专利名称：光开关及其控制方法
技术领域：
本发明涉及使用光纤的通信装置，特别是使用了微电子机械系统(MEMS)技术的光开关。
背景技术：
在光通信系统中，要求在通信网的中继点中，能把通过光纤传送到N×N光开关即N个输入端口的通信光内的任意一个连接在N个输出端口内的任意一个上，并且能自由切换这些连接。以往，对于该要求，把光暂时转换为电信号，进行电信号的切换后，转换为光。而近年来，直接进行光信号的切换的光开关的开发不断进行。
作为进行用于光开关的光学监视的技术，存在以下的文献。
在特开2001-117025号中，描述了使用设置在光开关的前后的光变换部件的形态。光变换部件是指把通信暂时转换为电信号，在确认了其强度、波形后，再次转换为通信光，向光开关传送的仪器，确保通信光的质量。在特开2001-117025号中，比较光开关前后的光变换部件内的电信号，控制可动反射镜，使得该差变为最小。
特开2001-117025号公报(图1及其说明)向输出一侧视准透镜26入射的光束要求高精度的定位。当光束从输出一侧视准透镜26的端面偏移时，无法形成光学上的耦合。即使光束进入输出一侧视准透镜26的端面，如果在正确的入射角度范围之外，无法在光学上耦合，或者产生大幅度的损失。视准透镜阵列和反射镜阵列在组装初期以高精度被定位。
可是，当光开关设置环境的温度变化了时，视准透镜阵列和反射镜阵列的相对位置变化，即使可动反射镜28维持预定的姿态，也有可能无法形成光耦合。或者有可能产生大幅度的损失。或者，由于连续的开关，光开关自身的温度上升时，电路输出变化，可动反射镜有可能无法维持预定的姿态。
在特开2001-117025号中描述的方法中，在光开关前后，光变换部件是不可或缺的，所以引起基于光变换部件的构造的复杂化。因此，无法实现光开关的成本削减。此外，光变换部件对N个端口的每个要设置2个，合计设置2N个，所以设备尺寸增大。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供解决所述公开例中的所述课题，与光开关的设置环境温度变化对应，可动反射镜能维持最佳姿态的小型光开关。
其目的还在于提供不分支计测光开关前后的全部光纤的输入输出光，并且与光开关的设置环境温度变化对应，可动反射镜能维持最佳姿态的小型光开关。
为了实现所述目的，本发明的解决手段能具有以下描述的形态。
根据本发明，能提供解决所述公开例中的所述课题，即使发生光开关的设置环境温度变化，也能对应，可动反射镜能维持最佳姿态的小型光开关。
此外，即使不分支计测光开关前后的全部光纤的输入输出光，与光开关的设置环境温度变化对应，可动反射镜也能维持最佳姿态。
(1)一种光开关，切换在多个光纤中传播的通信光，其特征在于包括与输入光在光学上联系的多个输入一侧透镜；与经过了所述输入一侧透镜的所述光在光学上联系的多个可动反射镜；与经过了所述可动反射镜的所述光在光学上联系的多个输出一侧透镜；所述多个输入一侧透镜具有来自第一外部装置的通信光在输入一侧光纤中传播，与该传播的光在光学上联系的第一输入一侧透镜；与来自发光部的光在光学上联系的第二输入一侧透镜；产生与所述可动反射镜在光学上联系的光的发光部；与经过了所述可动反射镜的来自所述发光部的光在光学上联系的受光部；所述多个输出一侧透镜具有使经过了透镜的光与向第二外部装置传播通信光的第二输出一侧光纤在光学上联系的第一输出一侧透镜；使来自所述发光部的光经过透镜与受光部在光学上联系的第二输出一侧透镜。
(2)在所述(1)中，其特征在于具有根据来自与经过了所述第二输入一侧透镜或所述第二输出一侧透镜的光在光学上联系的所述受光部的信号，对用于与经过了所述第一输入一侧透镜的光在光学上联系的所述可动反射镜的移动角度的控制的控制值进行修正的反射镜控制装置。
(3)一种光开关，切换在多个光纤中传播的通信光，其特征在于包括与输入光在光学上联系的多个输入一侧透镜；与经过了所述输入一侧透镜的所述光在光学上联系的多个可动反射镜；与经过了所述可动反射镜的所述光在光学上联系的多个输出一侧透镜；产生与所述可动反射镜在光学上联系的光的发光部；与经过了所述可动反射镜的来自所述发光部的光在光学上联系的受光部；所述多个可动反射镜具有自第一外部装置的通信光在输入一侧光纤中传播，与该传播的光在光学上联系的多个第一可动反射镜；与来自所述发光部的光在光学上联系的多个第二可动反射镜。
(4)在所述(3)中，其特征在于具有根据来自与经过了所述第二可动反射镜的光在光学上联系的所述受光部的信号，对用于所述多个第一所述可动反射镜的移动角度的控制的控制值进行修正的反射镜控制装置。
(5)一种光开关，切换在N条输入一侧光纤和N条输出一侧光纤中传播的通信光，并且光学上位于所述输入一侧光纤和所述输出一侧光纤之间，其特征在于包括具有与所述输入一侧光纤在光学上耦合的多个透镜的输入一侧透镜；具有与所述输出一侧光纤在光学上耦合的多个透镜的输出一侧透镜；具有反射来自所述输入一侧透镜的通信光的支撑为可摇动的多个反射镜的一次反射镜阵列；具有反射来自所述一次反射镜阵列的反射通信光的支撑为可摇动的多个反射镜的二次反射镜阵列；所述输入一侧透镜数为N+2以上，输出一侧透镜数为N+2以上，一次反射镜阵列的反射镜数为N+2以上，二次反射镜阵列的反射镜数为N+2以上。
(6)在所述(5)中，其特征在于具有受光元件和根据来自受光元件的信号进行反射镜的位置控制的反射镜控制装置，所述输入一侧透镜和所述输出一侧透镜分别具有与所述受光元件在光学上耦合的多个透镜，所述一次反射镜阵列和所述二次反射镜阵列分别具有与所述受光元件在光学上耦合的多个反射镜。
此外，在反射镜控制装置中，使用光开关把生成在该光纤中传播的通信光的发光元件和能把由该发光元件生成的光受光的受光元件在光学上耦合，并且切换，把存在于该耦合中的反射镜的控制信号在切换在输入一侧光纤和输出一侧光纤中传播的通信光的反射镜控制中使用。
同样，反射来自输入一侧透镜的通信光的一次反射镜阵列的反射镜数至少为N+2以上，反射来自一次反射镜阵列的反射通信光的二次反射镜阵列的反射镜数至少为N+2以上。
下面简要说明附图。
图1是本发明的实施例1的光开关的概略立体图。
图2是本发明的实施例1的光开关的概略立体图。
图3是一次反射镜阵列6的主视图。
图4是本发明一实施例的光开关的概略立体图。
图5是比较例的光开关的概略立体图。
图6是比较例的光开关的可动反射镜的概略主视图。
图7是比较例的光开关的可动反射镜的概略主视图。
图8是表示比较例的光开关控制方式结构的框图。
具体实施例方式
下面，参照附图，详细说明本发明实施例。须指出的是，本发明并不局限于说明书中记载的形态，并不妨碍适应现在公开的技术或新产生的公开技术。
图1是本发明实施例1的光开关的概略立体图。光开关1作为构成要素包含与多个输入一侧光纤2在光学上耦合的输入一侧视准透镜3排列而成的输入一侧视准透镜阵列4、能在两个轴上摇动的可动反射镜5排列而成的一次反射镜阵列6、二次反射镜阵列7、与输出一侧光纤8在光学上耦合的输出一侧视准透镜9排列而成的输出一侧视准透镜阵列10。使一次反射镜阵列6和二次反射镜阵列7的可动反射镜5适当倾斜，任意使输入一侧光纤2和输出一侧光纤8在光学上耦合。须指出的是，在本实施例中，说明静电驱动方式。
在本实施例中，输入一侧光纤2输出一侧光纤8都为32条，即表示32×32ch的光开关。可是，输入一侧视准透镜3、输出一侧视准透镜列9中的视准透镜数是36个，一次反射镜阵列6和二次反射镜阵列7的可动反射镜5也同样为36个。多个输入一侧视准透镜3具有来自第一外部装置的通信光在输入一侧光纤2中传播，在光学上联系的多个第一输入一侧透镜；来自发光部即激光二极管11的光在光学上联系的多个第二输入一侧透镜。而且，多个输出一侧视准透镜9具有经过了透镜的光与向第二外部装置传播通信光的第一输出一侧光纤8在光学上联系的多个第一输出一侧透镜；来自所述发光部的光经过透镜与受光部在光学上联系的多个第二输出一侧透镜。
光开关具有发光元件的激光二极管作为发光部。此外，具有受光元件的光电二极管作为受光部。作为具体例，在输入一侧视准透镜3中，在四角结合了四个激光二极管11(以下，称作LD)，同样在输出一侧视准透镜9的四角结合了四个光电二极管12(以下称作PD)。表示了多个第一输入一侧透镜和多个第一输出一侧透镜分别为32个，多个第二输入一侧透镜和多个第二输出一侧透镜分别为4个的例子。
以后，为了与通信光区别，把来自LD11的激光称作计测光13。此外，把反射计测光13的一次反射镜阵列6四角的可动反射镜称作一次计测反射镜110，把二次反射镜阵列7四角的可动反射镜称作二次计测反射镜120。
而且，具有根据来自经过了所述多个第一输入一侧透镜或所述第一输出一侧透镜的在光学上联系的所述受光部即光电二极管12的信号，进行控制经过了所述多个第一输入一侧透镜的光在光学上联系的所述可动反射镜的移动角度的控制值修正的反射镜控制装置14。
此外，所述形态具有产生与所述可动反射镜在光学上联系的光的发光部的激光二极管11和经过了所述可动反射镜的来自所述发光部的光在光学上联系的受光部的光电二极管12。所述多个可动反射镜可以说是具有来自第一外部装置的通信光在输入一侧光纤中传播，在光学上联系的多个第一可动反射镜；来自所述发光部的光在光学上联系的多个第二可动反射镜。而且，具有根据来自所述经过了第二可动反射镜的光在光学上联系的所述受光部的信号，进行控制所述多个第一可动反射镜的移动角度的控制值修正的反射镜控制装置14。
这样，具有多个透镜和被支撑为可摇动的多个反射镜，多个透镜的一部分与该光纤在光学上耦合，多个透镜的一部分与不生成在该光纤中传播的信号光的发光元件在光学上耦合，多个透镜的一部分与能接收由所述发光元件生成的光的受光元件在光学上耦合。
首先，说明一次反射镜阵列6和二次反射镜阵列7的可动反射镜5的控制方法。
首先，说明光开关在组装完的状态下，处于在视准透镜阵列、反射镜阵列中产生了微小的位置偏移的状态的情形。各可动反射镜的刚性即支撑反射镜部的梁的尺寸和与反射镜对应的电极的间隔并不局限于在全部可动反射镜中为均一的。因此，即使使用从理想配置的状态在几何学上计算的反射镜角度、从设计尺寸计算的梁刚性和静电引力，为了使可动反射镜倾斜而外加电压，反射镜部也不会倾斜到假定的角度，输入一侧光纤和输出一侧光纤不会以最大效率在光学上耦合。由于装置的温度变化，在视准透镜阵列、反射镜阵列中发生微小的位置偏移，所述现象变得更显著。
因此，在组装完光开关后，为了使输入一侧光纤和输出一侧光纤不会以最大效率在光学上耦合，必须把第一反射镜阵列、第二反射镜阵列的各可动反射镜组合的最佳倾斜角度即最佳外加电压图谱化。以下，把该图谱生成作业称作初始调整作业。
下面，使用图2和图3说明初始调整作业。图2是本发明实施例1的光开关的概略立体图。为了今后的说明，对输入一侧视准透镜阵列4、输出一侧视准透镜阵列10的各透镜、一次反射镜阵列6、二次反射镜阵列7的各可动反射镜付与了标记。
在输入一侧视准透镜4中，与LD11耦合的四角的透镜为11-A～11-D(为了避免复杂化，省略了一部分标记)。通信光出射的透镜为4-1～4-32(为了避免复杂化，省略了一部分标记)。在一次反射镜阵列6中，对与透镜正对的位置采用同样的标记，对一次计测反射镜110附加标记110-A～110-D，对可动反射镜附加标记6-1～6-32(为了避免复杂化，省略了一部分标记)。在输出一侧视准透镜10中，与PD12耦合的四角的透镜为12-A～12-D，接收通信光的透镜为10-1～10-32(为了避免复杂化，省略了一部分标记)。在二次反射镜阵列7中，对与透镜正对的位置采用同样的标记，对二次计测反射镜120附加标记120-A～120-D，对可动反射镜附加标记7-1～7-32(为了避免复杂化，省略了一部分标记)。
为了明确反射镜的标记配置，图3表示了一次反射镜阵列6的主视图。在与一次反射镜阵列6正对的输入一侧视准透镜4中，与一次反射镜阵列6的各反射镜在光学上耦合的透镜中，4-以后的编号是与一次反射镜阵列同一配置。在二次反射镜阵列7中，在一次反射镜阵列6的可动反射镜不倾斜的状态下，概略来讲，在光学上耦合的反射镜中，7-以后的编号是与一次反射镜阵列同一配置。在与二次反射镜阵列7正对的输出一侧视准透镜10中，在与二次反射镜阵列7的各反射镜在光学上耦合的反射镜中，10-以后的编号是与二次反射镜阵列7同一配置。
首先，输入一侧视准透镜4-1与输出一侧视准透镜10的全部透镜耦合。首先，可动反射镜6-1和可动反射镜7-1分别在X、Y轴都微小地改变倾斜角度，发现来自输入一侧视准透镜4-1的光束以最高效率与输出一侧视准透镜10-1在光学上耦合的反射镜角度即外加电压。对于可动反射镜6-1，依次从可动反射镜7-1～7-32进行该作业。关于各输入一侧视准透镜依次进行同样的作业，生成表1所示的最佳外加电压的形态图(以下称作查找表)。
表1 查找表(例)
通过所述初始调整作业生成了查找表后，如果视准透镜阵列和反射镜阵列的相对位置不变，并且控制电路的输出不改变，则通过外加表所示的外加电压，能以最高效率把输入输出光纤间在光学上耦合。可是，如上所述，由于光开关的设置环境的温度变化，视准透镜阵列和反射镜阵列的相对位置变化，或者由于光开关装置的控制电路的温度升高，输出电压变化。结果，即使发出查找表的输出命令，也无法以最高效率把输入输出光纤间在光学上耦合。本发明能以更低成本有效地解决所述课题。
下面，参照图4说明控制结构。图4是表示本发明一个实施例的控制方式的结构的框图。在图4中，14是控制一次反射镜阵列6和二次反射镜阵列7的反射镜控制装置，由放大器、D/A转换器、演算元件、存储器等构成。所述说明的查找表保存在反射镜控制装置14的存储器内部。15是控制LD11、PD12，修正一次反射镜阵列6、二次反射镜阵列7的控制的处理装置，由A/D转换器、演算元件、存储器等构成。合并反射镜控制装置14和处理装置15，成为光开关控制装置16。光开关控制装置17通过接口从外部装置接收输入一侧光纤和输出一侧光纤的切换信号。
下面，参照图1、2、4说明控制方法。
作为概要，具有不产生通信光的LD11与2个以上的输入一侧视准透镜3耦合，同样不产生通信光的PD12与2个以上的输出一侧视准透镜9耦合的形态。控制一次反射镜和二次反射镜，把和发光元件耦合的输入一侧视准透镜与和PD12耦合的输出一侧视准透镜在光学上耦合。这时，调节一次反射镜和二次反射镜的可动反射镜的倾斜角度，使受光元件的输出变为最大。在2个以上的输入一侧视准透镜和输出一侧视准透镜间，在光学上切换，调节一次反射镜和二次反射镜的可动反射镜的倾斜角度，使LD12的输出变为最大。进行该一次反射镜和二次反射镜的可动反射镜的倾斜角度调节，从一次反射镜和二次反射镜的最佳倾斜角度计算出视准透镜阵列和反射镜阵列的相对位置的变化、电路输出变化。把该计算结果反映为切换通信光的其他可动反射镜的倾斜角度，控制为考虑了视准透镜阵列和反射镜阵列的相对位置的变化、电路输出变化的最佳倾斜角度。
来自LD11的激光13由一次反射镜阵列6的四角的一次计测反射镜110反射，再由二次反射镜阵列7的四角的二次计测反射镜120反射，与输出一侧视准透镜阵列9的四角的PD12在光学上耦合。一边通过PD12计测激光13的光输出，一边把一次计测反射镜110和二次计测反射镜120分别在X、Y轴都微小地改变倾斜角度，发现PD12的输出为最大的反射镜姿态。在一次计测反射镜110-A～110-D、二次计测反射镜120A～120-D间依次切换，计算4×4＝16个最佳反射镜姿态。希望定期进行计算。
如图4所示，反映了视准透镜阵列和反射镜阵列的相对位置的变化、控制电路输出变化的16个最佳反射镜姿态的信息反映为由初始调整作业生成的查找表，进行一次反射镜阵列6、二次反射镜阵列7的反射镜控制。
下面，说明向查找表的反映的方法的一个例子。首先，从由计测反射镜求出的16个最佳反射镜姿态，把视准透镜阵列和反射镜阵列的相对位置的变化、或控制电路输出变化置换为从一次反射镜阵列6观察时的二次反射镜阵列7的相对位置变化即二次反射镜阵列7的相对变形。接着，通过计测的4点计算出相对变形的二次反射镜阵列7的形状。从计算结果近似计算出相当于查找表的其内侧的坐标。最简便的方法是把相对变形的二次反射镜阵列7的形状假定为平面，通过直线连接四角的4点，均等分割其内部的直线近似。或者，把事先计测、分析的结果事先输入，将假定为它的曲面而相对变形的二次反射镜阵列7的形状进行曲面近似。此外，内侧的分割方法同样假定为把事先计测、分析的结果事先输入，在生成的曲面形状中最容易生成的分割方法。把计算出的坐标与查找表比较，控制查找表的电压值，使该差变为0。
这样修正反射通信光的反射镜阵列的摆动角度。例如，从初始值修正用于取得从一次反射镜阵列6的一个反射镜在光学上联系二次反射镜阵列7时的摆动角的控制值即电压值。当已经变更了初始值时，能更新已存在的值。须指出的是，如果没有二次反射镜阵列7，经过了一次反射镜阵列6的光在光学上联系输出一侧视准透镜9时，能变为用于从所述一次反射镜阵列6在光学上联系输出一侧视准透镜9的一个的反射镜的摆动角。
根据本发明，求出一次反射镜阵列面和二次反射镜阵列面的相对位置变化、或一次或二次反射镜阵列面与视准透镜阵列面的相对位置变化，据此，进行各反射镜的驱动量的修正，所以没必要按反射镜的数量设置发光部或受光部，能形成小型的光开关。从相关的观点出发，希望形成为测定光在光学上联系位于反射镜阵列的最外周一侧的反射镜。
在所述实施例中，在反射镜控制装置和处理装置中分别设置了演算元件和存储器，但是根据演算元件和存储器的容量，也能功用。
此外，在所述实施例中，计测了使用了四个LD和PD的4组(4×4＝16个)反射镜组合，但是本发明并不局限于此。在1组的反射镜组合中，为一次反射镜阵列6、二次反射镜阵列7的反射镜分别计算出X轴、Y轴的最佳角度。即通过最低2组的反射镜组合，计算出把全部变形置换为二次反射镜阵列7的相对变形的相对变形后的二次反射镜阵列7的形状。因此，在本发明中，必须两个以上的输入一侧视准透镜和两个以上的输出侧视准透镜不使用通信光在光学上耦合，反馈该状态。
此外，在所述实施例中，使用了静电驱动方式作为反射镜的驱动方法，但是本发明并不局限于此，即使是其他起动方法，效果也不改变。例如，当为洛伦兹力驱动方式时，所述查找表成为流过线圈的电流值。根据用所述实施例的方法求出的相对变形后的二次反射镜阵列7的形状，修正由线圈电流构成的查找表。即如果是根据由初始调整作业生成的表能控制的驱动方式，就不局限于其方式，本发明能发挥效果。
图5、6、7表示MEMS技术应用的比较例的光开关构造。比较例的光开关29由光纤阵列、视准透镜阵列、反射镜阵列等构成。在反射镜阵列中排列着能向1轴或2轴倾斜的可动反射镜，光纤阵列、视准透镜阵列中，与反射镜阵列的可动反射镜几乎相同数量的光纤、视准透镜成为同样的排列。
通过输入一侧光纤21、输入一侧视准透镜阵列22而形成的光束23由一次反射镜阵列24反射，由相对的二次反射镜阵列25再次反射，通过另一方的输出一侧视准透镜阵列26，与输出一侧光纤27在光学上耦合。改变设置在一次反射镜阵列24和二次反射镜阵列25上的可动反射镜28的倾斜姿态，通过各反射，进行切换。
可动反射镜28采用了由多个梁可摇动地中空支撑的构造。使可动反射镜28倾斜的方法考虑各种方法，但是基于静电力的驱动(以下称作静电驱动方式)中，电控制容易。洛伦兹力驱动方式时，大多在可动反射镜28上设置线圈，在配置了磁铁的外部磁场内配置可动反射镜28。通过控制流过该线圈的电流，控制洛伦兹力，使支撑反射镜部的梁扭转，通过与梁的扭转力的平衡，维持一定姿态。下面，参照图6、7说明静电驱动方式的可动反射镜的构造。可动反射镜28在与由多个梁30可摇动地中空支撑的构造的光反射部29几乎相对的位置形成多个电极31，在其间作用电压，产生静电引力。通过控制该电压，控制静电引力，使可摇动地支撑反射镜部的梁30扭转，通过与扭转力的平衡，维持一定姿态。
向输出一侧视准透镜26入射的光束要求高精度的定位。当光束从输出一侧视准透镜26的端面偏移时，无法形成光学上的耦合。即使光束进入输出一侧视准透镜26的端面，如果在正确的入射角度范围外，就无法在光学上耦合，或者产生大幅度的损失。这是因为单模光纤时，与视准透镜的端面连接的光纤的核心部(传输通信光的部分)为直径约10μm，是极细的，所以入射光稍微偏移，也从核心部偏移。虽然也根据透镜、光纤的种类，但是，光束向输出一侧视准透镜26的入射角度如果允许的损失为数Db，就必须是0.几度的精度。因此，决定光束的位置、角度的反射镜阵列的各可动反射镜28的姿态必须保持极高的精度。
视准透镜阵列和反射镜阵列在组装初期以高精度定位。结果，当洛伦兹力驱动方式时，通过外加给定电流值，在静电驱动方式时，通过外加给定电压，能使可动反射镜28维持预定的姿态，用过预定的输入一侧视准透镜22而形成的光束与预定的输出一侧光纤在光学上耦合。可是，当光开关设置环境的温度变化了时，视准透镜阵列和反射镜阵列的相对位置变化，即使可动反射镜28维持预定的姿势，有可能也无法形成光学上的耦合，或者有可能产生大幅度的损失。或者通过连续的开关，光开关装置自身的温度上升时，电路输出变化，可动反射镜28有可能无法维持预定的姿态。
为了避免这样的现象，为了以高精度控制可动反射镜28的姿态，考虑了各种控制方法。在光开关前后的输入输出光纤中安装耦合器，把通信光的一部分分支，计测，图8表示在可动反射镜28的姿态控制中进行反馈的方法。在输入一侧光纤21中安装耦合器31，把通信光分支，监视光开关前的通信光。在输出一侧光纤27中也同样安装耦合器31，监视光开关后的通信光。从光开关前后的通信光强度用控制装置32计算一次反射镜阵列24和二次反射镜阵列25的最佳姿态。把该结果反映到一次反射镜阵列24和二次反射镜阵列25的控制中。总进行该作业，以最高效率使输入输出光纤耦合。须指出的是，在图8中，为了避免繁杂，只记载了1条输入输出光纤。如上所述，本方法必须在全部的输入输出光纤中安装耦合器。对全部输入输出光纤安装耦合器的方法中，在N×N的光开关即N个输入端口，需要2N个耦合器。该成本成为抬高光开关全体的成本的原因。此外，因为基于耦合器的分支，输入输出光的损失增大。当通信光强度下降时，必须把通信光暂时进行电转换，进行电放大，再向光转换。如果加入该放大步骤，就需要光电转换设备、电光电转换设备，产生转换仪器的成本增加。
而根据本实施例的构造，减小所述比较例的缺点，不使用耦合器把通信光分支，就能修正视准透镜阵列、反射镜阵列的位置变化、电路的输出变化。因此，能减少光开关的零件数量。能抑制由于耦合器的分支而产生的损失。
此外，在本发明的实施例的光开关中，不使用耦合器把通信光分支，所以能比以往的光开关更小型化。
此外，在本发明的光开关控制方法中，因为削减了耦合器，所以变为低价。
此外，用于切换通信光的反射镜不同的反射镜独立计测视准透镜阵列、反射镜阵列的位置变化、电路的输出变化，所以没必要象以往的反馈控制那样，使反射镜微动来开关通信光。结果，能使通信光的耦合稳定。
根据本发明，能提供光开关可动反射镜能维持最佳姿态的光开关。
权利要求
1.一种光开关，切换在多个光纤中传播的通信光，其特征在于包括与输入光在光学上联系的多个输入一侧透镜；与经过了所述输入一侧透镜的所述光在光学上联系的多个可动反射镜；以及与经过了所述可动反射镜的所述光在光学上联系的多个输出一侧透镜，所述多个输入一侧透镜具有来自第一外部装置的通信光在输入一侧光纤中传播，与该传播的光在光学上联系的第一输入一侧透镜；与来自发光部的光在光学上联系的第二输入一侧透镜；产生与所述可动反射镜在光学上联系的光的发光部；与经过了所述可动反射镜的来自所述发光部的光在光学上联系的受光部；所述多个输出一侧透镜具有使经过了透镜的光与向第二外部装置传播通信光的第二输出一侧光纤在光学上联系的第一输出一侧透镜；使来自所述发光部的光经过透镜与受光部在光学上联系的第二输出一侧透镜。
2.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于具有根据来自与经过了所述第二输入一侧透镜或所述第二输出一侧透镜的光在光学上联系的所述受光部的信号，对用于所述可动反射镜的移动角度的控制的控制值进行修正的反射镜控制装置，其中所述可动反射镜是与经过了所述第一输入一侧透镜的光在光学上联系的可动反射镜。
3.一种光开关，切换在多个光纤中传播的通信光，其特征在于包括与输入光在光学上联系的多个输入一侧透镜；与经过了所述输入一侧透镜的所述光在光学上联系的多个可动反射镜；与经过了所述可动反射镜的所述光在光学上联系的多个输出一侧透镜；以及产生与所述可动反射镜在光学上联系的光的发光部；与经过了所述可动反射镜的来自所述发光部的光在光学上联系的受光部，所述多个可动反射镜具有来自第一外部装置的通信光在输入一侧光纤中传播，与该传播的光在光学上联系的多个第一可动反射镜；与来自所述发光部的光在光学上联系的多个第二可动反射镜。
4.根据权利要求3所述的光开关，其特征在于具有根据来自与经过了所述第二可动反射镜的光在光学上联系的所述受光部的信号，对用于所述多个第一所述可动反射镜的移动角度的控制的控制值进行修正的反射镜控制装置。
5.一种光开关，切换在N条输入一侧光纤和N条输出一侧光纤中传播的通信光，并且光学上位于所述输入一侧光纤和所述输出一侧光纤之间，其特征在于包括具有与所述输入一侧光纤在光学上耦合的多个透镜的输入一侧透镜；具有与所述输出一侧光纤在光学上耦合的多个透镜的输出一侧透镜；具有反射来自所述输入一侧透镜的通信光的被支撑为可摇动的多个反射镜的一次反射镜阵列；以及具有反射来自所述一次反射镜阵列的反射通信光的被支撑为可摇动的多个反射镜的二次反射镜阵列，所述输入一侧透镜数为N+2以上，输出一侧透镜数为N+2以上，一次反射镜阵列的反射镜数为N+2以上，二次反射镜阵列的反射镜数为N+2以上。
6.根据权利要求5所述的光开关，其特征在于具有受光元件和根据来自受光元件的信号进行反射镜的位置控制的反射镜控制装置，所述输入一侧透镜和所述输出一侧透镜分别具有与所述受光元件在光学上耦合的多个透镜，所述一次反射镜阵列和所述二次反射镜阵列分别具有与所述受光元件在光学上耦合的多个反射镜。
7.根据权利要求5所述的光开关，其特征在于所述反射镜控制装置具有根据基于受光元件的信号而算出的所述输入一侧透镜和所述一次反射镜阵列的相对位置、所述一次反射镜阵列和所述二次反射镜阵列的相对位置、所述二次反射镜阵列和所述输出一侧透镜的相对位置中的任意一个，修正用于控制所述反射镜阵列的反射镜的控制值的机构。
8.一种光开关的控制方法，该光开关切换在多个光纤中传播的通信光，其特征在于该光开关包括与输入光在光学上联系的多个输入一侧透镜；与经过了所述输入一侧透镜的所述光在光学上联系的多个可动反射镜；与经过了所述可动反射镜的所述光在光学上联系的多个输出一侧透镜；以及产生与所述可动反射镜在光学上联系的光的发光元件，所述多个可动反射镜具有来自第一外部装置的通信光在输入一侧光纤中传播，与该传播的光在光学上联系的第一可动反射镜；与来自所述发光元件的测定光在光学上联系的多个第二可动反射镜；以及与经过了所述多个第二可动反射镜的所述测定光在光学上联系的受光元件，使用从所述发光元件经过所述第二可动反射镜与受光单元在光学上联系的光，进行所述第一可动反射镜的控制。
9.根据权利要求8所述的光开关的控制方法，其特征在于具有多个所述受光单元，使用从所述发光元件经过所述第二可动反射镜与多个受光单元在光学上联系的光，进行用于控制所述第一可动反射镜的移动角度的控制值的修正。
全文摘要
本发明提供光开关可动反射镜能维持最佳姿态的小型光开关。输入一侧透镜数为比输入一侧光纤数N条至少多2个以上的N+2个以上，输出一侧透镜数为比输出一侧光纤数N条至少多2个以上的N+2个以上，输入一侧透镜与2个以上的激光二极管耦合，输出一侧透镜与2个以上的光电二极管耦合的光开关，使用反射镜阵列，把激光二极管和光电二极管耦合，进行可动反射镜的角度调整。据此，能使通信光的耦合稳定。
文档编号G02B6/35GK1497283SQ0316019
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月29日 优先权日2002年10月1日
发明者冈田亮二, 石川忠明, 明 申请人:株式会社日立制作所