JP7027877B2 - Optical switch device, wavelength selection switch and lighting device - Google Patents

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Description

本発明は、光スイッチ装置に関し、さらに、光スイッチ装置を用いた波長選択スイッチ及び照明装置に関する。 The present invention relates to an optical switch device, and further relates to a wavelength selection switch and a lighting device using the optical switch device.

光ファイバー網を用いた情報通信の技術が現在広く用いられている。光信号の伝搬に光ファイバーを用いることで、単一の光源から発生する光を任意の位置にほとんど減衰することなく送ることが可能である。また、光信号の伝搬に金属配線を用いた場合と比較して、膨大な情報量を一度に送受信可能であるほか、省エネルギー、軽量、ノイズの影響を受けにくい点も利点として挙げられる。 Information communication technology using an optical fiber network is currently widely used. By using an optical fiber for propagating an optical signal, it is possible to send light generated from a single light source to an arbitrary position with almost no attenuation. In addition, compared to the case where metal wiring is used for propagating optical signals, a huge amount of information can be transmitted and received at one time, and energy saving, light weight, and less susceptible to noise are also advantages.

光通信の分野では、ネットワークの冗長性や拡張性を得るため、電気信号に変換せず光のまま信号の行き先を切り替える光スイッチ装置が用いられている。しかし、光スイッチ装置には高価な電子部品及び光学部品が用いられているため、コストダウンが難しい。安価で高信頼性、小型の光スイッチ装置の登場が待望されている。 In the field of optical communication, in order to obtain network redundancy and expandability, an optical switch device that switches the destination of a signal as light without converting it into an electric signal is used. However, since expensive electronic parts and optical parts are used in the optical switch device, it is difficult to reduce the cost. The appearance of inexpensive, highly reliable, and compact optical switch devices is long-awaited.

特許第6027628号公報Japanese Patent No. 6027628

本発明は、信頼性を向上させることが可能な光スイッチ装置、波長選択スイッチ及び照明装置を提供する。 The present invention provides an optical switch device, a wavelength selection switch and a lighting device capable of improving reliability.

本発明の一態様に係る光スイッチ装置は、液晶層を有し、入力ポートから第1レーザー光を受け、前記第1レーザー光を偏向させて第2レーザー光を出射する第1光偏向素子と、液晶層を有し、前記第1光偏向素子と平行に配置され、前記第2レーザー光を前記第1レーザー光と平行になるように偏向させて第3レーザー光を出射する第2光偏向素子と、前記第2光偏向素子から前記第3レーザー光を受ける複数の光ファイバーと、前記第1光偏向素子の偏向角、及び前記第2光偏向素子の偏向角を制御する制御回路とを具備する。前記第1光偏向素子は、前記複数の光ファイバーの1つを選択するようにして、複数の第1偏向角の1つで前記第1レーザー光を偏向させる。前記第2光偏向素子は、前記複数の光ファイバーに対応するように配置された複数の領域を有する。前記複数の領域の各々は、前記第2レーザー光を偏向させる。 The optical switch device according to one aspect of the present invention has a liquid crystal layer, and is a first light deflecting element that receives a first laser beam from an input port, deflects the first laser beam, and emits a second laser beam. The second light deflection, which has a liquid crystal layer and is arranged in parallel with the first light deflection element, deflects the second laser light so as to be parallel to the first laser light, and emits the third laser light. It includes an element, a plurality of optical fibers that receive the third laser beam from the second light deflection element, a deflection angle of the first light deflection element, and a control circuit that controls the deflection angle of the second light deflection element. do. The first light deflection element deflects the first laser beam at one of the plurality of first deflection angles by selecting one of the plurality of optical fibers. The second light deflection element has a plurality of regions arranged so as to correspond to the plurality of optical fibers. Each of the plurality of regions deflects the second laser beam.

本発明の一態様に係る光スイッチ装置は、それぞれが液晶層を有する入力領域及び出力領域を含み、前記入力領域において入力ポートから第1レーザー光を受け、前記第1レーザー光を偏向させて第2レーザー光を出射する光偏向素子と、前記第2レーザー光を前記出力領域に向けて反射させる反射部材と、前記出力領域から出射される第3レーザー光を受ける複数の光ファイバーと、前記入力領域の偏向角、及び前記出力領域の偏向角を制御する制御回路とを具備する。前記入力領域は、前記複数の光ファイバーの1つを選択するようにして、複数の第1偏向角の1つで前記第1レーザー光を偏向させる。前記出力領域は、前記複数の光ファイバーに対応するように配置された複数の領域部分を有する。前記複数の領域部分の各々は、前記第2レーザー光を前記第1レーザー光と平行になるように偏向させて前記第3レーザー光を出射する。 The optical switch device according to one aspect of the present invention includes an input region and an output region, each of which has a liquid crystal layer, receives first laser light from an input port in the input region, and deflects the first laser light. An optical deflection element that emits two laser beams, a reflecting member that reflects the second laser beam toward the output region, a plurality of optical fibers that receive the third laser beam emitted from the output region, and the input region. A control circuit for controlling the deflection angle of the output region and the deflection angle of the output region is provided. The input region deflects the first laser beam at one of the plurality of first deflection angles by selecting one of the plurality of optical fibers. The output region has a plurality of region portions arranged so as to correspond to the plurality of optical fibers. Each of the plurality of region portions deflects the second laser beam so as to be parallel to the first laser beam and emits the third laser beam.

本発明の一態様に係る波長選択スイッチは、入力信号を受け、前記入力信号を波長の異なる第1及び第2光信号に分波する分波器と、前記第1光信号を受け、前記第1光信号を出力する複数の出力ポートを切り替える第1光スイッチ装置と、前記第2光信号を受け、前記第2光信号を出力する複数の出力ポートを切り替える第2光スイッチ装置とを具備する。前記第1及び第2光スイッチ装置の各々は、前記一態様に係る光スイッチ装置から構成される。 The wavelength selection switch according to one aspect of the present invention receives an input signal and demultiplexes the input signal into first and second optical signals having different wavelengths, and receives the first optical signal and the first optical signal. It includes a first optical switch device that switches a plurality of output ports that output one optical signal, and a second optical switch device that switches a plurality of output ports that receive the second optical signal and output the second optical signal. .. Each of the first and second optical switch devices is composed of the optical switch device according to the one aspect.

本発明の一態様に係る照明装置は、レーザー光を発光するレーザー光源と、前記レーザー光源からのレーザー光を出力する複数の出力ポートを切り替える光スイッチ装置と、前記複数の出力ポートにそれぞれ接続された複数の光ファイバーと、前記複数の光ファイバーにそれぞれ接続された複数のランプとを具備する。前記光スイッチ装置は、前記一態様に係る光スイッチ装置から構成される。 The lighting device according to one aspect of the present invention is connected to a laser light source that emits laser light, an optical switch device that switches between a plurality of output ports that output laser light from the laser light source, and the plurality of output ports, respectively. A plurality of optical fibers and a plurality of lamps connected to the plurality of optical fibers are provided. The optical switch device is composed of the optical switch device according to the above aspect.

本発明によれば、信頼性を向上させることが可能な光スイッチ装置、波長選択スイッチ及び照明装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical switch device, a wavelength selection switch and a lighting device capable of improving reliability.

第1実施形態に係る光スイッチ装置の断面図。Sectional drawing of the optical switch apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る光スイッチ装置のブロック図。The block diagram of the optical switch device which concerns on 1st Embodiment. 第1光偏向素子の断面図。Sectional drawing of the 1st light deflection element. 図3に示した1つの液晶パネルの平面図。The plan view of one liquid crystal panel shown in FIG. 図4のA-A´線に沿った液晶パネルの断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel along the AA'line of FIG. 第2光偏向素子の断面図。Sectional drawing of the 2nd light deflection element. 第1及び第2光偏向素子の具体例を説明する断面図。The cross-sectional view explaining the specific example of the 1st and 2nd light deflection elements. 他の構成例に係る光偏向素子の断面図。Sectional drawing of the optical deflection element which concerns on other configuration examples. 図8に示した1つの液晶パネルの平面図。The plan view of one liquid crystal panel shown in FIG. 図9のA-A´線に沿った液晶パネルの断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel along the AA'line of FIG. 第1及び第2光偏向素子の配線構造を示す模式図。The schematic diagram which shows the wiring structure of the 1st and 2nd optical deflection elements. 第2実施形態に係る光スイッチ装置の断面図。Sectional drawing of the optical switch apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る光スイッチ装置の断面図。Sectional drawing of the optical switch apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る光スイッチ装置のブロック図。The block diagram of the optical switch device which concerns on 3rd Embodiment. 光偏向素子の配線構造を示す模式図。The schematic diagram which shows the wiring structure of an optical deflection element. 第4実施形態に係る光スイッチ装置の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical switch device according to the fourth embodiment. 第4実施形態に係る光スイッチ装置のブロック図。The block diagram of the optical switch device which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る光スイッチ装置の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical switch device according to the fifth embodiment. 第5実施形態に係る光スイッチ装置のブロック図。The block diagram of the optical switch device which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係る光スイッチ装置の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical switch device according to the sixth embodiment. 第6実施形態に係る光スイッチ装置のブロック図。The block diagram of the optical switch device which concerns on 6th Embodiment. 第7実施形態に係る光スイッチ装置の断面図。The cross-sectional view of the optical switch device which concerns on 7th Embodiment. 第8実施形態に係る波長選択スイッチのブロック図。The block diagram of the wavelength selection switch which concerns on 8th Embodiment. 第9実施形態に係る照明装置の構成を示す概略図。The schematic diagram which shows the structure of the lighting apparatus which concerns on 9th Embodiment. 第9実施形態に係る照明装置のブロック図。The block diagram of the lighting apparatus which concerns on 9th Embodiment. 図24に示したランプの断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the lamp shown in FIG. 24. 照明装置を備えた自動車の概略図。Schematic diagram of a car equipped with a lighting device.

以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. However, the drawings are schematic or conceptual, and the dimensions and ratios of each drawing are not always the same as the actual ones. Further, even when the same part is represented between the drawings, the relationship and ratio of the dimensions of each other may be represented differently. In particular, some embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and depending on the shape, structure, arrangement, etc. of the components, the technical idea of the present invention. Is not specified. In the following description, elements having the same function and configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be given only when necessary.

[第1実施形態]
第1実施形態は、光スイッチ装置の構成例である。光スイッチ装置は、電気信号に変換することなく光信号を分岐したり行き先を切り替えたりすることが可能である。入力ポート数がN、出力ポート数がMである光スイッチ装置(N×Mスイッチ)である場合、N個の入力ポートとM個の出力ポートとの間で光路を切り替えることが可能である。
[First Embodiment]
The first embodiment is a configuration example of an optical switch device. The optical switch device can branch an optical signal or switch a destination without converting it into an electric signal. In the case of an optical switch device (N × M switch) in which the number of input ports is N and the number of output ports is M, it is possible to switch the optical path between the N input ports and the M output ports.

[1] 光スイッチ装置10の構成
[1-1] 光スイッチ装置10の断面構成
図1は、第1実施形態に係る光スイッチ装置10の断面図である。光スイッチ装置10は、複数の入力側光ファイバー(入力側光ファイバーアレイ)11、入力側レンズアレイ12、第1光偏向素子(入力側光偏向素子)15、第2光偏向素子(出力側光偏向素子)17、出力側レンズアレイ19、及び複数の出力側光ファイバー(出力側光ファイバーアレイ)22を備える。
[1] Configuration of Optical Switch Device 10 [1-1] Sectional Configuration of Optical Switch Device 10 FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical switch device 10 according to the first embodiment. The optical switch device 10 includes a plurality of input side optical fibers (input side optical fiber array) 11, input side lens array 12, first optical deflection element (input side optical deflection element) 15, and second optical deflection element (output side optical deflection element). ) 17, an output-side lens array 19, and a plurality of output-side optical fibers (output-side optical fiber arrays) 22.

複数の入力側光ファイバー11の各々は、外部からレーザー光を受け、このレーザー光を伝搬する。光ファイバー11は、レーザー光の入力ポートとして機能する。図1では、一例として、5本の光ファイバー11-1~11-5を示している。なお、入力側光ファイバー11、すなわち入力ポートは、1個であってもよい。 Each of the plurality of input-side optical fibers 11 receives a laser beam from the outside and propagates the laser beam. The optical fiber 11 functions as an input port for laser light. In FIG. 1, five optical fibers 11-1 to 11-5 are shown as an example. The input side optical fiber 11, that is, the input port may be one.

入力側レンズアレイ12は、基材13、及び複数のレンズ(マイクロレンズ)14を備える。基材13は、レーザー光を透過する透明材料で構成される。複数のレンズ14は、基材13上に配列される。複数のレンズ14はそれぞれ、複数の光ファイバー11に対応して設けられ、複数の光ファイバー11から出射されたレーザー光を受ける。図1では、5本の光ファイバー11-1~11-5にそれぞれ対応して、5個のレンズ14-1~14-5を示している。各レンズ14は、対応する光ファイバー11から出射されたレーザー光を平行光に整形する。レンズ14は、例えば平凸レンズからなる。光ファイバー11の光軸は、基材13の垂線と平行に設定される。 The input-side lens array 12 includes a base material 13 and a plurality of lenses (microlenses) 14. The base material 13 is made of a transparent material that transmits laser light. The plurality of lenses 14 are arranged on the base material 13. Each of the plurality of lenses 14 is provided corresponding to the plurality of optical fibers 11, and receives the laser light emitted from the plurality of optical fibers 11. FIG. 1 shows five lenses 14-1 to 14-5 corresponding to the five optical fibers 11-1 to 11-5, respectively. Each lens 14 shapes the laser light emitted from the corresponding optical fiber 11 into parallel light. The lens 14 is made of, for example, a plano-convex lens. The optical axis of the optical fiber 11 is set parallel to the perpendicular line of the base material 13.

第1光偏向素子15は、液晶層を備える液晶素子から構成される。第1光偏向素子15は、レンズアレイ12を透過したレーザー光を透過すると共に、このレーザー光を偏向させる。第1光偏向素子15は、複数の液晶パネル16が積層されて構成される。第1光偏向素子15の具体的な構成については後述する。光ファイバー11の光軸は、第1光偏向素子15の垂線と平行に設定される。 The first light deflection element 15 is composed of a liquid crystal element including a liquid crystal layer. The first light deflection element 15 transmits the laser light transmitted through the lens array 12 and deflects the laser light. The first light deflection element 15 is configured by stacking a plurality of liquid crystal panels 16. The specific configuration of the first light deflection element 15 will be described later. The optical axis of the optical fiber 11 is set parallel to the perpendicular line of the first optical deflection element 15.

第2光偏向素子17は、液晶層を備える液晶素子から構成される。第2光偏向素子17は、第1光偏向素子15を透過したレーザー光を透過すると共に、このレーザー光を偏向させる。この際、第2光偏向素子17は、図1の水平方向、すなわち、入力側光ファイバー11から出射されたレーザー光と平行な方向に、レーザー光を偏向させる。第2光偏向素子17は、複数の液晶パネル18が積層されて構成される。第2光偏向素子17の具体的な構成については後述する。第1光偏向素子15と第2光偏向素子17とは、互いに平行に配置される。 The second light deflection element 17 is composed of a liquid crystal element including a liquid crystal layer. The second light deflection element 17 transmits the laser light transmitted through the first light deflection element 15 and deflects the laser light. At this time, the second light deflection element 17 deflects the laser beam in the horizontal direction of FIG. 1, that is, in the direction parallel to the laser beam emitted from the input side optical fiber 11. The second light deflection element 17 is configured by stacking a plurality of liquid crystal panels 18. The specific configuration of the second light deflection element 17 will be described later. The first light deflection element 15 and the second light deflection element 17 are arranged in parallel with each other.

出力側レンズアレイ19は、基材20、及び複数のレンズ(マイクロレンズ)21を備える。基材20は、レーザー光を透過する透明材料で構成される。各レンズ21は、第2光偏向素子17を透過したレーザー光を受け、このレーザー光を集光する。レンズ21は、例えば平凸レンズからなる。複数のレンズ21(21-1~21-5)はそれぞれ、複数の光ファイバー22に対応して設けられ、複数の光ファイバー22に向けてレーザー光を出射する。基材20と第2光偏向素子17とは、平行に配置される。 The output-side lens array 19 includes a base material 20 and a plurality of lenses (microlenses) 21. The base material 20 is made of a transparent material that transmits laser light. Each lens 21 receives the laser light transmitted through the second light deflection element 17, and collects the laser light. The lens 21 is made of, for example, a plano-convex lens. Each of the plurality of lenses 21 (21-1 to 21-5) is provided corresponding to the plurality of optical fibers 22, and emits laser light toward the plurality of optical fibers 22. The base material 20 and the second light deflection element 17 are arranged in parallel.

複数の出力側光ファイバー22の各々は、レンズアレイ19からレーザー光を受け、このレーザー光を伝搬する。光ファイバー22は、レーザー光の出力ポートとして機能する。図1では、一例として、5本の光ファイバー22-1~22-5を示している。光ファイバー22の光軸は、第2光偏向素子17の垂線と平行に設定される。 Each of the plurality of output-side optical fibers 22 receives a laser beam from the lens array 19 and propagates the laser beam. The optical fiber 22 functions as an output port for laser light. In FIG. 1, five optical fibers 22-1 to 22-5 are shown as an example. The optical axis of the optical fiber 22 is set parallel to the perpendicular line of the second optical deflection element 17.

光ファイバーに用いる光の波長は、例えば1.55μmである。レンズアレイ12によって整形された平行光の直径は、例えば400μmである。光の波長、及び平行光の直径は、要求される装置コストやサイズなど要求仕様に応じて調整が可能である。 The wavelength of light used for the optical fiber is, for example, 1.55 μm. The diameter of the parallel light shaped by the lens array 12 is, for example, 400 μm. The wavelength of light and the diameter of parallel light can be adjusted according to the required specifications such as the required equipment cost and size.

光ファイバー11を伝搬するレーザー光は、直線偏光である。第1光偏向素子15及び第2光偏向素子17の偏光方向(偏光軸)は、レーザー光の偏光方向と平行に設定される。第1光偏向素子15及び第2光偏向素子17の偏光軸とは、液晶分子の長軸(ダイレクタ)が電界に応じて動く面と平行な方向である。 The laser light propagating in the optical fiber 11 is linearly polarized. The polarization direction (polarization axis) of the first light deflection element 15 and the second light deflection element 17 is set to be parallel to the polarization direction of the laser beam. The polarization axes of the first light deflection element 15 and the second light deflection element 17 are in a direction parallel to the plane on which the long axis (director) of the liquid crystal molecule moves in response to the electric field.

[1-2] 光スイッチ装置10のブロック図
図2は、第1実施形態に係る光スイッチ装置10のブロック図である。光スイッチ装置10は、第1光偏向素子15、第2光偏向素子17、駆動回路30、電圧発生回路31、制御回路32、及び操作部33を備える。
[1-2] Block Diagram of Optical Switch Device 10 FIG. 2 is a block diagram of the optical switch device 10 according to the first embodiment. The optical switch device 10 includes a first optical deflection element 15, a second optical deflection element 17, a drive circuit 30, a voltage generation circuit 31, a control circuit 32, and an operation unit 33.

後述するように、第1光偏向素子15及び第2光偏向素子17の各々は、液晶層の配向を制御するための複数の電極を備える。駆動回路30は、第1光偏向素子15が備える複数の電極に電気的に接続される。駆動回路30は、第1光偏向素子15に複数の電圧を印加することで、第1光偏向素子15を駆動する。同様に、駆動回路30は、第2光偏向素子17が備える複数の電極に電気的に接続される。駆動回路30は、第2光偏向素子17に複数の電圧を印加することで、第2光偏向素子17を駆動する。 As will be described later, each of the first light deflection element 15 and the second light deflection element 17 includes a plurality of electrodes for controlling the orientation of the liquid crystal layer. The drive circuit 30 is electrically connected to a plurality of electrodes included in the first light deflection element 15. The drive circuit 30 drives the first light deflection element 15 by applying a plurality of voltages to the first light deflection element 15. Similarly, the drive circuit 30 is electrically connected to a plurality of electrodes included in the second light deflection element 17. The drive circuit 30 drives the second light deflection element 17 by applying a plurality of voltages to the second light deflection element 17.

電圧発生回路31は、外部電源を用いて、光スイッチ装置10の動作に必要な複数の電圧を発生する。電圧発生回路31により発生された電圧は、光スイッチ装置10内の各モジュール、特に駆動回路30に供給される。 The voltage generation circuit 31 uses an external power source to generate a plurality of voltages required for the operation of the optical switch device 10. The voltage generated by the voltage generation circuit 31 is supplied to each module in the optical switch device 10, particularly the drive circuit 30.

操作部33は、ユーザーの入力操作を受け付ける。ユーザーは、操作部33を介して、レーザー光の光路を切り替えることが可能である。 The operation unit 33 accepts a user's input operation. The user can switch the optical path of the laser beam via the operation unit 33.

制御回路32は、光スイッチ装置10の動作を統括的に制御する。制御回路32は、操作部33に入力された情報を受け、この情報を用いて、駆動回路30及び電圧発生回路31を制御することが可能である。 The control circuit 32 comprehensively controls the operation of the optical switch device 10. The control circuit 32 receives the information input to the operation unit 33, and can control the drive circuit 30 and the voltage generation circuit 31 by using this information.

[1-3] 光偏向素子15、17の構成
次に、光偏向素子15、17の構成について説明する。図3は、光偏向素子15の断面図である。
[1-3] Configuration of Optical Deflection Elements 15 and 17 Next, the configuration of the optical deflection elements 15 and 17 will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of the light deflection element 15.

光偏向素子15は、複数の液晶パネル16が積層されて構成される。図3では、一例として、10個の液晶パネル16-1~16-10を示している。液晶パネル16-1~16-10は、例えば、透明な接着材を用いて積層される。 The light deflection element 15 is configured by stacking a plurality of liquid crystal panels 16. FIG. 3 shows 10 liquid crystal panels 16-1 to 16-10 as an example. The liquid crystal panels 16-1 to 16-10 are laminated using, for example, a transparent adhesive.

図4は、図3に示した1つの液晶パネル16の平面図である。図5は、図4のA-A´線に沿った液晶パネル16の断面図である。 FIG. 4 is a plan view of one liquid crystal panel 16 shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel 16 along the AA'line of FIG.

液晶パネル16は、透過型の液晶素子である。液晶パネル16は、対向配置された基板40、41と、基板40、41間に挟持された液晶層42とを備える。基板40、41の各々は、透明基板(例えば、ガラス基板、又はプラスチック基板)から構成される。例えば、基板40は、光ファイバー11側に配置され、光ファイバー11からのレーザー光は、基板40側から液晶層42に入射する。 The liquid crystal panel 16 is a transmissive liquid crystal element. The liquid crystal panel 16 includes substrates 40 and 41 arranged to face each other and a liquid crystal layer 42 sandwiched between the substrates 40 and 41. Each of the substrates 40 and 41 is composed of a transparent substrate (for example, a glass substrate or a plastic substrate). For example, the substrate 40 is arranged on the optical fiber 11 side, and the laser light from the optical fiber 11 is incident on the liquid crystal layer 42 from the substrate 40 side.

液晶層42は、基板40、41間に充填される。具体的には、液晶層42は、基板40、41と、シール材43とによって包囲された領域内に封入される。シール材43は、例えば、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいて基板40又は基板41に塗布された後、紫外線照射、又は加熱等により硬化させられる。 The liquid crystal layer 42 is filled between the substrates 40 and 41. Specifically, the liquid crystal layer 42 is enclosed in a region surrounded by the substrates 40 and 41 and the sealing material 43. The sealing material 43 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, an ultraviolet / heat combined type curable resin, etc., is applied to the substrate 40 or the substrate 41 in the manufacturing process, and then is cured by ultraviolet irradiation, heating, or the like. Be done.

液晶層42を構成する液晶材料は、基板40、41間に印加された電圧(電界)に応じて液晶分子の配向が操作されて光学特性が変化する。本実施形態の液晶パネル16は、例えばホモジニアスモードである。すなわち、液晶層42として正の誘電率異方性を有するポジ型(P型)のネマティック液晶が用いられ、液晶分子は、電圧(電界)を印加しない時には基板面に対して概略水平方向に配向する。ホモジニアスモードでは、電圧を印加しない時に液晶分子の長軸(ダイレクタ)が概略水平方向に配向し、電圧を印加した時に液晶分子の長軸が垂直方向に向かって傾く。液晶分子の傾斜角は、印加される実効電圧に応じて変化する。液晶層42の初期配向は、液晶層42を挟むようにして基板40、41にそれぞれ設けられた2つの配向膜によって制御される。 The liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 42 changes its optical characteristics by manipulating the orientation of the liquid crystal molecules according to the voltage (electric field) applied between the substrates 40 and 41. The liquid crystal panel 16 of the present embodiment is, for example, a homogeneous mode. That is, a positive (P-type) nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used as the liquid crystal layer 42, and the liquid crystal molecules are oriented substantially horizontally with respect to the substrate surface when no voltage (electric field) is applied. do. In the homogenous mode, the long axis (director) of the liquid crystal molecule is substantially oriented in the horizontal direction when no voltage is applied, and the long axis of the liquid crystal molecule is tilted in the vertical direction when the voltage is applied. The tilt angle of the liquid crystal molecule changes depending on the effective voltage applied. The initial orientation of the liquid crystal layer 42 is controlled by two alignment films provided on the substrates 40 and 41 so as to sandwich the liquid crystal layer 42.

なお、液晶モードとして、ネガ型(N型)のネマティック液晶を用いた垂直配向(VA:Vertical Alignment)モードを用いてもよい。VAモードでは、電界を印加しない時に液晶分子の長軸が概略垂直方向に配向し、電圧を印加した時に液晶分子の長軸が水平方向に向かって傾く。 As the liquid crystal mode, a vertical alignment (VA: Vertical Alignment) mode using a negative type (N type) nematic liquid crystal may be used. In the VA mode, the major axis of the liquid crystal molecule is oriented substantially vertically when no electric field is applied, and the major axis of the liquid crystal molecule is tilted in the horizontal direction when a voltage is applied.

基板40の液晶層42側には、それぞれがY方向に延びる複数の電極44、及び複数の電極45が設けられる。複数の電極44と複数の電極45とは、Y方向に直交するX方向に沿って、交互に配置される。複数の電極44は、同じ幅を有する。複数の電極45は、同じ幅を有する。図4及び図5では、一例として、4個の電極44と、4個の電極45とを示している。複数の電極44と複数の電極45とは、互いの間隔が同じであり、例えば、この間隔は、電極を加工する際の製造工程に起因する最小加工寸法である。 On the liquid crystal layer 42 side of the substrate 40, a plurality of electrodes 44, each of which extends in the Y direction, and a plurality of electrodes 45 are provided. The plurality of electrodes 44 and the plurality of electrodes 45 are alternately arranged along the X direction orthogonal to the Y direction. The plurality of electrodes 44 have the same width. The plurality of electrodes 45 have the same width. In FIGS. 4 and 5, four electrodes 44 and four electrodes 45 are shown as an example. The distance between the plurality of electrodes 44 and the plurality of electrodes 45 is the same, and for example, this distance is the minimum processing dimension due to the manufacturing process when processing the electrodes.

1つの電極44と1つの電極45との対が繰り返し単位46を構成する。繰り返し単位46の幅は、屈折率変化の周期幅Wである。液晶パネル16-1~16-10は、同じ周期幅Wを有する。 A pair of one electrode 44 and one electrode 45 constitutes the repeating unit 46. The width of the repeating unit 46 is the periodic width W of the change in the refractive index. The liquid crystal panels 16-1 to 16-10 have the same period width W.

基板40、及び電極44、45上には、液晶層42の初期配向を制御する配向膜47が設けられる。 An alignment film 47 that controls the initial orientation of the liquid crystal layer 42 is provided on the substrate 40 and the electrodes 44 and 45.

基板41の液晶層42側には、共通電極48が設けられる。共通電極48は、基板41全面に平面状に設けられる。基板41、及び共通電極48上には、液晶層42の初期配向を制御する配向膜49が設けられる。なお、基板40に共通電極48を配置し、基板41に電極44、45を配置してもよい。 A common electrode 48 is provided on the liquid crystal layer 42 side of the substrate 41. The common electrode 48 is provided on the entire surface of the substrate 41 in a planar shape. An alignment film 49 for controlling the initial orientation of the liquid crystal layer 42 is provided on the substrate 41 and the common electrode 48. The common electrode 48 may be arranged on the substrate 40, and the electrodes 44 and 45 may be arranged on the substrate 41.

電極44、45、及び共通電極48はそれぞれ、透明電極から構成され、例えば、例えばITO(インジウム錫酸化物)が用いられる。 The electrodes 44 and 45 and the common electrode 48 are each composed of a transparent electrode, and for example, ITO (indium tin oxide) is used.

図2には、一例として、6個の繰り返し単位46を示している。図2では、図面が煩雑になるのを避けるために、電極44が占める領域と、電極45が占める領域とを四角で表しているが、実際の断面構造は、図5に示す通りである。前述したように、液晶パネル16-1~16-10は、同じ繰り返し単位46の幅(周期幅W)を有する。 FIG. 2 shows six repeating units 46 as an example. In FIG. 2, in order to avoid complication of the drawing, the region occupied by the electrode 44 and the region occupied by the electrode 45 are represented by squares, but the actual cross-sectional structure is as shown in FIG. As described above, the liquid crystal panels 16-1 to 16-10 have the same width (period width W) of the repeating unit 46.

液晶パネル16-1~16-10において、同じ列の10個の繰り返し単位46に含まれる10個の電極44は、液晶パネル16-1~16-10の順に長くなる。液晶パネル16-1~16-10において、同じ列の10個の繰り返し単位46に含まれる10個の電極45は、液晶パネル16-1~16-10の順に短くなる。 In the liquid crystal panels 16-1 to 16-10, the 10 electrodes 44 included in the 10 repeating units 46 in the same row become longer in the order of the liquid crystal panels 16-1 to 16-10. In the liquid crystal panels 16-1 to 16-10, the 10 electrodes 45 included in the 10 repeating units 46 in the same row are shortened in the order of the liquid crystal panels 16-1 to 16-10.

換言すると、同じ列の10個の電極44は、逆階段状に形成される。10個の電極44の増加分は一定である。例えば、最小の電極44(液晶パネル16-1の電極44)の幅が最小値10μm、最大の電極44(液晶パネル16-10の電極44)の幅が最大値100μmであり、液晶パネル16ごとに10μmずつ大きくなる。 In other words, the 10 electrodes 44 in the same row are formed in an inverted staircase pattern. The increase in the 10 electrodes 44 is constant. For example, the width of the minimum electrode 44 (electrode 44 of the liquid crystal panel 16-1) is a minimum value of 10 μm, and the width of the maximum electrode 44 (electrode 44 of the liquid crystal panel 16-10) is a maximum value of 100 μm. It increases by 10 μm.

同じ列の10個の電極45は、階段状に形成される。10個の電極45の減少分は一定である。例えば、最大の電極45(液晶パネル16-1の電極45)の幅が最大値100μm、最小の電極45(液晶パネル16-10の電極45)の幅が最小値10μmであり、液晶パネル16ごとに10μmずつ小さくなる。 The 10 electrodes 45 in the same row are formed in a staircase pattern. The amount of decrease in the 10 electrodes 45 is constant. For example, the width of the maximum electrode 45 (electrode 45 of the liquid crystal panel 16-1) has a maximum value of 100 μm, and the width of the minimum electrode 45 (electrode 45 of the liquid crystal panel 16-10) has a minimum value of 10 μm. It becomes smaller by 10 μm.

なお、液晶パネル16-1~16-10の積層順序は、図3の通りでなくてもよく、任意に入れ替えることが可能である。すなわち、順に幅が広くなる10個の電極44と、順に幅が狭くなる10個の電極45とをそれぞれ有する液晶パネル16-1~16-10を光偏向素子15が備えていればよく、階段状に電極に並べなくてもよい。 The stacking order of the liquid crystal panels 16-1 to 16-10 does not have to be as shown in FIG. 3, and can be arbitrarily replaced. That is, it suffices that the optical deflection element 15 is provided with liquid crystal panels 16-1 to 16-10 having 10 electrodes 44 having a gradually widening width and 10 electrodes 45 having a narrowing width in order. It is not necessary to arrange them on the electrodes in a shape.

液晶パネル16として、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)方式を用いた透過型液晶素子(透過型LCOS)を用いてもよい。透過型LCOSを用いることで、電極を微細加工することが可能となり、より小型の液晶パネル16を実現できる。透過型LCOSでは、シリコン基板(又は透明基板上に形成されたシリコン層)が用いられる。シリコン基板は、バンドギャップとの関係で、特定の波長以上の波長を有する光(赤外線を含む)を透過するため、LCOSを透過型液晶素子として使用することができる。LCOSを使用することにより、セル電極がより小さい液晶素子を実現することができるため、液晶素子を小型化することが可能となる。 As the liquid crystal panel 16, a transmissive liquid crystal element (transmissive LCOS) using an LCOS (Liquid Crystal on Silicon) method may be used. By using the transmissive LCOS, the electrodes can be finely processed, and a smaller liquid crystal panel 16 can be realized. In the transmissive LCOS, a silicon substrate (or a silicon layer formed on the transparent substrate) is used. Since the silicon substrate transmits light (including infrared rays) having a wavelength equal to or higher than a specific wavelength in relation to the band gap, LCOS can be used as a transmissive liquid crystal element. By using LCOS, it is possible to realize a liquid crystal element having a smaller cell electrode, so that the liquid crystal element can be miniaturized.

(光偏向素子17の構成)
光偏向素子17は、光偏向素子15と同じ構成である。図6は、光偏向素子17の断面図である。
(Structure of light deflection element 17)
The light deflection element 17 has the same configuration as the light deflection element 15. FIG. 6 is a cross-sectional view of the light deflection element 17.

光偏向素子17は、複数の液晶パネル18が積層されて構成される。図6では、一例として、10個の液晶パネル18-1~18-10を示している。液晶パネル18-1~18-10は、例えば、透明な接着材を用いて積層される。 The light deflection element 17 is configured by stacking a plurality of liquid crystal panels 18. FIG. 6 shows 10 liquid crystal panels 18-1 to 18-10 as an example. The liquid crystal panels 18-1 to 18-10 are laminated using, for example, a transparent adhesive.

液晶パネル18-1~18-10の構成は、図3の液晶パネル16-1~16-10の構成と同じである。液晶パネル18の平面図及び断面図も、図4及び図5の液晶パネル16と同じである。 The configurations of the liquid crystal panels 18-1 to 18-10 are the same as the configurations of the liquid crystal panels 16-1 to 16-10 in FIG. The plan view and the cross-sectional view of the liquid crystal panel 18 are the same as those of the liquid crystal panel 16 of FIGS. 4 and 5.

[1-4] 光偏向素子15、17の具体例
次に、光偏向素子15、17の具体例について説明する。図7は、光偏向素子15、17の具体例を説明する断面図である。
[1-4] Specific Examples of Optical Deflection Elements 15 and 17 Next, specific examples of the optical deflection elements 15 and 17 will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a specific example of the optical deflection elements 15 and 17.

入力ポートの数(すなわち、光ファイバー11の数)が6個であり、出力ポートの数(すなわち、光ファイバー22の数)が6個であるものとする。光偏向素子15は、6個の入力ポートに対応する6個の偏向領域a~fを備える。偏向領域a~fの各々は、図7の例では、5個の繰り返し単位46で構成される。1つの偏向領域に含まれる5個の繰り返し単位46は、同じ電圧制御が行われる。 It is assumed that the number of input ports (that is, the number of optical fibers 11) is six and the number of output ports (that is, the number of optical fibers 22) is six. The optical deflection element 15 includes six deflection regions a to f corresponding to the six input ports. Each of the deflection regions a to f is composed of five repeating units 46 in the example of FIG. 7. The same voltage control is performed on the five repeating units 46 included in one deflection region.

光偏向素子17は、6個の出力ポートに対応する6個の偏向領域A~Fを備える。偏向領域A~Fの各々は、図7の例では、5個の繰り返し単位46で構成される。1つの偏向領域に含まれる5個の繰り返し単位46は、同じ電圧制御が行われる。 The optical deflection element 17 includes six deflection regions A to F corresponding to the six output ports. Each of the deflection regions A to F is composed of five repeating units 46 in the example of FIG. 7. The same voltage control is performed on the five repeating units 46 included in one deflection region.

[1-5] 光偏向素子15、17の他の構成例
次に、光偏向素子15、17の他の構成例について説明する。図8は、他の構成例に係る光偏向素子15の断面図である。なお、光偏向素子17の構成は、光偏向素子15の構成と同じであるため、説明は省略する。
[1-5] Other Configuration Examples of Optical Deflection Elements 15 and 17 Next, other configuration examples of the optical deflection elements 15 and 17 will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view of the light deflection element 15 according to another configuration example. Since the configuration of the optical deflection element 17 is the same as the configuration of the optical deflection element 15, the description thereof will be omitted.

光偏向素子15は、複数の液晶パネル16が積層されて構成される。図8では、一例として、7個の液晶パネル16-1~16-7を示している。液晶パネル16-1~16-7は、例えば、透明な接着材を用いて積層される。 The light deflection element 15 is configured by stacking a plurality of liquid crystal panels 16. In FIG. 8, seven liquid crystal panels 16-1 to 16-7 are shown as an example. The liquid crystal panels 16-1 to 16-7 are laminated using, for example, a transparent adhesive.

図9は、図8に示した1つの液晶パネル16の平面図である。図10は、図9のA-A´線に沿った液晶パネル16の断面図である。 FIG. 9 is a plan view of one liquid crystal panel 16 shown in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel 16 along the AA'line of FIG.

基板40の液晶層42側には、それぞれがY方向に延びる複数の電極44、及び複数の電極45が設けられる。複数の電極44と複数の電極45とは、Y方向に直交するX方向に沿って、交互に配置される。複数の電極44、及び複数の電極45はそれぞれ、同じ幅を有する。図9及び図10では、一例として、4個の電極44と、4個の電極45とを示している。複数の電極44と複数の電極45とは、互いの間隔が同じである。 On the liquid crystal layer 42 side of the substrate 40, a plurality of electrodes 44, each of which extends in the Y direction, and a plurality of electrodes 45 are provided. The plurality of electrodes 44 and the plurality of electrodes 45 are alternately arranged along the X direction orthogonal to the Y direction. The plurality of electrodes 44 and the plurality of electrodes 45 each have the same width. In FIGS. 9 and 10, four electrodes 44 and four electrodes 45 are shown as an example. The distance between the plurality of electrodes 44 and the plurality of electrodes 45 is the same.

図8において、液晶パネル16-1に含まれる複数の電極44及び複数の電極45は、電極ピッチP1を有する。液晶パネル16-1の電極パターンをパターン“a”と呼ぶ。図8では、図面が煩雑になるのを避けるために、電極44が占める領域と、電極45が占める領域とを四角で表しているが、実際の断面構造は、図10に示す通りである。 In FIG. 8, the plurality of electrodes 44 and the plurality of electrodes 45 included in the liquid crystal panel 16-1 have an electrode pitch P1. The electrode pattern of the liquid crystal panel 16-1 is called a pattern "a". In FIG. 8, in order to avoid complication of the drawing, the region occupied by the electrode 44 and the region occupied by the electrode 45 are represented by squares, but the actual cross-sectional structure is as shown in FIG.

2個の液晶パネル16-2、16-3は、同じ構造を有する。液晶パネル16-2に含まれる複数の電極44及び複数の電極45は、電極ピッチP2を有する。液晶パネル16-3も、電極ピッチP2を有する。液晶パネル16-2、16-3の電極パターンをパターン“b”と呼ぶ。パターン“b”の電極ピッチP2は、パターン“a”の電極ピッチP1の2倍である。 The two liquid crystal panels 16-2 and 16-3 have the same structure. The plurality of electrodes 44 and the plurality of electrodes 45 included in the liquid crystal panel 16-2 have an electrode pitch P2. The liquid crystal panel 16-3 also has an electrode pitch P2. The electrode patterns of the liquid crystal panels 16-2 and 16-3 are referred to as a pattern "b". The electrode pitch P2 of the pattern “b” is twice the electrode pitch P1 of the pattern “a”.

4個の液晶パネル16-4~16-7は、同じ構造を有する。液晶パネル16-4に含まれる複数の電極44及び複数の電極45は、電極ピッチP3を有する。液晶パネル16-5~16-7も、電極ピッチP3を有する。液晶パネル16-4~16-7の電極パターンをパターン“c”と呼ぶ。パターン“c”の電極ピッチP3は、パターン“b”の電極ピッチP2の2倍である。 The four liquid crystal panels 16-4 to 16-7 have the same structure. The plurality of electrodes 44 and the plurality of electrodes 45 included in the liquid crystal panel 16-4 have an electrode pitch P3. The liquid crystal panels 16-5 to 16-7 also have an electrode pitch P3. The electrode pattern of the liquid crystal panels 16-4 to 16-7 is called a pattern "c". The electrode pitch P3 of the pattern “c” is twice the electrode pitch P2 of the pattern “b”.

最大の電極幅を有する液晶パネル16-7において、1つの電極44と1つの電極45との対が繰り返し単位46であり、この繰り返し単位の幅は、屈折率変化の周期幅Wである。周期幅Wごとに、屈折率の勾配が繰り返される。 In the liquid crystal panel 16-7 having the maximum electrode width, the pair of one electrode 44 and one electrode 45 is the repeating unit 46, and the width of the repeating unit is the periodic width W of the refractive index change. The gradient of the refractive index is repeated for each period width W.

光偏向素子15が7個の液晶パネル16-1~16-7を備える構成例である場合、パターン“a”、“b”、“c”の3種類の液晶パネルを用いて、光偏向素子15を構成することができる。 When the optical deflection element 15 is a configuration example including seven liquid crystal panels 16-1 to 16-7, the optical deflection element is used by using three types of liquid crystal panels of patterns "a", "b", and "c". 15 can be configured.

積層される液晶パネル16の数がさらに増えた場合でも、上記と同様の電極ピッチ及び電極パターンの関係が適用される。例えば、光偏向素子15が15個の液晶パネル16を備える構成例である場合、4種類の電極パターンをそれぞれ有する4種類の液晶パネルを用いて、光偏向素子15を構成することができる。 Even when the number of the liquid crystal panels 16 to be stacked is further increased, the same relationship between the electrode pitch and the electrode pattern as described above is applied. For example, when the light deflection element 15 is a configuration example including 15 liquid crystal panels 16, the light deflection element 15 can be configured by using four types of liquid crystal panels having four types of electrode patterns, respectively.

一般化すると、最小パターンであるパターン“a”の電極ピッチP1の2(n-1)倍の電極ピッチを有する液晶パネルの枚数は、2(n-1)である。“n”は、1から連続する自然数である。また、“n”は、最低で2まで増分(インクリメント)される。上記関係を満たすように、液晶パネルを積層することで、光偏向素子15に屈折率の勾配を形成できる。 Generally speaking, the number of liquid crystal panels having an electrode pitch of 2 (n-1) times the electrode pitch P1 of the pattern "a", which is the minimum pattern, is 2 (n-1) . "N" is a natural number continuous from 1. Further, "n" is incremented to a minimum of 2. By stacking the liquid crystal panels so as to satisfy the above relationship, a gradient of the refractive index can be formed in the light deflection element 15.

具体的には、パターン“b”の電極ピッチP2は、パターン“a”の電極ピッチP1の2倍であるため、パターン“b”の液晶パネルの数は2個である。パターン“c”の電極ピッチP3は、パターン“a”の電極ピッチP1の4倍であるため、パターン“c”の液晶パネルの数は4個である。液晶パネル16の積層数が3個以上であれば、上記関係が成り立つ。 Specifically, since the electrode pitch P2 of the pattern "b" is twice the electrode pitch P1 of the pattern "a", the number of liquid crystal panels of the pattern "b" is two. Since the electrode pitch P3 of the pattern “c” is four times the electrode pitch P1 of the pattern “a”, the number of liquid crystal panels of the pattern “c” is four. The above relationship holds when the number of laminated liquid crystal panels 16 is 3 or more.

なお、パターン“a”、“b”、“c”それぞれの液晶パネルの枚数が規定した通りであればよく、積層順序は、図8と同じでなくてもよい。すなわち、同じパターンの液晶パネルを連続して積層しなくてもよい。 The number of liquid crystal panels for each of the patterns "a", "b", and "c" may be as specified, and the stacking order may not be the same as in FIG. That is, it is not necessary to continuously stack liquid crystal panels having the same pattern.

[1-6] 光偏向素子15、17の配線構造
次に、光偏向素子15、17の配線構造について説明する。図11は、光偏向素子15、17の配線構造を示す模式図である。
[1-6] Wiring Structure of Optical Deflection Elements 15 and 17 Next, the wiring structure of the optical deflection elements 15 and 17 will be described. FIG. 11 is a schematic diagram showing the wiring structure of the optical deflection elements 15 and 17.

前述したように、光偏向素子15は、複数の液晶パネル16(例えば10個の液晶パネル16-1~16-10)が積層されて構成される。また、光偏向素子15は、X方向に並んだ複数の繰り返し単位46を備える。図11では、一例として、光偏向素子15が6個の繰り返し単位46-1~46-6を備える場合を示している。各繰り返し単位46は、複数の液晶パネル16の数に対応する複数の電極44と、複数の液晶パネル16の数に対応する複数の電極45とを備える。 As described above, the light deflection element 15 is configured by laminating a plurality of liquid crystal panels 16 (for example, 10 liquid crystal panels 16-1 to 16-10). Further, the optical deflection element 15 includes a plurality of repeating units 46 arranged in the X direction. FIG. 11 shows, as an example, a case where the optical deflection element 15 includes six repeating units 46-1 to 46-6. Each repeating unit 46 includes a plurality of electrodes 44 corresponding to the number of the plurality of liquid crystal panels 16 and a plurality of electrodes 45 corresponding to the number of the plurality of liquid crystal panels 16.

繰り返し単位46-1に含まれる10個の電極44は、配線50-1に共通接続される。繰り返し単位46-1に含まれる10個の電極45は、配線51-1に共通接続される。配線50-1、51-1は、駆動回路30にも接続される。すなわち、繰り返し単位46-1に含まれる10個の電極44には、同じ電圧が印加され、繰り返し単位46-1に含まれる10個の電極45には、同じ電圧が印加される。 The 10 electrodes 44 included in the repeating unit 46-1 are commonly connected to the wiring 50-1. The 10 electrodes 45 included in the repeating unit 46-1 are commonly connected to the wiring 51-1. Wiring 50-1 and 51-1 are also connected to the drive circuit 30. That is, the same voltage is applied to the 10 electrodes 44 included in the repeating unit 46-1, and the same voltage is applied to the 10 electrodes 45 included in the repeating unit 46-1.

配線50-2~50-6、及び配線51-2~51-6はそれぞれ、繰り返し単位46-2~46-6に接続される。 Wiring 50-2 to 50-6 and wirings 51-2 to 51-6 are connected to the repeating units 46-2 to 46-6, respectively.

同様に、光偏向素子17は、X方向に並んだ複数の繰り返し単位46を備える。図11では、一例として、光偏向素子17が6個の繰り返し単位46-1~46-6を備える場合を示している。光偏向素子17には、電極44用の配線52-1~52-6と、電極45用の配線53-1~53-6とが接続される。 Similarly, the light deflection element 17 includes a plurality of repeating units 46 arranged in the X direction. FIG. 11 shows, as an example, a case where the optical deflection element 17 includes six repeating units 46-1 to 46-6. Wiring 52-1 to 52-6 for the electrode 44 and wiring 53-1 to 53-6 for the electrode 45 are connected to the optical deflection element 17.

[2] 動作
次に、上記のように構成された光スイッチ装置10の動作について説明する。
[2] Operation Next, the operation of the optical switch device 10 configured as described above will be described.

図1に示すように、例えば光ファイバー11-4から出射したレーザー光は、レンズ14-4によって平行光に整形される。レンズ14-4を透過したレーザー光は、光偏向素子15に垂直に(入射角=0で)入射する。光偏向素子15は、偏向角θでレーザー光を偏向させる。光偏向素子15の偏向角θは、制御回路32によって制御される。 As shown in FIG. 1, for example, the laser light emitted from the optical fiber 11-4 is shaped into parallel light by the lens 14-4. The laser light transmitted through the lens 14-4 is vertically incident on the light deflection element 15 (at an incident angle = 0). The light deflection element 15 deflects the laser beam at the deflection angle θ. The deflection angle θ of the optical deflection element 15 is controlled by the control circuit 32.

光偏向素子15を透過したレーザー光は、入射角θで光偏向素子17に入射する。光偏向素子17は、偏向角θでレーザー光を偏向させる。これにより、光偏向素子17から出射したレーザー光は、光偏向素子17の垂線と平行になる。すなわち、光偏向素子17から出射したレーザー光は、光偏向素子15に入射するレーザー光と平行になる。光偏向素子17を透過したレーザー光は、レンズ21-2で集光され、その後、光ファイバー22-2に入射する。その後、光ファイバー22-2によってレーザー光が伝搬される。 The laser light transmitted through the light deflection element 15 is incident on the light deflection element 17 at an incident angle θ. The light deflection element 17 deflects the laser beam at the deflection angle θ. As a result, the laser light emitted from the light deflection element 17 becomes parallel to the perpendicular line of the light deflection element 17. That is, the laser light emitted from the light deflection element 17 is parallel to the laser light incident on the light deflection element 15. The laser light transmitted through the light deflection element 17 is focused by the lens 21-2 and then incident on the optical fiber 22-2. After that, the laser beam is propagated by the optical fiber 22-2.

図3に示すように、駆動回路30は、光偏向素子15の所定の偏向領域に含まれる複数の電極44に電圧V1を印加し、複数の電極45及び共通電極48に電圧V2(<V1、例えばV2=0V)を印加する。電圧V1と電圧V2とは、所定時間毎に極性反転され、すなわち、交流駆動される。 As shown in FIG. 3, the drive circuit 30 applies a voltage V1 to a plurality of electrodes 44 included in a predetermined deflection region of the optical deflection element 15, and a voltage V2 (<V1, For example, V2 = 0V) is applied. The voltage V1 and the voltage V2 are polar-reversed at predetermined time intervals, that is, they are driven by alternating current.

これにより、電極44が占める領域は、液晶層に電界が印加され、液晶層の屈折率が低くなる。一方、電極45が占める領域は、液晶層に電界が印加されず、液晶層の屈折率が高いままである。図3の各液晶パネル16において、ハッチングがない領域は、液晶層の屈折率が相対的に高い領域を表しており、ドットハッチングの領域は、液晶層の屈折率が相対的に低い領域を表している。 As a result, an electric field is applied to the liquid crystal layer in the region occupied by the electrode 44, and the refractive index of the liquid crystal layer becomes low. On the other hand, in the region occupied by the electrode 45, no electric field is applied to the liquid crystal layer, and the refractive index of the liquid crystal layer remains high. In each liquid crystal panel 16 of FIG. 3, the region without hatching represents a region where the refractive index of the liquid crystal layer is relatively high, and the region of dot hatching represents a region where the refractive index of the liquid crystal layer is relatively low. ing.

偏向領域は、右に向かって順に高くなる屈折率の勾配を有する。偏向領域において、最も左側の領域は、屈折率が最も低く、最も右側の領域は、屈折率が最も高い。屈折率が最も低い領域は、光が進む速度が最も速く、屈折率が最も高い領域は、光が進む速度が最も遅い。すなわち、屈折率が最も低い領域を透過したレーザー光と、屈折率が最も高い領域を透過したレーザー光とは、所定の位相差を有する。よって、図3の例では、光偏向素子15は、レーザー光を右側に偏向させることができる。レーザー光を左側に偏向させる場合は、電極44と電極45との電圧関係を図3と逆にすればよい。 The deflection region has a gradient of index of refraction that increases in order to the right. In the deflection region, the leftmost region has the lowest refractive index, and the rightmost region has the highest refractive index. The region with the lowest refractive index has the fastest speed of light travel, and the region with the highest refractive index has the slowest speed of light travel. That is, the laser light transmitted through the region having the lowest refractive index and the laser light transmitted through the region having the highest refractive index have a predetermined phase difference. Therefore, in the example of FIG. 3, the light deflection element 15 can deflect the laser beam to the right side. When the laser beam is deflected to the left side, the voltage relationship between the electrode 44 and the electrode 45 may be reversed from that in FIG.

また、0V以外に1種類の電圧を用いるのみで、光偏向素子15に屈折率の勾配を形成することができる。すなわち、制御回路32の電圧制御を容易にすることができる。また、電極44に印加する電圧V1のレベルを変化させることで、屈折率の勾配の大きさを変化させることができる。これにより、光偏向素子15の偏向角θを制御することができる。 Further, the refractive index gradient can be formed in the light deflection element 15 by using only one kind of voltage other than 0V. That is, the voltage control of the control circuit 32 can be facilitated. Further, by changing the level of the voltage V1 applied to the electrode 44, the magnitude of the gradient of the refractive index can be changed. Thereby, the deflection angle θ of the optical deflection element 15 can be controlled.

図6に示すように、駆動回路30は、光偏向素子17の所定の偏向領域に含まれる複数の電極45に電圧V1を印加し、複数の電極44及び共通電極48に電圧V2(0V)を印加する。これにより、偏向領域には、屈折率の勾配が形成される。よって、図6の例では、光偏向素子17は、レーザー光を左側に偏向させることができる。 As shown in FIG. 6, the drive circuit 30 applies a voltage V1 to a plurality of electrodes 45 included in a predetermined deflection region of the optical deflection element 17, and applies a voltage V2 (0V) to the plurality of electrodes 44 and the common electrode 48. Apply. As a result, a gradient of the refractive index is formed in the deflection region. Therefore, in the example of FIG. 6, the light deflection element 17 can deflect the laser beam to the left side.

図7を用いて、光偏向素子15、17のより具体的な動作について説明する。図7には、光偏向素子15の偏向領域cにレーザー光が入射し、光偏向素子17の偏向領域Dからレーザー光が出射する例を示している。 A more specific operation of the optical deflection elements 15 and 17 will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 shows an example in which the laser beam is incident on the deflection region c of the light deflection element 15 and the laser light is emitted from the deflection region D of the light deflection element 17.

駆動回路30は、偏向領域cに含まれる複数の電極44に電圧V1を印加し、複数の電極45及び共通電極48に電圧V2(0V)を印加する。駆動回路30は、偏向領域c以外の偏向領域に含まれる複数の電極44、45、及び共通電極48に、0Vを印加する。 The drive circuit 30 applies a voltage V1 to a plurality of electrodes 44 included in the deflection region c, and applies a voltage V2 (0V) to the plurality of electrodes 45 and the common electrode 48. The drive circuit 30 applies 0V to the plurality of electrodes 44, 45 and the common electrode 48 included in the deflection region other than the deflection region c.

駆動回路30は、偏向領域Dに含まれる複数の電極45に電圧V1を印加し、複数の電極44及び共通電極48に電圧V2(0V)を印加する。駆動回路30は、偏向領域D以外の偏向領域に含まれる複数の電極44、45、及び共通電極48に、0Vを印加する。 The drive circuit 30 applies a voltage V1 to a plurality of electrodes 45 included in the deflection region D, and applies a voltage V2 (0V) to the plurality of electrodes 44 and the common electrode 48. The drive circuit 30 applies 0V to the plurality of electrodes 44, 45 and the common electrode 48 included in the deflection region other than the deflection region D.

以上のような電圧制御により、図7に示すように、光偏向素子15、17内にそれぞれ、鋸歯状の屈折率分布を持つブレーズド回折格子のような屈折率分布を形成することができる。これにより、レーザー光の光路を切り替えることができる。 By the voltage control as described above, as shown in FIG. 7, it is possible to form a refractive index distribution such as a blazed diffraction grating having a serrated refractive index distribution in each of the optical deflection elements 15 and 17, respectively. This makes it possible to switch the optical path of the laser beam.

偏向角θ、屈折率変化の周期幅(位相変化ピッチ)をW、周期幅W内の位相差(リタデーション)をR、液晶層の屈折率異方性をΔn、全ての液晶パネルの液晶ギャップの合計をdとする。液晶ギャップとは、液晶パネルの2つの基板間の距離、又は液晶層の厚さを意味する。本実施形態では、10個の液晶パネル16-1~16-10の液晶ギャップの合計が“d”である。偏向角θは以下の式(1)で表され、リタデーションRは以下の式(2)で表される。
θ=asin(R/W) ・・・(1)
=Δn・d ・・・(2)
asinは、アークサインを意味する。
The deflection angle θ, the periodic width (phase change pitch) of the refractive index change is W, the phase difference ( retaration ) within the periodic width W is Re, the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer is Δn, and the liquid crystal gap of all liquid crystal panels. Let d be the total of. The liquid crystal gap means the distance between two substrates of the liquid crystal panel or the thickness of the liquid crystal layer. In the present embodiment, the total of the liquid crystal gaps of the 10 liquid crystal panels 16-1 to 16-10 is "d". The deflection angle θ is expressed by the following equation (1), and the retardation Re is expressed by the following equation (2).
θ = asin (Re / W) ・ ・ ・ (1)
Re = Δn · d・ ・ ・ (2)
asin means an arcsine.

例えば、屈折率異方性Δn=0.2、各液晶パネル16のギャップが7μm、各液晶パネル16のリタデーションが1,400nm、10個の液晶パネル16で得られるRが14,000nm、10個の液晶パネル16で構成される周期幅W=100μmであるとすると、式(1)、(2)から、片側の最大偏向角は8度と計算される。 For example, the refractive index anisotropy Δn = 0.2, the gap of each liquid crystal panel 16 is 7 μm, the retardation of each liquid crystal panel 16 is 1,400 nm, and the Re obtained by 10 liquid crystal panels 16 is 14,000 nm, 10 Assuming that the period width W = 100 μm composed of the liquid crystal panels 16, the maximum deflection angle on one side is calculated to be 8 degrees from the equations (1) and (2).

光偏向素子15に含まれる偏向領域a~fの各々の幅は、使用されるレーザー光の直径と同じかそれより大きいことが望ましく、本実施形態では、1,000μmとする。光偏向素子17に含まれる偏向領域A~Fの条件についても、光偏向素子15と同じである。 It is desirable that the width of each of the deflection regions a to f included in the light deflection element 15 is the same as or larger than the diameter of the laser beam used, and in this embodiment, it is 1,000 μm. The conditions of the deflection regions A to F included in the optical deflection element 17 are the same as those of the optical deflection element 15.

光偏向素子15、17による偏向角が±8度であるので、光偏向素子15と光偏向素子17との距離が10cmである場合、約±1.4cm(全体で2.8cm)の範囲で光偏向素子17の偏向領域を選択することができる。光偏向素子17の偏向領域の幅が1,000μmであるので、1つの入力ポートに入力されたレーザー光の出力先を、最大で27個の出力ポートの中から1つを選択することができる。 Since the deflection angle by the optical deflection elements 15 and 17 is ± 8 degrees, when the distance between the optical deflection element 15 and the optical deflection element 17 is 10 cm, the range is about ± 1.4 cm (2.8 cm in total). The deflection region of the optical deflection element 17 can be selected. Since the width of the deflection region of the optical deflection element 17 is 1,000 μm, the output destination of the laser beam input to one input port can be selected from a maximum of 27 output ports. ..

他の例として、屈折率異方性Δn=0.25、各液晶パネル16のギャップが7μm、各液晶パネル16のリタデーションが1,750nm、10個の液晶パネル16で得られるRが17,500nm、10個の液晶パネル16で構成される周期幅W=100μmであるとすると、式(1)、(2)から、片側の最大偏向角は10度と計算される。 As another example, the refractive index anisotropy Δn = 0.25, the gap of each liquid crystal panel 16 is 7 μm, the retardation of each liquid crystal panel 16 is 1,750 nm, and the Re obtained by 10 liquid crystal panels 16 is 17, Assuming that the periodic width W = 100 μm composed of 500 nm and 10 liquid crystal panels 16, the maximum deflection angle on one side is calculated to be 10 degrees from the equations (1) and (2).

光偏向素子15、17による偏向角が±10度であるので、光偏向素子15と光偏向素子17との距離が10cmである場合、約±1.76cm(全体で3.52cm)の範囲で光偏向素子17の偏向領域を選択することができる。光偏向素子17の偏向領域の幅が1,000μmであるので、1つの入力ポートに入力されたレーザー光の出力先を、最大で35個の出力ポートの中から1つを選択することができる。 Since the deflection angle due to the optical deflection elements 15 and 17 is ± 10 degrees, when the distance between the optical deflection element 15 and the optical deflection element 17 is 10 cm, the range is about ± 1.76 cm (3.52 cm in total). The deflection region of the optical deflection element 17 can be selected. Since the width of the deflection region of the optical deflection element 17 is 1,000 μm, the output destination of the laser beam input to one input port can be selected from a maximum of 35 output ports. ..

なお、光偏向素子における液晶ギャップ、液晶材料、及び電極ピッチなどを調整することで、最大偏向角や応答速度を要求される仕様に調整することができる。 By adjusting the liquid crystal gap, the liquid crystal material, the electrode pitch, and the like in the optical deflection element, the maximum deflection angle and the response speed can be adjusted to the required specifications.

[3] 第1実施形態の効果
以上詳述したように第1実施形態では、光スイッチ装置10は、光ファイバー(入力ポート)11から第1レーザー光を受け、第1レーザー光を偏向させて第2レーザー光を出射する第1光偏向素子15と、第1光偏向素子15と平行に配置され、第2レーザー光を第1レーザー光と平行になるように偏向させて第3レーザー光を出射する第2光偏向素子17と、第2光偏向素子17から第3レーザー光を受ける複数の光ファイバー(出力ポート)22と、第1光偏向素子15の偏向角、及び第2光偏向素子17の偏向角を制御する制御回路32とを備える。第1光偏向素子15は、複数の光ファイバー22の1つを選択するようにして、複数の第1偏向角の1つで第1レーザー光を偏向させる。第2光偏向素子17は、複数の光ファイバー22に対応するように配置された複数の偏向領域A~Fを有し、複数の偏向領域A~Fの各々は、第2レーザー光を偏向させる。
[3] Effect of First Embodiment As described in detail above, in the first embodiment, the optical switch device 10 receives the first laser beam from the optical fiber (input port) 11 and deflects the first laser beam to obtain the first laser beam. 2 The first light deflection element 15 that emits laser light and the first light deflection element 15 are arranged in parallel, and the second laser light is deflected so as to be parallel to the first laser light, and the third laser light is emitted. The second light deflection element 17, the plurality of optical fibers (output ports) 22 that receive the third laser beam from the second light deflection element 17, the deflection angles of the first light deflection element 15, and the second light deflection element 17. A control circuit 32 for controlling the deflection angle is provided. The first light deflection element 15 selects one of the plurality of optical fibers 22 and deflects the first laser beam at one of the plurality of first deflection angles. The second light deflection element 17 has a plurality of deflection regions A to F arranged so as to correspond to the plurality of optical fibers 22, and each of the plurality of deflection regions A to F deflects the second laser beam.

従って第1実施形態によれば、第1光偏向素子15の偏向角と第2光偏向素子17の偏向角とを制御することで、入力側の複数の光ファイバー11と、出力側の複数の光ファイバー22との間の光路を切り替えることが可能である。 Therefore, according to the first embodiment, by controlling the deflection angle of the first optical deflection element 15 and the deflection angle of the second optical deflection element 17, a plurality of optical fibers 11 on the input side and a plurality of optical fibers on the output side are used. It is possible to switch the optical path to and from 22.

また、高価な電子部品及び光学部品を使用せず、液晶素子を用いて光スイッチ装置10を構成することができる。これにより、光スイッチ装置10のコストを低減することができる。また、光スイッチ装置10の消費電力を低減できる。 Further, the optical switch device 10 can be configured by using a liquid crystal element without using expensive electronic parts and optical parts. Thereby, the cost of the optical switch device 10 can be reduced. Further, the power consumption of the optical switch device 10 can be reduced.

また、機械動作を行う部品を使用しないため、光スイッチ装置10の信頼性を向上させることができる。また、光スイッチ装置10を小型化することができる。 Further, since the parts that operate the machine are not used, the reliability of the optical switch device 10 can be improved. Further, the optical switch device 10 can be miniaturized.

[第2実施形態]
図12は、第2実施形態に係る光スイッチ装置10の断面図である。第2実施形態では、光ファイバー11を伝搬するレーザー光は、直線偏光でなくても構わない。
[Second Embodiment]
FIG. 12 is a cross-sectional view of the optical switch device 10 according to the second embodiment. In the second embodiment, the laser light propagating in the optical fiber 11 does not have to be linearly polarized.

レンズアレイ12と第1光偏向素子15との間には、偏光板(直線偏光子)23が設けられる。偏光板23は、面内において、互いに直交する透過軸及び吸収軸を有する。偏光板23は、ランダムな方向の振動面を有する光から、透過軸と平行な一方向の振動面を有する光を透過する、すなわち直線偏光(直線偏光した光成分)を透過する。偏光板23の透過軸は、第1光偏向素子15及び第2光偏向素子17の偏光軸と平行に設定される。その他の構成は、第1実施形態と同じである。 A polarizing plate (linear splitter) 23 is provided between the lens array 12 and the first light deflection element 15. The polarizing plate 23 has a transmission axis and an absorption axis that are orthogonal to each other in the plane. The polarizing plate 23 transmits light having a vibration surface in one direction parallel to the transmission axis from light having a vibration surface in a random direction, that is, transmits linearly polarized light (a linearly polarized light component). The transmission axis of the polarizing plate 23 is set parallel to the polarization axes of the first light deflection element 15 and the second light deflection element 17. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

第2実施形態によれば、光ファイバー11から出射するレーザー光の偏光条件に制限なく、かつ第1実施形態と同じ動作を実現できる。 According to the second embodiment, the same operation as that of the first embodiment can be realized without limitation of the polarization condition of the laser light emitted from the optical fiber 11.

[第3実施形態]
第3実施形態は、反射型の光スイッチ装置の構成例である。第3実施形態は、レーザー光を反射する反射部材と、1つの光偏向素子とを用いて光スイッチ装置を構成している。
[Third Embodiment]
The third embodiment is a configuration example of a reflection type optical switch device. In the third embodiment, a reflection member that reflects laser light and one light deflection element constitute an optical switch device.

[1] 光スイッチ装置10の構成
[1-1] 光スイッチ装置10の断面構成
図13は、第3実施形態に係る光スイッチ装置10の断面図である。光スイッチ装置10は、複数の入力側光ファイバー(入力側光ファイバーアレイ)11、複数の出力側光ファイバー(出力側光ファイバーアレイ)22、レンズアレイ12、偏光板23、光偏向素子15、及び反射部材24を備える。
[1] Configuration of Optical Switch Device 10 [1-1] Sectional Configuration of Optical Switch Device 10 FIG. 13 is a cross-sectional view of the optical switch device 10 according to the third embodiment. The optical switch device 10 includes a plurality of input-side optical fibers (input-side optical fiber arrays) 11, a plurality of output-side optical fibers (output-side optical fiber arrays) 22, a lens array 12, a polarizing plate 23, an optical deflection element 15, and a reflecting member 24. Be prepared.

複数の入力側光ファイバー11、及び複数の出力側光ファイバー22は、光偏向素子15に対して同じ側に配置される。図13では、一例として、3本の入力側光ファイバー11-1~11-3、及び3本の出力側光ファイバー22-1~22-3を示している。なお、入力側光ファイバー11、すなわち入力ポートは、1個であってもよい。 The plurality of input-side optical fibers 11 and the plurality of output-side optical fibers 22 are arranged on the same side with respect to the optical deflection element 15. In FIG. 13, as an example, three input-side optical fibers 11-1 to 11-3 and three output-side optical fibers 22-1 to 22-3 are shown. The input side optical fiber 11, that is, the input port may be one.

レンズアレイ12は、基材13、複数の入力側レンズ14、及び複数の出力側レンズ21を備える。複数のレンズ14はそれぞれ、複数の光ファイバー11に対応して設けられ、図13では、3本の光ファイバー11-1~11-3にそれぞれ対応して、3個のレンズ14-1~14-3を示している。複数のレンズ21はそれぞれ、複数の光ファイバー22に対応して設けられ、図13では、3本の光ファイバー22-1~22-3にそれぞれ対応して、3個のレンズ21-1~21-3を示している。 The lens array 12 includes a base material 13, a plurality of input-side lenses 14, and a plurality of output-side lenses 21. The plurality of lenses 14 are provided corresponding to the plurality of optical fibers 11, respectively, and in FIG. 13, the three lenses 14-1 to 14-3 correspond to the three optical fibers 11-1 to 11-3, respectively. Is shown. The plurality of lenses 21 are provided corresponding to the plurality of optical fibers 22, respectively, and in FIG. 13, the three lenses 21-1 to 21-3 correspond to the three optical fibers 22-1 to 22-3, respectively. Is shown.

偏光板23は、透過軸に平行な直線偏光を透過する。偏光板23の透過軸は、光偏向素子15の偏光軸と平行に設定される。なお、光ファイバー11を出射するレーザー光が直線偏光である場合は、偏光板23を省略することが可能である。 The polarizing plate 23 transmits linearly polarized light parallel to the transmission axis. The transmission axis of the polarizing plate 23 is set parallel to the polarization axis of the light deflection element 15. When the laser light emitted from the optical fiber 11 is linearly polarized, the polarizing plate 23 can be omitted.

光偏向素子15は、液晶層を備える液晶素子から構成される。光偏向素子15は、レンズアレイ12を透過したレーザー光を透過すると共に、このレーザー光を偏向させる。また、光偏向素子15は、反射部材24によって反射されたレーザー光を透過すると共に、このレーザー光を偏向させる。光偏向素子15は、入射光を偏向させる入力領域15-1と、出射光を偏向させる出力領域15-2とを備える。 The light deflection element 15 is composed of a liquid crystal element including a liquid crystal layer. The light deflection element 15 transmits the laser light transmitted through the lens array 12 and deflects the laser light. Further, the light deflection element 15 transmits the laser light reflected by the reflection member 24 and deflects the laser light. The light deflection element 15 includes an input region 15-1 that deflects incident light and an output region 15-2 that deflects emitted light.

光偏向素子15は、複数の液晶パネル16が積層されて構成される。光偏向素子15の入力領域15-1の構成は、図3の光偏向素子15と同じである。また、入力領域15-1は、図7の光偏向素子15と同様に、複数の偏向領域a~fを備える。光偏向素子15の出力領域15-2の構成は、図6の光偏向素子17と同じである。また、出力領域15-2は、図7の光偏向素子17と同様に、複数の偏向領域A~Fを備える。 The light deflection element 15 is configured by stacking a plurality of liquid crystal panels 16. The configuration of the input region 15-1 of the optical deflection element 15 is the same as that of the optical deflection element 15 of FIG. Further, the input region 15-1 includes a plurality of deflection regions a to f, similarly to the optical deflection element 15 of FIG. 7. The configuration of the output region 15-2 of the optical deflection element 15 is the same as that of the optical deflection element 17 of FIG. Further, the output region 15-2 includes a plurality of deflection regions A to F, similarly to the optical deflection element 17 of FIG. 7.

反射部材24は、例えば、三角柱からなるプリズムで構成され、プリズムの平面形状は、例えば直角二等辺三角形である。換言すると、反射部材24は、直角プリズムミラーで構成してもよい。反射部材24は、光偏向素子15の面内方向に対して45度の角度を持つ第1反射面24Aと、第1反射面24Aに直交する第2反射面24Bとを有する。プリズムの反射面に反射膜を形成することで、反射面の反射率を向上させるようにしてもよい。反射膜としては、アルミニウム(Al)などの金属を用いることができる。反射部材24は、入射光を2回反射させることで、入射光の入射位置と異なる位置からレーザー光を出射することが可能である。反射部材24に入射するレーザー光と、反射部材24から出射するレーザー光とは平行である。 The reflective member 24 is composed of, for example, a prism composed of a triangular prism, and the planar shape of the prism is, for example, a right-angled isosceles triangle. In other words, the reflective member 24 may be composed of a right-angle prism mirror. The reflecting member 24 has a first reflecting surface 24A having an angle of 45 degrees with respect to the in-plane direction of the light deflection element 15, and a second reflecting surface 24B orthogonal to the first reflecting surface 24A. By forming a reflective film on the reflective surface of the prism, the reflectance of the reflective surface may be improved. As the reflective film, a metal such as aluminum (Al) can be used. By reflecting the incident light twice, the reflecting member 24 can emit the laser light from a position different from the incident position of the incident light. The laser light incident on the reflecting member 24 and the laser light emitted from the reflecting member 24 are parallel to each other.

[1-2] 光スイッチ装置10のブロック図
図14は、第3実施形態に係る光スイッチ装置10のブロック図である。光スイッチ装置10は、光偏向素子15、駆動回路30、電圧発生回路31、制御回路32、及び操作部33を備える。光偏向素子15は、入射光を偏向させる入力領域15-1と、出射光を偏向させる出力領域15-2とを備える。
[1-2] Block Diagram of Optical Switch Device 10 FIG. 14 is a block diagram of the optical switch device 10 according to the third embodiment. The optical switch device 10 includes an optical deflection element 15, a drive circuit 30, a voltage generation circuit 31, a control circuit 32, and an operation unit 33. The light deflection element 15 includes an input region 15-1 that deflects incident light and an output region 15-2 that deflects emitted light.

駆動回路30は、光偏向素子15の入力領域15-1に複数の電圧を印加することで、入力領域15-1を駆動する。また、駆動回路30は、光偏向素子15の出力領域15-2に複数の電圧を印加することで、出力領域15-2を駆動する。その他の構成は、第1実施形態と同じである。 The drive circuit 30 drives the input region 15-1 by applying a plurality of voltages to the input region 15-1 of the optical deflection element 15. Further, the drive circuit 30 drives the output region 15-2 by applying a plurality of voltages to the output region 15-2 of the optical deflection element 15. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

[1-3] 光偏向素子15の配線構造
図15は、光偏向素子15の配線構造を示す模式図である。図15では、一例として、入力領域15-1が6個の繰り返し単位46-1~46-6を備え、出力領域15-2が6個の繰り返し単位46-1~46-6を備える場合を示している。各繰り返し単位46は、複数の液晶パネル16の数に対応する複数の電極44と、複数の液晶パネル16の数に対応する複数の電極45とを備える。
[1-3] Wiring Structure of Optical Deflection Element 15 FIG. 15 is a schematic diagram showing a wiring structure of the optical deflection element 15. In FIG. 15, as an example, a case where the input area 15-1 has 6 repeating units 46-1 to 46-6 and the output area 15-2 has 6 repeating units 46-1 to 46-6 is provided. Shows. Each repeating unit 46 includes a plurality of electrodes 44 corresponding to the number of the plurality of liquid crystal panels 16 and a plurality of electrodes 45 corresponding to the number of the plurality of liquid crystal panels 16.

入力領域15-1には、配線50-1~50-6、及び配線51-1~51-6が接続される。配線50-1~50-6はそれぞれ、繰り返し単位46-1~46-6に含まれる複数の電極44に接続される。配線51-1~51-6はそれぞれ、繰り返し単位46-1~46-6に含まれる複数の電極45に接続される。 Wiring 50-1 to 50-6 and wirings 51-1 to 51-6 are connected to the input area 15-1. The wirings 50-1 to 50-6 are connected to a plurality of electrodes 44 included in the repeating units 46-1 to 46-6, respectively. The wirings 51-1 to 51-6 are connected to a plurality of electrodes 45 included in the repeating units 46-1 to 46-6, respectively.

出力領域15-2には、配線52-1~52-6、及び配線53-1~53-6が接続される。配線52-1~52-6はそれぞれ、繰り返し単位46-1~46-6に含まれる複数の電極44に接続される。配線53-1~53-6はそれぞれ、繰り返し単位46-1~46-6に含まれる複数の電極45に接続される。 Wiring 52-1 to 52-6 and wiring 53-1 to 53-6 are connected to the output area 15-2. The wirings 52-1 to 52-6 are connected to a plurality of electrodes 44 included in the repeating units 46-1 to 46-6, respectively. The wirings 53-1 to 53-6 are connected to a plurality of electrodes 45 included in the repeating units 46-1 to 46-6, respectively.

[2] 動作
次に、上記のように構成された光スイッチ装置10の動作について説明する。
[2] Operation Next, the operation of the optical switch device 10 configured as described above will be described.

図13に示すように、例えば光ファイバー11-2から出射したレーザー光は、レンズ14-2によって平行光に整形される。レンズ14-2を透過したレーザー光は、光偏向素子15の入力領域15-1に垂直に(入射角=0で)入射する。光偏向素子15は、偏向角θでレーザー光を偏向させる。光偏向素子15の偏向角θは、制御回路32によって制御される。 As shown in FIG. 13, for example, the laser light emitted from the optical fiber 11-2 is shaped into parallel light by the lens 14-2. The laser light transmitted through the lens 14-2 is vertically incident on the input region 15-1 of the light deflection element 15 (at an incident angle = 0). The light deflection element 15 deflects the laser beam at the deflection angle θ. The deflection angle θ of the optical deflection element 15 is controlled by the control circuit 32.

光偏向素子15の入力領域15-1を透過したレーザー光は、反射部材24によって反射される。具体的には、レーザー光は、反射部材24が備える2つの反射面24A、24Bで2回反射される。反射面24Aに入射するレーザー光と、反射面24Bで反射されたレーザー光とは、平行になる。 The laser light transmitted through the input region 15-1 of the light deflection element 15 is reflected by the reflecting member 24. Specifically, the laser beam is reflected twice by the two reflecting surfaces 24A and 24B included in the reflecting member 24. The laser light incident on the reflecting surface 24A and the laser light reflected by the reflecting surface 24B are parallel to each other.

反射部材24によって反射されたレーザー光は、入射角θで光偏向素子15の出力領域15-2に入射する。光偏向素子15は、偏向角θでレーザー光を偏向させる。これにより、光偏向素子15の出力領域15-2から出射したレーザー光は、光偏向素子15の垂線と平行になる。すなわち、出力領域15-2から出射したレーザー光は、入力領域15-1に入射するレーザー光と平行になる。光偏向素子15の出力領域15-2を透過したレーザー光は、レンズ21-3で集光され、その後、光ファイバー22-3に入射する。その後、光ファイバー22-3によってレーザー光が伝搬される。 The laser light reflected by the reflecting member 24 is incident on the output region 15-2 of the light deflection element 15 at an incident angle θ. The light deflection element 15 deflects the laser beam at the deflection angle θ. As a result, the laser light emitted from the output region 15-2 of the light deflection element 15 becomes parallel to the perpendicular line of the light deflection element 15. That is, the laser light emitted from the output region 15-2 is parallel to the laser light incident on the input region 15-1. The laser light transmitted through the output region 15-2 of the light deflection element 15 is focused by the lens 21-3 and then incident on the optical fiber 22-3. After that, the laser beam is propagated by the optical fiber 22-3.

[3] 第3実施形態の効果
以上詳述したように第3実施形態では、光スイッチ装置10は、入力領域15-1及び出力領域15-2を含み、入力領域15-1において光ファイバー(入力ポート)11から第1レーザー光を受け、第1レーザー光を偏向させて第2レーザー光を出射する光偏向素子15と、第2レーザー光を出力領域15-2に向けて反射させる反射部材24と、出力領域15-2から出射される第3レーザー光を受ける複数の光ファイバー(出力ポート)22と、入力領域15-1の偏向角、及び出力領域15-2の偏向角を制御する制御回路32とを備える。入力領域15-1は、複数の光ファイバー22の1つを選択するようにして、複数の第1偏向角の1つで第1レーザー光を偏向させる。出力領域15-2は、複数の光ファイバー22に対応するように配置された複数の偏向領域A~Fを有し、複数の偏向領域A~Fの各々は、第2レーザー光を第1レーザー光と平行になるように偏向させて第3レーザー光を出射する。
[3] Effect of Third Embodiment As described in detail above, in the third embodiment, the optical switch device 10 includes an input region 15-1 and an output region 15-2, and an optical fiber (input) in the input region 15-1. A light deflection element 15 that receives the first laser light from the port) 11 and deflects the first laser light to emit the second laser light, and a reflecting member 24 that reflects the second laser light toward the output region 15-2. A control circuit that controls a plurality of optical fibers (output ports) 22 that receive the third laser light emitted from the output region 15-2, a deflection angle of the input region 15-1, and a deflection angle of the output region 15-2. 32 and. The input region 15-1 deflects the first laser beam at one of the plurality of first deflection angles by selecting one of the plurality of optical fibers 22. The output region 15-2 has a plurality of deflection regions A to F arranged so as to correspond to the plurality of optical fibers 22, and each of the plurality of deflection regions A to F emits a second laser beam and a first laser beam. The third laser beam is emitted by deflecting it so as to be parallel to.

従って第3実施形態によれば、入力領域15-1の偏向角と出力領域15-2の偏向角とを制御することで、入力側の複数の光ファイバー11と、出力側の複数の光ファイバー22との間の光路を切り替えることが可能である。 Therefore, according to the third embodiment, by controlling the deflection angle of the input region 15-1 and the deflection angle of the output region 15-2, the plurality of optical fibers 11 on the input side and the plurality of optical fibers 22 on the output side can be used. It is possible to switch the optical path between.

また、1つの光偏向素子15を用いて、光スイッチ装置10を実現できる。その他の効果は、第1実施形態と同じである。 Further, the optical switch device 10 can be realized by using one optical deflection element 15. Other effects are the same as in the first embodiment.

[第4実施形態]
第4実施形態は、入力側のレーザー光源として、レーザーダイオードを用いるようにしている。
[Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, a laser diode is used as a laser light source on the input side.

図16は、第4実施形態に係る光スイッチ装置10の断面図である。図17は、第4実施形態に係る光スイッチ装置10のブロック図である。光スイッチ装置10は、レーザーダイオードアレイ(LDアレイ)25を備える。 FIG. 16 is a cross-sectional view of the optical switch device 10 according to the fourth embodiment. FIG. 17 is a block diagram of the optical switch device 10 according to the fourth embodiment. The optical switch device 10 includes a laser diode array (LD array) 25.

レーザーダイオードアレイ25は、基板26、及び複数のレーザーダイオード27を備える。図16では、一例として、5個のレーザーダイオード27-1~27-5を示している。なお、複数のレーザーダイオードを配置した構造以外のレーザーアレイを用いてもよい。例えば、単体の素子で多チャンネルのレーザーを出射できる、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)を用いてもよい。 The laser diode array 25 includes a substrate 26 and a plurality of laser diodes 27. In FIG. 16, five laser diodes 27-1 to 27-5 are shown as an example. A laser array other than the structure in which a plurality of laser diodes are arranged may be used. For example, a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) that can emit a multi-channel laser with a single element may be used.

制御回路32は、レーザーダイオードアレイ(LDアレイ)25の動作を制御する。具体的には、制御回路32は、複数のレーザーダイオード27のうち少なくとも1つを選択し、選択したレーザーダイオード27からレーザー光を出射させる。 The control circuit 32 controls the operation of the laser diode array (LD array) 25. Specifically, the control circuit 32 selects at least one of the plurality of laser diodes 27 and emits laser light from the selected laser diode 27.

(動作)
次に、上記のように構成された光スイッチ装置10の動作について説明する。
(motion)
Next, the operation of the optical switch device 10 configured as described above will be described.

図16に示すように、制御回路32は、例えばレーザーダイオード27-3からレーザー光を出射させる。レーザーダイオード27-3から出射したレーザー光は、レンズ14-3によって平行光に整形される。レンズ14-3を透過したレーザー光は、光偏向素子15に垂直に(入射角=0で)入射する。光偏向素子15は、偏向角θでレーザー光を偏向させる。光偏向素子15の偏向角θは、制御回路32によって制御される。 As shown in FIG. 16, the control circuit 32 emits laser light from, for example, a laser diode 27-3. The laser light emitted from the laser diode 27-3 is shaped into parallel light by the lens 14-3. The laser light transmitted through the lens 14-3 is vertically incident on the light deflection element 15 (at an incident angle = 0). The light deflection element 15 deflects the laser beam at the deflection angle θ. The deflection angle θ of the optical deflection element 15 is controlled by the control circuit 32.

光偏向素子15を透過したレーザー光は、入射角θで光偏向素子17に入射する。光偏向素子17は、偏向角θでレーザー光を偏向させる。これにより、光偏向素子17から出射したレーザー光は、光偏向素子17の垂線と平行になる。すなわち、光偏向素子17から出射したレーザー光は、光偏向素子15に入射するレーザー光と平行になる。光偏向素子17を透過したレーザー光は、レンズ21-1で集光され、その後、光ファイバー22-1に入射する。その後、光ファイバー22-1によってレーザー光が伝搬される。 The laser light transmitted through the light deflection element 15 is incident on the light deflection element 17 at an incident angle θ. The light deflection element 17 deflects the laser beam at the deflection angle θ. As a result, the laser light emitted from the light deflection element 17 becomes parallel to the perpendicular line of the light deflection element 17. That is, the laser light emitted from the light deflection element 17 is parallel to the laser light incident on the light deflection element 15. The laser light transmitted through the light deflection element 17 is focused by the lens 21-1 and then incident on the optical fiber 22-1. After that, the laser beam is propagated by the optical fiber 22-1.

第4実施形態によれば、複数のレーザーダイオード27で発生されたレーザー光の光路を切り替えると共に、光ファイバー22から出射させることができる。 According to the fourth embodiment, the optical path of the laser light generated by the plurality of laser diodes 27 can be switched and emitted from the optical fiber 22.

[第5実施形態]
第5実施形態は、振動面(振動方向)が異なる複数の光を含むレーザー光を扱うことが可能な光スイッチ装置の構成例である。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment is a configuration example of an optical switch device capable of handling laser light including a plurality of lights having different vibration surfaces (vibration directions).

図18は、第5実施形態に係る光スイッチ装置10の断面図である。図19は、第5実施形態に係る光スイッチ装置10のブロック図である。 FIG. 18 is a cross-sectional view of the optical switch device 10 according to the fifth embodiment. FIG. 19 is a block diagram of the optical switch device 10 according to the fifth embodiment.

光スイッチ装置10は、複数の入力側光ファイバー(入力側光ファイバーアレイ)11、入力側レンズアレイ12、第1光偏向素子(入力側光偏向素子)15-p、第2光偏向素子(入力側光偏向素子)15-s、第3光偏向素子(出力側光偏向素子)17-p、第4光偏向素子(出力側光偏向素子)17-s、出力側レンズアレイ19、及び複数の出力側光ファイバー(出力側光ファイバーアレイ)22を備える。 The optical switch device 10 includes a plurality of input side optical fibers (input side optical fiber array) 11, input side lens array 12, first optical deflection element (input side optical deflection element) 15-p, and second optical deflection element (input side light). Deflection element) 15-s, third light deflection element (output side light deflection element) 17-p, fourth light deflection element (output side light deflection element) 17-s, output side lens array 19, and a plurality of output sides. The optical fiber (output side optical fiber array) 22 is provided.

光ファイバー11から出射したレーザー光は、互いに振動面が直交するp偏光及びs偏光を含む。第1光偏向素子15-p、及び第3光偏向素子17-pは、p偏光用の光偏向素子である。第2光偏向素子15-s、及び第4光偏向素子17-sは、s偏光用の光偏向素子である。 The laser light emitted from the optical fiber 11 includes p-polarization and s-polarization whose vibration planes are orthogonal to each other. The first light deflection element 15-p and the third light deflection element 17-p are light deflection elements for p-polarization. The second light deflection element 15-s and the fourth light deflection element 17-s are light deflection elements for s polarization.

第1光偏向素子15-pは、光ファイバー11から出射したレーザー光に含まれるp偏光を偏向させる。第2光偏向素子15-sは、光ファイバー11から出射したレーザー光に含まれるs偏光を偏向させる。第1光偏向素子15-pの偏光軸と第2光偏向素子15-sの偏光軸とは、概略直交する。 The first light deflection element 15-p deflects the p-polarization contained in the laser light emitted from the optical fiber 11. The second light deflection element 15-s deflects the s polarization contained in the laser light emitted from the optical fiber 11. The polarization axis of the first light deflection element 15-p and the polarization axis of the second light deflection element 15-s are approximately orthogonal to each other.

第3光偏向素子17-pは、第1光偏向素子15-pを透過したp偏光を偏向させる。第4光偏向素子17-sは、第2光偏向素子15-sを透過したs偏光を偏向させる。第3光偏向素子17-pの偏光軸は、第1光偏向素子15-pの偏光軸と平行である。第4光偏向素子17-sの偏光軸は、第2光偏向素子15-sの偏光軸と平行である。 The third light deflection element 17-p deflects the p-polarization transmitted through the first light deflection element 15-p. The fourth light deflection element 17-s deflects the s polarization transmitted through the second light deflection element 15-s. The polarization axis of the third light deflection element 17-p is parallel to the polarization axis of the first light deflection element 15-p. The polarization axis of the fourth light deflection element 17-s is parallel to the polarization axis of the second light deflection element 15-s.

第1光偏向素子15-p、及び第2光偏向素子15-sは、偏向軸以外は第1実施形態の光偏向素子15と同じ構成を有する。第3光偏向素子17-p、及び第4光偏向素子17-sは、偏向軸以外は第1実施形態の光偏向素子17と同じ構成を有する。第1光偏向素子15-pと第3光偏向素子17-pとの距離D1は、第2光偏向素子15-sと第4光偏向素子17-sとの距離D2と同じに設定される。 The first light deflection element 15-p and the second light deflection element 15-s have the same configuration as the light deflection element 15 of the first embodiment except for the deflection axis. The third light deflection element 17-p and the fourth light deflection element 17-s have the same configuration as the light deflection element 17 of the first embodiment except for the deflection axis. The distance D1 between the first light deflection element 15-p and the third light deflection element 17-p is set to be the same as the distance D2 between the second light deflection element 15-s and the fourth light deflection element 17-s. ..

第1光偏向素子15-p、及び第2光偏向素子15-sは、制御回路32によって、同じ電圧制御が行われる。すなわち、第1光偏向素子15-p、及び第2光偏向素子15-sにおいて、同じ列に配置された2つの偏向領域に同じ電圧が印加される。 The same voltage control of the first light deflection element 15-p and the second light deflection element 15-s is performed by the control circuit 32. That is, in the first light deflection element 15-p and the second light deflection element 15-s, the same voltage is applied to the two deflection regions arranged in the same row.

同様に、第3光偏向素子17-p、及び第4光偏向素子17-sは、制御回路32によって、同じ電圧制御が行われる。すなわち、第3光偏向素子17-p、及び第4光偏向素子17-sにおいて、同じ列に配置された2つの偏向領域に同じ電圧が印加される。 Similarly, the third light deflection element 17-p and the fourth light deflection element 17-s are subjected to the same voltage control by the control circuit 32. That is, in the third light deflection element 17-p and the fourth light deflection element 17-s, the same voltage is applied to the two deflection regions arranged in the same row.

(動作)
次に、上記のように構成された光スイッチ装置10の動作について説明する。
(motion)
Next, the operation of the optical switch device 10 configured as described above will be described.

図18に示すように、例えば光ファイバー11-4から出射したレーザー光は、レンズ14-4によって平行光に整形される。レンズ14-4を透過したレーザー光は、光偏向素子15-p、15-sに入射する。光偏向素子15-pは、レーザー光に含まれるp偏光を偏向角θで偏向させる。光偏向素子15-sは、レーザー光に含まれるs偏光を偏向角θで偏向させる。光偏向素子15-p、15-sの偏向角θは、制御回路32によって制御される。 As shown in FIG. 18, for example, the laser light emitted from the optical fiber 11-4 is shaped into parallel light by the lens 14-4. The laser light transmitted through the lens 14-4 is incident on the light deflection elements 15-p and 15-s. The light deflection element 15-p deflects the p-polarization contained in the laser beam by the deflection angle θ. The light deflection element 15-s deflects the s polarization contained in the laser beam by the deflection angle θ. The deflection angles θ of the optical deflection elements 15-p and 15-s are controlled by the control circuit 32.

光偏向素子15-pを透過したp偏光は、入射角θで光偏向素子17-pに入射する。光偏向素子17-pは、p偏光を偏向角θで偏向させる。これにより、光偏向素子17-pから出射したp偏光は、光偏向素子17-pの垂線と平行になる。 The p-polarized light transmitted through the light deflection element 15-p is incident on the light deflection element 17-p at an incident angle θ. The optical deflection element 17-p deflects the p-polarization at the deflection angle θ. As a result, the p-polarization emitted from the light deflection element 17-p becomes parallel to the perpendicular line of the light deflection element 17-p.

光偏向素子15-sを透過したs偏光は、入射角θで光偏向素子17-sに入射する。光偏向素子17-sは、s偏光を偏向角θで偏向させる。これにより、光偏向素子17-sから出射したs偏光は、光偏向素子17-sの垂線と平行になる。 The s-polarized light transmitted through the light deflection element 15-s is incident on the light deflection element 17-s at an incident angle θ. The optical deflection element 17-s deflects the s polarization at the deflection angle θ. As a result, the s-polarized light emitted from the light deflection element 17-s becomes parallel to the perpendicular line of the light deflection element 17-s.

光偏向素子17-p、17-sを透過したレーザー光は、レンズ21-2で集光され、その後、光ファイバー22-2に入射する。その後、光ファイバー22-2によってレーザー光が伝搬される。 The laser light transmitted through the light deflection elements 17-p and 17-s is focused by the lens 21-2 and then incident on the optical fiber 22-2. After that, the laser beam is propagated by the optical fiber 22-2.

第5実施形態によれば、p偏光及びs偏光を含むレーザー光、換言すると、複数の振動面を有する複数の光を含むレーザー光の光路を切り替えることができる。また、第5実施形態では、直線偏光を生成するための偏光板が不要である。 According to the fifth embodiment, it is possible to switch the optical path of the laser light including p-polarization and s-polarization, in other words, the laser light including a plurality of lights having a plurality of vibration planes. Further, in the fifth embodiment, a polarizing plate for generating linear polarization is not required.

[第6実施形態]
第6実施形態は、第3実施形態の変形例であり、反射型の光スイッチ装置の構成例である。また、第6実施形態は、振動面(振動方向)が異なる複数の光を含むレーザー光を扱うことが可能な光スイッチ装置の構成例である。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment is a modification of the third embodiment, and is a configuration example of a reflection type optical switch device. Further, the sixth embodiment is a configuration example of an optical switch device capable of handling laser light including a plurality of lights having different vibration surfaces (vibration directions).

図20は、第6実施形態に係る光スイッチ装置10の断面図である。図21は、第6実施形態に係る光スイッチ装置10のブロック図である。 FIG. 20 is a cross-sectional view of the optical switch device 10 according to the sixth embodiment. FIG. 21 is a block diagram of the optical switch device 10 according to the sixth embodiment.

光スイッチ装置10は、複数の入力側光ファイバー(入力側光ファイバーアレイ)11、複数の出力側光ファイバー(出力側光ファイバーアレイ)22、レンズアレイ12、偏光板23、第1光偏向素子15-p、第2光偏向素子15-s、位相差板28、及び反射部材24を備える。 The optical switch device 10 includes a plurality of input-side optical fibers (input-side optical fiber arrays) 11, a plurality of output-side optical fibers (output-side optical fiber arrays) 22, a lens array 12, a polarizing plate 23, a first optical deflection element 15-p, and a first. The two optical fiber deflection elements 15-s, the retardation plate 28, and the reflection member 24 are provided.

複数の入力側光ファイバー11、及び複数の出力側光ファイバー22は、光偏向素子15-p、15-sに対して同じ側に配置される。図20では、一例として、4本の入力側光ファイバー11-1~11-4、及び3本の出力側光ファイバー22-1~22-3を示している。 The plurality of input-side optical fibers 11 and the plurality of output-side optical fibers 22 are arranged on the same side with respect to the optical deflection elements 15-p and 15-s. In FIG. 20, as an example, four input-side optical fibers 11-1 to 11-4 and three output-side optical fibers 22-1 to 22-3 are shown.

レンズアレイ12は、4本の光ファイバー11-1~11-4にそれぞれ対応して、4個のレンズ14-1~14-4を備え、また3本の光ファイバー22-1~22-3にそれぞれ対応して、3個のレンズ21-1~21-3を備える。 The lens array 12 includes four lenses 14-1 to 14-4 corresponding to the four optical fibers 11-1 to 11-4, respectively, and the three optical fibers 22-1 to 22-3, respectively. Correspondingly, it is provided with three lenses 21-1 to 21-3.

光ファイバー11から出射したレーザー光は、互いに振動面が直交するp偏光及びs偏光を含む。第1光偏向素子15-pは、p偏光用の光偏向素子である。第2光偏向素子15-sは、s偏光用の光偏向素子である。第1光偏向素子15-pの偏光軸と第2光偏向素子15-sの偏光軸とは、概略直交する。第1光偏向素子15-p、及び第2光偏向素子15-sは、偏向軸以外は第3実施形態の光偏向素子15と同じ構成を有する。 The laser light emitted from the optical fiber 11 includes p-polarization and s-polarization whose vibration planes are orthogonal to each other. The first light deflection element 15-p is a light deflection element for p-polarization. The second light deflection element 15-s is a light deflection element for s polarization. The polarization axis of the first light deflection element 15-p and the polarization axis of the second light deflection element 15-s are approximately orthogonal to each other. The first light deflection element 15-p and the second light deflection element 15-s have the same configuration as the light deflection element 15 of the third embodiment except for the deflection axis.

第1光偏向素子15-pは、光ファイバー11から出射したレーザー光に含まれるp偏光を偏向させる。また、第1光偏向素子15-pは、反射部材24によって反射されたレーザー光に含まれるp偏光を偏向させる。 The first light deflection element 15-p deflects the p-polarization contained in the laser light emitted from the optical fiber 11. Further, the first light deflection element 15-p deflects the p-polarization contained in the laser beam reflected by the reflection member 24.

第2光偏向素子15-sは、光ファイバー11から出射したレーザー光に含まれるs偏光を偏向させる。また、第2光偏向素子15-sは、反射部材24によって反射されたレーザー光に含まれるs偏光を偏向させる。 The second light deflection element 15-s deflects the s polarization contained in the laser light emitted from the optical fiber 11. Further, the second light deflection element 15-s deflects the s polarization contained in the laser beam reflected by the reflection member 24.

位相差板28は、屈折率異方性を有しており、光の進行方向に直交する平面内において、互いに直交する遅相軸及び進相軸を有する。位相差板28は、遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する所定波長の光の間に所定のリタデーション(λを透過する光の波長としたとき、λ/2の位相差)を与える機能を有する。すなわち、位相差板28は、1/2波長板(λ/2板)から構成される。位相差板28の遅相軸は、第1光偏向素子15-pの偏光軸に対して概略45度の角度をなすように設定される。 The retardation plate 28 has refractive index anisotropy, and has a slow axis and a phase advance axis orthogonal to each other in a plane orthogonal to the traveling direction of light. The phase difference plate 28 has a function of providing a predetermined retardation (a phase difference of λ / 2 when the wavelength of light transmitted through λ is used) between light having a predetermined wavelength transmitted through the slow axis and the phase advance axis. Has. That is, the retardation plate 28 is composed of a 1/2 wavelength plate (λ / 2 plate). The slow axis of the retardation plate 28 is set so as to form an angle of approximately 45 degrees with respect to the polarization axis of the first optical deflection element 15-p.

反射部材24の構成は、第3実施形態の図3と同じである。 The configuration of the reflective member 24 is the same as that of FIG. 3 of the third embodiment.

第1光偏向素子15-pの入力領域15-1、及び第2光偏向素子15-sの入力領域15-1は、制御回路32によって、同じ電圧制御が行われる。すなわち、第1光偏向素子15-pの入力領域15-1、及び第2光偏向素子15-sの入力領域15-1において、同じ列に配置された2つの偏向領域に同じ電圧が印加される。 The same voltage control is performed by the control circuit 32 in the input region 15-1 of the first optical deflection element 15-p and the input region 15-1 of the second optical deflection element 15-s. That is, in the input region 15-1 of the first optical deflection element 15-p and the input region 15-1 of the second optical deflection element 15-s, the same voltage is applied to the two deflection regions arranged in the same row. To.

同様に、第1光偏向素子15-pの出力領域15-2、及び第2光偏向素子15-sの出力領域15-2は、制御回路32によって、同じ電圧制御が行われる。すなわち、第1光偏向素子15-pの出力領域15-2、及び第2光偏向素子15-sの出力領域15-2において、同じ列に配置された2つの偏向領域に同じ電圧が印加される。 Similarly, the output region 15-2 of the first optical deflection element 15-p and the output region 15-2 of the second optical deflection element 15-s are subjected to the same voltage control by the control circuit 32. That is, in the output region 15-2 of the first optical deflection element 15-p and the output region 15-2 of the second optical deflection element 15-s, the same voltage is applied to the two deflection regions arranged in the same row. To.

(動作)
次に、上記のように構成された光スイッチ装置10の動作について説明する。
(motion)
Next, the operation of the optical switch device 10 configured as described above will be described.

図20に示すように、例えば光ファイバー11-3から出射したレーザー光は、レンズ14-3によって平行光に整形される。レンズ14-3を透過したレーザー光は、光偏向素子15-pの入力領域15-1、及び光偏向素子15-sの入力領域15-1に入射する。光偏向素子15-pは、レーザー光に含まれるp偏光を偏向角θで偏向させる。光偏向素子15-sは、レーザー光に含まれるs偏光を偏向角θで偏向させる。光偏向素子15-p、15-sの偏向角θは、制御回路32によって制御される。 As shown in FIG. 20, for example, the laser light emitted from the optical fiber 11-3 is shaped into parallel light by the lens 14-3. The laser light transmitted through the lens 14-3 is incident on the input region 15-1 of the light deflection element 15-p and the input region 15-1 of the light deflection element 15-s. The light deflection element 15-p deflects the p-polarization contained in the laser beam by the deflection angle θ. The light deflection element 15-s deflects the s polarization contained in the laser beam by the deflection angle θ. The deflection angles θ of the optical deflection elements 15-p and 15-s are controlled by the control circuit 32.

光偏向素子15-pによって偏向されたp偏光は、1/2波長板28によって、s偏光に変換される。続いて、反射部材24によって反射されたs偏光は、光偏向素子15-sの出力領域15-2に入射し、光偏向素子15-sは、s偏光を偏向角θで偏向させる。これにより、光偏向素子15-sから出射したs偏光は、光偏向素子15-sの垂線と平行になる。 The p-polarization deflected by the optical deflection element 15-p is converted into s-polarization by the 1/2 wave plate 28. Subsequently, the s-polarized light reflected by the reflecting member 24 is incident on the output region 15-2 of the light deflecting element 15-s, and the light deflecting element 15-s deflects the s-polarized light by the deflection angle θ. As a result, the s-polarized light emitted from the light deflection element 15-s becomes parallel to the perpendicular line of the light deflection element 15-s.

光偏向素子15-sによって偏向されたs偏光は、1/2波長板28によって、p偏光に変換される。続いて、反射部材24によって反射されたp偏光は、光偏向素子15-pの出力領域15-2に入射し、光偏向素子15-pは、p偏光を偏向角θで偏向させる。これにより、光偏向素子15-pから出射したp偏光は、光偏向素子15-pの垂線と平行になる。 The s-polarization deflected by the optical deflection element 15-s is converted into p-polarization by the 1/2 wave plate 28. Subsequently, the p-polarized light reflected by the reflecting member 24 is incident on the output region 15-2 of the light deflecting element 15-p, and the light deflecting element 15-p deflects the p-polarized light by the deflection angle θ. As a result, the p-polarization emitted from the light deflection element 15-p becomes parallel to the perpendicular line of the light deflection element 15-p.

光偏向素子15-p、15-sを透過したレーザー光は、レンズ21-3で集光され、その後、光ファイバー22-3に入射する。その後、光ファイバー22-3によってレーザー光が伝搬される。 The laser light transmitted through the light deflection elements 15-p and 15-s is focused by the lens 21-3 and then incident on the optical fiber 22-3. After that, the laser beam is propagated by the optical fiber 22-3.

第6実施形態によれば、p偏光及びs偏光を含むレーザー光の光路を切り替えることができる。また、第6実施形態では、直線偏光を生成するための偏光板が不要である。また、第6実施形態によれば、2個の光偏向素子15-p、15-sを用いて、レーザー光の光路を切り替えることが可能である。 According to the sixth embodiment, the optical path of the laser beam including p-polarization and s-polarization can be switched. Further, in the sixth embodiment, a polarizing plate for generating linear polarization is not required. Further, according to the sixth embodiment, it is possible to switch the optical path of the laser beam by using the two optical deflection elements 15-p and 15-s.

[第7実施形態]
第7実施形態は、第6実施形態の変形例であり、反射型の光スイッチ装置の構成例である。また、第7実施形態は、振動面(振動方向)が異なる複数の光を含むレーザー光を扱うことが可能な光スイッチ装置の構成例である。
[7th Embodiment]
The seventh embodiment is a modification of the sixth embodiment, and is a configuration example of a reflection type optical switch device. Further, the seventh embodiment is a configuration example of an optical switch device capable of handling laser light including a plurality of lights having different vibration surfaces (vibration directions).

図22は、第7実施形態に係る光スイッチ装置10の断面図である。光スイッチ装置10のブロック図は、図21と同じである。 FIG. 22 is a cross-sectional view of the optical switch device 10 according to the seventh embodiment. The block diagram of the optical switch device 10 is the same as that in FIG.

位相差板29は、遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する所定波長の光の間にλ/4の位相差を与える機能を有する。すなわち、位相差板29は、1/4波長板(λ/4板)から構成される。位相差板29の遅相軸は、第1光偏向素子15-pの偏光軸に対して概略45度の角度をなすように設定される。 The phase difference plate 29 has a function of giving a phase difference of λ / 4 between light having a predetermined wavelength transmitted through the slow phase axis and the phase advance axis, respectively. That is, the retardation plate 29 is composed of a 1/4 wave plate (λ / 4 plate). The slow axis of the retardation plate 29 is set so as to form an angle of approximately 45 degrees with respect to the polarization axis of the first optical deflection element 15-p.

このように構成された光スイッチ装置10において、第1光偏向素子15-pによって偏向されたp偏光は、1/4波長板29によって、円偏光に変換される。続いて、反射部材24によって反射された円偏光は、1/4波長板29によって、s偏光に変換される。1/4波長板29を透過したs偏光は、第2光偏向素子15-sによって偏向される。 In the optical switch device 10 configured in this way, the p-polarization deflected by the first optical deflection element 15-p is converted into circular polarization by the 1/4 wave plate 29. Subsequently, the circularly polarized light reflected by the reflecting member 24 is converted into s-polarized light by the 1/4 wave plate 29. The s-polarized light transmitted through the 1/4 wave plate 29 is deflected by the second light deflection element 15-s.

第2光偏向素子15-sによって偏向されたs偏光は、1/4波長板29によって、円偏光に変換される。続いて、反射部材24によって反射された円偏光は、1/4波長板29によって、p偏光に変換される。1/4波長板29を透過したp偏光は、第1光偏向素子15-pによって偏向される。 The s polarization deflected by the second light deflection element 15-s is converted into circular polarization by the 1/4 wave plate 29. Subsequently, the circularly polarized light reflected by the reflecting member 24 is converted into p-polarized light by the 1/4 wave plate 29. The p-polarized light transmitted through the 1/4 wave plate 29 is deflected by the first light deflection element 15-p.

第7実施形態によれば、p偏光及びs偏光を含むレーザー光の光路を切り替えることができる。 According to the seventh embodiment, the optical path of the laser beam including p-polarization and s-polarization can be switched.

[第8実施形態]
第8実施形態は、第1乃至第7実施形態で示した光スイッチ装置の応用例である。第8実施形態は、光通信ネットワークの構築に用いられる波長選択スイッチ(WSS:wavelength selective switch)の構成例である。具体的には、波長選択スイッチは、波長の異なる複数の光信号が多重された波長多重光信号を通信するための波長多重光通信に用いることが可能である。
[Eighth Embodiment]
The eighth embodiment is an application example of the optical switch device shown in the first to seventh embodiments. Eighth embodiment is a configuration example of a wavelength selective switch (WSS) used for constructing an optical communication network. Specifically, the wavelength selection switch can be used for wavelength division multiplexing optical communication for communicating a wavelength division multiplexing optical signal in which a plurality of optical signals having different wavelengths are multiplexed.

図23は、第8実施形態に係る波長選択スイッチ(WSS)60のブロック図である。WSS60は、分波器61、スイッチモジュール62、複数の合波器63、及び制御モジュール64を備える。スイッチモジュール62は、複数の光スイッチ装置10を備える。複数の光スイッチ装置10の各々は、第1乃至第7実施形態で示した光スイッチ装置10のいずれかに対応する。図23では、一例として、スイッチモジュール62は、4個の光スイッチ装置10-1~10-4を備える。合波器63-1~63-4はそれぞれ、光スイッチ装置10-1~10-4に対応して設けられる。 FIG. 23 is a block diagram of the wavelength selection switch (WSS) 60 according to the eighth embodiment. The WSS 60 includes a duplexer 61, a switch module 62, a plurality of duplexers 63, and a control module 64. The switch module 62 includes a plurality of optical switch devices 10. Each of the plurality of optical switch devices 10 corresponds to any of the optical switch devices 10 shown in the first to seventh embodiments. In FIG. 23, as an example, the switch module 62 includes four optical switch devices 10-1 to 10-4. The combiners 63-1 to 63-4 are provided corresponding to the optical switch devices 10-1 to 10-4, respectively.

分波器61は、入力ポート65を介して、外部から入力信号を受ける。入力ポート65に入力される入力信号は、波長の異なる複数の光信号が多重された波長多重光信号である。分波器61は、入力信号を、波長の異なる複数の光信号(レーザー光)に分波する。図23の例では、分波器61は、波長の異なる4つの光信号を出力ポートから出力する。 The demultiplexer 61 receives an input signal from the outside via the input port 65. The input signal input to the input port 65 is a wavelength division multiplexing optical signal in which a plurality of optical signals having different wavelengths are multiplexed. The demultiplexer 61 demultiplexes the input signal into a plurality of optical signals (laser light) having different wavelengths. In the example of FIG. 23, the demultiplexer 61 outputs four optical signals having different wavelengths from the output port.

光スイッチ装置10-1~10-4はそれぞれ、分波器61から、互いに波長の異なる4つの光信号を受ける。各光スイッチ装置10は、例えば、1つの入力ポート(入力側光ファイバー)11と、4つの出力ポート(出力側光ファイバー)22とを備える。光スイッチ装置10は、入力ポート11と出力ポート22との光路を切り替える。 Each of the optical switch devices 10-1 to 10-4 receives four optical signals having different wavelengths from the demultiplexer 61. Each optical switch device 10 includes, for example, one input port (input side optical fiber) 11 and four output ports (output side optical fiber) 22. The optical switch device 10 switches the optical path between the input port 11 and the output port 22.

合波器63-1~63-4の各々は、光スイッチ装置10-1~10-4から光信号を受ける。各合波器63は、入力された複数の光信号を合波する。合波器63-1~63-4はそれぞれ、出力ポート66-1~66-4を介して、出力信号を出力する。 Each of the combiners 63-1 to 63-4 receives an optical signal from the optical switch devices 10-1 to 10-4. Each combiner 63 combines a plurality of input optical signals. The combiners 63-1 to 63-4 output output signals via the output ports 66-1 to 66-4, respectively.

なお、分波器61と光スイッチ装置10との間の光信号の伝搬、及び光スイッチ装置10と合波器63との間の光信号の伝搬は、例えば光ファイバーを用いて行われる。 The propagation of the optical signal between the duplexer 61 and the optical switch device 10 and the propagation of the optical signal between the optical switch device 10 and the combiner 63 are performed using, for example, an optical fiber.

制御モジュール64は、スイッチモジュール62の動作を制御する。具体的には、制御モジュール64は、前述した駆動回路30、電圧発生回路31、制御回路32、及び操作部33などを備える。光スイッチ装置10-1~10-4は、制御モジュール64の制御に基づいて、光信号の光路を切り替える。 The control module 64 controls the operation of the switch module 62. Specifically, the control module 64 includes the drive circuit 30, the voltage generation circuit 31, the control circuit 32, the operation unit 33, and the like described above. The optical switch devices 10-1 to 10-4 switch the optical path of the optical signal based on the control of the control module 64.

図23に示した動作例では、光スイッチ装置10-1は、第1波長(第1波長領域)の光信号(図23の実線)を、光ファイバーを介して合波器63-1に出力する。光スイッチ装置10-2は、第2波長(第2波長領域)の光信号(図23の破線)を、光ファイバーを介して合波器63-4に出力する。光スイッチ装置10-3は、第3波長(第3波長領域)の光信号(図23の一点鎖線)を、光ファイバーを介して合波器63-1に出力する。光スイッチ装置10-4は、第4波長(第3波長領域)の光信号(二点鎖線)を、光ファイバーを介して合波器63-3に出力する。 In the operation example shown in FIG. 23, the optical switch device 10-1 outputs an optical signal (solid line in FIG. 23) of the first wavelength (first wavelength region) to the combiner 63-1 via an optical fiber. .. The optical switch device 10-2 outputs an optical signal (broken line in FIG. 23) of the second wavelength (second wavelength region) to the combiner 63-4 via an optical fiber. The optical switch device 10-3 outputs an optical signal (one-dot chain line in FIG. 23) of the third wavelength (third wavelength region) to the combiner 63-1 via an optical fiber. The optical switch device 10-4 outputs an optical signal (two-point chain line) of the fourth wavelength (third wavelength region) to the combiner 63-3 via an optical fiber.

これにより、第1波長の光信号と第3波長の光信号とが合波された出力信号が出力ポート66-1から出力される。また、第4波長の出力信号が出力ポート66-3から出力される。また、第2波長の出力信号が出力ポート66-4から出力される。 As a result, an output signal obtained by combining the optical signal of the first wavelength and the optical signal of the third wavelength is output from the output port 66-1. Further, the output signal of the fourth wavelength is output from the output port 66-3. Further, the output signal of the second wavelength is output from the output port 66-4.

第8実施形態によれば、第1乃至第7実施形態に示した光スイッチ装置10を用いて波長選択スイッチ(WSS)を構成することができる。 According to the eighth embodiment, the wavelength selection switch (WSS) can be configured by using the optical switch device 10 shown in the first to seventh embodiments.

[第9実施形態]
第9実施形態は、第1乃至第7実施形態で示した光スイッチ装置の応用例である。第9実施形態は、レーザー光を用いた照明装置の構成例である。
[9th Embodiment]
The ninth embodiment is an application example of the optical switch device shown in the first to seventh embodiments. The ninth embodiment is a configuration example of a lighting device using a laser beam.

[1] 照明装置の構成
複数のレーザー光源71は、互いに異なる色のレーザー光を発光する。図 図24は、第9実施形態に係る照明装置70の構成を示す概略図である。照明装置70は、複数のレーザー光源71、複数の光スイッチ装置10、及び複数のランプ75を備える。複数の光スイッチ装置10は、第1乃至第7実施形態で示した光スイッチ装置10のいずれかに対応する。
24では、一例として、3個のレーザー光源71-1~71-3を示している。レーザー光源71-1~71-3の出力には、光ファイバー72-1~72-3が接続される。なお、レーザー光源71の数は、1つであってもよい。
[1] Configuration of Illumination Device The plurality of laser light sources 71 emit laser light of different colors from each other. FIG. 24 is a schematic view showing the configuration of the lighting device 70 according to the ninth embodiment. The lighting device 70 includes a plurality of laser light sources 71, a plurality of optical switch devices 10, and a plurality of lamps 75. The plurality of optical switch devices 10 correspond to any of the optical switch devices 10 shown in the first to seventh embodiments.
In No. 24, three laser light sources 71-1 to 71-3 are shown as an example. Optical fibers 72-1 to 72-3 are connected to the outputs of the laser light sources 71-1 to 71-3. The number of laser light sources 71 may be one.

複数の光スイッチ装置10の各々は、第1乃至第7実施形態で示した光スイッチ装置10のいずれかに対応する。図24では、一例として、5個の光スイッチ装置10-1~10-5を示している。 Each of the plurality of optical switch devices 10 corresponds to any of the optical switch devices 10 shown in the first to seventh embodiments. In FIG. 24, five optical switch devices 10-1 to 10-5 are shown as an example.

光スイッチ装置10-1は、3個の入力ポートと、4個の出力ポートとを備える。光スイッチ装置10-1の3個の入力ポートにはそれぞれ、光ファイバー72-1~72-3が接続される。光スイッチ装置10-1の4個の出力ポートにはそれぞれ、光ファイバー73-1~73-4が接続される。光スイッチ装置10-1は、レーザー光源71-1~71-3から受けたレーザー光を、光ファイバー73-1~73-4から出力することができる。 The optical switch device 10-1 includes three input ports and four output ports. Optical fibers 72-1 to 72-3 are connected to the three input ports of the optical switch device 10-1, respectively. Optical fibers 73-1 to 73-4 are connected to the four output ports of the optical switch device 10-1, respectively. The optical switch device 10-1 can output the laser light received from the laser light sources 71-1 to 71-3 from the optical fibers 73-1 to 73-4.

光スイッチ装置10-2は、1個の入力ポートと、複数の出力ポートとを備える。光スイッチ装置10-2の1個の入力ポートは、光ファイバー73-1に接続される。光スイッチ装置10-2の複数の出力ポートは、複数の光ファイバー74を介して、複数のランプ75に接続される。 The optical switch device 10-2 includes one input port and a plurality of output ports. One input port of the optical switch device 10-2 is connected to the optical fiber 73-1. The plurality of output ports of the optical switch device 10-2 are connected to the plurality of lamps 75 via the plurality of optical fibers 74.

光スイッチ装置10-3は、1個の入力ポートと、複数の出力ポートとを備える。光スイッチ装置10-3の1個の入力ポートは、光ファイバー73-2に接続される。光スイッチ装置10-3の複数の出力ポートは、複数の光ファイバー74を介して、複数のランプ75に接続される。 The optical switch device 10-3 includes one input port and a plurality of output ports. One input port of the optical switch device 10-3 is connected to the optical fiber 73-2. The plurality of output ports of the optical switch device 10-3 are connected to the plurality of lamps 75 via the plurality of optical fibers 74.

光スイッチ装置10-4は、1個の入力ポートと、複数の出力ポートとを備える。光スイッチ装置10-4の1個の入力ポートは、光ファイバー73-3に接続される。光スイッチ装置10-4の複数の出力ポートは、複数の光ファイバー74を介して、複数のランプ75に接続される。 The optical switch device 10-4 includes one input port and a plurality of output ports. One input port of the optical switch device 10-4 is connected to the optical fiber 73-3. The plurality of output ports of the optical switch device 10-4 are connected to the plurality of lamps 75 via the plurality of optical fibers 74.

光スイッチ装置10-5は、1個の入力ポートと、複数の出力ポートとを備える。光スイッチ装置10-5の1個の入力ポートは、光ファイバー73-4に接続される。光スイッチ装置10-5の複数の出力ポートは、複数の光ファイバー74を介して、複数のランプ75に接続される。 The optical switch device 10-5 includes one input port and a plurality of output ports. One input port of the optical switch device 10-5 is connected to the optical fiber 73-4. The plurality of output ports of the optical switch device 10-5 are connected to the plurality of lamps 75 via the plurality of optical fibers 74.

図25は、第9実施形態に係る照明装置70のブロック図である。照明装置70は、複数のレーザー光源71-1~71-m、複数の光スイッチ装置10-1~10-n、駆動回路30、電圧発生回路31、及び制御回路32を備える。“m”及び“n”はそれぞれ、1以上の整数である。図24の例では、m=3、n=5である。 FIG. 25 is a block diagram of the lighting device 70 according to the ninth embodiment. The lighting device 70 includes a plurality of laser light sources 71-1 to 71-m, a plurality of optical switch devices 10-1 to 10-n, a drive circuit 30, a voltage generation circuit 31, and a control circuit 32. “M” and “n” are integers of 1 or more, respectively. In the example of FIG. 24, m = 3 and n = 5.

駆動回路30は、複数の光スイッチ装置10-1~10-nを駆動する。 The drive circuit 30 drives a plurality of optical switch devices 10-1 to 10-n.

電圧発生回路31は、外部電源を用いて、照明装置70の動作に必要な複数の電圧を発生する。 The voltage generation circuit 31 uses an external power source to generate a plurality of voltages required for the operation of the lighting device 70.

制御回路32は、照明装置70の動作を統括的に制御する。制御回路32は、外部から入力信号を受け、この入力信号を用いて、レーザー光源71、駆動回路30、及び電圧発生回路31を制御することが可能である。 The control circuit 32 comprehensively controls the operation of the lighting device 70. The control circuit 32 receives an input signal from the outside, and can control the laser light source 71, the drive circuit 30, and the voltage generation circuit 31 by using the input signal.

(ランプ75の構成)
次に、ランプ75の構成の一例について説明する。図26は、図24に示したランプ75の断面図である。ランプ75は、発光部(蛍光体)80、反射部材81、及び透過フィルター82を備える。
(Structure of lamp 75)
Next, an example of the configuration of the lamp 75 will be described. FIG. 26 is a cross-sectional view of the lamp 75 shown in FIG. 24. The lamp 75 includes a light emitting unit (fluorescent material) 80, a reflecting member 81, and a transmission filter 82.

発光部80は、前述した光ファイバー74に接続される。発光部80は、光ファイバー74から出射されるレーザー光を受ける。発光部80は、このレーザー光を波長変換して、所望の色の照明光を放射する。 The light emitting unit 80 is connected to the above-mentioned optical fiber 74. The light emitting unit 80 receives the laser light emitted from the optical fiber 74. The light emitting unit 80 converts the wavelength of this laser light and emits illumination light of a desired color.

反射部材81は、発光部80から放射された照明光を反射すると共に、レーザー光を吸収又は反射する機能を有する。また、反射部材81は、レーザー光の漏れを抑制し、発光部80から放射された照明光を、一定の方向に投光する機能を有する。反射部材81は、例えば、所望の形状を有する基材と、基材の内面に設けられた反射膜とから構成される。図26の例では、反射部材81は、お椀形の形状を有する。反射部材81は、光ファイバー74を通す開口部を有する。 The reflective member 81 has a function of reflecting the illumination light emitted from the light emitting unit 80 and absorbing or reflecting the laser beam. Further, the reflective member 81 has a function of suppressing leakage of laser light and projecting illumination light emitted from the light emitting unit 80 in a fixed direction. The reflective member 81 is composed of, for example, a base material having a desired shape and a reflective film provided on the inner surface of the base material. In the example of FIG. 26, the reflective member 81 has a bowl-shaped shape. The reflective member 81 has an opening through which the optical fiber 74 passes.

透過フィルター82は、発光部80で波長変換された光を透過し、波長変換されないレーザー光(紫外光など)を透過しない性質を有する。透過フィルター82は、人体への悪影響や部材の劣化を招く紫外光や高エネルギー紫光がランプ外に漏れるのを防ぐ役割を担う。 The transmission filter 82 has a property of transmitting light wavelength-converted by the light emitting unit 80 and not transmitting laser light (ultraviolet light or the like) that is not wavelength-converted. The transmission filter 82 plays a role of preventing ultraviolet light and high-energy purple light, which cause adverse effects on the human body and deterioration of members, from leaking to the outside of the lamp.

このように構成されたランプ75の動作を説明する。光ファイバー74は、例えば、励起光として紫色の可視光(例えば、波長λ=405nm)を出射するものとする。光ファイバー74から出射された紫光は、発光部80に入射する。発光部80は、これに含まれる蛍光体によって紫光を波長変換し、インコヒーレントな照明光を放射する。 The operation of the lamp 75 configured in this way will be described. It is assumed that the optical fiber 74 emits purple visible light (for example, wavelength λ = 405 nm) as excitation light. The purple light emitted from the optical fiber 74 is incident on the light emitting unit 80. The light emitting unit 80 converts the wavelength of purple light by the phosphor contained therein and emits incoherent illumination light.

発光部80から放射された照明光は、透過フィルター82を透過し、反射部材81によって一定の方向に投光される。透過フィルター82は、余分な励起光を吸収する。 The illumination light emitted from the light emitting unit 80 passes through the transmission filter 82 and is projected in a certain direction by the reflection member 81. The transmission filter 82 absorbs excess excitation light.

なお、レーザー光源で発生したレーザー光をそのまま照明光に用いる場合は、蛍光体及び透過フィルターは不要である。 When the laser light generated by the laser light source is used as it is for the illumination light, the phosphor and the transmission filter are unnecessary.

[2] 照明装置70の実施例
次に、照明装置70の実施例について説明する。照明装置70を自動車(車両)の方向指示器に応用した例について説明する。
[2] Example of Lighting Device 70 Next, an embodiment of the lighting device 70 will be described. An example of applying the lighting device 70 to a turn signal of an automobile (vehicle) will be described.

近年、自動車の方向指示器において、複数のランプを順番に点灯させることによってデザイン性を向上させたシーケンシャルターンランプ(シーケンシャル点灯が可能な方向指示器)が採用され始めている。LEDや電球などの光源を用いた場合、発光部毎に発光素子が必要になる。一方、光スイッチ装置を用いることで、単一、もしくは少数の光源でシーケンシャル点灯が可能であり、信頼性の向上、コストダウン、低消費電力、発熱の抑制、及び省スペース化に貢献できる。 In recent years, sequential turn lamps (direction indicators capable of sequential lighting), which have improved design by lighting a plurality of lamps in order, have begun to be adopted in the direction indicators of automobiles. When a light source such as an LED or a light bulb is used, a light emitting element is required for each light emitting unit. On the other hand, by using the optical switch device, sequential lighting is possible with a single light source or a small number of light sources, which can contribute to improvement of reliability, cost reduction, low power consumption, suppression of heat generation, and space saving.

図27は、照明装置70を備えた自動車90の概略図である。照明装置70は、自動車90のヘッドライトを構成する。 FIG. 27 is a schematic view of an automobile 90 equipped with a lighting device 70. The lighting device 70 constitutes the headlight of the automobile 90.

照明装置70は、一般的なランプ81-1~81-3に加えて、方向指示器75_A~75_Gを備える。方向指示器75_A~75_Gの各々は、図26のランプで構成される。 The lighting device 70 includes direction indicators 75_A to 75_G in addition to the general lamps 81-1 to 81-3. Each of the turn signals 75_A to 75_G is composed of the lamp of FIG. 26.

制御回路32は、方向指示器75_A~75_Gの動作を制御する。例えば、制御回路32は、方向指示器75_A~75_Gをシーケンシャルに点灯させる。 The control circuit 32 controls the operation of the direction indicators 75_A to 75_G. For example, the control circuit 32 sequentially lights the turn signals 75_A to 75_G.

なお、1つのレーザー光源から同時に選択可能な出力は1つであるが、高速で光スイッチ装置を切り替えることで、複数のランプが同時に点灯しているように見せることもできる。また、光ネットワーク内に複数のレーザー光源を設けることも可能である。本実施例では、方向指示器への利用を示したが、メインランプ、ブレーキランプ、フォグランプ、ハザードランプ、テールランプ、及び室内灯などに用いてもよい。 Although one output can be selected from one laser light source at the same time, it is possible to make it appear that a plurality of lamps are lit at the same time by switching the optical switch device at high speed. It is also possible to provide a plurality of laser light sources in the optical network. In this embodiment, the use for a turn signal is shown, but it may be used for a main lamp, a brake lamp, a fog lamp, a hazard lamp, a tail lamp, an interior lamp, and the like.

液晶は光の波長によって屈折率が変化する特性を持つため、光源に用いるレーザー光は単一の波長に揃っていることが望ましい。レーザー光は光ファイバー及び光スイッチ装置を通過した後、任意の出力ポートから放射される。放射されたレーザー光をランプに設けられた蛍光体に入射することによって任意の色にて発光させることができる。光源に用いるレーザー光の波長は蛍光による波長変換で複数色の照明光を利用する場合、紫外光か青色光が好ましい。照明光が単色に決まっている場合は、単色の波長のレーザー光を光源として用い、このレーザー光をそのまま、ランプの照明光に用いてもよい。 Since the liquid crystal has a characteristic that the refractive index changes depending on the wavelength of light, it is desirable that the laser light used as a light source has a single wavelength. Laser light is emitted from any output port after passing through an optical fiber and an optical switch device. By incident the emitted laser light on a phosphor provided in the lamp, it can be made to emit light in any color. The wavelength of the laser light used as the light source is preferably ultraviolet light or blue light when a plurality of colors of illumination light are used for wavelength conversion by fluorescence. When the illumination light is determined to be monochromatic, a laser beam having a monochromatic wavelength may be used as a light source, and this laser beam may be used as it is for the illumination light of the lamp.

[3] 第9実施形態の効果
近年、自動車のランプは、かつてのフィラメント球から、高輝度で、長寿命、低電力消費のLEDを用いた光源に移り変わりつつある。特に動力に電力を用いる電動自動車では、各種ランプの消費電力が航続可能距離に直接的に影響するため、フィラメント球から、光変換効率が高く消費電力の少ないLEDへの置き換えが進んでいる。LEDは点光源であるため、発光領域を線や面としてデザインするためには多数の素子を用意する必要がある。さらに、LEDは、電流密度が高くなると発光効率が低下するドループ現象が知られている。このため、光量を確保する上でも複数のLEDを用いる必要がある。このことによってパーツ数やコストが上昇してしまう。
[3] Effect of Ninth Embodiment In recent years, automobile lamps are shifting from the former filament spheres to light sources using LEDs having high brightness, long life, and low power consumption. In particular, in electric vehicles that use electric power for power consumption, the power consumption of various lamps directly affects the cruising range, so the replacement of filament spheres with LEDs having high light conversion efficiency and low power consumption is progressing. Since an LED is a point light source, it is necessary to prepare a large number of elements in order to design the light emitting region as a line or a surface. Further, it is known that the LED has a droop phenomenon in which the luminous efficiency decreases as the current density increases. Therefore, it is necessary to use a plurality of LEDs in order to secure the amount of light. This increases the number of parts and the cost.

これに対し、第9実施形態によれば、レーザー光を用いた照明装置を実現できる。また、第1乃至第7実施形態に示した光スイッチ装置10を用いて照明装置を構成することができる。 On the other hand, according to the ninth embodiment, it is possible to realize a lighting device using laser light. Further, the lighting device can be configured by using the optical switch device 10 shown in the first to seventh embodiments.

また、高価な電子部品及び光学部品を使用せず、液晶素子を用いて照明装置を構成することができる。これにより、照明装置のコストを低減することができる。 Further, the lighting device can be configured by using the liquid crystal element without using expensive electronic parts and optical parts. This makes it possible to reduce the cost of the lighting device.

また、機械動作やMEMSミラー方式のスイッチを利用する場合、自動車など振動が懸念される環境での信頼性確保が難しい。しかし、本実施形態では、機械動作を行う部品を使用しないため、照明装置の信頼性を向上させることができる。また、照明装置を小型化することができる。 Further, when using a mechanical operation or a MEMS mirror type switch, it is difficult to secure reliability in an environment where vibration is a concern such as an automobile. However, in the present embodiment, since the parts that operate the machine are not used, the reliability of the lighting device can be improved. In addition, the lighting device can be miniaturized.

また、レーザーダイオードは、ドループ現象が起きず、高出力でも高効率を維持することができる。また、レーザー光は、光ファイバーを利用して、ほとんど損失無く任意のポイントに光を送ることが可能である。この特性を利用すれば、少数のレーザーダイオードを用いて多数の発光点を点灯させることができる。また、光ファイバーによる光の伝達には、電線と比べ、軽量でノイズに強く、発火の原因になりにくいなどのメリットもある。 In addition, the laser diode does not cause a droop phenomenon and can maintain high efficiency even at high output. In addition, laser light can be sent to any point with almost no loss by using an optical fiber. By utilizing this characteristic, it is possible to light a large number of light emitting points by using a small number of laser diodes. In addition, the transmission of light by optical fiber has the advantages of being lighter, more resistant to noise, and less likely to cause ignition than electric wires.

このような、光スイッチを用いた照明装置は、自動車のほかにも、屋内照明、看板、建造物のイルミネーション、航空機、船舶、及びパチンコ台など幅広い用途に応用できる。この本実施形態によれば、発光箇所毎に光源を設ける必要がなくなるため、部品数やコストの低減、ランプの省スペース化、軽量化、発熱の抑制が実現できる。また、光ネットワーク上に複数の光源を持つことで、一部の光源が故障した場合の冗長性も確保することができる。 Such a lighting device using an optical switch can be applied to a wide range of applications such as indoor lighting, signboards, illumination of buildings, aircraft, ships, and pachinko machines, in addition to automobiles. According to this embodiment, since it is not necessary to provide a light source for each light emitting portion, it is possible to reduce the number of parts and costs, save space for the lamp, reduce the weight, and suppress heat generation. Further, by having a plurality of light sources on the optical network, it is possible to secure redundancy when some of the light sources fail.

[変形例]
上記各実施形態では、1次元でレーザー光の光路を切り替える構成について示している。例えば1次元の構成を図面の奥行き方向に複数セット並べることで、2次元で入射するレーザー光の光路を切り替えるように構成することも可能である。
[Modification example]
Each of the above embodiments shows a configuration in which the optical path of the laser beam is switched in one dimension. For example, by arranging a plurality of sets of one-dimensional configurations in the depth direction of the drawing, it is possible to switch the optical path of the laser beam incident in two dimensions.

なお、前述した偏光板及び位相差板を規定する角度は、所望の動作を実現可能な誤差、及び製造工程に起因する誤差を含むものとする。例えば、前述した概略45度は、45°±5°の範囲を含むものとする。例えば、前述した直交は、90°±5°の範囲を含むものとする。 The angles defining the above-mentioned polarizing plate and the retardation plate include an error that can realize a desired operation and an error caused by a manufacturing process. For example, the above-mentioned approximately 45 degrees shall include a range of 45 ° ± 5 °. For example, the above-mentioned orthogonality shall include a range of 90 ° ± 5 °.

本明細書において、「平行」とは、完全に平行であることが好ましいが、必ずしも厳密に平行である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に平行と同視できるものを含み、また、製造プロセス上発生しうる誤差を含んでいてもよい。また、「垂直」とは、必ずしも厳密に垂直である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に垂直と同視できるものを含み、また、製造プロセス上発生しうる誤差を含んでいてもよい。 In the present specification, "parallel" is preferably completely parallel, but does not necessarily have to be exactly parallel, and includes those that can be regarded as substantially parallel in view of the effect of the present invention. , May include errors that may occur in the manufacturing process. Further, "vertical" does not necessarily have to be strictly vertical, and includes those that can be regarded as substantially vertical in view of the effect of the present invention, and even if it includes an error that may occur in the manufacturing process. good.

本明細書において、板やフィルムは、その部材を例示した表現であり、その構成に限定されるものではない。例えば、偏光板及び位相差板は、板状の部材に限定されるものではなく、明細書で記載した機能を有するフィルムやその他の部材であってもよい。 In the present specification, the plate and the film are expressions exemplifying the members thereof, and are not limited to the configuration thereof. For example, the polarizing plate and the retardation plate are not limited to the plate-shaped member, but may be a film or other member having the functions described in the specification.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、1つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and the constituent elements can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. Further, the above-described embodiments include inventions at various stages, and by an appropriate combination of a plurality of components disclosed in one embodiment or by an appropriate combination of components disclosed in different embodiments. Various inventions can be constructed. For example, even if some components are deleted from all the components disclosed in the embodiment, if the problem to be solved by the invention can be solved and the effect of the invention is obtained, these components are deleted. The embodiment described above can be extracted as an invention.

10…光スイッチ装置、11…光ファイバー、12…レンズアレイ、13…基材、14…レンズ、15…光偏向素子、16…液晶パネル、17…光偏向素子、18…液晶パネル、19…レンズアレイ、20…基材、21…レンズ、22…光ファイバー、23…偏光板、24…反射部材、25…レーザーダイオードアレイ、26…基板、27…レーザーダイオード、28,29…位相差板、30…駆動回路、31…電圧発生回路、32…制御回路、33…操作部、40,41…基板、42…液晶層、43…シール材、44,45…電極、45…電極、47,49…配向膜、48…共通電極、50~53…配線、60…波長選択スイッチ、61…分波器、62…スイッチモジュール、63…合波器、64…制御モジュール、65…入力ポート、66…出力ポート、70…照明装置、71…レーザー光源、72~74…光ファイバー、75…ランプ、80…発光部、81…反射部材、82…透過フィルター、90…自動車、91…ランプ 10 ... Optical switch device, 11 ... Optical fiber, 12 ... Lens array, 13 ... Base material, 14 ... Lens, 15 ... Optical deflection element, 16 ... Liquid crystal panel, 17 ... Optical deflection element, 18 ... Liquid crystal panel, 19 ... Lens array , 20 ... base material, 21 ... lens, 22 ... optical fiber, 23 ... polarizing plate, 24 ... reflective member, 25 ... laser diode array, 26 ... substrate, 27 ... laser diode, 28, 29 ... retardation plate, 30 ... drive Circuit, 31 ... Voltage generation circuit, 32 ... Control circuit, 33 ... Operation unit, 40, 41 ... Substrate, 42 ... Liquid crystal layer, 43 ... Sealing material, 44, 45 ... Electrode, 45 ... Electrode, 47, 49 ... Alignment film , 48 ... common electrode, 50-53 ... wiring, 60 ... wavelength selection switch, 61 ... demultiplexer, 62 ... switch module, 63 ... combiner, 64 ... control module, 65 ... input port, 66 ... output port, 70 ... lighting device, 71 ... laser light source, 72-74 ... optical fiber, 75 ... lamp, 80 ... light emitting part, 81 ... reflective member, 82 ... transmission filter, 90 ... automobile, 91 ... lamp

Claims (11)

液晶層を有し、入力ポートから第1レーザー光を受け、前記第1レーザー光を偏向させて第2レーザー光を出射する第1光偏向素子と、
液晶層を有し、前記第1光偏向素子と平行に配置され、前記第2レーザー光を前記第1レーザー光と平行になるように偏向させて第3レーザー光を出射する第2光偏向素子と、
前記第2光偏向素子から前記第3レーザー光を受ける複数の光ファイバーと、
前記第1光偏向素子の偏向角、及び前記第2光偏向素子の偏向角を制御する制御回路と
を具備し、
前記第1光偏向素子は、前記複数の光ファイバーの1つを選択するようにして、複数の第1偏向角の1つで前記第1レーザー光を偏向させ、
前記第2光偏向素子は、前記複数の光ファイバーに対応するように配置された複数の領域を有し、
前記複数の領域の各々は、前記第2レーザー光を偏向させ
前記第1及び第2光偏向素子の各々は、積層された第1及び第2液晶パネルを含み、
前記第1液晶パネルは、第1及び第2基板と、前記第1及び第2基板間に充填された第1液晶層と、前記第1基板に設けられた第1電極と、前記第1基板に設けられ、前記第1電極より長い第2電極と、前記第2基板に設けられた第1共通電極とを含み、
前記第2液晶パネルは、第3及び第4基板と、前記第3及び第4基板間に充填された第2液晶層と、前記第3基板に設けられ、前記第1電極より長い第3電極と、前記第3基板に設けられ、前記第2電極より短い第4電極と、前記第4基板に設けられた第2共通電極とを含む
光スイッチ装置。
A first light deflecting element having a liquid crystal layer, receiving a first laser beam from an input port, deflecting the first laser beam, and emitting a second laser beam.
A second light deflection element having a liquid crystal layer, arranged in parallel with the first light deflection element, deflecting the second laser light so as to be parallel to the first laser light, and emitting a third laser light. When,
A plurality of optical fibers that receive the third laser beam from the second light deflection element, and
It is provided with a control circuit for controlling the deflection angle of the first light deflection element and the deflection angle of the second light deflection element.
The first light deflection element deflects the first laser beam at one of the plurality of first deflection angles so as to select one of the plurality of optical fibers.
The second light deflection element has a plurality of regions arranged so as to correspond to the plurality of optical fibers.
Each of the plurality of regions deflects the second laser beam ,
Each of the first and second light deflecting elements includes a laminated first and second liquid crystal panel.
The first liquid crystal panel includes a first and second substrates, a first liquid crystal layer filled between the first and second substrates, a first electrode provided on the first substrate, and the first substrate. The second electrode, which is longer than the first electrode, and the first common electrode provided on the second substrate are included.
The second liquid crystal panel is provided on the third and fourth substrates, the second liquid crystal layer filled between the third and fourth substrates, and the third substrate, and is a third electrode longer than the first electrode. A fourth electrode provided on the third substrate and shorter than the second electrode, and a second common electrode provided on the fourth substrate are included.
Optical switch device.
前記入力ポートと前記第1光偏向素子との間に設けられ、透過軸と平行な光を透過する偏光板をさらに具備する
請求項1に記載の光スイッチ装置。
The optical switch device according to claim 1, further comprising a polarizing plate provided between the input port and the first optical deflection element and transmitting light parallel to a transmission axis.
前記第1光偏向素子は、屈折率の勾配を有し、
前記複数の領域の各々は、屈折率の勾配を有する
請求項1又は2に記載の光スイッチ装置。
The first light deflection element has a gradient of refractive index and has a gradient of refractive index.
The optical switch device according to claim 1 or 2, wherein each of the plurality of regions has a gradient of refractive index.
前記制御回路は、前記第1電極、前記第3電極、前記第1共通電極、及び前記第2共通電極に第1電圧を印加し、前記第2電極、及び前記第4電極に第2電圧を印加する
請求項1乃至3のいずれかに記載の光スイッチ装置。
The control circuit applies a first voltage to the first electrode, the third electrode, the first common electrode, and the second common electrode, and applies a second voltage to the second electrode and the fourth electrode. The optical switch device according to any one of claims 1 to 3 to be applied.
それぞれが液晶層を有する入力領域及び出力領域を含み、前記入力領域において入力ポートから第1レーザー光を受け、前記第1レーザー光を偏向させて第2レーザー光を出射する光偏向素子と、
前記第2レーザー光を前記出力領域に向けて反射させる反射部材と、
前記出力領域から出射される第3レーザー光を受ける複数の光ファイバーと、
前記入力領域の偏向角、及び前記出力領域の偏向角を制御する制御回路と
を具備し、
前記入力領域は、前記複数の光ファイバーの1つを選択するようにして、複数の第1偏向角の1つで前記第1レーザー光を偏向させ、
前記出力領域は、前記複数の光ファイバーに対応するように配置された複数の領域部分を有し、
前記複数の領域部分の各々は、前記第2レーザー光を前記第1レーザー光と平行になるように偏向させて前記第3レーザー光を出射し、
前記入力領域及び前記複数の領域部分の各々は、積層された第1及び第2液晶パネルを含み、
前記第1液晶パネルは、第1及び第2基板と、前記第1及び第2基板間に充填された第1液晶層と、前記第1基板に設けられた第1電極と、前記第1基板に設けられ、前記第1電極より長い第2電極と、前記第2基板に設けられた第1共通電極とを含み、
前記第2液晶パネルは、第3及び第4基板と、前記第3及び第4基板間に充填された第2液晶層と、前記第3基板に設けられ、前記第1電極より長い第3電極と、前記第3基板に設けられ、前記第2電極より短い第4電極と、前記第4基板に設けられた第2共通電極とを含む
光スイッチ装置。
An optical deflection element that includes an input region and an output region, each of which has a liquid crystal layer, receives a first laser beam from an input port in the input region, deflects the first laser beam, and emits a second laser beam.
A reflective member that reflects the second laser beam toward the output region,
A plurality of optical fibers that receive the third laser beam emitted from the output region, and
A control circuit for controlling the deflection angle of the input region and the deflection angle of the output region is provided.
The input region deflects the first laser beam at one of the plurality of first deflection angles by selecting one of the plurality of optical fibers.
The output region has a plurality of region portions arranged so as to correspond to the plurality of optical fibers.
Each of the plurality of region portions deflects the second laser beam so as to be parallel to the first laser beam and emits the third laser beam .
Each of the input region and the plurality of region portions includes a laminated first and second liquid crystal panel.
The first liquid crystal panel includes a first and second substrates, a first liquid crystal layer filled between the first and second substrates, a first electrode provided on the first substrate, and the first substrate. The second electrode, which is longer than the first electrode, and the first common electrode provided on the second substrate are included.
The second liquid crystal panel is provided on the third and fourth substrates, the second liquid crystal layer filled between the third and fourth substrates, and the third substrate, and is a third electrode longer than the first electrode. A fourth electrode provided on the third substrate and shorter than the second electrode, and a second common electrode provided on the fourth substrate are included.
Optical switch device.
前記反射部材は、プリズムミラーから構成される
請求項に記載の光スイッチ装置。
The optical switch device according to claim 5 , wherein the reflective member is composed of a prism mirror.
前記入力ポートと前記光偏向素子との間、及びに前記光偏向素子と前記複数の光ファイバーとの間に設けられ、透過軸と平行な光を透過する偏光板をさらに具備する
請求項5又は6に記載の光スイッチ装置。
5. or 6 further comprising a polarizing plate provided between the input port and the optical deflection element, and between the optical deflection element and the plurality of optical fibers, and transmitting light parallel to the transmission axis. The optical switch device described in.
前記入力領域は、屈折率の勾配を有し、
前記複数の領域部分の各々は、屈折率の勾配を有する
請求項5乃至7のいずれかに記載の光スイッチ装置。
The input region has a gradient of refractive index.
The optical switch device according to any one of claims 5 to 7 , wherein each of the plurality of region portions has a gradient of refractive index.
前記制御回路は、前記第1電極、前記第3電極、前記第1共通電極、及び前記第2共通電極に第1電圧を印加し、前記第2電極、及び前記第4電極に第2電圧を印加する
請求項5乃至8のいずれかに記載の光スイッチ装置。
The control circuit applies a first voltage to the first electrode, the third electrode, the first common electrode, and the second common electrode, and applies a second voltage to the second electrode and the fourth electrode. The optical switch device according to any one of claims 5 to 8 to be applied.
入力信号を受け、前記入力信号を波長の異なる第1及び第2光信号に分波する分波器と、
前記第1光信号を受け、前記第1光信号を出力する複数の出力ポートを切り替える第1光スイッチ装置と、
前記第2光信号を受け、前記第2光信号を出力する複数の出力ポートを切り替える第2光スイッチ装置と
を具備し、
前記第1及び第2光スイッチ装置の各々は、前記請求項1乃至のいずれかの光スイッチ装置から構成される
波長選択スイッチ。
A demultiplexer that receives an input signal and demultiplexes the input signal into first and second optical signals having different wavelengths.
A first optical switch device that switches between a plurality of output ports that receive the first optical signal and output the first optical signal.
A second optical switch device that switches between a plurality of output ports that receive the second optical signal and output the second optical signal is provided.
Each of the first and second optical switch devices is a wavelength selection switch composed of the optical switch device according to any one of claims 1 to 9 .
レーザー光を発光するレーザー光源と、
前記レーザー光源からのレーザー光を出力する複数の出力ポートを切り替える光スイッチ装置と、
前記複数の出力ポートにそれぞれ接続された複数の光ファイバーと、
前記複数の光ファイバーにそれぞれ接続された複数のランプと
を具備し、
前記光スイッチ装置は、前記請求項1乃至のいずれかの光スイッチ装置から構成される
照明装置。
A laser light source that emits laser light and
An optical switch device that switches between multiple output ports that output laser light from the laser light source, and
A plurality of optical fibers connected to the plurality of output ports, respectively,
It is equipped with a plurality of lamps connected to each of the plurality of optical fibers.
The optical switch device is a lighting device composed of the optical switch device according to any one of claims 1 to 9 .
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