(57)【要約】【課題】摂動のための電圧の範囲を効率的に設定する。【解決手段】比較部８２は、検出部７を介して出力光測定装置４により測定された出力光の光強度を取得し、損失変化量ΔＰを検出する。幅設定部８１は、損失変化量ΔＰに基づいて幅ΔＶを設定する。これにより、予め設定した値について試行錯誤する必要がないので、幅ΔＶの設定を短時間で行うことが可能となる。また、ミラーを光信号の強度分布のより中心に近いところで摂動させることが可能となるので、接続損失を安定させることができる。したがって、幅ΔＶを効率的に設定することができる。【選択図】  図１
2008096673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を入力する少なくとも１つの入力ポートと、
出力光を出力する少なくとも１つの出力ポートと、
回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、前記電極に印加される制御電圧に応じて回動する前記ミラーにより前記入力ポートに入力された入力光を偏向させて前記出力ポートに選択的に入射させるミラー装置と、
前記制御電圧を変化させる第１の範囲を設定する第１の設定部と、
前記制御電圧を前記第１の範囲内で変化させることにより前記ミラーを摂動させる摂動部と、
前記第１の範囲で変化させて前記ミラーを回動させたときの１つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第２の範囲を設定し、前記第１の設定部の前記第１の範囲を更新する更新部と、
前記ミラーを摂動させたときに前記１つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを最適とする電圧を前記１つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第２の設定部と
を備えたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記更新部は、前記制御電圧を前記第１の範囲で変化させたときの前記出力光のパワーの変化の大きさが第１のしきい値よりも大きい場合、前記第１の範囲を、前記出力光のパワーが極大となる電圧を含み、かつ、前記第１の範囲の幅よりも小さな幅を有する電圧の範囲に更新し、
前記第１の設定部は、更新された第１の範囲で再度前記制御電圧を変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記更新部は、さらに前記制御電圧を前記第１の範囲で変化させたときの前記出力光のパワーの変化の大きさが、前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値よりも小さい場合、前記第１の範囲を、前記出力光のパワーが極大となる電圧を含み、かつ、前記第１の範囲の幅よりも大きな幅を有する電圧の範囲に更新する
ことを特徴とする請求項１または２記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記更新部は、第１の範囲を所定の回数更新したときには、そのときの第１の範囲を前記第２の範囲と設定する
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記更新部は、前記制御電圧を更新前の第１の範囲で変化させたときの前記出力光のパワーの変換の大きさと更新後の第１の範囲で変化させたときの前記出力光のパワーの変化の大きさの差が所定の値よりも小さいときに、前記更新前の第１の範囲および前記更新後の第１の範囲のいずれか１つを前記第２の範囲とする
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記更新部は、前記ミラーのミラー面に略平行でかつ互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれの制御電圧について前記第２の範囲を設定し、
前記摂動部は、前記Ｘ軸方向の第２の範囲と前記Ｙ軸方向の第２の範囲とから規定される平面内において、前記制御電圧を渦巻き状に変化させる
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記更新部は、前記ミラーのミラー面に略平行でかつ互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれの制御電圧について前記第２の範囲を設定し、
前記摂動部は、前記Ｘ軸方向の第２の範囲と前記Ｙ軸方向の第２の範囲とから規定される平面内において、前記制御電圧をジグザクに変化させる
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記ミラー装置は、複数設けられ、
前記更新部は、前記第２の範囲をミラー装置毎に設定する
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光スイッチ。
【請求項９】
入力光を入力する少なくとも１つの入力ポートと、
出力光を出力する少なくとも１つの出力ポートと、
回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、前記電極に印加される制御電圧に応じて回動する前記ミラーにより前記入力ポートに入力された入力光を偏向させて前記出力ポートに選択的に入射させるミラー装置と
を備えた光スイッチの制御方法であって、
前記制御電圧を変化させる第１の範囲を設定する第１の設定ステップと、
前記制御電圧を前記第１の範囲内で変化させることにより前記ミラーを摂動させる摂動ステップと、
前記第１の範囲で変化させて前記ミラーを回動させたときの１つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第２の範囲を設定し、前記第１の設定部の前記第１の範囲を更新する更新ステップと、
前記ミラーを摂動させたときに前記１つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを最適とする電圧を前記１つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第２の設定ステップと
を備えたことを特徴とする光スイッチの制御方法。
【請求項１０】
入力光を入力する少なくとも１つの入力ポートと、
出力光を出力する少なくとも１つの出力ポートと、
回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、前記電極に印加される制御電圧に応じて回動する前記ミラーにより前記入力ポートに入力された入力光を偏向させて前記出力ポートに選択的に入射させるミラー装置と
を備えた光スイッチの制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記制御電圧を変化させる第１の範囲を設定する第１の設定ステップと、
前記制御電圧を前記第１の範囲内で変化させることにより前記ミラーを摂動させる摂動ステップと、
前記第１の範囲で変化させて前記ミラーを回動させたときの１つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第２の範囲を設定し、前記第１の設定部の前記第１の範囲を更新する更新ステップと、
前記ミラーを摂動させたときに前記１つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを最適とする電圧を前記１つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第２の設定ステップと
を実行させることを特徴とする光スイッチの制御プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載された光スイッチの制御プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミラー等の偏向素子を有する光スイッチ、この光スイッチの制御方法、光スイッチの制御プログラムおよび記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光スイッチを実現するための技術の１つとして、マイクロミラーなどの偏向素子を用いたものが提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。マイクロミラーを用いた従来の光スイッチを図７に示す。
【０００３】
図７に示す光スイッチは、入力ポート１ａと、出力ポート１ｂと、入力側マイクロミラーアレイ２ａと、出力側マイクロミラーアレイ２ｂとを備えている。入力ポート１ａと出力ポート１ｂは、それぞれ２次元的に配列された複数の光ファイバからなり、マイクロミラーアレイ２ａ，２ｂは、それぞれ２次元的に配列された複数のマイクロミラー装置３ａ，３ｂからなる。なお、図７における矢印は光ビームの進行方向を示している。
【０００４】
ある入力ポート１ａから出射した光信号は、この入力ポート１ａに対応する入力側マイクロミラーアレイ２ａのマイクロミラー装置３ａのミラーにより反射されて進行方向が変化させられる。後述するように、マイクロミラー装置３ａのミラーは２軸回りに回動可能に構成されており、マイクロミラー装置３ａの反射光を出力側マイクロミラーアレイ２ｂの任意のマイクロミラー装置３ｂに向けることができる。同様に、マイクロミラー装置３ｂのミラーも２軸回りに回動可能に構成されており、ミラーの傾斜角を適当に制御することにより、マイクロミラー装置３ｂの反射光を任意の出力ポート１ｂに向けることができる。したがって、入力側マイクロミラーアレイ２ａと出力側マイクロミラーアレイ２ｂのミラーの傾斜角を適当に制御することにより光路の切り替えを行い、２次元的に配列された任意の入力ポート１ａと出力ポート１ｂとの間を接続することができる。
【０００５】
このような光スイッチの構成要素として最も特徴的なものがミラーを有するマイクロミラー装置３ａ，３ｂである。従来より、マイクロミラー装置は、図８，図９に示すように、ミラーが形成されたミラー基板２００と、電極が形成された電極基板３００とが並行に配設された構造を有する（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００６】
ミラー基板２００は、板状の枠部２１０と、枠部２１０の開口内に配設された可動枠２２０と、可動枠２２０の開口内に配設されたミラー２３０とを有する。枠部２１０、トーションバネ２１１ａ，２１１ｂ，２２１ａ，２２１ｂ、可動枠２２０およびミラー２３０は例えば単結晶シリコンで一体形成されている。ミラー２３０の表面には例えば３層のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層が形成されている。一対のトーションバネ２１１ａ，２１１ｂは、枠部２１０と可動枠２２０とを連結している。可動枠２２０は、一対のトーションバネ２１１ａ，２１１ｂを通る図８の可動枠回転軸Ｘを軸として回動することができる。同様に、一対のトーションバネ２２１ａ，２２１ｂは、可動枠２２０とを連結している。ミラー２３０は、一対のトーションバネ２２１ａ，２２１ｂを通る図８のミラー回動軸Ｙを軸として回動することができる。可動枠回動軸Ｘとミラー回動軸Ｙとは、互いに直交している。結果として、ミラー２３０は、直交する２軸で回動する。
【０００７】
電極基板３００は、板状の基部３１０と、段丘状の突出部３２０とを有する。基部３１０と突出部３２０は例えば単結晶シリコンからなる。突出部３２０は、基部３１０の上面に形成された角錐台の形状を有する第２テラス３２２と、第２テラス３２２の上面に形成された角錐台の形状を有する第１テラス３２１と、第１テラス３２１の上面に形成された柱状の形状を有するピボット３３０とから構成される。突出部３２０の四隅とこの四隅に続く基部３１０の上面には、４つの電極３４０ａ〜３４０ｄが形成されている。また、基部３１０の上面には、突出部３２０を挟むように併設された一対の凸部３６０ａ，３６０ｂが形成されている。さらに、基部３１０の上面には、配線３７０が形成されており、この配線３７０には、引き出し線３４１ａ〜３４１ｄを介して電極３４０ａ〜３４０ｄが接続されている。なお、基部３１０の表面には酸化シリコン等からなる絶縁層３１１が形成されており、この絶縁層３１１の上に電極３４０ａ〜３４０ｄ、引き出し線３４１ａ〜３４１ｄ、配線３７０が形成されている。
【０００８】
以上のようなミラー基板２００と電極基板３００とは、ミラー２３０と電極３４０ａ〜３４０ｄとが対向配置されるように、枠部２１０の下面と凸部３６０ａ，３６０ｂの上面とを接合することにより、図９に示すようなマイクロミラー装置を構成する。このようなマイクロミラー装置においては、ミラー２３０を接地し、電極３４０ａ〜３４０ｄに正の駆動電圧を与えて、しかも電極３４０ａ〜３４０ｄ間に非対称な電位差を生じさせることにより、ミラー２３０を静電引力で吸引し、ミラー２３０を任意の方向へ回動させることができる。
【０００９】
【非特許文献１】T.Yamamoto, et al., 「A three-dimensional MEMS optical switching module having 100 input and 100 output ports」, Photonics Technology Letters, IEEE, Volume 15, Issue:10, pp1360-1362
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した光スイッチにおいては、ミラー２３０の傾斜角を制御する制御装置（図示せず）により、マイクロミラー装置３ａ，３ｂに周期的に変化する駆動電圧を供給してミラー２３０に摂動（振動）を与えながら、出力ポート１ｂの出力端側に設けられた出力光測定装置（図示せず）によって出力光の強度を測定し、駆動電圧と出力光の強度との関係を求めて、ミラー２３０の最適な傾斜角が得られる最適な駆動電圧（例えば出力光の強度が最適となる駆動電圧）を求めるのが一般的である。
【００１１】
摂動は、変化させる駆動電圧の幅、すなわち変化させる駆動電圧の範囲を予め複数用意しておき、何れの値が最適であるかを実験により試行錯誤し、この結果の値を用いて行われていた。この値は、他のマイクロミラー装置３ａ、３ｂでも同じ値を用いて行われることが多い。
【００１２】
しかしながら、光スイッチが多数のマイクロミラー装置３ａ，３ｂを有する場合、摂動させるための駆動電圧の幅を求めるために複数の値について全部実験するには、莫大な時間がかかっていた。また、全てのマイクロミラー装置３ａ，３ｂに設定された同じ値を用いると、最適な駆動電圧の幅を求めるまでの時間は短縮されるが、個々のマイクロミラー装置３ａ，３ｂは電圧−角度特性が異なることがあるため、同じ駆動電圧を印加しても摂動幅が異なり、結果として、光スイッチにおける接続損失の安定性を確保するのが困難となる。
【００１３】
そこで、本願発明は、摂動のための電圧の範囲を効率的に設定することができる光スイッチ、光スイッチの制御方法、光スイッチの制御プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る光スイッチは、入力光を入力する少なくとも１つの入力ポートと、出力光を出力する少なくとも１つの出力ポートと、回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、電極に印加される制御電圧に応じて回動するミラーにより入力ポートに入力された入力光を偏向させて出力ポートに選択的に入射させるミラー装置と、制御電圧を変化させる第１の範囲を設定する第１の設定部と、制御電圧を第１の範囲内で変化させることによりミラーを摂動させる摂動部と、第１の範囲で変化させてミラーを回動させたときの１つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第２の範囲を設定し、第１の設定部の第１の範囲を更新する更新部と、ミラーを摂動させたときに１つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、出力光のパワーを最適とする電圧を１つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第２の設定部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記光スイッチにおいて、更新部は、制御電圧を第１の範囲で変化させたときの出力光のパワーの変化の大きさが第１のしきい値よりも大きい場合、第１の範囲を、出力光のパワーが極大となる電圧を含み、かつ、第１の範囲の幅よりも小さな幅を有する電圧の範囲に更新し、第１の設定部は、更新された第１の範囲で再度制御電圧を変化させるようにしてもよい。
【００１６】
上記光スイッチにおいて、更新部は、さらに制御電圧を第１の範囲で変化させたときの出力光のパワーの変化の大きさが、第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値よりも小さい場合、第１の範囲を、出力光のパワーが極大となる電圧を含み、かつ、第１の範囲の幅よりも大きな幅を有する電圧の範囲に更新するようにしてもよい。
【００１７】
また、上記光スイッチにおいて、更新部は、更新部が第１の範囲を所定の回数更新したときには、そのときの第１の範囲を第２の範囲と設定するようにしてもよい。また、更新部は、制御電圧を更新前の第１の範囲で変化させたときの出力光のパワーの変換の大きさと更新後の第１の範囲で変化させたときの出力光のパワーの変化の大きさの差が所定の値よりも小さいときに、更新前の第１の範囲および更新後の第１の範囲のいずれか１つを第２の範囲とするようにしてもよい。
【００１８】
また、上記光スイッチにおいて、更新部は、ミラーのミラー面に略平行でかつ互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれの制御電圧について第２の範囲を設定し、摂動部は、Ｘ軸方向の第２の範囲とＹ軸方向の第２の範囲とから規定される平面内において、制御電圧を渦巻き状に変化させたり、制御電圧をジグザクに変化させたりするようにしてもよい。
【００１９】
また、上記光スイッチにおいて、ミラー装置は、複数設けられ、更新部は、第２の範囲をミラー装置毎に設定するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る光スイッチの制御方法は、入力光を入力する少なくとも１つの入力ポートと、出力光を出力する少なくとも１つの出力ポートと、回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、電極に印加される制御電圧に応じて回動するミラーにより入力ポートに入力された入力光を偏向させて出力ポートに選択的に入射させるミラー装置とを備えた光スイッチの制御方法であって、制御電圧を変化させる第１の範囲を設定する第１の設定ステップと、制御電圧を第１の範囲内で変化させることによりミラーを摂動させる摂動ステップと、第１の範囲で変化させてミラーを回動させたときの１つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第２の範囲を設定し、第１の設定部の第１の範囲を更新する更新ステップと、ミラーを摂動させたときに１つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、出力光のパワーを最適とする電圧を１つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第２の設定ステップとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る光スイッチの制御プログラムは、入力光を入力する少なくとも１つの入力ポートと、出力光を出力する少なくとも１つの出力ポートと、回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、電極に印加される制御電圧に応じて回動するミラーにより入力ポートに入力された入力光を偏向させて出力ポートに選択的に入射させるミラー装置とを備えた光スイッチの制御プログラムであって、コンピュータに、制御電圧を変化させる第１の範囲を設定する第１の設定ステップと、制御電圧を第１の範囲内で変化させることによりミラーを摂動させる摂動ステップと、第１の範囲で変化させてミラーを回動させたときの１つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第２の範囲を設定し、第１の設定部の第１の範囲を更新する更新ステップと、ミラーを摂動させたときに１つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、出力光のパワーを最適とする電圧を１つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第２の設定ステップとを実行させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係るプログラムは、上記光スイッチの制御プログラムを記録したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、制御電圧を第１の範囲で変化させてミラーを回動させたときの一の出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第２の範囲を設定することにより、設定を短時間で行うことや接続損失を安定させることが可能となるので、結果として、摂動のための電圧の範囲を効率的に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態において、図７〜図９を参照して背景技術の欄で説明した構成要素と同等の構成要素については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２５】
［光スイッチの構成］
図１に示すように、本実施の形態に係る光スイッチ１０は、入力ポート１ａと、出力ポート１ｂと、入力側マイクロミラー装置３ａと、出力側マイクロミラー装置３ｂと、出力光測定装置４と、制御装置５とを備える。
【００２６】
出力光測定装置４は、出力ポート１ｂから出射された出力光の強度を検出し、電気信号に変換する。このような出力光測定装置４の構成例としては、出力光の一部を切り出して、フォトダイオードなどの受光素子で出力光の強度を測定する構成が考えられる。
【００２７】
制御装置５は、駆動部６と、検出部７と、制御部８と、記憶部９とから構成される。
【００２８】
駆動部６は、制御部８の指示に基づいて、マイクロミラー装置３ａ，３ｂに駆動電圧を供給してミラー２３０を所定の角度に傾斜させたり、駆動電圧に微小な変動を与えてミラー２３０を摂動させたりする。
【００２９】
検出部７は、駆動部６によりマイクロミラー装置３ａ，３ｂを駆動させたときの出力光測定装置４による出力光の測定結果を検出する。この検出した測定結果は、制御部８に出力される。
【００３０】
制御部８は、光スイッチ１０の全体の動作を制御する機能部であって、範囲設定部８１と、比較部８２と、更新部８３と、摂動部８４と、最適値検出部８５と、スイッチング部８６とを少なくとも備えている。
【００３１】
範囲設定部８１は、摂動部８４がミラー２３０を摂動させる際のその振れ幅を設定し、駆動電圧をその振れ幅内で変化させる機能部である。ここで、振れ幅とは、ミラー２３０を摂動させるためにマイクロミラー装置３ａ，３ｂに供給する周期的に変化させる駆動電圧（以下、「摂動電圧」という）の範囲を示す幅ΔＶ［Ｖ］のことを意味する。また、摂動とは、マイクロミラー装置３ａ，３ｂの各電極に摂動電圧を供給することにより、ミラー２３０を振動させることを意味する。例えば、図８，図９に示すように４つの電極３４０ａ〜３４０ｄがある場合、それぞれの電極に摂動電圧を供給することにより、ミラー２３０を摂動させる。なお、範囲設定部８１により設定された幅ΔＶは、記憶部９に記憶される。
【００３２】
比較部８２は、検出部７により検出された出力光の光強度に基づいて、損失変化量ΔＰを検出し、この損失変化量ΔＰが所定の値、すなわち記憶部９に記憶された損失変化量最大規定値ΔＰmaxおよび損失変化量最小規定値ΔＰminを超えているか否か比較する。この比較結果は、更新部８３に出力される。
【００３３】
更新部８３は、比較部８２による比較結果に基づいて、範囲設定部８１により設定された幅ΔＶの範囲を更新する。更新された幅ΔＶは、範囲設定部８１に出力される。
【００３４】
摂動部８４は、任意のマイクロミラー装置３ａと任意のマイクロミラー装置３ｂとの間で光路を接続する際、範囲設定部８１により設定された幅ΔＶ［Ｖ］に基づいて、それぞれのミラー２３０を摂動させるための摂動電圧を設定し、この摂動電圧をマイクロミラー装置３ａ，３ｂに供給する。
【００３５】
最適値検出部８５は、摂動部８４によりミラー２３０を摂動させたときの検出部７による出力光の光強度の検出結果から、任意のマイクロミラー装置３ａと任意のマイクロミラー装置３ｂとの光路を接続する際のそれぞれのミラー２３０の最適な傾斜角を実現する駆動電圧（以下、「動作電圧」という）を検出する。
【００３６】
スイッチング部８６は、任意のマイクロミラー装置３ａと任意のマイクロミラー装置３ｂとの光路を接続する際、記憶部９に記憶された動作電圧に基づき、駆動部６を介して対応するマイクロミラー装置３ａ，３ｂに動作電圧を供給する。
【００３７】
記憶部９は、範囲設定部８１により設定された幅ΔＶ、予め設定される損失変化量最大規定値ΔＰmaxおよび損失変化量最小規定値ΔＰmin、摂動部８４により設定される摂動電圧、並びに、光スイッチ１０の動作を実現するためのプログラム等を記憶する。
【００３８】
このような制御装置５は、ＣＰＵ等の演算装置、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置、インターネット、ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷＡＮ(Wide Area Network)等の通信回線を介して各種情報の送受信を行うＩ／Ｆ装置、および、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)またはＦＥＤ(Field Emission Display)等の表示装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述した駆動部６、検出部７、制御部８、記憶部９が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。
【００３９】
［幅設定動作］
次に、図２を参照して、制御装置５による幅設定動作について詳細に説明する。この幅設定動作とは、ミラー２３０を摂動させるためにマイクロミラー装置３ａ，３ｂに供給する摂動電圧の幅ΔＶを設定するための動作である。以下においては、任意のマイクロミラー装置３ａに供給する摂動電圧の幅ΔＶを設定する場合を例に説明する。
【００４０】
制御部８の範囲設定部８１は、任意のマイクロミラー装置３ａの幅ΔＶを設定する場合、そのマイクロミラー装置３ａの電極３４０ａ〜３４０ｄに供給する駆動電圧の初期値Ｖ0と幅ΔＶとを設定する（ステップＳ１）。この初期値Ｖ0と幅ΔＶとは、予め記憶部９に記憶されている。
【００４１】
初期値Ｖ0と幅ΔＶとが設定されると、範囲設定部８１は、駆動部６を介して、それらに基づく駆動電圧をマイクロミラー装置３ａの電極３４０ａ〜３４０ｄに供給する（ステップＳ２）。ここで、マイクロミラー装置３ａには、図３（ａ）に示すように、初期値Ｖ0を中心とする幅ΔＶ［Ｖ］の範囲内で変化する駆動電圧が供給される。具体的には、（−１／２）ΔＶ［Ｖ］から（１／２）ΔＶ［Ｖ］まで、すなわち、Ｖ1［Ｖ］からＶ2［Ｖ］まで変化する駆動電圧が供給される。このような駆動電圧は、可動枠回動軸Ｘまたはミラー回動軸Ｙの各方向に対し独立に供給される。したがって、マイクロミラー装置３ａのミラー２３０がＸおよびＹの２軸方向に傾動可能な場合には、軸毎に幅ΔＶの設定動作が行われる。
【００４２】
このとき、範囲設定部８１は、任意のマイクロミラー装置３ｂに所定の動作電圧を供給してミラー２３０を所定の角度に傾動させ、マイクロミラー装置３ａとの間で光路を接続した状態としておく。また、外部より入力ポート１ａからマイクロミラー装置３ａに向けて所定の光強度分布を有する光信号が入力された状態としておく。
【００４３】
駆動電圧が供給されると、比較部８２は、検出部７を介して出力光測定装置４により測定された出力光の光強度を取得し、損失変化量ΔＰを検出する（ステップＳ３）。この損失変化量ΔＰとは、範囲設定部８１により設定された駆動電圧をマイクロミラー装置３ａに供給してミラー２３０を傾動させたとき、出力光測定装置４により測定された光強度の差分を意味する。例えば、図３（ａ）に示すように、符号ａで表される強度分布を有する光信号が入力されているときに、初期値Ｖ0を中心に幅ΔＶの駆動電圧を供給したときの損失変化量ΔＰは、Ｖ1［Ｖ］の駆動電圧を供給したときの光強度Ｉ1とＶ2［Ｖ］の駆動電圧を供給したときの光強度Ｉ2との差分となる。
【００４４】
損失変化量ΔＰが検出されると、比較部８２は、損失変化量ΔＰが損失変化量最大規定値ΔＰmaxを超えているか否か確認する（ステップＳ４）。損失変化量最大規定値ΔＰmaxは、損失変化量最大規定値ΔＰminとともに予め記憶部９に記憶されている。これらの値は、マイクロミラー装置の形状や配置等に基づいて、適宜自由に設定される。
【００４５】
損失変化量ΔＰが損失変化量最大規定値ΔＰmaxを超えている場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、更新部８３は、ミラー２３０の振れ幅が大きいと判断し、幅ΔＶの値を小さくする（ステップＳ８）。
【００４６】
一方、損失変化量ΔＰが損失変化量最大規定値ΔＰmaxを超えていない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、比較部８２は、損失変化量ΔＰが損失変化量最小規定値ΔＰminより小さいか否かを確認する（ステップＳ５）。損失変化量ΔＰが損失変化量最小規定値ΔＰminより小さい場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、更新部８３は、ミラー２３０の振れ幅が小さいと判断し、幅ΔＶの値を大きくする（ステップＳ９）。一方、損失変化量ΔＰが損失変化量最小規定値ΔＰminより大きい場合（ステップＳ５：ＮＯ）、更新部８３は、幅ΔＶの値を変化させない（ステップＳ６）。
【００４７】
上述したような幅ΔＶの更新が行われると、範囲設定部８１は、幅ΔＶの更新が所定回数行われたか否かを確認する（ステップＳ７）。
【００４８】
所定回数行われていない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、更新部８３は、初期値Ｖ0の値を更新し（ステップＳ１０）、ステップＳ２の処理に戻る。例えば、図３（ａ）に示すように、初期値がΔＶ0、幅がΔＶ、この幅ΔＶ内で光強度が極大となる駆動電圧がＶ2の場合、更新部８３は、図３（ｂ）に示すように、新たに設定される幅ΔＶに今回の測定における光強度の極大値が含まれるように、新たな初期値Ｖ0’を光強度が極大となった駆動電圧、すなわちＶ2に設定する。このとき、新たな幅がΔＶ’と設定された場合には、初期値をＶ0’を中心とする幅ΔＶ’の駆動電圧、すなわち電圧Ｖ3から電圧Ｖ4の範囲の駆動電圧がステップＳ２により供給される。これにより、ミラー２３０をより光信号の強度分布の中心に近い位置で摂動させることができる。
【００４９】
上記比較が所定回数行われた場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、範囲設定部８１は、現在の幅ΔＶの値を、幅ΔＶに設定する（ステップＳ８）。
【００５０】
このように本実施の形態によれば、幅ΔＶを損失変化量ΔＰに基づいて設定することにより、予め設定した値について試行錯誤する必要がないので、幅ΔＶの設定を短時間で行うことが可能となる。また、ミラー２３０を光信号の強度分布のより中心に近いところで摂動させることが可能となるので、接続損失を安定させることができる。したがって、幅ΔＶを効率的に設定することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、損失変化量ΔＰの比較を所定回数行われたときの幅ΔＶの値を、幅ΔＶとして設定するようにしたが、幅ΔＶの設定方法はこれに限定されない。例えば、損失変化量ΔＰの値が前回比較時の損失変化量ΔＰとの差分が所定の値以内となったとき、前回の幅ΔＶまたは今回の幅ΔＶの何れか１つを、幅ΔＶとして設定するようにしてもよい。
【００５２】
また、比較が所定回数行われても損失変化量ΔＰの値が損失変化量最小規定値ΔＰmin以上とならない場合、損失変化量ΔＰの値が損失変化量最大規定値ΔＰmaxよりも大きくなるまで幅ΔＶを大きくするようにしてもよい。これにより、ミラー２３０を摂動させたときに、所定の値以上の光強度を有する出力光を得ることができる。
【００５３】
［摂動動作］
次に、摂動部８４による摂動動作について説明する。
【００５４】
まず、摂動部８４は、上述した方法により幅ΔＶが設定されると、この幅ΔＶに基づいて摂動電圧を設定する。具体的には、設定された幅ΔＶを所定間隔で分割した値を摂動電圧とする。
【００５５】
例えば、幅ΔＶがそれぞれマイクロミラー装置３ａのＸ軸方向がΔＶX1、Ｙ軸方向がΔＶY1、マイクロミラー装置３ｂのＸ軸方向がΔＶX2、Ｙ軸方向がΔＶY2と設定された場合に、摂動電圧を渦巻き状に２５点の値だけ設定する場合について説明する。なお、Ｘ軸およびＹ軸は、ミラー２３０と略平行でかつ互いに直交するように設定されるものとする。
【００５６】
マイクロミラー装置３ａの場合、図４（ａ）に示すように、ΔＶX1とΔＶY1とからなる範囲内において、渦巻きの巻き数を勘案してその範囲を所定間隔で分割することにより、摂動電圧を設定する。同様に、マイクロミラー装置３ｂの場合、図４（ｂ）に示すように、ΔＶX2とΔＶY2とからなる範囲内において、渦巻きの巻き数を勘案してその範囲を所定間隔で分割することにより、摂動電圧を設定する。なお、図４（ａ），（ｂ）に示す摂動電圧の各点は、Ｘ方向およびＹ方向の駆動電圧を示している。このとき、図４（ｃ）に示すように、Ｘ軸の正の方向に電極３６０ａ、Ｘ軸の負の方向に電極３６０ｃ、Ｙ軸の正の方向に電極３６０ｂ、Ｙ軸の負の方向に電極３６０ｄが配設されているものとする。
【００５７】
各摂動電圧は、その値にしたがって電極３４０ａ〜３４０ｄに割り当てられる。例えば、図４（ａ）の符号ｂで示す点の摂動電圧、すなわちＸ１＝１［Ｖ］，Ｙ１＝−０．４［Ｖ］の場合、Ｘ軸の正の方向に配設された電極３６０ａに１［Ｖ］、Ｙ軸の負の方向に配設された電極３６０ｄに０．４［Ｖ］の駆動電圧が印加される。
【００５８】
外部より入力ポート１ａからマイクロミラー装置３ａに向けて光信号が入力されている状態でマイクロミラー装置３ａとマイクロミラー装置３ｂとの光路を接続する際に、伝搬する光信号の接続損失が小さい最適な動作電圧を探索するために、摂動部８４は、設定された摂動電圧で摂動を開始する。また、マイクロミラー装置３ｂの摂動電圧を最外殻点に固定し、かつ、マイクロミラー装置３ａの摂動電圧を設定された２５点を順次移動しながら、ミラー２３０を摂動させる。このとき、検出部７を介して出力光測定装置４により測定される光信号の光強度は、記憶部９に記憶される。
【００５９】
マイクロミラー装置３ａの摂動電圧を設定された２５点について順次移動させると、マイクロミラー装置３ｂの摂動電圧を次の点に移動させ、マイクロミラー装置３ａの摂動電圧を設定された２５点を順次移動させながら、それぞれのミラー２３０を摂動させる。マイクロミラー装置３ｂの摂動電圧の最後の値まで移動させると、図５に示すように、６２５点の光強度が記憶部９に記憶される。最適値検出部８５は、記憶部９に記憶された６２５点の光強度の中から光強度が最大となるときの摂動電圧を、マイクロミラー装置３ａとマイクロミラー装置３ｂとの光路を接続する際の最適な動作電圧として設定する。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、範囲設定部８１により設定された幅ΔＶに基づいて渦巻き状の摂動電圧を設定し、この摂動電圧に基づいて最適な動作電圧を検出することにより、最外殻から探索を開始することにより、初期位置付近が最適値だった場合の移動量を少なくできるので、高速化を実現することができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、マイクロミラー装置３ａ，３ｂのミラー２３０の幅ΔＶを、各マイクロミラー装置毎に設定することができるので、幅ΔＶを予め固定した場合と比較して、最適な動作電圧を効率よく探索することができる。
【００６２】
また、本実施の形態では、摂動電圧を幅ΔＶに基づく所定の範囲内において渦巻き状に設定するようにしたが、図６（ａ），（ｂ）に示すように、略Ｎ字状にジグザクに設定するようにしてもよい。このようにしても、最適な動作電圧の探索の高速化を実現することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、出力光の光強度が最大となるように動作電圧を設定するようにしたが、例えば可変光減衰器(VOA:Variable Optical Attenuator)のように、出力光の光強度が所定の値となるように動作電圧を設定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、周期的に変化する駆動電圧を印加することによりミラー等の変更素子を摂動させる光スイッチなどの光学素子に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）は本発明の光スイッチの構成を示すブロック図、（ｂ）は制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】幅設定動作を示すフローチャートである。
【図３】幅設定動作を説明する図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は摂動電圧を説明する図、（ｃ）は電極の配置を模式的に示す図である。
【図５】探索回数と光強度との関係の一例を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は摂動電圧の他の例を説明する図である。
【図７】光スイッチの構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】ミラー装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図９】ミラー装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ａ…入力ポート、１ｂ…出力ポート、３ａ…入力側マイクロミラー装置、３ｂ…出力側マイクロミラー装置、４…出力光測定装置、５…制御装置、６…駆動部、７…検出部、８…制御部、９…記憶部、１０…光スイッチ、８１…範囲設定部、８２…比較部、８３…更新部、８４…摂動部、８５…最適値検出部、８６…スイッチング部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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