(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の数のマイクロミラーを含む第１のマイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）装置（１０５、１１１、１１５、１２１、４０５、４１１）と、
第２の数のマイクロミラーを含む第２のマイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）装置（１０５、１１１、１１５、１２１、４０５、４１１）と、
前記第１のＭＥＭＳ装置と前記第２のＭＥＭＳ装置との間に光学的に結合された光システム（１０７、１０９、１１７、１１９、４０７、４０９）とを含む光スイッチであって、
前記光システムは、前記第１のＭＥＭＳ装置の前記マイクロミラーの各々の画像を前記第２のＭＥＭＳ装置の対応するマイクロミラーに形成するように構成された第１の結像システムであり、
前記第１のＭＥＭＳ装置の前記マイクロミラーの少なくとも１つが前記第２のＭＥＭＳ装置の前記マイクロミラーの少なくとも１つとグループ化され、そして、前記第１のＭＥＭＳ装置の前記少なくとも１つのグループ化されたマイクロミラーからの反射角と前記第２のＭＥＭＳ装置の前記少なくとも１つのグループ化されたマイクロミラーからの反射角とを組み合わせて、前記グループに対する全体有効角を形成することを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記第１の結像システムは、前記第１のＭＥＭＳ装置の各前記マイクロミラーのからの光の反射角を再現することを特徴する請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記グループに対する前記全体有効角が、前記グループの各前記マイクロミラーからの前記反射角の和であることを特徴する請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記第２のＭＥＭＳ装置によって反射される光を受光する視野レンズ（１１３）をさらに含むことを特徴する請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記第２のＭＥＭＳ装置によって反射される光を受光し、前記光が前記第２のＭＥＭＳ装置に戻るように反射するミラー（４１１）をさらに含むことを特徴する請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記結像システムがテレセントリックシステムであることを特徴する請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項７】
第３の数のマイクロミラーを含む第３のマイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）装置（１０５、１１１、１１５、１２１）と、
第４の数のマイクロミラーを含む第４のマイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）装置（１０５、１１１、１１５、１２１）と、
前記第３のＭＥＭＳ装置の前記マイクロミラーの各々の画像を前記第４のＭＥＭＳ装置の対応するマイクロミラーに形成するように前記第３のＭＥＭＳ装置に光学的に結合された第２の結像システム（１０７、１０９、１１７、１１９、４０７、４０９）とをさらに有し、
前記第３のＭＥＭＳ装置の前記マイクロミラーの少なくとも１つが前記第４のＭＥＭＳ装置の前記マイクロミラーの少なくとも１つとグループ化され、そして、前記第３のＭＥＭＳ装置の前記少なくとも１つのグループ化されたマイクロミラーからの反射角と前記第４のＭＥＭＳ装置の前記少なくとも１つのグループ化されたマイクロミラーからの反射角とを組み合わせて、前記第３および第４のＭＥＭＳ装置のマイクロミラーの前記グループに対する全体有効角を形成することを特徴する請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項８】
第３の数のマイクロミラーを含む第３のマイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）装置（１０５、１１１、１１５、１２１）をさらに含み、
前記第３のＭＥＭＳ装置の前記マイクロミラーによって反射される光が、前記第１のＭＥＭＳ装置に結合されることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項９】
第３の数のマイクロミラーを含む第３のマイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）装置をさらに含み、
前記第２のＭＥＭＳ装置の前記マイクロミラーによって反射される光が、前記第３のＭＥＭＳ装置に結合されることを特徴する請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項１０】
第１の数のマイクロミラーを含む第１のマイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）装置（１０５、１１１、１１５、１２１、４０５、４１１）と、第２の数のマイクロミラーを含む第２のマイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）装置（１０５、１１１、１１５、１２１、４０５、４１１）とを含む光スイッチを作動させる方法であって、
前記第１のＭＥＭＳ装置を前記第２のＭＥＭＳ装置に結像するステップを含み、前記第１のＭＥＭＳ装置の少なくとも１つのマイクロミラーと前記第２のＭＥＭＳ装置の少なくとも１つのマイクロミラーとを１つのグループとして考えたときに、前記第１のＭＥＭＳ装置の少なくとも１つのマイクロミラーからの反射角と前記第２のＭＥＭＳ装置の少なくとも１つのマイクロミラーからの反射角とを組み合わせて全体有効角を形成することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ電気機械式（ＭＥＭＳ）光学装置の技術に関し、さらに詳細には、ＭＥＭＳ装置を用いた光−光スイッチングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光−光スイッチングのための１つの解法は、それぞれが傾斜可能なマイクロミラー、たとえば、光を反射することができる小型ミラー配列を含む２つのＭＥＭＳ装置を用いる。本願明細書では、光とは、可視スペクトルにあるかどうかに関係なく、所定の波長における任意の放射光を指す。たとえば光ファイバの入力源から例えば出力用ファイバの出力部に供給される光の場合には、第１のＭＥＭＳ光学装置にある第１のマイクロミラー、入力用ファイバに関連する第１のマイクロミラーを用いて、出力用ファイバに関連する第２のＭＥＭＳ光学装置にある第２のマイクロミラーに光を向けることによって、光路が確立される。次に、第２のマイクロミラーが光を出力用ファイバへ向ける。システムに接続されている各ファイバはシステムのポートとみなされ、入力用ファイバは入力ポートであり、出力用ファイバは出力ポートである。
【０００３】
ＭＥＭＳ装置を用いた光−光スイッチングの技術の問題点は、システムにおけるポート数、すなわちファイバ数を増加させるために、スイッチング機能を実現するために用いられるマイクロミラーの数を増加させる必要があったことである。上述したような先行技術においては、第１のＭＥＭＳ光学装置は、その上に一体化された第１のマイクロミラーのすべてを備え、第２のＭＥＭＳ光学装置は、その上に一体化された第２のマイクロミラーのすべてを備えていた。ＭＥＭＳ光学装置の大きさは、ＭＥＭＳ光学装置にあるマイクロミラーの数の１次関数であり、必要なマイクロミラーの数は、光−光スイッチで利用可能な最大ポート数に直接比例するため、光−光スイッチで利用可能な最大ポート数を増加させるためには、さらに大きなＭＥＭＳ光学装置を用いる必要がある。
【０００４】
残念なことに、生産能力および大規模実装できる大きさの制限により、現在のところ、１２９６個のマイクロミラーまでのＭＥＭＳ光学装置に事実上制限されている。さらに、たとえ、マイクロミラーの大きさを実質的に縮小することが可能であっても、依然として制御信号を各マイクロミラーに搬送させる必要があるという問題点がある。これらの制御信号はＭＥＭＳ光学装置において大容量の空間を占めるため、ＭＥＭＳ光学装置が非常に大きくなる結果になろう。さらに、各マイクロミラー用の制御信号は、その基板から離れた位置からＭＥＭＳ光学装置に搬送されなければならない。これらの接続を行うために、より大容量の空間がＭＥＭＳ光学装置に必要となる。
【０００５】
このようなすべての空間の必要条件の結果として、ＭＥＭＳ光学チップは相当大きいことと、生産能力の制限のために、１つのＭＥＭＳ光学装置に配置することができるマイクロミラーの数が制限される。マイクロミラーの数の制限もまた、光−光スイッチのポート数を制限する。
【０００６】
さらに、現在利用可能なマイクロミラーは、傾斜することができる有効範囲が制限されている。第１のＭＥＭＳ光学装置の各マイクロミラーがそこに入射する光を第２のＭＥＭＳ光学装置の各マイクロミラーに向けることができなければならないため、有効範囲の制限により、このようなＭＥＭＳ光学装置を用いる光−光スイッチに実装することができるポート数がさらに制限される。そのように光を指向させるための能力は、マイクロミラーの有効傾斜範囲の関数である。言い換えれば、より大きな有効傾斜角によって、各マイクロミラーはより広範囲の領域にわたって光を指向させることができる。光スイッチとして配置されたＭＥＭＳ光学装置の場合には、ＭＥＭＳ光学装置の対向する隅にあるマイクロミラーの間の接続のために、最大傾斜角が必要である。たとえば、第２のＭＥＭＳ装置の左下にあるマイクロミラーに光を指向しなければならない第１のＭＥＭＳ装置の右上のマイクロミラーによる最大傾斜が必要である。したがって、光スイッチに用いることができるマイクロミラー配列の大きさは、そのＭＥＭＳ光学装置の有効傾斜範囲によって制限される。
【０００７】
２つのＭＥＭＳ光学装置間の隔離距離を増大させることにより、必要な傾斜角を減少させ、マイクロミラーの有効傾斜範囲を変更することなく、より大きなマイクロミラー配列を利用することができるだろうが、そのために、ビームの回折が増大し、より大きな直径のマイクロミラーの使用が必要になるか、または光の一部の消失を生じることになるという欠点を免れない。現在の技術では、より大きなマイクロミラーの使用にはさらに空間が必要となるため、これを実現するために、ＭＥＭＳ光学装置におけるマイクロミラー間の距離を増大させ、同数のマイクロミラーを用いる場合には、ＭＥＭＳ光学装置のサイズをさらに増大させる。ＭＥＭＳ光学装置のサイズを増大させる結果として、対向するＭＥＭＳ光学装置の対向する隅を結合するためには、より大きな傾斜角が必要となる。したがって、本質的に、対向するＭＥＭＳ光学装置の離隔距離を広げることは、利用可能な傾斜角が制限されていることから、ポート数を増大させる助けにはならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
十分に大きなマイクロミラー配列を構築することができるが、利用可能な傾斜角が不十分であり、マイクロミラーのすべてを連結することができるとは限らないような場合には、第１および第２の光学装置の各々の少なくとも１つのマイクロミラーの傾斜角を効果的に結合するように第２のＭＥＭＳ光学装置が位置する異なる位置で、ＭＥＭＳ光学装置のうちの１つの少なくとも一部を結像することによって、ＭＥＭＳ光学装置のサイズおよび／または有効傾斜範囲に関する制約による光−光スイッチのポート数の制限を克服することができることがわかった。本システムの一実施形態において、結像系は、第１のマイクロミラーからの光の反射角を再現する。これは、４ｆ系としても知られているテレセントリック系を用いて実現することができる。光路を圧縮させることによって、たとえば適切な従来のミラーを用いることおよび／または折畳み配置、すなわち少なくとも１つの従来のミラーを用いて、入力および出力の両方の二役を担う１つのみのＭＥＭＳ装置ステージがある配置を利用することによって、この配置の物理的大きさを減少させることができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施形態において、より大きな見かけ傾斜角を有する光スイッチを作成するために、第１の入力用ＭＥＭＳ光学装置は、反射角が増大されるように、テレセントリック系を用いて第２の入力用ＭＥＭＳ光学装置に結像する。次に、第２の入力用ＭＥＭＳ光学装置から反射される光は、少なくとも第３の出力用ＭＥＭＳ装置に供給される。今度は、第３のＭＥＭＳ出力装置はもまた、テレセントリック系によって、第４の出力用ＭＥＭＳ装置に結像することができる。
【００１０】
本発明の別の実施形態において、折畳み式システムは、２つのＭＥＭＳ装置のみを用いて実現できよう。第１のＭＥＭＳ装置のポートは、入力ポートと出力ポートとの間に確保される。第１のＭＥＭＳ装置は、反射角が増大されるように、テレセントリック系を用いて第２のＭＥＭＳ装置に結像する。第２のＭＥＭＳ装置からの光は、従来のミラーで反射されて第２のＭＥＭＳ装置に戻る。光を反射するマイクロミラーの結合角は、従来のミラーで反射された後の光をどのマイクロミラーが受光するかを決定する。今度は、従来のミラーで反射された後の光を受光するマイクロミラーは、結像系を介して第１のＭＥＭＳ装置に戻し、光が指向された第１のＭＥＭＳ装置にあるマイクロミラーは、光を出力ポートに向ける。再び、第２のマイクロミラーと第１のマイクロミラーとの間の反射角が加えられる。
【００１１】
システム全体は、ＭＥＭＳ装置の任意の画像の反転に対応するように配置される。
【００１２】
好都合なことに、有効角の増大によって、非常に大きなマイクロミラー配列を有するＭＥＭＳ装置から形成されるスイッチのすべての利用可能な入力および出力ポートの間を全て接続することができるが、他の方法ではＭＥＭＳ装置の基本傾斜角を利用して、入力用ＭＥＭＳ装置のマイクロミラーのすべてを出力用ＭＥＭＳ装置のマイクロミラーのすべてに結合することができるとは限らない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の原理による光スイッチングを実現するための具体的な配置を示している。図１には、ａ）入力用ファイバ束１０１、ｂ）入力用マイクロレンズ配列１０３、ｃ）第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５、ｄ）レンズ１０７、ｅ）レンズ１０９、ｆ）第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１、ｇ）視野レンズ１１３、ｈ）第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５、ｉ）レンズ１１７、ｊ）レンズ１１９、ｋ）第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１、ｌ）出力用マイクロレンズ配列１２３、ｍ）出力用ファイバ束１２５が示されている。
【００１４】
入力用ファイバ束１０１は、切替えるべき光信号を供給する。さらに詳細に言えば、入力用ファイバ束１０１の各ファイバは、図１のスイッチングシステムへの入力ポートである。ファイバ束１０１の各ファイバから供給される光は、マイクロレンズ配列１０３の一部であるそれぞれの対応するマイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、それぞれの関連する入力ファイバから供給された光のビームを平行光線にすることである。本発明の別の実施形態において、個々のマイクロレンズ配列の代わりに、コリメータを形成する配置でレンズとファイバ束１０１の各ファイバとを一体化してもよい。
【００１５】
マイクロレンズ配列１０３を通過する光のビームは各々、第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５のそれぞれのマイクロミラーに当たる。第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５の各マイクロミラーは、それぞれの所定の角度でそこに入射する光のビームを反射するように設定される。特定の所定の角度は、第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１の対応するそれぞれのマイクロミラーの角度と結合して、全体的な所望の角度が得られるように選択される。全体的な所望の角度を実現するために用いることができる角度の結合が２つ以上あるような場合には、本発明の一実施形態では、各マイクロミラーに関して最小角が用いられる。これは、現在の静電気角度制御技術を用いると、特定の制御電圧が与えられた場合の傾斜の関数が著しく非線形であるためである。したがって、より小さな傾斜を要求する方が、所望の角度をより正確に実現する結果となる傾向がある。
【００１６】
その特定のマイクロミラーで反射した後、光の各ビームは、レンズ１０７を通過し、次にレンズ１０９を通過して、第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１のそれぞれのマイクロミラーに達する。レンズ１０７およびレンズ１０９は、結像系を形成するように配置される。結像系は、第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５の各マイクロミラーの角度が、第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１の対応するそれぞれのマイクロミラーと結合するように配置される。結像系を構成する２つのレンズが示されているが、これは教示および明確化のために過ぎないことに留意されたい。当業者は、任意の結像系、たとえば、１つ以上のレンズを用いる系を用いることができることを容易に理解するであろう。
【００１７】
本発明の一実施形態において、レンズ１０７，１０９によって形成される結像系は、４ｆ系としても知られているテレセントリック系である。当業界では公知であるテレセントリック系を用いることによって、光が第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１に達するときに、第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５からの各ビームの光の反射角が再現される結果として、第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５の各マイクロミラーの傾斜角が第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１のそれぞれの対応するマイクロミラーの傾斜角と組み合わされる。テレセントリック系は反転されてもよいため、第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１のそれぞれの対応するマイクロミラーは、マイクロミラーが第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５にある位置と全く同一の位置でなくてもよいことに留意されたい。
【００１８】
用いられる特定の結像系を仮定すると、組み合わされるマイクロミラの傾斜を実現するために、各々のそれぞれ対応するマイクロミラーに対して適切な角度を決定する必要がある。当業者は、用いるために選択する特定の結像系の機能として必要な制御アルゴリズムを開発することができると思われる。テレセントリック結像系を用いる本発明の実施形態において、角度は全く加算的である。
【００１９】
結像系はまた、元の画像と比較して画像の大きさを変更することができることも留意されたい。これにより、第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１のマイクロミラーを第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５のマイクロミラーとは異なる大きさにすることができるほか、第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１のマイクロミラーの間隔を第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５のマイクロミラーの間隔とは異なるようにすることができよう。さらに、システムを通じて複数の信号経路を形成するために、たとえば、マルチキャスト、ブロードキャスト、監視、保護、修復などの機能を実現するために、たとえばレンズ１０７，１０９の間に光学スプリッタを用いることができる。有利なことに、システム設計において十分な柔軟性が実現される。
【００２０】
第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１の個々のマイクロミラーで反射した後、第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５に向かう途中で、光は、任意の視野レンズ１１３を通過する。任意の視野レンズは、光が各マイクロミラーに入射する角度を光が指向する位置に平行移動する。これにより、同一の総傾斜を有するマイクロミラーのすべての結合は、光を同一位置に向けることから、入力用マイクロミラーのすべての結合を均質化することができる。さらに、視野レンズは、それを通過する各々のビームを再び集束することから、損失が減少する。
【００２１】
視野レンズ１１３を通過する光のビームは、各々第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５のそれぞれのマイクロミラーに当たる。第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５の各マイクロミラーは、各々所定の角度でそこに入射する光のビームを反射するように設定される。特定の所定の角度は、第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１の対応するそれぞれのマイクロミラーの角度と結合して、全体的な所望の角度が得られるように選択される。全体的な所望の角度を実現するために用いることができる角度の結合が２つ以上あるような場合には、入力用ＭＥＭＳ装置に関して上述した理由と同一の理由から、本発明の一実施形態では、各マイクロミラーに関して最小角が用いられる。
【００２２】
その特定のマイクロミラーで反射した後、光の各ビームは、レンズ１１７を通過し、次にレンズ１１９を通過して、第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１のそれぞれのマイクロミラーの方向に達する。レンズ１０７およびレンズ１０９と同様に、レンズ１１７およびレンズ１１９は、結像系を形成するように配置される。結像系は、第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５の各マイクロミラーの角度が、第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１の対応するそれぞれのマイクロミラーと組み合わされるように配置される。入力結像系のレンズに関連して前述したように、結像系を構成する２つのレンズが示されているが、これは教示および明確化のために過ぎない。当業者は、任意の結像系、たとえば、１つ以上のレンズを用いる系を用いることができることを容易に理解するであろう。本発明の一実施形態において、レンズ１１７，１１９によって形成される結像系は、テレセントリック系である。
【００２３】
当業界では公知であるテレセントリック系を用いることによって、光が第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１に達するときに、第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５からの各ビームの光の反射角が再現される結果として、第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５の各マイクロミラーの傾斜角が第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１のそれぞれの対応するマイクロミラーの傾斜角と組み合わされる。テレセントリック系は反転されてもよいため、第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１のそれぞれの対応するマイクロミラーは、マイクロミラーが第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５にある位置と全く同一の位置でなくてもよいことに留意されたい。
【００２４】
用いられる特定の結像系を仮定すると、組み合わされるマイクロミラの傾斜を実現するために、各それぞれの対応するマイクロミラーに対して適切な角度を決定する必要がある。当業者は、用いるために選択する特定の結像系の機能として必要な制御アルゴリズムを開発することができるであろう。テレセントリック結像系を用いる本発明の実施形態において、角度は正に加算的である。
【００２５】
結像系はまた、元の画像と比較して画像の大きさを変更することができることも留意されたい。これにより、第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１のマイクロミラーを第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５のマイクロミラーとは異なるサイズにすることができるほか、第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１のマイクロミラーの間隔を第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５のマイクロミラーの間隔とは異なるようにすることができよう。さらに、システムを通じて複数の信号経路を形成するために、たとえば、マルチキャスト、ブロードキャスト、監視、保護、修復などの機能を実現するために、たとえばレンズ１１７，１１９の間に光学スプリッタを用いることができる。有利なことに、システム設計において十分な柔軟性が実現される。
【００２６】
第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１の各マイクロミラーを通過する光のビームは、マイクロレンズ配列１２３のそれぞれのマイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、光ビームをそれぞれの関連する出力用ファイバに結合することである。本発明の別の実施形態において、個々のマイクロレンズ配列を使用する代わりに、コリメータを形成する配置でファイバ束１２５の各出力用ファイバにレンズを一体化してもよい。次に、マイクロレンズ配列１２３の各マイクロレンズからの光は、マイクロレンズに関連するそれぞれの出力用ファイバ束に入る。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態において、１つのみの結像系を用いる必要があることに留意されたい。そのような実施形態において、結像系は入力のみに用いられてもよく、出力のみに用いられてもよい。そのような実施形態が図２に示されている。図２は、レンズ１１７，１１９から形成される出力結像系が取り除かれている点を除き、図１と同様の基本配置である。図１の第２の出力用ＭＥＭＳ装置１２１は必要ではなく、全出力切替え機能は、第１の出力用ＭＥＭＳ装置１１５によって実行される。同様に、図３は、レンズ１０７，１０９から構成される入力結像系が取り除かれている点を除き、図１と同様の本発明の実施形態を示している。図１の第１の入力用ＭＥＭＳ装置１０５は必要ではなく、全入力切替え機能は、第２の入力用ＭＥＭＳ装置１１１によって実行される。
【００２８】
入力ポート数および出力ポート数が同一でない場合に、より少数のミラーと任意の結像系を有するＭＥＭＳ装置、ならびに、任意の結像系を持たず、対向するＭＥＭＳ装置のそれぞれのミラーを向けることが不可能なより大きいＭＥＭＳ装置と同一サイズであり、入力用ＭＥＭＳ装置および出力用ＭＥＭＳ装置の両方が単独で使用されているような結像系を持たない、より多数のミラーを有するＭＥＭＳ装置を使用することができることから、このような実施形態は特に有用である。しかし、結像系を用いることによって、結合されるより少数のＭＥＭＳ装置が、より大きな傾斜角を実現することができるため、入力側および出力側のマイクロミラーの位置がすべて、任意の結合において互いに指向する（Ａｄｄｒｅｓｓ)ことができる。
【００２９】
本発明の別の実施形態において、任意のペアのＭＥＭＳ装置すなわち傾斜を増大するために光学的に結合された２つのＭＥＭＳ装置のたとえば入力ぺアまたは出力ペアの一つは、平面であるか、または任意の傾斜軸を中心にして最大に傾斜されるかのいずれかになるように配置される。このような配置において、微調整はペアになったミラーによって行われ、制限される制御ミラーは本質的にブースタとして作用する。当業者にはたやすく理解されているように、ペアの各々の対応するマイクロミラーは、ペアによって達成されるビームの全体角の変更に個別に有効に寄与するように配置され得ることに留意されたい。さらに、ミラーの傾斜における同様の変更であっても、ぺアの各マイクロミラーの異なった有効な寄与が実現されるように、入力ペアまたは出力ペアの間に結像系を配置することができる。
【００３０】
本発明の別の実施形態において、ミラーのペアの各ミラーは、１つの傾斜軸のみを中心にして傾斜するように実質的に制限される。第１のＭＥＭＳ装置のミラーをその周りに傾斜することができる軸は、第２のＭＥＭＳ装置の軸と実質的に直交している。このような配置により、パッケージの電気的接続数を２分の１に削減することができ、より多数のミラーを同一サイズの基板に構成することができる。さらに、ミラーのそれぞれに２つの傾斜軸を与えるために用いられるジンバルを取り除くことも可能である。そうして、より大きなマイクロミラーを形成するために、ジンバルの空間を利用してもよい。さらに、また、起動電圧を印加するためにさらに広い表面積を利用することが可能であることから、ミラーの起動電圧を減少させることもできる。起動電圧の減少を望まない場合には、電極とマイクロミラーとの間の距離を増大させることが可能であり、さらに大きな電極の大きさを仮定した場合と同一の起動電圧を用いることから、２つの傾斜軸を中心にして傾斜するミラーに比べて、１つの傾斜軸を中心にしてマイクロミラーを傾斜することができる角度を増大させることもできる。
【００３１】
光の複数の波長が任意の入力ポートを介して伝送される場合には、これらの波長はすべて、システムを通じて対応する出力ポートに同時に達するであろう。
【００３２】
図４は、システムが折畳み式である本発明の別の具体的な実施形態を示している。このために、ファイバ束４０１は、入力用ファイバおよび出力用ファイバの両方を含むため、ファイバ束４０１は入力ポートおよび出力ポートの両方として作用する。入力ファイバからの光は、マイクロレンズ配列４０３のそれぞれの関連するマイクロレンズを通過する。光は、第１のＭＥＭＳ装置４０５の対応する関連マイクロミラーで反射され、図４のレンズ４０７，４０９から構成される結像系を通過する。上述したように、結像系を構成する２つのレンズが示されているが、これは教示および明確化のために過ぎない。当業者は、任意の結像系、たとえば、１つ以上のレンズを用いる系を利用することができることをたやすく理解するであろう。本発明の一実施形態において、テレセントリック系が結像系として用いられる。
【００３３】
結像系からの光のビームは、第２のＭＥＭＳ装置４１１のそれぞれのマイクロミラーによってミラー４１３の方に反射される。ミラー４１３は従来のミラーであり、平面鏡として機能する平面であってもよく、または視野レンズによってこれまでに実現されている機能を組込むために湾曲していてもよい。ＭＥＭＳ装置４１１に入射する各ビームがそのマイクロミラーの１つに戻るように、光のビームは、ミラー４１３によって反射されてＭＥＭＳ装置４１１に戻る。一般に、リターンビームは、最初にミラー４１３に向かって反射するマイクロミラーとは異なるマイクロミラーに入射するが、これは必要条件ではなく、光の任意の入力ビームにとって、リターンビームは、実際、ミラー４１３に向かって反射されたマイクロミラーと同一のマイクロミラーに入射してもよい。これにより、ファイバ束における任意のファイバを、それ自体を含むファイバ束の任意の他のファイバに接続することができる。
【００３４】
次に、各リターンビームは、結像系を通って第１のＭＥＭＳ装置４０５に達し、第１のＭＥＭＳ装置４０５のそれぞれの対応するマイクロミラーによって、ビーム用の出力ポートとして作用するファイバ束４０１のファイバの方に反射される。マイクロミラーから反射された後、ファイバに入射する前に、ビームは、ビーム用の出力ポートとして作用するファイバに関連するマイクロレンズ配列４０３のマイクロレンズを通過する。
【００３５】
光ビームを入力として供給する光ファイバの代わりに、光ビームは、たとえばレーザまたは発光ダイオード、プレーナ型導波管などの光源によって供給されてもよいことを留意されたい。同様に、出力として光ビームを受光する光ファイバを備えるのではなく、光ビームは、光検出器、プレーナ型導波管などの他の受光器によって受光されてもよい。
（括弧なしの場合）
【００３６】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番号がある場合は、発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理による光スイッチングを実現するための具体的な配置を示す。
【図２】  １つのみの結像系を用いる必要がある本発明の一実施形態を示す。
【図３】  １つのみの結像系を用いる必要がある本発明の別の実施形態を示す。
【図４】  システムが折畳み式である本発明の具体的な実施形態を示す。
【符号の説明】
１０１  入力用ファイバ束
１０３  入力用マイクロレンズ配列
１０５  第１の入力用ＭＥＭＳ装置
１０７  レンズ
１０９  レンズ
１１１  第２の入力用ＭＥＭＳ装置
１１３  視野レンズ
１１５  第１の出力用ＭＥＭＳ装置
１１７  レンズ
１１９  レンズ
１２１  第２の出力用ＭＥＭＳ装置
１２３  出力用マイクロレンズ配列
１２５  出力用ファイバ束
４０１  ファイバ束
４０３  マイクロレンズ配列
４０５  第１のＭＥＭＳ装置
４０７  レンズ
４０９  レンズ
４１１  第２のＭＥＭＳ装置
４１３  ミラー
【図１】
0004167013.tif 000002
【図２】
0004167013.tif 000003
【図３】
0004167013.tif 000004
【図４】
0004167013.tif 000005