JP4727279B2 - マトリクス光スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、光通信等で用いられる光スイッチに関するものであり、特に、入出力数が１または２の光スイッチ素子を複数集積して構成されるマトリクス光スイッチに関して、消光比が高く、かつ小型な回路構成を実現するための技術に関するものである。

光ファイバを伝送媒体とする光通信技術は、信号の伝送距離の拡大をもたらし、大規模な光通信網が構築されてきた。近年では、インターネット通信が広範に普及するのに伴って、通信トラフィックが急速に増大しており、通信網に対する大容量化、高速化、高機能化の要求が高まっている。これまでに、波長の異なる複数の光信号を１本の伝送路で同時に伝送する波長多重通信技術の導入によって、二地点間の伝送容量を増大することが可能となった。

しかし、通信網においては、複数の伝送路が集まるノードにおいて、信号の経路を設定（ルーティング）したり、切替（スイッチング）したりする必要があり、伝送容量の増大に伴って、これらの信号処理がボトルネックになってきている。これまでは、伝送されてきた光信号を一旦電気信号に変換した後に経路設定や経路切替を行ない、再び電気信号を光信号に変換して伝送路に送出する方式が用いられてきたが、今後は光信号を電気信号に変換することなく、信号経路の設定や切替処理を行なう方式を用いることによって、ノードのスループットを飛躍的に拡大することができるものと期待されている。このような方式を光通信網に導入するうえで必要不可欠な部品が光スイッチである。

光通信網に用いられる光スイッチには、入出力端子数や端子間の接続パターンに関して、１入力×多出力、多入力×多出力、２入力×２出力を多連にしたものなど、様々な様式があるが、なかでも最も一般的であり重要なのが、複数の入出力端子を持ち、その端子間を完全（厳密）非閉塞（ノンブロッキング）に接続しうるマトリクス光スイッチである。ここで、完全非閉塞とは、任意の入力端子−出力端子間の接続を変更しようとする際に、スイッチ内部の経路の切替が該当の入出力端子間のみで行われ、既に経路が設定されている他の入力端子−出力端子間の接続に関してはスイッチ内部の経路を変更する必要がないことを言う。

完全非閉塞なマトリクス光スイッチは、拡張性の点から、光スイッチ素子を複数組み合わせて構成するのが一般的である。その最も単純な構成として、図１０に示すような構成が考えられる。これは、入力ｎ本、出力ｎ本のクロスポイントに、２入力×２出力の光スイッチ素子を配置して、各光スイッチ素子のクロス状態とバー状態を切り替えることで、完全非閉塞なｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチ（以下、ｎ×ｎマトリクス光スイッチという）を構成したものであり、図１０はｎ＝４とした場合の例である。なお、２入力×２出力の光スイッチ素子の使用されていない端子は図では省略し、１入力×２出力、あるいは、２入力×１出力、１入力×１出力の光スイッチ素子として表わした。

光スイッチ素子の具体的な実現方式としては、光ファイバを機械的に移動する方式、微小なミラーなどの可動機構を用いる方式、光導波路の屈折率変化を利用する方式がある。そのなかで、光導波路を用いる方式は、量産性や耐久性に優れていることに加えて、集積性に優れており、多数の光スイッチ素子を単一の基板上に集積することが可能であるので、マトリクス光スイッチを構成するのに適している。

導波路型の光スイッチにおいて、集積度を高めてチップサイズを小型化するほど、１枚のウェハ上に多数のチップを作製することができ、量産性を高めることができる。チップサイズは、一般に光スイッチの回路長が長いほど大きくなる。マトリクス光スイッチの回路長は回路配置に応じて決まり、光スイッチ素子の段数が多いほど回路長が長くなる。ここで、「段」とは、マトリクス光スイッチにおいて、経路を横方向としたとき、縦方向に並んで配置された光スイッチ素子の一群のことを言う。

例えば、図１０の４×４マトリクス光スイッチにおいて光スイッチ素子は７段に配置されていることになる。即ち、ｎ×ｎマトリクス光スイッチにおいて光スイッチ素子は（２ｎ−１）段に配置されていることになる。また、このような構成では、マトリクス光スイッチの内部で通過する光スイッチ素子の数は接続経路によって異なり、最大（２ｎ−１）個、最小１個である。光スイッチ素子は実際上ある程度の光損失を有するので、通過する素子数が接続経路によって異なると、入出力端子間の挿入損失に偏差が生じてしまうので、好ましくない。

これに対して、２入力×２出力の光スイッチ素子ｎ×ｎ個をｎ行ｎ段に配置し、各段の間で経路を交差することにより、ｎ×ｎマトリクス光スイッチを構成する方法が特許文献１に開示されている。該技術によれば、通過する光スイッチ素子の数は、接続経路によらずｎ個であり、ｎ段に配置された光スイッチ素子でｎ入力×ｎ出力の完全非閉塞マトリクス光スイッチを構成することができる。該技術により４×４マトリクス光スイッチを構成した例を図１１に示す。図１１の構成では、４段に配置した２入力×２出力の光スイッチ素子１６個で４×４マトリクス光スイッチが構成されている。

光通信網に用いられる光スイッチには、クロストークによる雑音発生を抑制するために、高い消光比が求められる。実際上、光スイッチ素子は無限大の消光比を達成することは不可能であるが、実用上要求される値が、光スイッチ素子において達成しうる消光比より大きい場合も多い。

こうした場合に、マトリクス光スイッチにおいて高い消光比を達成する手段として、各クロスポイントに配置された２入力×２出力の光スイッチ素子を２段の単位光スイッチ素子で構成する方法が特許文献２に開示されている（以下、２入力×２出力の光スイッチ素子と、その構成単位である単位光スイッチ素子とを区別するため、複数の単位光スイッチ素子からなる光スイッチ素子を光スイッチ要素と呼ぶ）。

該技術により構成した２入力×２出力の光スイッチ要素の例を図１２に示す。図１２において、単位光スイッチ素子１００および２００が２個ともオフ状態のとき、入力端子Ａ−１から入力された光信号は第１の単位光スイッチ素子１００を通って出力端子Ｂ−２に出力され、入力端子Ａ−２から入力された光信号は第２の単位光スイッチ素子２００を通って出力端子Ｂ−１に出力されるので、光スイッチ要素としてはクロス状態となる。一方、単位光スイッチ素子１００および２００が２個ともオン状態のとき、入力端子Ａ−１から入力された光信号は第１の単位光スイッチ素子１００と第２の単位光スイッチ素子２００を通って出力端子Ｂ−１に出力されるので、光スイッチ要素としてはバー状態となる。

該技術によれば、光スイッチ要素の入力端子Ａ−１と出力端子Ｂ−１との間の消光比は、各単位光スイッチ素子の消光比の２倍となり、実用上充分な消光比を得ることができる。しかし、その反面、各光スイッチ要素を２段の単位光スイッチ素子で構成することになるため、単位光スイッチ素子の段数は２倍になってしまう。そのため、図１１に例を示した回路構成のｎ×ｎマトリクス光スイッチに該技術を適用した場合、光スイッチ要素はｎ段であるが、単位光スイッチ素子としては２ｎ段の素子が必要であり、結果として回路長が長くなってしまう。

一例として、該技術により４×４マトリクス光スイッチを構成した例を図１３に示す。図１３の構成では、４×４マトリクス光スイッチを構成するのに８段の２入力×２出力の光スイッチ素子が必要である。

これに対して、図１３に示した回路構成において光スイッチ要素の段間に現れる交差部を図１２に示した各光スイッチ要素内に埋め込んで回路長を短くする技術が特許文献３に開示されている。これにより、光スイッチ段間の交差のための展開部の長さを削減し、全体の回路長を短縮することができる。該技術により４×４マトリクス光スイッチを構成した例を図１４に示す。

特許第１９４１２８５号公報 特許第３０４１８２５号公報 特許第３２５３００７号公報

しかしながら、特許文献３に開示の方法によってもなお、単位光スイッチ素子の段数としては２ｎ段が必要であり、それがマトリクス光スイッチのチップサイズの小型化を阻む要因となっていた。光通信網に使用される部品に対しては、部品占有面積やコストの削減が求められており、マトリクス光スイッチがより広範に使用されるようになるためには、高い消光特性を維持しつつ、より少ない段数で構成されるマトリクス光スイッチの実現が必須の課題であった。

このようなことから本発明は、高い消光特性を維持しつつ、より少ない段数で構成されるマトリクス光スイッチを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、発明者らは、従来のマトリクス光スイッチの回路構成を吟味した結果、光信号が実際に通過する単位光スイッチ素子の数は（ｎ＋１）個であることから、光スイッチ素子の段数を（ｎ＋１）段に削減することが原理的に可能であるとの着想を得た。さらに、それを実現するための回路構成を鋭意検討した結果、以下に述べる方法によって、ｎ入力×ｎ出力の完全非閉塞マトリクス光スイッチを（ｎ＋１）段の単位光スイッチ素子で構成できることを見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、上記課題を解決するための本発明の請求項１に係るマトリクス光スイッチは、１入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合には第（ｎ，１）番地の２×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２ｎ）番地の１×１素子の出力を該第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（２，４ｊ−３）番地と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合には第（２，１）番地の１×２素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−２）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｎ−１，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項２に係るマトリクス光スイッチは、請求項１記載のマトリクス光スイッチにおいて、ｎ本の入力端子とｎ本の出力端子を入れ替えることにより、全ての単位光スイッチ素子の入力と出力とを入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項３に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合は第（２，１）番地の１×１素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合には第（ｎ，１）番地の２×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２ｎ）番地の１×１素子の出力を該第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項３に係るマトリクス光スイッチは、請求項１記載のマトリクス光スイッチにおいて、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子と第（２，４ｊ’）番地の１×１素子を入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項４に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（２，４ｊ−３）番地と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合には第（２，１）番地の１×２素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合は第（ｎ，１）番地の１×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−２）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｎ−１，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項４に係るマトリクス光スイッチは、請求項３記載のマトリクス光スイッチにおいて、ｎ本の入力端子とｎ本の出力端子を入れ替えることにより、全ての単位光スイッチ素子の入力と出力とを入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項５に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合には第（ｎ，１）番地の２×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２ｎ）番地の１×１素子の出力を該第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項５に係るマトリクス光スイッチは、請求項１記載のマトリクス光スイッチにおいて、第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子と第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子を入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項６に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（２，４ｊ−３）番地と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合には第（２，１）番地の１×２素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ２）番地の２×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ−２）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｎ−１，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項６に係るマトリクス光スイッチは、請求項５記載のマトリクス光スイッチにおいて、ｎ本の入力端子とｎ本の出力端子を入れ替えることにより、全ての単位光スイッチ素子の入力と出力とを入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項７に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合は第（２，１）番地の１×１素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合には第（ｎ，１）番地の２×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２ｎ）番地の１×１素子の出力を該第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項７に係るマトリクス光スイッチは、請求項５記載のマトリクス光スイッチにおいて、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子と第（２，４ｊ’）番地の１×１素子を入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項８に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（２，４ｊ−３）番地と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合には第（２，１）番地の１×２素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合は第（ｎ，１）番地の１×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ−２）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｎ−１，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項８に係るマトリクス光スイッチは、請求項７記載のマトリクス光スイッチにおいて、ｎ本の入力端子とｎ本の出力端子を入れ替えることにより、全ての単位光スイッチ素子の入力と出力とを入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項９に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧３の奇数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（２，４ｊ’−３）番地と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ’−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦（ｎ−１）／２の自然数、ｊ’はｊ’≦（ｎ＋１）／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ’−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ’−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

また、本発明の請求項１０に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧３の奇数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（２，４ｊ’−３）番地と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ’−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦（ｎ−１）／２の自然数、ｊ’はｊ’≦（ｎ＋１）／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ’−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ’−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが１の場合は第（ｎ，１）番地の１×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項１０に係るマトリクス光スイッチは、請求項９記載のマトリクス光スイッチにおいて、第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子と第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子を入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項１１に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧３の奇数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（２，４ｊ’−３）番地と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ’−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦（ｎ−１）／２の自然数、ｊ’はｊ’≦（ｎ＋１）／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ’−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ’−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合は第（２，１）番地の１×１素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項１１に係るマトリクス光スイッチは、請求項１０記載のマトリクス光スイッチにおいて、ｎ本の入力端子とｎ本の出力端子を入れ替えることにより、全ての単位光スイッチ素子の入力と出力とを入れ替えた構成に相当する。

また、本発明の請求項１２に係るマトリクス光スイッチは、１×２素子ｎ・（ｎ−１）個および２×１素子ｎ・（ｎ−１）個および１×１素子２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（この発明では、ｎはｎ≧３の奇数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（２，４ｊ’−３）番地と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ’−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦（ｎ−１）／２の自然数、ｊ’はｊ’≦（ｎ＋１）／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ’−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ’−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合は第（２，１）番地の１×１素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ＋１)番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが１の場合は第（ｎ，１）番地の１×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ)番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とする。

上記本発明の請求項１２に係るマトリクス光スイッチは、請求項１０記載のマトリクス光スイッチにおいて、第（２，４ｊ）番地の１×１素子と第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子を入れ替えた構成に相当する。

本発明によるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチは、いずれも（ｎ＋１）段の光スイッチ素子で構成されており、従来の２ｎ段で構成されたマトリクス光スイッチに比べて回路長を大幅に削減することができる。

したがって本発明によれば、ｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチにおいて、高消光比を維持したままで、光スイッチ素子の段数を２ｎ段から（ｎ＋１）段にほぼ半減することができるので、チップサイズを小型化することができ、部品占有面積やコストの削減に大きく寄与する。

本発明におけるマトリクス光スイッチを実施するにあたっては、多数の光スイッチ素子を単一の基板上に集積することが可能な導波路型光スイッチを用いることが望ましい。導波路型光スイッチの方式としては、熱光学効果を用いる方式、電気光学効果を用いる方式、電流注入による屈折率変化を用いる方式などがある。

また、熱光学効果を用いる方式にも、用いる材料として、石英系ガラス、有機ポリマー、シリコンなどがある。そのなかでも石英系光導波路の熱光学効果を用いた光スイッチは、光ファイバとの整合性が良く、挿入損失が低いことに加えて、原理的な偏波依存性が小さく、構成材料が物理的、化学的に安定で信頼性に優れていることから、実用性が最も高く、本発明の実施に適している。

なお、本発明におけるマトリクス光スイッチにおいて、同じ段に属する光スイッチ素子は、必ずしも横方向に同じ位置に配置されている必要はなく、接続関係が同じであれば、横方向にずらして配置することも可能である。同じ段に属する２つの光スイッチ素子において、右側に位置する光スイッチ素子の入力位置が、左側に位置する光スイッチ素子の出力位置より左側にあれば、本発明の効果を少なからず得ることができる。しかしながら、回路の全長を最短にするためには、同じ段に属する光スイッチ素子が横方向に同じ位置に配置されている形態が、最も望ましい形態である。

以下に、本発明における第一の実施形態を図１に基づいて説明する。図１は本発明の請求項１においてｎ＝４とした、４×４マトリクス光スイッチを構成した例である。本実施形態によるマトリクス光スイッチは１×２素子１２個および２×１素子１２個および１×１素子８個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が５段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４）番地からなり、これらの入力計４本を該マトリクス光スイッチの入力端子Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５）および（２，８）番地が１×１素子、第（２，２），（２，３），（２，６）および（２，７）番地が１×２素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５）および（３，８）番地が１×２素子、第（３，２），（３，３），（３，６）および（３，７）番地が２×１素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５）および（４，８）番地が２×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６）および（４，７）番地が１×１素子である。第５段は２×１素子である（５，１），（５，２），（５，３），（５，４）からなり、これらの出力計４本を該マトリクス光スイッチの出力端子Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂ（図中、上方向をａ、下方向をｂとする）として説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，４）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，５）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，８）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力を第（３，２）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力および第（３，２）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，３）番地の入力ａおよび第（３，５）番地の入力に、第（２，４）番地の出力を第（３，６）番地の入力ａに、第（２，５）番地の出力を第（３，３）番地の入力ｂに、第（２，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，４）番地の入力および第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，７）番地の入力ａおよび第（３，８）番地の入力に、第（２，８）番地の出力を第（３，７）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力ａおよび第（４，３）番地の入力に、第（３，２）番地の出力を第（４，４）番地の入力ａに、第（３，３）番地の出力を第（４，１）番地の入力ｂに、第（３，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，２）番地の入力および第（４，４）番地の入力ｂに、第（３，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力ａおよび第（４，７）番地の入力に、第（３，６）番地の出力を第（４，８）番地の入力ａに、第（３，７）番地の出力を第（４，５）番地の入力ｂに、第（３，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，６）番地の入力および第（４，８）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）および（４，２）番地の出力を第（５，１）番地の入力ａ，ｂに、第（４，３）および（４，５）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａ，ｂに、第（４，４）および（４，６）番地の出力を第（５，３）番地の入力ａ，ｂに、第（４，７）および（４，８）番地の出力を第（５，４）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

上述したように、本発明の請求項１に係るマトリクス光スイッチによれば、５段に配置された光スイッチ素子で４×４マトリクス光スイッチを構成することができ、かつ、どの入力−出力端子間においても２段のスイッチ素子を通過するので高消光比を確保することができる。

次に、本発明における第二の実施形態を説明する。この第二の実施形態は、上述した第一の実施形態において、入力端子と出力端子を入れ替えた構成に相当する。本実施形態は、請求項２においてｎ＝４とした、４×４マトリクス光スイッチを構成した例であり、１×２素子１２個および２×１素子１２個および１×１素子８個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が５段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４）番地からなり、これらの入力計４本を該マトリクス光スイッチの入力端子とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５）および（２，８）番地が１×２素子、第（２，２），（２，３），（２，６）および（２，７）番地が１×１素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５）および（３，８）番地が２×１素子、第（３，２），（３，３），（３，６）および（３，７）番地が１×２素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５）および（４，８）番地が１×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６）および（４，７）番地が２×１素子である。第５段は２×１素子である（５，１），（５，２），（５，３），（５，４）からなり、これらの出力計４本を該マトリクス光スイッチの出力端子とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂとして説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，２）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，３）および（２，５）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，４）および（２，６）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，７）および（２，８）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力および第（３，３）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力を第（３，４）番地の入力ａに、第（２，３）番地の出力を第（３，１）番地の入力ｂに、第（２，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，２）番地の入力および第（３，４）番地の入力ｂに、第（２，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，５）番地の入力ａおよび第（３，７）番地の入力に、第（２，６）番地の出力を第（３，８）番地の入力ａに、第（２，７）番地の出力を第（３，５）番地の入力ｂに、第（２，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，６）番地の入力および第（３，８）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力を第（４，２）番地の入力ａに、第（３，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力および第（４，２）番地の入力ｂに、第（３，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，３）番地の入力ａおよび第（４，５）番地の入力に、第（３，４）番地の出力を第（４，６）番地の入力ａに、第（３，５）番地の出力を第（４，３）番地の入力ｂに、第（３，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，４）番地の入力および第（４，６）番地の入力ｂに、第（３，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，７）番地の入力ａおよび第（４，８）番地の入力に、第（３，８）番地の出力を第（４，７）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）および（４，３）番地の出力を第（５，１）番地の入力ａ，ｂに、第（４，２）および（４，４）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａ，ｂに、第（４，５）および（４，７）番地の出力を第（５，３）番地の入力ａ，ｂに、第（４，６）および（４，８）番地の出力を第（５，４）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第三の実施形態を図２に基づいて説明する。この第三の実施形態は、上述した第一の実施形態において、第（２，４）番地と第（２，５）番地を入れ替えた構成に相当する。図２は本発明の請求項３においてｎ＝４とした、４×４マトリクス光スイッチを構成した例である。本実施形態によるマトリクス光スイッチは１×２素子１２個および２×１素子１２個および１×１素子８個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が５段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４）番地からなり、これらの入力計４本を該マトリクス光スイッチの入力端子Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５）および（２，８）番地が１×１素子、第（２，２），（２，３），（２，６）および（２，７）番地が１×２素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５）および（３，８）番地が１×２素子、第（３，２），（３，３），（３，６）および（３，７）番地が２×１素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５）および（４，８）番地が２×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６）および（４，７）番地が１×１素子である。第５段は２×１素子である（５，１），（５，２），（５，３），（５，４）からなり、これらの出力計４本を該マトリクス光スイッチの出力端子Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂ（図中、上方向をａ、下方向をｂとする）として説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，５）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，４）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，８）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力を第（３，２）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力および第（３，２）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，３）番地の入力ａおよび第（３，５）番地の入力に、第（２，４）番地の出力を第（３，３）番地の入力ｂに、第（２，５）番地の出力を第（３，６）番地の入力ａに、第（２，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，４）番地の入力および第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，７）番地の入力ａおよび第（３，８）番地の入力に、第（２，８）番地の出力を第（３，７）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力ａおよび第（４，３）番地の入力に、第（３，２）番地の出力を第（４，４）番地の入力ａに、第（３，３）番地の出力を第（４，１）番地の入力ｂに、第（３，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，２）番地の入力および第（４，４）番地の入力ｂに、第（３，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力ａおよび第（４，７）番地の入力に、第（３，６）番地の出力を第（４，８）番地の入力ａに、第（３，７）番地の出力を第（４，５）番地の入力ｂに、第（３，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，６）番地の入力および第（４，８）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）および（４，２）番地の出力を第（５，１）番地の入力ａ，ｂに、第（４，３）および（４，５）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａ，ｂに、第（４，４）および（４，６）番地の出力を第（５，３）番地の入力ａ，ｂに、第（４，７）および（４，８）番地の出力を第（５，４）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第四の実施形態を説明する。この第四の実施形態は、上述した第三の実施形態において、入力端子と出力端子を入れ替えた構成に相当する。本実施形態は、請求項 においてｎ＝４とした、４×４マトリクス光スイッチを構成した例であり、１×２素子１２個および２×１素子１２個および１×１素子８個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が５段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４）番地からなり、これらの入力計４本を該マトリクス光スイッチの入力端子とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５）および（２，８）番地が１×２素子、第（２，２），（２，３），（２，６）および（２，７）番地が１×１素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５）および（３，８）番地が２×１素子、第（３，２），（３，３），（３，６）および（３，７）番地が１×２素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５）および（４，８）番地が１×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６）および（４，７）番地が２×１素子である。第５段は２×１素子である（５，１），（５，２），（５，３），（５，４）からなり、これらの出力計４本を該マトリクス光スイッチの出力端子とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂとして説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，２）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，３）および（２，５）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，４）および（２，６）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，７）および（２，８）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力ａおよび第（３，３）番地の入力に、第（２，２）番地の出力を第（３，４）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力を第（３，１）番地の入力ａに、第（２，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，２）番地の入力および第（３，４）番地の入力ｂに、第（２，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，５）番地の入力ａおよび第（３，７）番地の入力に、第（２，６）番地の出力を第（３，８）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力を第（３，５）番地の入力ａに、第（２，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，６）番地の入力および第（３，８）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力を第（４，２）番地の入力ａに、第（３，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力および第（４，２）番地の入力ｂに、第（３，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，３）番地の入力ａおよび第（４，４）番地の入力に、第（３，４）番地の出力を第（４，６）番地の入力ａに、第（３，５）番地の出力を第（４，３）番地の入力ｂに、第（３，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力および第（４，６）番地の入力ｂに、第（３，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，７）番地の入力ａおよび第（４，８）番地の入力に、第（３，８）番地の出力を第（４，７）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）および（４，３）番地の出力を第（５，１）番地の入力ａ，ｂに、第（４，２）および（４，５）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａ，ｂに、第（４，４）および（４，７）番地の出力を第（５，３）番地の入力ａ，ｂに、第（４，６）および（４，８）番地の出力を第（５，４）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第五の実施形態を図３に基づいて説明する。この第五の実施形態は、上述した第一の実施形態において、第（４，２）番地と第（４，３）番地、第（４，６）番地と第（４，７）番地をそれぞれ入れ替えた構成に相当する。図３は本発明の請求項５においてｎ＝４とした、４×４マトリクス光スイッチを構成した例である。本実施形態によるマトリクス光スイッチは１×２素子１２個および２×１素子１２個および１×１素子８個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が５段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４）番地からなり、これらの入力計４本を該マトリクス光スイッチの入力端子Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５）および（２，８）番地が１×１素子、第（２，２），（２，３），（２，６）および（２，７）番地が１×２素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５）および（３，８）番地が１×２素子、第（３，２），（３，３），（３，６）および（３，７）番地が２×１素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５）および（４，８）番地が２×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６）および（４，７）番地が１×１素子である。第５段は２×１素子である（５，１），（５，２），（５，３），（５，４）からなり、これらの出力計４本を該マトリクス光スイッチの出力端子Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂ（図中、上方向をａ、下方向をｂとする）として説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，４）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，５）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，８）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力を第（３，２）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力ａおよび第（３，２）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，３）番地の入力ａおよび第（３，５）番地の入力に、第（２，４）番地の出力を第（３，６）番地の入力ａに、第（２，５）番地の出力を第（３，３）番地の入力ｂに、第（２，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，４）番地の入力および第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，７）番地の入力ａおよび第（３，８）番地の入力に、第（２，８）番地の出力を第（３，７）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力ａおよび第（４，２）番地の入力に、第（３，２）番地の出力を第（４，４）番地の入力ａに、第（３，３）番地の出力を第（４，１）番地の入力ｂに、第（３，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，３）番地の入力および第（４，４）番地の入力ｂに、第（３，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力ａおよび第（４，６）番地の入力に、第（３，６）番地の出力を第（４，８）番地の入力ａに、第（３，７）番地の出力を第（４，５）番地の入力ｂに、第（３，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，７）番地の入力および第（４，８）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）および（４，３）番地の出力を第（５，１）番地の入力ａ，ｂに、第（４，２）および（４，５）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａ，ｂに、第（４，４）および（４，７）番地の出力を第（５，３）番地の入力ａ，ｂに、第（４，６）および（４，８）番地の出力を第（５，４）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第六の実施形態を説明する。この第六の実施形態は、上述した第五の実施形態において、入力端子と出力端子を入れ替えた構成に相当する。本実施形態は、請求項６においてｎ＝４とした、４×４マトリクス光スイッチを構成した例であり、１×２素子１２個および２×１素子１２個および１×１素子８個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が５段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４）番地からなり、これらの入力計４本を該マトリクス光スイッチの入力端子とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５）および（２，８）番地が１×２素子、第（２，２），（２，３），（２，６）および（２，７）番地が１×１素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５）および（３，８）番地が２×１素子、第（３，２），（３，３），（３，６）および（３，７）番地が１×２素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５）および（４，８）番地が１×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６）および（４，７）番地が２×１素子である。第５段は２×１素子である（５，１），（５，２），（５，３），（５，４）からなり、これらの出力計４本を該マトリクス光スイッチの出力端子とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂとして説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，５）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，４）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，８）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力ａおよび第（３，３）番地の入力に、第（２，２）番地の出力を第（３，１）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力を第（３，４）番地の入力ａに、第（２，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，２）番地の入力および第（３，４）番地の入力ｂに、第（２，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，５）番地の入力ａおよび第（３，７）番地の入力に、第（２，６）番地の出力を第（３，５）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力を第（３，８）番地の入力ａに、第（２，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，６）番地の入力および第（３，８）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力を第（４，２）番地の入力ａに、第（３，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力および第（４，２）番地の入力ｂに、第（３，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，３）番地の入力ａおよび第（４，５）番地の入力に、第（３，４）番地の出力を第（４，６）番地の入力ａに、第（３，５）番地の出力を第（４，３）番地の入力ｂに、第（３，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，４）番地の入力および第（４，６）番地の入力ｂに、第（３，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，７）番地の入力ａおよび第（４，８）番地の入力に、第（３，８）番地の出力を第（４，７）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）および（４，３）番地の出力を第（５，１）番地の入力ａ，ｂに、第（４，２）および（４，４）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａ，ｂに、第（４，５）および（４，７）番地の出力を第（５，３）番地の入力ａ，ｂに、第（４，６）および（４，８）番地の出力を第（５，４）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第七の実施形態を図４に基づいて説明する。この第七の実施形態は、上述した第五の実施形態において、第（２，４）番地と第（２，５）番地を入れ替えた構成に相当する。図４は本発明の請求項７においてｎ＝４とした、４×４マトリクス光スイッチを構成した例である。本実施形態によるマトリクス光スイッチは１×２素子１２個および２×１素子１２個および１×１素子８個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が５段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４）番地からなり、これらの入力計４本を該マトリクス光スイッチの入力端子Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５）および（２，８）番地が１×１素子、第（２，２），（２，３），（２，６）および（２，７）番地が１×２素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５）および（３，８）番地が１×２素子、第（３，２），（３，３），（３，６）および（３，７）番地が２×１素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５）および（４，８）番地が２×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６）および（４，７）番地が１×１素子である。第５段は２×１素子である（５，１），（５，２），（５，３），（５，４）からなり、これらの出力計４本を該マトリクス光スイッチの出力端子Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂ（図中、上方向をａ、下方向をｂとする）として説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，５）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，４）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，８）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力を第（３，２）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力および第（３，２）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，３）番地の入力ａおよび第（３，５）番地の入力に、第（２，４）番地の出力を第（３，３）番地の入力ｂに、第（２，５）番地の出力を第（３，６）番地の入力ａに、第（２，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，４）番地の入力および第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，７）番地の入力ａおよび第（３，８）番地の入力に、第（２，８）番地の出力を第（３，７）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力ａおよび第（４，２）番地の入力に、第（３，２）番地の出力を第（４，４）番地の入力ａに、第（３，３）番地の出力を第（４，１）番地の入力ｂに、第（３，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，３）番地の入力および第（４，４）番地の入力ｂに、第（３，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力ａおよび第（４，６）番地の入力に、第（３，６）番地の出力を第（４，８）番地の入力ａに、第（３，７）番地の出力を第（４，５）番地の入力ｂに、第（３，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，７）番地の入力および第（４，８）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）および（４，３）番地の出力を第（５，１）番地の入力ａ，ｂに、第（４，２）および（４，５）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａ，ｂに、第（４，４）および（４，７）番地の出力を第（５，３）番地の入力ａ，ｂに、第（４，６）および（４，８）番地の出力を第（５，４）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第八の実施形態を説明する。この第八の実施形態は、上述した第七の実施形態において、入力端子と出力端子を入れ替えた構成に相当する。本実施形態は、請求項８においてｎ＝４とした、４×４マトリクス光スイッチを構成した例であり、１×２素子１２個および２×１素子１２個および１×１素子８個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が５段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４）番地からなり、これらの入力計４本を該マトリクス光スイッチの入力端子とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５）および（２，８）番地が１×２素子、第（２，２），（２，３），（２，６）および（２，７）番地が１×１素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５）および（３，８）番地が２×１素子、第（３，２），（３，３），（３，６）および（３，７）番地が１×２素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５）および（４，８）番地が１×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６）および（４，７）番地が２×１素子である。第５段は２×１素子である（５，１），（５，２），（５，３），（５，４）からなり、これらの出力計４本を該マトリクス光スイッチの出力端子とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂとして説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，５）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，４）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，８）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力ａおよび第（３，３）番地の入力に、第（２，２）番地の出力を第（３，１）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力を第（３，４）番地の入力ａに、第（２，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，２）番地の入力および第（３，４）番地の入力ｂに、第（２，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，５）番地の入力ａおよび第（３，７）番地の入力に、第（２，６）番地の出力を第（３，５）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力を第（３，８）番地の入力ａに、第（２，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，６）番地の入力および第（３，８）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力を第（４，２）番地の入力ａに、第（３，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力および第（４，２）番地の入力ｂに、第（３，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，３）番地の入力ａおよび第（４，４）番地の入力に、第（３，４）番地の出力を第（４，６）番地の入力ａに、第（３，５）番地の出力を第（４，３）番地の入力ｂに、第（３，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力および第（４，６）番地の入力ｂに、第（３，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，７）番地の入力ａおよび第（４，８）番地の入力に、第（３，８）番地の出力を第（４，７）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）および（４，３）番地の出力を第（５，１）番地の入力ａ，ｂに、第（４，２）および（４，５）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａ，ｂに、第（４，４）および（４，７）番地の出力を第（５，３）番地の入力ａ，ｂに、第（４，６）および（４，８）番地の出力を第（５，４）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第九の実施形態を図５に基づいて説明する。図５は本発明の請求項９においてｎ＝５とした、５×５マトリクス光スイッチを構成した例である。本実施形態によるマトリクス光スイッチは１×２素子２０個および２×１素子２０個および１×１素子１０個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が６段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４），（１，５）番地からなり、これらの入力計５本を該マトリクス光スイッチの入力端子Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４，Ａ−５とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５），（２，８）および（２，９）番地が１×１素子、第（２，２），（２，３），（２，６），（２，７）および（２，１０）番地が１×２素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５），（３，８）および（３，９）番地が１×２素子、第（３，２），（３，３），（３，６），（３，７）および（３，１０）番地が２×１素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５），（４，８）および（４，９）番地が２×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６），（４，７）および（４，１０）番地が１×２素子である。

第５段は第（５，１），（５，４），（５，５），（５，８）および（５，９）番地が１×１素子、第（５，２），（５，３），（５，６），（５，７）および（５，１０）番地が２×１素子である。第６段は２×１素子である（６，１），（６，２），（６，３），（６，４），（６，５）からなり、これらの出力計５本を該マトリクス光スイッチの出力端子Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４，Ｂ−５とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂ（図中、上方向をａ、下方向をｂとする）として説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，４）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，５）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，８）番地の入力に、第（１，５）番地の出力ａ，ｂを第（２，９）および（２，１０）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力を第（３，２）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力および第（３，２）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，３）番地の入力ａおよび第（３，５）番地の入力に、第（２，４）番地の出力を第（３，６）番地の入力ａに、第（２，５）番地の出力を第（３，３）番地の入力ｂに、第（２，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，４）番地の入力および第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，７）番地の入力ａおよび第（３，９）番地の入力に、第（２，８）番地の出力を第（３，１０）番地の入力ａに、第（２，９）番地の出力を第（３，７）番地の入力ｂに、第（２，１０）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，８）番地の入力および第（３，１０）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力ａおよび第（４，３）番地の入力に、第（３，２）番地の出力を第（４，４）番地の入力ａに、第（３，３）番地の出力を第（４，１）番地の入力ｂに、第（３，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，２）番地の入力および第（４，４）番地の入力ｂに、第（３，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力ａおよび第（４，７）番地の入力に、第（３，６）番地の出力を第（４，８）番地の入力ａに、第（３，７）番地の出力を第（４，５）番地の入力ｂに、第（３，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，６）番地の入力および第（４，８）番地の入力ｂに、第（３，９）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，９）番地の入力ａおよび第（４，１０）番地の入力に、第（３，１０）番地の出力を第（４，９）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａに、第（４，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，１）番地の入力および第（５，２）番地の入力ｂに、第（４，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，３）番地の入力ａおよび第（５，５）番地の入力に、第（４，４）番地の出力を第（５，６）番地の入力ａに、第（４，５）番地の出力を第（５，３）番地の入力ｂに、第（４，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，４）番地の入力および第（５，６）番地の入力ｂに、第（４，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，７）番地の入力ａおよび第（５，９）番地の入力に、第（４，８）番地の出力を第（５，１０）番地の入力ａに、第（４，９）番地の出力を第（５，７）番地の入力ｂに、第（４，１０）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，８）番地の入力および第（５，１０）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第５段においては、第（５，１）および（５，３）番地の出力を第（６，１）番地の入力ａ，ｂに、第（５，２）および（５，４）番地の出力を第（６，２）番地の入力ａ，ｂに、第（５，５）および（５，７）番地の出力を第（６，３）番地の入力ａ，ｂに、第（５，６）および（５，８）番地の出力を第（６，４）番地の入力ａ，ｂに、第（５，９）および（５，１０）番地の出力を第（６，５）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第十の実施形態を図６に基づいて説明する。この第十の実施形態は、上述した第九の実施形態において、第（５，４）番地と第（５，５）番地、第（５，８）番地と第（５，９）番地を入れ替えた構成に相当する。図６は本発明の請求項１０においてｎ＝５とした、５×５マトリクス光スイッチを構成した例である。本実施形態によるマトリクス光スイッチは１×２素子２０個および２×１素子２０個および１×１素子１０個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が６段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４），（１，５）番地からなり、これらの入力計５本を該マトリクス光スイッチの入力端子Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４，Ａ−５とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５），（２，８）および（２，９）番地が１×１素子、第（２，２），（２，３），（２，６），（２，７）および（２，１０）番地が１×２素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５），（３，８）および（３，９）番地が１×２素子、第（３，２），（３，３），（３，６），（３，７）および（３，１０）番地が２×１素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５），（４，８）および（４，９）番地が２×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６），（４，７）および（４，１０）番地が１×２素子である。

第５段は第（５，１），（５，４），（５，５），（５，８）および（５，９）番地が１×１素子、第（５，２），（５，３），（５，６），（５，７）および（５，１０）番地が２×１素子である。第６段は２×１素子である（６，１），（６，２），（６，３），（６，４），（６，５）からなり、これらの出力計５本を該マトリクス光スイッチの出力端子Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４，Ｂ−５とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂ（図中、上方向をａ、下方向をｂとする）として説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，４）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，５）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，８）番地の入力に、第（１，５）番地の出力ａ，ｂを第（２，９）および（２，１０）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力を第（３，２）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力および第（３，２）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，３）番地の入力ａおよび第（３，５）番地の入力に、第（２，４）番地の出力を第（３，６）番地の入力ａに、第（２，５）番地の出力を第（３，３）番地の入力ｂに、第（２，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，４）番地の入力および第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，７）番地の入力ａおよび第（３，９）番地の入力に、第（２，８）番地の出力を第（３，１０）番地の入力ａに、第（２，９）番地の出力を第（３，７）番地の入力ｂに、第（２，１０）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，８）番地の入力および第（３，１０）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力ａおよび第（４，３）番地の入力に、第（３，２）番地の出力を第（４，４）番地の入力ａに、第（３，３）番地の出力を第（４，１）番地の入力ｂに、第（３，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，２）番地の入力および第（４，４）番地の入力ｂに、第（３，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力ａおよび第（４，７）番地の入力に、第（３，６）番地の出力を第（４，８）番地の入力ａに、第（３，７）番地の出力を第（４，５）番地の入力ｂに、第（３，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，６）番地の入力および第（４，８）番地の入力ｂに、第（３，９）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，９）番地の入力ａおよび第（４，１０）番地の入力に、第（３，１０）番地の出力を第（４，９）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａに、第（４，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，１）番地の入力および第（５，２）番地の入力ｂに、第（４，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，３）番地の入力ａおよび第（５，４）番地の入力に、第（４，４）番地の出力を第（５，６）番地の入力ａに、第（４，５）番地の出力を第（５，３）番地の入力ｂに、第（４，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，５）番地の入力および第（５，６）番地の入力ｂに、第（４，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，７）番地の入力ａおよび第（５，８）番地の入力に、第（４，８）番地の出力を第（５，１０）番地の入力ａに、第（４，９）番地の出力を第（５，７）番地の入力ｂに、第（４，１０）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，９）番地の入力および第（５，１０）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第５段においては、第（５，１）および（５，３）番地の出力を第（６，１）番地の入力ａ，ｂに、第（５，２）および（５，５）番地の出力を第（６，２）番地の入力ａ，ｂに、第（５，４）および（５，７）番地の出力を第（６，３）番地の入力ａ，ｂに、第（５，６）および（５，９）番地の出力を第（６，４）番地の入力ａ，ｂに、第（５，８）および（５，１０）番地の出力を第（６，５）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第十一の実施形態を説明する。この第十一の実施形態は、上述した第十の実施形態において、入力端子と出力端子を入れ替えた構成に相当する。本実施形態は、請求項１１においてｎ＝５とした、５×５マトリクス光スイッチを構成した例であり、１×２素子２０個および２×１素子２０個および１×１素子１０個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が６段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４），（１，５）番地からなり、これらの入力計５本を該マトリクス光スイッチの入力端子とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５），（２，８）および（２，９）番地が１×１素子、第（２，２），（２，３），（２，６），（２，７）および（２，１０）番地が１×２素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５），（３，８）および（３，９）番地が１×２素子、第（３，２），（３，３），（３，６），（３，７）および（３，１０）番地が２×１素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５），（４，８）および（４，９）番地が２×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６），（４，７）および（４，１０）番地が１×２素子である。

第５段は第（５，１），（５，４），（５，５），（５，８）および（５，９）番地が１×１素子、第（５，２），（５，３），（５，６），（５，７）および（５，１０）番地が２×１素子である。第６段は２×１素子である（６，１），（６，２），（６，３），（６，４），（６，５）からなり、これらの出力計５本を該マトリクス光スイッチの出力端子とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂとして説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，５）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，４）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，９）番地の入力に、第（１，５）番地の出力ａ，ｂを第（２，８）および（２，１０）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力を第（３，２）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力および第（３，２）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，３）番地の入力ａおよび第（３，５）番地の入力に、第（２，４）番地の出力を第（３，３）番地の入力ｂに、第（２，５）番地の出力を第（３，６）番地の入力ａに、第（２，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，４）番地の入力および第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，７）番地の入力ａおよび第（３，９）番地の入力に、第（２，８）番地の出力を第（３，７）番地の入力ｂに、第（２，９）番地の出力を第（３，１０）番地の入力ａに、第（２，１０）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，８）番地の入力および第（３，１０）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力ａおよび第（４，３）番地の入力に、第（３，２）番地の出力を第（４，４）番地の入力ａに、第（３，３）番地の出力を第（４，１）番地の入力ｂに、第（３，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，２）番地の入力および第（４，４）番地の入力ｂに、第（３，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力ａおよび第（４，７）番地の入力に、第（３，６）番地の出力を第（４，８）番地の入力ａに、第（３，７）番地の出力を第（４，５）番地の入力ｂに、第（３，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，６）番地の入力および第（４，８）番地の入力ｂに、第（３，９）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，９）番地の入力ａおよび第（４，１０）番地の入力に、第（３，１０）番地の出力を第（４，９）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａに、第（４，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，１）番地の入力および第（５，２）番地の入力ｂに、第（４，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，３）番地の入力ａおよび第（５，５）番地の入力に、第（４，４）番地の出力を第（５，６）番地の入力ａに、第（４，５）番地の出力を第（５，３）番地の入力ｂに、第（４，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，４）番地の入力および第（５，６）番地の入力ｂに、第（４，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，７）番地の入力ａおよび第（５，９）番地の入力に、第（４，８）番地の出力を第（５，１０）番地の入力ａに、第（４，９）番地の出力を第（５，７）番地の入力ｂに、第（４，１０）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，８）番地の入力および第（５，１０）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第５段においては、第（５，１）および（５，３）番地の出力を第（６，１）番地の入力ａ，ｂに、第（５，２）および（５，４）番地の出力を第（６，２）番地の入力ａ，ｂに、第（５，５）および（５，７）番地の出力を第（６，３）番地の入力ａ，ｂに、第（５，６）および（５，８）番地の出力を第（６，４）番地の入力ａ，ｂに、第（５，９）および（５，１０）番地の出力を第（６，５）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

次に、本発明における第十二の実施形態を図７に基づいて説明する。この第十二の実施形態は、上述した第十の実施形態において、第（２，４）番地と第（２，５）番地、第（２，８）番地と第（２，９）番地を入れ替えた構成に相当する。図７は本発明の請求項１２においてｎ＝５とした、５×５マトリクス光スイッチを構成した例である。本実施形態によるマトリクス光スイッチは１×２素子２０個および２×１素子２０個および１×１素子１０個で構成される。

本実施形態によるマトリクス光スイッチは、単位光スイッチ素子が６段に配置され、第１段は１×２素子である第（１，１），（１，２），（１，３），（１，４），（１，５）番地からなり、これらの入力計５本を該マトリクス光スイッチの入力端子Ａ−１，Ａ−２，Ａ−３，Ａ−４，Ａ−５とする。第２段は第（２，１），（２，４），（２，５），（２，８）および（２，９）番地が１×１素子、第（２，２），（２，３），（２，６），（２，７）および（２，１０）番地が１×２素子である。

第３段は第（３，１），（３，４），（３，５），（３，８）および（３，９）番地が１×２素子、第（３，２），（３，３），（３，６），（３，７）および（３，１０）番地が２×１素子である。第４段は第（４，１），（４，４），（４，５），（４，８）および（４，９）番地が２×１素子、第（４，２），（４，３），（４，６），（４，７）および（４，１０）番地が１×２素子である。

第５段は第（５，１），（５，４），（５，５），（５，８）および（５，９）番地が１×１素子、第（５，２），（５，３），（５，６），（５，７）および（５，１０）番地が２×１素子である。第６段は２×１素子である（６，１），（６，２），（６，３），（６，４），（６，５）からなり、これらの出力計５本を該マトリクス光スイッチの出力端子Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４，Ｂ−５とする。

次に、それぞれの単位光スイッチ素子の接続経路を説明する。なお、上述した１×２素子および２×１素子の出力および入力をそれぞれ出力ａ，ｂ、入力ａ，ｂ（図中、上方向をａ、下方向をｂとする）として説明する。

第１段においては、第（１，１）番地の出力ａ，ｂを第（２，１）および（２，３）番地の入力に、第（１，２）番地の出力ａ，ｂを第（２，２）および（２，５）番地の入力に、第（１，３）番地の出力ａ，ｂを第（２，４）および（２，７）番地の入力に、第（１，４）番地の出力ａ，ｂを第（２，６）および（２，９）番地の入力に、第（１，５）番地の出力ａ，ｂを第（２，８）および（２，１０）番地の入力にそれぞれ接続する。

第２段においては、第（２，１）番地の出力を第（３，２）番地の入力ａに、第（２，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，１）番地の入力および第（３，２）番地の入力ｂに、第（２，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，３）番地の入力ａおよび第（３，５）番地の入力に、第（２，４）番地の出力を第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，５）番地の出力を第（３，６）番地の入力ａに、第（２，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，４）番地の入力および第（３，６）番地の入力ｂに、第（２，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，７）番地の入力ａおよび第（３，９）番地の入力に、第（２，８）番地の出力を第（３，７）番地の入力ｂに、第（２，９）番地の出力を第（３，１０）番地の入力ａに、第（２，１０）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（３，８）番地の入力および第（３，１０）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第３段においては、第（３，１）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，１）番地の入力ａおよび第（４，３）番地の入力に、第（３，２）番地の出力を第（４，４）番地の入力ａに、第（３，３）番地の出力を第（４，１）番地の入力ｂに、第（３，４）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，２）番地の入力および第（４，４）番地の入力ｂに、第（３，５）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，５）番地の入力ａおよび第（４，７）番地の入力に、第（３，６）番地の出力を第（４，８）番地の入力ａに、第（３，７）番地の出力を第（４，５）番地の入力ｂに、第（３，８）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，６）番地の入力および第（４，８）番地の入力ｂに、第（３，９）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（４，９）番地の入力ａおよび第（４，１０）番地の入力に、第（３，１０）番地の出力を第（４，９）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第４段においては、第（４，１）番地の出力を第（５，２）番地の入力ａに、第（４，２）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，１）番地の入力および第（５，２）番地の入力ｂに、第（４，３）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，３）番地の入力ａおよび第（５，４）番地の入力に、第（４，４）番地の出力を第（５，６）番地の入力ａに、第（４，５）番地の出力を第（５，３）番地の入力ｂに、第（４，６）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，５）番地の入力および第（５，６）番地の入力ｂに、第（４，７）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，７）番地の入力ａおよび第（５，８）番地の入力に、第（４，８）番地の出力を第（５，１０）番地の入力ａに、第（４，９）番地の出力を第（５，７）番地の入力ｂに、第（４，１０）番地の出力ａ，ｂをそれぞれ第（５，９）番地の入力および第（５，１０）番地の入力ｂにそれぞれ接続する。

第５段においては、第（５，１）および（５，３）番地の出力を第（６，１）番地の入力ａ，ｂに、第（５，２）および（５，５）番地の出力を第（６，２）番地の入力ａ，ｂに、第（５，４）および（５，７）番地の出力を第（６，３）番地の入力ａ，ｂに、第（５，６）および（５，９）番地の出力を第（６，４）番地の入力ａ，ｂに、第（５，８）および（５，１０）番地の出力を第（６，５）番地の入力ａ，ｂにそれぞれ接続する。

上記第一から第十二の実施形態におけるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチは、いずれも（ｎ＋１）段の光スイッチ素子で構成されており、従来の２ｎ段で構成されたマトリクス光スイッチに比べて回路長を大幅に削減することができる。

本発明に基づくマトリクス光スイッチを以下のような光回路により作製した。

厚さ１ｍｍ、直径６インチのシリコン基板上に石英系ガラスによって形成されるクラッド層および埋め込み型コア部を有する単一モード光導波路をＳｉＣＩ₄やＧｅＣ１₄などの原料ガスの火炎加水分解反応を利用した石英系ガラス膜の堆積技術と反応性イオンエッチング技術の組合せにより作製し、薄膜ヒータおよび給電のための電極をクラッド層の表面上に真空蒸着およびパターン化により作製した。作製した光導波路のコア寸法は７μｍ×７μｍであり、クラッド層との比屈折率差Δは０．７５％とした。本実施例におけるマトリクス光スイッチは、この光導波路を用い、直線導波路および曲線導波路を組み合わせることによって形成した。

本実施例に用いる光スイッチ素子の構成例を図８に示す。図中、１１，１２は入力ポート、２１，２２は方向性結合器、３１はアーム導波路（短アーム）、３２はアーム導波路（長アーム）、４１，４２は薄膜ヒータ、５１，５２，５３は断熱溝、６１，６２は出力ポート、７１はシリコン基板、８１は石英系ガラスクラッド層（以下、単にクラッド層という）である。

光スイッチ素子は、図８（ａ）に示すように、アーム導波路３１および３２の実効光路長差が信号光波長の１／２のマッハ−ツェンダー干渉計回路である。本実施例において、信号光波長は１．５５μｍであり、石英系ガラスの屈折率は１．４５であるので、アーム光導波路３１とアーム光導波路３２との実際のアーム光導波路長の差は０．５３４μｍとした。熱光学効果による位相シフタとしてクラッド層８１の表面上に厚さ０．３μｍ、幅２０μｍ、長さ２ｍｍの薄膜ヒータ４１および４２を形成した。さらに図８（ｂ）に示すように、薄膜ヒータ４１および４２に沿ってシリコン基板７１が露出するまでの深さの断熱溝５１，５２および５３を形成した。

図９に本発明の請求項１においてｎ＝８とした、８×８マトリクス光スイッチの回路構成例を示す。図８のマッハ−ツェンダー干渉計回路によって構成される光スイッチ素子の長さは６．５ｍｍであった。この光スイッチ素子を最小曲げ半径Ｒ＝５ｍｍの曲線導波路で接続し、図９の構成で配置したところ、８×８マトリクス光スイッチのチップサイズは１０６ｍｍ×１５ｍｍとなり、直径６インチのウェハ内に６チップを配置することができた。

従来の構成による８×８マトリクス光スイッチのチップサイズは、同一の導波路構造を用いた場合、６７ｍｍ×４５ｍｍであり、直径６インチのウェハ内に配置できるのは２チップであったので、本発明により１ウェハあたりのチップ数を３倍にすることができた。

上記の方法により作製した図９に示す８×８マトリクス光スイッチチップの入力端子Ａ−１〜Ａ−８および出力端子Ｂ−１〜Ｂ−８に光ファイバを接続して光学特性を測定したところ、挿入損失は２ｄＢ、消光比は４５ｄＢ以上であった。また、入力と出力を入れ替えて、出力端子Ｂ−１〜Ｂ−８側から光を入力し、入力端子Ａ−１〜Ａ−８へ出力される光の光学特性を測定したところ、挿入損失や消光比は同じ特性であった。

本発明の請求項５に係るマトリクス光スイッチの回路構成に基づく４×４マトリクス光スイッチを実施例１と同様の導波路構造の光回路により作製した。チップサイズは６５ｍｍ×１２ｍｍであり、直径６インチのウェハ内に１０チップを配置することができた。作製した４×４マトリクス光スイッチチップの入力端子および出力端子に光ファイバを接続して光学特性を測定したところ、挿入損失は１．５ｄＢ、消光比は４５ｄＢ以上であった。また、入力と出力を入れ替えて、出力端子側から光を入力し、入力端子へ出力される光の光学特性を測定したところ、挿入損失や消光比は同じ特性であった。

本発明の請求項７に係るマトリクス光スイッチの回路構成に基づく１６×１６マトリクス光スイッチを実施例１と同様の導波路構造の光回路により作製した。ただし、本実施例においては、光導波路のコア寸法を５μｍ×５μｍ、クラッド層との比屈折率差Δは１．５％とし、光スイッチ素子間を接続する曲線導波路の最小曲げ半径Ｒを２ｍｍとした。チップサイズは８５ｍｍ×３５ｍｍであり、直径６インチのウェハ内に３チップを配置することができた。

同一の導波路構造を用いた場合、従来の回路構成による１６×１６マトリクス光スイッチのチップサイズは８５ｍｍ×４５ｍｍであり、直径６インチのウェハ内に配置できるのは２チップであったので、本発明により１ウェハあたりのチップ数を１．５倍にすることができた。

作製した８×８マトリクス光スイッチチップの入力端子および出力端子に光ファイバを接続して光学特性を測定したところ、挿入損失は４ｄＢ、消光比は４５ｄＢ以上であった。また、入力と出力を入れ替えて、出力端子側から光を入力し、入力端子へ出力される光の光学特性を測定したところ、挿入損失や消光比は同じ特性であった。

本発明の請求項９に係るマトリクス光スイッチの回路構成に基づく７×７マトリクス光スイッチを実施例１と同様の導波路構造の光回路により作製した。本実施例においては、光導波路のコア寸法やクラッド層との比屈折率差Δ、曲線導波路の最小曲げ半径Ｒは実施例１と同じとし、それぞれ、コア寸法７μｍ×７μｍ、Δ＝０．７５％、Ｒ＝５ｍｍとした。チップサイズは９５ｍｍ×１５ｍｍであり、直径６インチのウェハ内に７チップを配置することができた。作製した７×７マトリクス光スイッチチップの入力端子および出力端子に光ファイバを接続して光学特性を測定したところ、挿入損失は２ｄＢ、消光比は４５ｄＢ以上であった。

本発明の請求項１０に係るマトリクス光スイッチの回路構成に基づく７×７マトリクス光スイッチを実施例１と同様の導波路構造の光回路により作製した。本実施例においては、光導波路のコア寸法やクラッド層との比屈折率差Δ、曲線導波路の最小曲げ半径Ｒは実施例１と同じとし、それぞれ、コア寸法７μｍ×７μｍ、Δ＝０．７５％、Ｒ＝５ｍｍとした。チップサイズは９５ｍｍ×１５ｍｍであり、直径６インチのウェハ内に７チップを配置することができた。

作製した７×７マトリクス光スイッチチップの入力端子および出力端子に光ファイバを接続して光学特性を測定したところ、挿入損失は２ｄＢ、消光比は４５ｄＢ以上であった。また、入力と出力を入れ替えて、出力端子側から光を入力し、入力端子へ出力される光の光学特性を測定したところ、挿入損失や消光比は同じ特性であった。

本発明の請求項１２に係るマトリクス光スイッチの発明の回路構成に基づく５×５マトリクス光スイッチを実施例１と同様の導波路構造の光回路により作製した。本実施例においては、光導波路のコア寸法やクラッド層との比屈折率差Δ、曲線導波路の最小曲げ半径Ｒは実施例１と同じとし、それぞれ、コア寸法７μｍ×７μｍ、Δ＝０．７５％、Ｒ＝５ｍｍとした。チップサイズは７５ｍｍ×１５ｍｍであり、直径６インチのウェハ内に８チップを配置することができた。作製した５×５マトリクス光スイッチチップの入力端子および出力端子に光ファイバを接続して光学特性を測定したところ、挿入損失は１．５ｄＢ、消光比は４５ｄＢ以上であった。

本発明は、光通信等で用いられる光スイッチに関するものであり、特に、入出力数が１または２の光スイッチ素子を複数集積して構成されるマトリクス光スイッチに関して、消光比が高く、かつ小型な回路構成を実現するための技術に利用可能である。

本発明の第一の実施形態による４×４マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 本発明の第三の実施形態による４×４マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 本発明の第五の実施形態による４×４マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 本発明の第七の実施形態による４×４マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 本発明の第九の実施形態による５×５マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 本発明の第十の実施形態による５×５マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 本発明の第十二の実施形態による５×５マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 図８（ａ）は本発明に用いられる光スイッチ素子の構成例の上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。 本発明の実施例１による８×８マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 従来技術による４×４マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 別の従来技術による４×４マトリクス光スイッチの回路構成を示す説明図である。 従来のマトリクス光スイッチに用いられる２入力×２出力光スイッチ要素の構成を示す図である。 別の従来技術による４×４マトリクス光スイッチの回路構成を示す図である。 別の従来技術による４×４マトリクス光スイッチの回路構成を示す図である。

符号の説明

Ａ−１〜Ａ−４ 入力端子
Ｂ−１〜Ｂ−４ 出力端子
１１，１２ 入力ポート
２１，２２ 方向性結合器
３１，３２ アーム導波路
４１，４２ 薄膜ヒータ
５１，５２，５３ 断熱溝
６１，６２ 出力ポート
７１ シリコン基板

Claims (12)

1. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合には第（ｎ，１）番地の２×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２ｎ）番地の１×１素子の出力を該第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
2. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合には第（２，１）番地の１×２素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−２）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｎ−１，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
3. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合は第（２，１）番地の１×１素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合には第（ｎ，１）番地の２×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２ｎ）番地の１×１素子の出力を該第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
4. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合には第（２，１）番地の１×２素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合は第（ｎ，１）番地の１×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−２）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｎ−１，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
5. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合には第（ｎ，１）番地の２×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２ｎ）番地の１×１素子の出力を該第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
6. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合には第（２，１）番地の１×２素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ２）番地の２×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ−２）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｎ−１，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
7. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合は第（２，１）番地の１×１素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合には第（ｎ，１）番地の２×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２ｎ）番地の１×１素子の出力を該第（３，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−２）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
8. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧４の偶数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（２，４ｊ−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×１素子であって（ここで、ｊはｊ≦ｎ／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合には第（２，１）番地の１×２素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋが１の場合は第（ｎ，１）番地の１×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に、ｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の出力に、ｋがｎを除く偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ−２）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，２ｎ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｎ−１，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ’＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して（ここで、ｊ’はｊ’≦ｎ／２−１の自然数）、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ’＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ’−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ’）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続して、第（ｉ，４ｊ’＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ’）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ’＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
9. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧３の奇数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ’−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ’−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ’−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦（ｎ−１）／２の自然数、ｊ’はｊ’≦（ｎ＋１）／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ’−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ’−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
10. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧３の奇数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ’−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ’−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ’−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦（ｎ−１）／２の自然数、ｊ’はｊ’≦（ｎ＋１）／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ’−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｎ，４ｊ’−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が１×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが奇数の場合は第（２，２ｋ−１）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが１の場合は第（ｎ，１）番地の１×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
11. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧３の奇数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ’−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ’−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ’−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦（ｎ−１）／２の自然数、ｊ’はｊ’≦（ｎ＋１）／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ’−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ’−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合は第（２，１）番地の１×１素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−１）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ）番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。
12. １入力２出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×２素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および２入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、２×１素子と表わす）ｎ・（ｎ−１）個および１入力１出力の単位光スイッチ素子（これを以下、１×１素子と表わす）２・ｎ個で構成されるｎ入力×ｎ出力のマトリクス光スイッチであって（ここで、ｎはｎ≧３の奇数）、該単位光スイッチ素子が（ｎ＋１）段に配置され、第１段は１×２素子ｎ個からなり、第（ｎ＋１）段は２×１素子ｎ個からなり、第２段は１×２素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、該第２段の第（４ｊ’−３）番目（これを以下、第（２，４ｊ’−３）番地と表わす）と第（２，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（２，４ｊ’−２）番地と第（２，４ｊ−１）番地が１×２素子であって（ここで、ｊはｊ≦（ｎ−１）／２の自然数、ｊ’はｊ’≦（ｎ＋１）／２の自然数）、第ｎ段は２×１素子ｎ個と１×１素子ｎ個からなり、第（ｎ，４ｊ’−３）番地と第（ｎ，４ｊ）番地が１×１素子であり、第（ｎ，４ｊ’−２）番地と第（ｎ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、第１段および第２段と第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段は１×２素子ｎ個と２×１素子ｎ個からなり（ここで、ｉは３≦ｉ≦ｎ−１の自然数）、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が１×２素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が２×１素子であって、ｉが偶数の場合、第（ｉ，４ｊ’−３）番地と第（ｉ，４ｊ）番地が２×１素子であり、第（ｉ，４ｊ’−２）番地と第（ｉ，４ｊ−１）番地が１×２素子であって、第１段の１×２素子ｎ個の入力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの入力端子とし、第（ｎ＋１）段の２×１素子ｎ個の出力計ｎ本を該マトリクス光スイッチの出力端子とし、第１段の第ｋ番目（ｋはｋ≦ｎの自然数）の１×２素子の出力の一方をｋがｎの場合は第（２，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（２，２ｋ＋１）番地の１×２素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×２素子の入力に接続し、該第１段の第ｋ番目の１×２素子の出力の他方をｋが１の場合は第（２，１）番地の１×１素子の入力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（２，２ｋ−２）番地の１×１素子の入力に、ｋが偶数の場合は第（２，２ｋ＋１)番地の１×１素子の入力に接続して、第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の一方をｋが１の場合は第（ｎ，１）番地の１×１素子の出力に、ｋが１を除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の１×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の１×１素子の出力に接続し、該第（ｎ＋１）段の第ｋ番目の２×１素子の入力の他方をｋがｎの場合は第（ｎ，２ｎ）番地の２×１素子の出力に、ｋがｎを除く奇数の場合は第（ｎ，２ｋ＋１）番地の２×１素子の出力に、ｋが偶数の場合は第（ｎ，２ｋ−２）番地の２×１素子の出力に接続して、第２段においては、第（２，１）番地の１×１素子の出力を第（３，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ)番地の１×１素子の出力を該第（３，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（２，４ｊ＋１）番地の１×１素子の出力を第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（２，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（３，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（３，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第（ｎ−１）段においては、第（ｎ−１，１）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ）番地の１×１素子の入力に、他方を第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｎ，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｎ−１，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｎ，４ｊ＋１）番地の１×１素子の入力に、他方を該第（ｎ，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、第１段と第２段、第（ｎ−１）段、第ｎ段および第（ｎ＋１）段を除く第ｉ段においては、ｉが奇数の場合、第（ｉ，４ｊ−３）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−３）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−２）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ−２）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，２ｎ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，２ｎ）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２ｎ）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，２ｎ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続して、ｉが偶数の場合、第（ｉ，１）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，１）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，２）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ−１）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ＋１）番地の１×２素子の入力に、他方を第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋１）番地の２×１素子の出力を該第（ｉ＋１，４ｊ−１）番地の２×１素子の入力の他方に接続し、第（ｉ，４ｊ）番地の２×１素子の出力を第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の一方に接続し、第（ｉ，４ｊ＋２）番地の１×２素子の出力の一方を第（ｉ＋１，４ｊ）番地の１×２素子の入力に、他方を該第（ｉ＋１，４ｊ＋２）番地の２×１素子の入力の他方に接続したことを特徴とするマトリクス光スイッチ。

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