いている。このように、POF大口
径ファイバ用の光スイッチ部21に在来の石英系SMフ
ァイバ用の小型のスイッチ回路を用いた場合において
も、光を有効に光スイッチ部21に導入し、また光スイ
ッチ部21からの光を有効に出力側のPOF大口径ファ
イバに導入することができるようになる。したがって、
光の利用効率の高い光スイッチ装置を構成することがで
きる。
That is, in the optical switching device shown in FIG. 2, an internal optical fiber 22 is used to connect the connection connector part, which is a connecting means of the external optical fiber, and the optical switch part 21 inside the optical switching device. There is. The internal optical fiber 22 has different core diameters at both ends, and converts the beam diameter of light passing through the internal optical fiber 22. The core diameter of the end portion 22a of the internal optical fiber 22 on the external optical fiber connection side is set to 120 μm so as to correspond to the core diameter of the large-diameter optical fiber that is the external optical fiber. The core diameter of the end portion 22b of the internal optical fiber on the side connected to the optical switch portion 21 is set to 10 μm corresponding to the core diameter of the silica SM fiber. Further, as the optical switch unit 21, the conventional switch configuration for the silica type SM fiber is used. As described above, even when the conventional small switch circuit for the silica-based SM fiber is used in the optical switch unit 21 for the POF large-diameter fiber, the light can be effectively introduced into the optical switch unit 21 and the optical switch unit 21 can be used. The light from the portion 21 can be effectively introduced into the POF large-diameter fiber on the output side. Therefore,
An optical switch device with high light utilization efficiency can be constructed.

【0020】この実施の形態において内部光ファイバ2
2として用いるビーム径変換機能を有する光ファイバ
は、例えば特開昭54−61946号公報および特開平
4−98206号公報等に開示された構成および手法を
使用して作製することができる(以上は、請求項1、請
求項3および請求項5に対応する)。図3は、本発明の
第3の実施の形態に係る光スイッチング装置の要部の構
成を示す透視的斜視図である。図3に示す光スイッチン
グ装置は、光スイッチ部31および変換光学系32を具
備している。スイッチ本体部を構成する光スイッチ部3
1は、1個以上の光路変換素子として、図示のように上
下に移動操作可能に設けてなるマイクロミラー31aを
有しているマイクロミラー型光スイッチを構成する。導
光手段を構成する変換光学系32は、外部光ファイバ3
3の接続手段(図示していない)と光スイッチ部21と
の間に光路を形成して光ビームを導くとともに、光スイ
ッチ部31のマイクロミラー31aにおけるビームスポ
ット径と前記外部光ファイバ33のコア径とにそれぞれ
対応させてビーム径を変換するビーム径の変換機能を有
している。
In this embodiment, the internal optical fiber 2
The optical fiber having a beam diameter converting function used as No. 2 can be manufactured by using the configuration and method disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-61946 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-98206 (the above is the above. , Claim 1, claim 3 and claim 5). FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a main part of an optical switching device according to a third embodiment of the present invention. The optical switching device shown in FIG. 3 includes an optical switch unit 31 and a conversion optical system 32. Optical switch unit 3 that constitutes the switch body
Reference numeral 1 constitutes a micromirror type optical switch having, as one or more optical path changing elements, a micromirror 31a which is movable up and down as shown in the drawing. The conversion optical system 32 that constitutes the light guide means includes the external optical fiber 3
An optical path is formed between the connection means (not shown) of FIG. 3 and the optical switch section 21 to guide the light beam, and the beam spot diameter at the micro mirror 31a of the optical switch section 31 and the core of the external optical fiber 33 are formed. It has a beam diameter conversion function for converting the beam diameter in correspondence with the diameter and the diameter.

【0021】前記接続手段は、この光スイッチング装置
の外部にあり光スイッチ部31のマイクロミラー31a
におけるビームスポット径よりも大きなコア径を有する
POF大口径光ファイバ等の外部光ファイバ33に対応
して大きなビーム径を取り扱うことができ、前記外部光
ファイバ33に当該光スイッチング装置を接続する手段
であり、例えば前記外部光ファイバ33等の接続コネク
タ部等である。前記外部光ファイバ33の端部と当該光
スイッチング装置内部の光スイッチ部31のマイクロミ
ラー31aとの間を変換光学系32によって光学的に結
合している。変換光学系32は、少なくとも1つのレン
ズを用いてビーム径を変換する。この場合は、変換光学
系32は、凸レンズ等からなり、通過する光を集光して
ビーム径を変換する。すなわち、図3に示す光スイッチ
ング装置においては、光スイッチ部31は、従来技術と
して先に説明した特開2000−258704号公報お
よび特開2000−352676号公報等に開示された
可動型マイクロミラーと同様の可動型のマイクロミラー
31aを用いて構成している。
The connecting means is outside the optical switching device, and the micro mirror 31a of the optical switch section 31 is provided.
A large beam diameter can be handled in correspondence with an external optical fiber 33 such as a POF large-diameter optical fiber having a core diameter larger than the beam spot diameter in, and the optical switching device is connected to the external optical fiber 33. There is, for example, a connection connector portion of the external optical fiber 33 or the like. A conversion optical system 32 optically couples the end of the external optical fiber 33 and the micromirror 31a of the optical switch unit 31 inside the optical switching device. The conversion optical system 32 converts the beam diameter using at least one lens. In this case, the conversion optical system 32 is composed of a convex lens or the like and collects the passing light to convert the beam diameter. That is, in the optical switching device shown in FIG. 3, the optical switch unit 31 includes a movable micromirror disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-258704 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-352676 described above. The same movable micromirror 31a is used.

【0022】この場合、マイクロミラー31aは、外部
から加えられる電気信号によって上下駆動操作される。
すなわち、マイクロミラー31aは、例えば在来の石英
系SMファイバのスイッチ用のものと同様のマイクロミ
ラーであり、このマイクロミラー31aの大きさは、縦
横約20μmの正方形である。この場合、信号光の入射
光用の外部光ファイバ33、通過光用の外部光ファイバ
33、そして反射光用の外部光ファイバ(図示されてい
ない)としては、例えばコア径125μmのPOFを用
いている。入射光用の外部光ファイバ33から射出され
た光は、変換光学系32で絞られてマイクロミラー31
aの位置では約12μmのビームスポットとなってい
る。そして、図3に実線で示されるように、ミラー31
aが図示上位置にある場合には外部光ファイバ33から
の入射光が、マイクロミラー31aに反射し、反射光は
図示手前に偏向され、変換光学系32によって反射光用
外部光ファイバの端面位置において、外部光ファイバ3
3を構成するPOFのコア径と等しい125μmとな
り、図示されていない反射光用の外部光ファイバを構成
するPOFに入射する。
In this case, the micromirror 31a is vertically driven by an electric signal applied from the outside.
That is, the micromirror 31a is a micromirror similar to that used for a conventional switch of a silica-based SM fiber, for example, and the size of the micromirror 31a is a square of about 20 μm in length and width. In this case, as the external optical fiber 33 for the incident light of the signal light, the external optical fiber 33 for the passing light, and the external optical fiber (not shown) for the reflected light, for example, a POF having a core diameter of 125 μm is used. There is. The light emitted from the external optical fiber 33 for incident light is narrowed down by the conversion optical system 32, and the micro mirror 31
A beam spot of about 12 μm is formed at the position a. Then, as shown by the solid line in FIG.
When a is in the upper position in the figure, the incident light from the external optical fiber 33 is reflected by the micro mirror 31a, the reflected light is deflected toward the front in the figure, and the end surface position of the external optical fiber for reflected light is converted by the conversion optical system 32. At the external optical fiber 3
The diameter is 125 μm, which is equal to the core diameter of the POF that forms the optical path No. 3, and enters the POF that forms the external optical fiber for reflected light (not shown).

【0023】一方、図3に破線で示されるように、マイ
クロミラー31aが図示下位置にある場合には、外部光
ファイバ33からの入射光は、マイクロミラー31aに
入射することなく光スイッチ部31を通過する。光スイ
ッチ部31を通過した光は、さらに変換光学系32によ
りビーム径を変換して、通過光用外部光ファイバ33の
端面位置で外部光ファイバ33であるPOFのコア径と
等しい125μmとなるようにして、透過光用の外部光
ファイバ33を構成するPOFに入射する。なお、この
場合、変換光学系32として、例えば単凸型のマイクロ
レンズを用いている。このようにして、変換光学系32
でビーム径を変換することによって、外部光ファイバ3
3となる大口径POF用の光スイッチ部31に、在来の
石英ファイバ用の小型のマイクロミラー31aをそのま
ま利用することが可能になる。(以上は、請求項1、請
求項4および請求項5に対応する)。すなわち、本発明
の請求項1に係る光スイッチング装置の構成は、1以上
の光路変換素子を有するスイッチ本体部を備えた光スイ
ッチング装置において、光スイッチング装置は、少なく
とも、外部光ファイバと光スイッチング装置との接続を
するための接続手段と、該接続手段と光スイッチング装
置内のスイッチ本体部の導光部を光学的に接続する導光
手段とを備えており、前記導光手段は、前記接続手段側
のビーム径がスイッチ本体部側のビーム径より大きくな
るようなビーム径の変換機能を備えている。
On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 3, when the micro mirror 31a is in the lower position in the drawing, the incident light from the external optical fiber 33 does not enter the micro mirror 31a, but the optical switch section 31 does. Pass through. The light that has passed through the optical switch unit 31 is further converted in beam diameter by the conversion optical system 32 so that it becomes 125 μm, which is equal to the core diameter of the POF, which is the external optical fiber 33, at the end face position of the external optical fiber 33 for passing light. Then, the light enters the POF forming the external optical fiber 33 for transmitted light. In this case, as the conversion optical system 32, for example, a single-convex microlens is used. In this way, the conversion optical system 32
By converting the beam diameter with the external optical fiber 3
The conventional small micro mirror 31a for quartz fiber can be used as it is for the optical switch portion 31 for the large-diameter POF having a diameter of 3. (The above corresponds to claim 1, claim 4, and claim 5). That is, the configuration of the optical switching device according to claim 1 of the present invention is an optical switching device including a switch main body having one or more optical path conversion elements, wherein the optical switching device is at least an external optical fiber and an optical switching device. And a light guide means for optically connecting the connection means and the light guide section of the switch body in the optical switching device, wherein the light guide means is the connection means. A beam diameter conversion function is provided so that the beam diameter on the means side becomes larger than the beam diameter on the switch body side.

【0024】このように構成される請求項1の光スイッ
チング装置においては、接続されている外部光ファイバ
のコア径により決定されるビーム径より小さなビーム径
に対応する光スイッチ本体部で光スイッチング装置を構
成して、しかも前記外部光ファイバと光スイッチ本体部
との間の光のロスを小さく抑えることができる。本発明
の請求項2に係る光スイッチング装置の構成は、前記導
光手段が、基板上に形成される光導波路デバイスから構
成されており、前記接続手段と、導光手段と、スイッチ
本体部とが、概略同一平面上に構成される。このように
構成される請求項2の光スイッチング装置においては、
外部光ファイバのコア径により決定されるビーム径より
も小さなビーム径に対応した導波路型光スイッチを用い
ることができる。本発明の請求項3に係る光スイッチン
グ装置の構成は、請求項1における前記導光手段が光フ
ァイバから構成されており、該光ファイバは、両端のコ
ア径が異なり、相互間におけるビーム径の変換機能を有
する。このように構成される請求項3の光スイッチング
装置においては、外部光ファイバのコア径により決定さ
れるビーム径より小さなビーム径に対応する光スイッチ
を用いて、外部光ファイバと光スイッチ本体部の間の光
のロスを小さく抑制し得るとともに、外部光ファイバに
対する接続部分と光スイッチ本体部との位置関係の自由
度を高くとることができる。
According to the optical switching device of the present invention having the above-mentioned structure, the optical switching device has a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the connected external optical fiber. In addition, the loss of light between the external optical fiber and the main body of the optical switch can be reduced. According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical switching device, wherein the light guide means is composed of an optical waveguide device formed on a substrate, and the connection means, the light guide means, and a switch body portion are provided. However, they are configured on substantially the same plane. In the optical switching device according to claim 2 configured as described above,
A waveguide type optical switch corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the external optical fiber can be used. According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical switching device according to the first aspect, wherein the light guide unit is formed of an optical fiber, and the optical fibers have different core diameters at both ends and are different in beam diameter from each other. Has a conversion function. In the optical switching device according to claim 3 configured as described above, an optical switch corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the external optical fiber is used, and It is possible to suppress the loss of light between them to a small extent, and it is possible to increase the degree of freedom of the positional relationship between the connection portion with respect to the external optical fiber and the optical switch body.

【0025】本発明の請求項4に係る光スイッチング装
置の構成は、請求項1における前記導光手段は少なくと
も1つのレンズを用いる縮小/拡大光学系によって構成
する。このように構成される請求項4の光スイッチング
装置においては、外部光ファイバのコア径により決定さ
れるビーム径よりも小さなビーム径に対応する光スイッ
チ本体部を用いて光スイッチング装置を構成し、且つ光
スイッチ本体部の光入出力部に直接他の部品・部材を接
続することなく光スイッチング装置を構成することがで
きる。本発明の請求項5に係る光スイッチング装置の構
成は、前記外部光ファイバとしてPOF(プラスチック
光ファイバ)を用いる。このように構成される請求項5
の光スイッチング装置においては、在来の石英光ファイ
バ用の小型の光スイッチ用の部品およびデバイス等を使
用した光スイッチ装置でコア径の大きなPOFを取り扱
うことができる。
The optical switching device according to a fourth aspect of the present invention is configured such that the light guiding means in the first aspect is a reduction / enlargement optical system using at least one lens. In the optical switching device according to claim 4 configured as described above, the optical switching device is configured by using the optical switch main body corresponding to the beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the external optical fiber, Moreover, the optical switching device can be configured without directly connecting other components / members to the optical input / output unit of the optical switch body. In the configuration of the optical switching device according to the fifth aspect of the present invention, POF (plastic optical fiber) is used as the external optical fiber. Claim 5 comprised in this way
In the above optical switching device, a POF having a large core diameter can be handled by an optical switching device using parts and devices for a conventional small optical switch for quartz optical fiber.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
ファイバ通信用光スイッチとして使用することが可能
で、しかも高性能で且つ低コストを実現し得る光スイッ
チング装置を提供することができる。すなわち、本発明
の請求項1の光スイッチング装置によれば、1個以上の
光路変換素子からなるスイッチ本体部を備えた光スイッ
チング装置において、前記光スイッチング装置は、少な
くとも、該光スイッチング装置の外部にある外部光ファ
イバと光スイッチング装置とを接続するための接続手段
と、この光スイッチング装置の接続手段と前記光スイッ
チング装置内の前記スイッチ本体部の所定の導光部をつ
なぎ、それらの間で光ビームを導く導光手段とを備えて
おり、前記導光手段における前記接続手段側のビーム径
は前記スイッチ本体部側のビーム径より大きく、該導光
手段は、ビーム径の変換機能を備えることにより、光フ
ァイバ通信用光スイッチとして使用することが可能で、
しかも高性能で且つ低コストを実現し得て、特に、接続
される外部光ファイバのコア径より決まるビーム径より
も小さなビーム径に対応する光スイッチ本体部を用いて
光ファイバと光スイッチ本体部の間の光のロスを小さく
抑えて、光スイッチ本体部としてコア径の小さなファイ
バ用のスイッチの利用を可能として、既存の光ファイバ
用の技術資産を大口径光ファイバに使用することがで
き、信頼性の向上およびコストの低減を実現することが
できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical switching device which can be used as an optical switch for optical fiber communication and which can realize high performance and low cost. it can. That is, according to the optical switching device of claim 1 of the present invention, in the optical switching device provided with the switch main body composed of one or more optical path conversion elements, the optical switching device is at least external to the optical switching device. Connecting means for connecting the external optical fiber and the optical switching device in, connecting the connecting means of this optical switching device and a predetermined light guide part of the switch body in the optical switching device, between them A light guide means for guiding a light beam, the beam diameter of the light guide means on the connection means side is larger than the beam diameter on the switch body side, and the light guide means has a beam diameter conversion function. As a result, it can be used as an optical switch for optical fiber communication,
Moreover, it is possible to realize high performance and low cost, and in particular, by using an optical switch main body corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the external optical fiber to be connected, the optical fiber and the optical switch main body are used. By suppressing the loss of light between the two, it is possible to use a switch for a fiber with a small core diameter as the optical switch body, and you can use the existing technical assets for optical fiber for large-diameter optical fiber, It is possible to improve reliability and reduce cost.

【0027】また、本発明の請求項2の光スイッチング
装置によれば、前記導光手段が、基板上に形成した光導
波路デバイスから構成されており、且つ前記接続手段、
前記導光手段、および前記スイッチ本体部が、ほぼ同一
平面上に配置構成されることにより、特に、接続される
外部光ファイバのコア径より決まるビーム径より小さな
ビーム径に対応する導波路光スイッチを用いて導波路型
の光スイッチング装置を構成することができ、大口径光
ファイバ用光スイッチの低コスト化を実現することが可
能となる。本発明の請求項3の光スイッチング装置によ
れば、前記導光手段が、光ファイバから構成され、その
光ファイバは、両端のコア径が異なり、ビーム径の変換
機能を有する構成により、特に、接続される外部光ファ
イバのコア径より決まるビーム径より小さなビーム径に
対応する光スイッチ本体部を用いるとともに、前記外部
光ファイバと光スイッチ本体部との間の光のロスを小さ
く抑制することができ、且つ前記外部光ファイバに対す
る接続部分と前記光スイッチ本体との間の位置関係の自
由度を高くとることができて、大口径光ファイバ用光ス
イッチの低コスト化とコンパクト化が可能となる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical switching device, wherein the light guide means is composed of an optical waveguide device formed on a substrate, and the connecting means is provided.
Since the light guide means and the switch body are arranged on substantially the same plane, in particular, a waveguide optical switch corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the external optical fiber to be connected. It is possible to configure a waveguide type optical switching device by using, and it is possible to reduce the cost of the optical switch for large-diameter optical fibers. According to the optical switching device of claim 3 of the present invention, the light guide means is composed of an optical fiber, and the optical fiber has different core diameters at both ends and has a function of converting the beam diameter. It is possible to use an optical switch main body corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the external optical fiber to be connected, and to suppress light loss between the external optical fiber and the optical switch main body to be small. In addition, the degree of freedom of the positional relationship between the connection portion with respect to the external optical fiber and the optical switch body can be increased, and the cost and size of the optical switch for large-diameter optical fiber can be reduced. .

【0028】本発明の請求項4の光スイッチング装置に
よれば、前記導光手段が、少なくとも1つのレンズを用
いるビーム径変換光学系を含んで構成されることによ
り、特に、接続される外部光ファイバのコア径より決ま
るビーム径より小さなビーム径に対応する光スイッチ本
体部を用い且つ前記光スイッチ本体部に他の部材を直接
的に接続することなく構成することが可能となり、大口
径光ファイバ用光スイッチの低コスト化および高信頼化
を達成することができる。本発明の請求項5の光スイッ
チング装置によれば、前記外部光ファイバとして、プラ
スチック光ファイバを用いて構成することにより、特
に、在来の石英光ファイバ用等の小型の光スイッチ用の
部品またはデバイスを用いて、コア径の大きなプラスチ
ック光ファイバのスイッチングを可能とし、光情報通信
システムの低コスト化を達成することができる。
According to the optical switching device of the fourth aspect of the present invention, the light guide means includes a beam diameter conversion optical system using at least one lens, so that the external light to be connected is A large-diameter optical fiber can be configured by using an optical switch main body corresponding to a beam diameter smaller than the beam diameter determined by the core diameter of the fiber and without directly connecting another member to the optical switch main body. It is possible to achieve cost reduction and high reliability of the optical switch for use. According to the optical switching device of claim 5 of the present invention, by using a plastic optical fiber as the external optical fiber, in particular, a component for a small optical switch such as a conventional quartz optical fiber or By using the device, it is possible to switch a plastic optical fiber having a large core diameter, and it is possible to achieve cost reduction of an optical information communication system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光スイッチン
グ装置の要部の構成を模式的に示す図であり、(a)は
拡大斜視図、(b)は光スイッチ部側の光導波路拡大断
面図、そして(c)は外部光ファイバ側の光導波路断面
図である。
1A and 1B are diagrams schematically showing a configuration of a main part of an optical switching device according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is an enlarged perspective view and FIG. A waveguide enlarged sectional view, and (c) is an optical waveguide sectional view on the external optical fiber side.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係る光スイッチン
グ装置の要部の構成を模式的に示す透視的斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part of an optical switching device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態に係る光スイッチン
グ装置の要部の構成を模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of an optical switching device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来の光スイッチの一例の構成を模式的に示す
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing the configuration of an example of a conventional optical switch.

【図5】図4の光スイッチの一部の詳細な構成を模式的
に示す拡大断面図である。
5 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a detailed configuration of part of the optical switch of FIG.

【図6】従来の光スイッチの他の一例の構成を模式的に
示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view schematically showing the configuration of another example of the conventional optical switch.

【図7】図6のb−b′線に沿う断面図である。7 is a cross-sectional view taken along the line bb ′ of FIG.

【図8】従来の光スイッチのその他の一例の構成を模式
的に示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view schematically showing the configuration of another example of the conventional optical switch.

【図9】図8のb−b′線に沿う断面図である。9 is a sectional view taken along line bb ′ of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 光スイッチ部 11a 導光路 12 光導波路 13 基板 21 光スイッチ部 22 内部光ファイバ 31 光スイッチ部 31a マイクロミラー 32 変換光学系 33 外部光ファイバ 11 Optical switch 11a light guide path 12 Optical waveguide 13 board 21 Optical switch 22 Internal optical fiber 31 Optical switch part 31a Micro mirror 32 conversion optics 33 External optical fiber

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1個以上の光路変換素子を有する光スイ
ッチング装置において、 該光スイッチング装置は、少なくとも、 1個以上の光路変換素子からなり所定のビーム径の導光
部を有するスイッチ本体部と、 前記光スイッチング装置の外部にあり前記スイッチ本体
部の導光部のビーム径よりも大きなビーム径を有する外
部光ファイバに対応して前記導光部のビーム径よりも大
きなビーム径を有し、前記外部光ファイバに当該光スイ
ッチング装置を接続するための接続手段と、 前記接続手段と前記スイッチ本体部の前記導光部との間
で光ビームを導くとともに、前記スイッチ本体部の導光
部側のビーム径と前記接続手段側のビーム径とにそれぞ
れ対応させてビーム径を変換するビーム径の変換機能を
備えた導光手段とを具備することを特徴とする光スイッ
チング装置。
1. An optical switching device having one or more optical path conversion elements, wherein the optical switching device comprises at least one or more optical path conversion elements and a switch main body section having a light guide section with a predetermined beam diameter. A beam diameter larger than the beam diameter of the light guide portion corresponding to the external optical fiber having a beam diameter larger than the beam diameter of the light guide portion of the switch body outside the optical switching device, Connecting means for connecting the optical switching device to the external optical fiber, guiding a light beam between the connecting means and the light guide section of the switch body, and the light guide section side of the switch body section. And a light guide means having a beam diameter conversion function for converting the beam diameter in correspondence with the beam diameter of the connection means and the beam diameter of the connection means. That optical switching devices.
【請求項2】 前記導光手段は、基板上に形成した光導
波路デバイスから構成され、且つ前記接続手段、前記導
光手段および前記スイッチ本体部は、ほぼ同一平面上に
配置構成されていることを特徴とする請求項1に記載の
光スイッチング装置。
2. The light guide means is composed of an optical waveguide device formed on a substrate, and the connecting means, the light guide means and the switch body are arranged and arranged on substantially the same plane. The optical switching device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記導光手段は、両端において異なるコ
ア径を有し、ビーム径の変換機能を備える光ファイバか
ら構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光
スイッチング装置。
3. The optical switching device according to claim 1, wherein the light guide unit is composed of an optical fiber having different core diameters at both ends and having a beam diameter conversion function.
【請求項4】 前記導光手段は、少なくとも1つのレン
ズを用いるビーム径変換光学系を含んで構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光スイッチング装
置。
4. The optical switching device according to claim 1, wherein the light guide unit includes a beam diameter conversion optical system using at least one lens.
【請求項5】 前記外部光ファイバとして、プラスチッ
ク光ファイバを用いるべく構成したことを特徴とする請
求項1〜請求項4のうちのいずれか1項に記載の光スイ
ッチング装置。
5. The optical switching device according to claim 1, wherein a plastic optical fiber is used as the external optical fiber.
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