JP3273583B2 - 液晶マイクロプリズムアレイ及びそれを用いた空間光ビーム接続器と光スイッチ - Google Patents
液晶マイクロプリズムアレイ及びそれを用いた空間光ビーム接続器と光スイッチInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光交換機に用いられる
光スイッチと該光スイッチに用いられる液晶マイクロプ
リズムアレイと空間光ビーム接続器に関するものであ
る。
光スイッチと該光スイッチに用いられる液晶マイクロプ
リズムアレイと空間光ビーム接続器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】画像情報通信や大容量データ通信等の高
速・広帯域な通信サービスを実現するためには、伝送路
を光ファイバ化するだけでなく、通信情報を光のままで
交換する光交換機を適用することが効果的である。光交
換機における光通話路として大規模な光スイッチ網を構
成する場合、従来の電気信号をスイッチするクロスバス
イッチの場合と同様に、小規模の光スイッチを多数組み
合わせた構成を採るのが一般的である。
速・広帯域な通信サービスを実現するためには、伝送路
を光ファイバ化するだけでなく、通信情報を光のままで
交換する光交換機を適用することが効果的である。光交
換機における光通話路として大規模な光スイッチ網を構
成する場合、従来の電気信号をスイッチするクロスバス
イッチの場合と同様に、小規模の光スイッチを多数組み
合わせた構成を採るのが一般的である。
【０００３】図２６は小規模な光スイッチ、例えば入線
数及び出線数が２乃至４程度の小規模な光スイッチを複
数個用いた従来の並列光スイッチを示すものである。図
中、９１は入線群、９２は２×３光マトリクススイッチ
群、９３，９５は光ファイバ配線群、９４は４×４光マ
トリクススイッチ群、９６は３×２光マトリクススイッ
チ群、９７は出線群である。
数及び出線数が２乃至４程度の小規模な光スイッチを複
数個用いた従来の並列光スイッチを示すものである。図
中、９１は入線群、９２は２×３光マトリクススイッチ
群、９３，９５は光ファイバ配線群、９４は４×４光マ
トリクススイッチ群、９６は３×２光マトリクススイッ
チ群、９７は出線群である。
【０００４】入線群９１から２×３光マトリクススイッ
チ群９２、４×４光マトリクススイッチ群９４、３×２
光マトリクススイッチ群９６の順に多段に配置し、２×
３光マトリクススイッチ群９２と４×４光マトリクスス
イッチ群９４とを光ファイバ配線群９３により接続し、
４×４光マトリクススイッチ群９４と３×２光マトリク
ススイッチ群９６とを光ファイバ配線群９５により接続
することによって、非閉塞な８×８並列光スイッチを構
成している（Clos型スイッチ）。
チ群９２、４×４光マトリクススイッチ群９４、３×２
光マトリクススイッチ群９６の順に多段に配置し、２×
３光マトリクススイッチ群９２と４×４光マトリクスス
イッチ群９４とを光ファイバ配線群９３により接続し、
４×４光マトリクススイッチ群９４と３×２光マトリク
ススイッチ群９６とを光ファイバ配線群９５により接続
することによって、非閉塞な８×８並列光スイッチを構
成している（Clos型スイッチ）。
【０００５】しかしながら、小規模な光スイッチを前述
した如く組み合わせて大規模な光スイッチ網を構成した
場合、光スイッチ自体の寸法は小さくても各段の光スイ
ッチ間を結ぶ光ファイバ配線群９３，９５の配線量が膨
大となり、さらに互いに入り組んでいるため、光スイッ
チ網全体の寸法が大きくなるという問題があった。
した如く組み合わせて大規模な光スイッチ網を構成した
場合、光スイッチ自体の寸法は小さくても各段の光スイ
ッチ間を結ぶ光ファイバ配線群９３，９５の配線量が膨
大となり、さらに互いに入り組んでいるため、光スイッ
チ網全体の寸法が大きくなるという問題があった。
【０００６】前述した光ファイバや光導波路を用いた光
接続における問題を解決するため、自由空間内に光ビー
ムを飛ばすことによって接続する自由空間光接続（Free
Space Optical Interconection ）が提案されている。
この自由空間光接続の利点は、(1) 電気に比べて高速な
信号を送ることができ、(2) 光ファイバや光導波路を用
いた場合に比べて結線に要する体積を小さくできる等で
ある。
接続における問題を解決するため、自由空間内に光ビー
ムを飛ばすことによって接続する自由空間光接続（Free
Space Optical Interconection ）が提案されている。
この自由空間光接続の利点は、(1) 電気に比べて高速な
信号を送ることができ、(2) 光ファイバや光導波路を用
いた場合に比べて結線に要する体積を小さくできる等で
ある。
【０００７】自由空間光接続を用いた例としては、光デ
ィテクタアレイとＭＱＷ型の光変調器アレイと電気的ロ
ジックアレイとを備えた面型半導体光ゲートスイッチア
レイ（例えば、IEEE J. QE, Vol.29, 1993, A.L.Lentin
e and D.A.B.Miller, Evolution of the SEED Technolo
gy : Bistable Logic Gates to Optoelectronics Smart
Pixels, pp.655-669 ［文献１］、又は特開平６−１３
０４３１号［文献２］参照）や、光ディテクタアレイと
面発光レーザアレイとを一体化した面型光ゲートスイッ
チアレイ（例えば、Jpn. J. Appl. Phys., Vol.26, 198
7, Y.Tashiro,K.Kasahara, H.Hamao, M.Sugimoto and
T.Yanase, High speed response in optoelectronics g
ated thyristor, p.L1014 ［文献３］参照）があり、多
段に配置した面型半導体光ゲートスイッチアレイの間を
複数の光ビームにより自由空間光接続している。
ィテクタアレイとＭＱＷ型の光変調器アレイと電気的ロ
ジックアレイとを備えた面型半導体光ゲートスイッチア
レイ（例えば、IEEE J. QE, Vol.29, 1993, A.L.Lentin
e and D.A.B.Miller, Evolution of the SEED Technolo
gy : Bistable Logic Gates to Optoelectronics Smart
Pixels, pp.655-669 ［文献１］、又は特開平６−１３
０４３１号［文献２］参照）や、光ディテクタアレイと
面発光レーザアレイとを一体化した面型光ゲートスイッ
チアレイ（例えば、Jpn. J. Appl. Phys., Vol.26, 198
7, Y.Tashiro,K.Kasahara, H.Hamao, M.Sugimoto and
T.Yanase, High speed response in optoelectronics g
ated thyristor, p.L1014 ［文献３］参照）があり、多
段に配置した面型半導体光ゲートスイッチアレイの間を
複数の光ビームにより自由空間光接続している。
【０００８】尚、以下の説明では、面型光ゲートスイッ
チアレイ、２次元光源アレイ、２次元光ディテクタアレ
イ、２次元光ファイバアレイ等を総称して２次元光素子
アレイと言う。
チアレイ、２次元光源アレイ、２次元光ディテクタアレ
イ、２次元光ファイバアレイ等を総称して２次元光素子
アレイと言う。
【０００９】前記自由空間光接続で重要となるのは、複
数の光ビームの空間配列を、例えば図２６に示したよう
に入れ替えて配線し、２次元光素子アレイ同士を正確に
光ビームで接続する技術であり、各素子を接続するには
複数の光ビームをクロスして配線する必要がある。
数の光ビームの空間配列を、例えば図２６に示したよう
に入れ替えて配線し、２次元光素子アレイ同士を正確に
光ビームで接続する技術であり、各素子を接続するには
複数の光ビームをクロスして配線する必要がある。
【００１０】図２７は前述した文献２における空間光ビ
ーム接続の様子を示すものである。図中、ＩＢ１は入力
光ビーム群、ＢＰ１，ＢＰ２，ＢＰ３，ＢＰ４は複屈折
板、ＰＬ１，ＰＬ２は分割１／２波長（λ／２）板、Ｏ
Ｃ１，ＯＣ２は光接続回路、ＬＮ１，ＬＮ２はマイクロ
レンズアレイ、ＳＷ１は面型光ゲートスイッチアレイ
（ＥＡＲＳ）、ＱＬ１，ＱＬ２は１／４波長（λ／４）
板、ＰＢ１は偏光ビームスプリッタ、ＯＢ１は出力光ビ
ーム群、ＲＢ１は読み出し光ビーム群である。
ーム接続の様子を示すものである。図中、ＩＢ１は入力
光ビーム群、ＢＰ１，ＢＰ２，ＢＰ３，ＢＰ４は複屈折
板、ＰＬ１，ＰＬ２は分割１／２波長（λ／２）板、Ｏ
Ｃ１，ＯＣ２は光接続回路、ＬＮ１，ＬＮ２はマイクロ
レンズアレイ、ＳＷ１は面型光ゲートスイッチアレイ
（ＥＡＲＳ）、ＱＬ１，ＱＬ２は１／４波長（λ／４）
板、ＰＢ１は偏光ビームスプリッタ、ＯＢ１は出力光ビ
ーム群、ＲＢ１は読み出し光ビーム群である。
【００１１】ここでは、複数の円偏光の光ビームを複屈
折板に通すことによりｐ偏光及びｓ偏光に分解し、これ
らの偏光成分によって光の進行方向が異なることを利用
して光ビームの方向を変え、光配線を行っている。な
お、分割λ／２板ＰＬ１，ＰＬ２とは、ｐ偏光にλ／２
板（ハッチング部分）が、また、ｓ偏光に透明板が対応
する如く分割されたものである。
折板に通すことによりｐ偏光及びｓ偏光に分解し、これ
らの偏光成分によって光の進行方向が異なることを利用
して光ビームの方向を変え、光配線を行っている。な
お、分割λ／２板ＰＬ１，ＰＬ２とは、ｐ偏光にλ／２
板（ハッチング部分）が、また、ｓ偏光に透明板が対応
する如く分割されたものである。
【００１２】また、前述した文献１においては、コンピ
ュータホログラムを用いることにより光ビームの方向を
変えて光配線を行っている。また、前述した文献３にお
いては、複数のレンズを用い、光学系を結像系とするこ
とにより、光の配線を行っている。
ュータホログラムを用いることにより光ビームの方向を
変えて光配線を行っている。また、前述した文献３にお
いては、複数のレンズを用い、光学系を結像系とするこ
とにより、光の配線を行っている。
【００１３】また、光配線を可変できる自由空間光接続
の例として図２８のようなものがある。これは特開昭６
０−２４７２２８号公報に開示されたもので、集束性ロ
ッドレンズ１０１の端面に、２枚の透明電極１０２の間
に液晶１０３を入れたくさび型の液晶セル１０３を接続
し、また、両透明電極１０２に、液晶セル１０３に電圧
を印加するための電源１０４を接続してある。液晶セル
１０３に電圧を印加すると液晶の屈折率が変化してロッ
ドレンズ１０１に入射する光線の入射角が変化し、これ
によりロッドレンズ１０１に取り付けた複数の光ファイ
バ１０５〜１０８の切り換えが行われる。
の例として図２８のようなものがある。これは特開昭６
０−２４７２２８号公報に開示されたもので、集束性ロ
ッドレンズ１０１の端面に、２枚の透明電極１０２の間
に液晶１０３を入れたくさび型の液晶セル１０３を接続
し、また、両透明電極１０２に、液晶セル１０３に電圧
を印加するための電源１０４を接続してある。液晶セル
１０３に電圧を印加すると液晶の屈折率が変化してロッ
ドレンズ１０１に入射する光線の入射角が変化し、これ
によりロッドレンズ１０１に取り付けた複数の光ファイ
バ１０５〜１０８の切り換えが行われる。
【００１４】しかし、この様な構成においては、透明電
極が基板の一の面全面に形成されているため、複数の入
力光ビームに対し個々に偏向を制御することができな
い。また、出力の光ファイバを多くするとロッドレンズ
の直径が大きくなり、したがって液晶セルの寸法も大き
くなる。さらに、くさび型をした液晶セルにおいてくさ
びの頂角の反対側の液晶層の厚さが増加し、印加する電
圧が大きくなり応答速度も遅くなるという問題点があ
る。
極が基板の一の面全面に形成されているため、複数の入
力光ビームに対し個々に偏向を制御することができな
い。また、出力の光ファイバを多くするとロッドレンズ
の直径が大きくなり、したがって液晶セルの寸法も大き
くなる。さらに、くさび型をした液晶セルにおいてくさ
びの頂角の反対側の液晶層の厚さが増加し、印加する電
圧が大きくなり応答速度も遅くなるという問題点があ
る。
【００１５】この問題を解決するため、液晶セルを実効
的に薄くしたのが図２９に示す光スイッチである。これ
はUK Patent Application GB2184560A公報に開示された
もので、入力用ファイバ１１１と出力用ファイバ１１
２，１１３を一端に接続した集束性ロッドレンズ１１４
の他端に、偏光子１１５を介してガラス基板１１６を接
着してある。また、ガラス基板１１６の表面には透明電
極１１７が形成され、該透明電極１１７と鋸歯状の溝を
有する伝導性反射板１１８との間に液晶１１９が配置さ
れている。さらに、透明電極１１７と伝導性反射板１１
８には電源１２０が接続されており、液晶１１９に電界
を印加する構成になっている。
的に薄くしたのが図２９に示す光スイッチである。これ
はUK Patent Application GB2184560A公報に開示された
もので、入力用ファイバ１１１と出力用ファイバ１１
２，１１３を一端に接続した集束性ロッドレンズ１１４
の他端に、偏光子１１５を介してガラス基板１１６を接
着してある。また、ガラス基板１１６の表面には透明電
極１１７が形成され、該透明電極１１７と鋸歯状の溝を
有する伝導性反射板１１８との間に液晶１１９が配置さ
れている。さらに、透明電極１１７と伝導性反射板１１
８には電源１２０が接続されており、液晶１１９に電界
を印加する構成になっている。
【００１６】入力用ファイバ１１１から入射した光は、
ロッドレンズ１１４を通り液晶セルに入射し、伝導性反
射板１１８によって反射され再び液晶層とロッドレンズ
１１４を通り出力用ファイバ１１２，１１３の何れかか
ら出力される。このとき、液晶層の厚さが変化している
ため、液晶層がプリズムの働きをして光の方向が偏向さ
れる。偏向角は液晶の屈折率に依存するため、電源電圧
を変えることにより光を出力ファイバ１３，１４の何れ
かに選択的に出力することが可能となる。しかし、この
様な構成においても、透明電極は基板の一の面全面に形
成されているため、複数の入力光ビームに対し、個々に
偏向を制御することができない。
ロッドレンズ１１４を通り液晶セルに入射し、伝導性反
射板１１８によって反射され再び液晶層とロッドレンズ
１１４を通り出力用ファイバ１１２，１１３の何れかか
ら出力される。このとき、液晶層の厚さが変化している
ため、液晶層がプリズムの働きをして光の方向が偏向さ
れる。偏向角は液晶の屈折率に依存するため、電源電圧
を変えることにより光を出力ファイバ１３，１４の何れ
かに選択的に出力することが可能となる。しかし、この
様な構成においても、透明電極は基板の一の面全面に形
成されているため、複数の入力光ビームに対し、個々に
偏向を制御することができない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】従来の自由空間光接続
においては、光の配線が固定されており、夫々の光配線
毎に専用の回路を設計し製作しなければならず、汎用性
に欠けるという問題があった。また、配線を可変できる
ものであっても、複数の入力光ビームに対し、光ビーム
の伝搬方向を個々に偏向することができないという問題
があった。
においては、光の配線が固定されており、夫々の光配線
毎に専用の回路を設計し製作しなければならず、汎用性
に欠けるという問題があった。また、配線を可変できる
ものであっても、複数の入力光ビームに対し、光ビーム
の伝搬方向を個々に偏向することができないという問題
があった。
【００１８】本発明は前記従来の問題点に鑑み、光配線
が可変で、しかも複数の入力光ビームに対し光ビームの
伝搬方向を個々に偏向することができる自由空間光接続
のための液晶マイクロプリズムアレイ及びそれを用いた
空間ビーム接続器と光スイッチを提供することを目的と
する。
が可変で、しかも複数の入力光ビームに対し光ビームの
伝搬方向を個々に偏向することができる自由空間光接続
のための液晶マイクロプリズムアレイ及びそれを用いた
空間ビーム接続器と光スイッチを提供することを目的と
する。
【００１９】
【課題を解決しようとするための手段】上記課題を解決
するために、本発明は、分割された透明電極と配向膜を
一の面に有する第１の透明基板と、分割された透明電極
と配向膜を一の面に有し該一の面が前記第１の透明基板
の一の面と対向するように配置された第２の透明基板
と、第１の透明基板の透明電極と第２の透明基板の透明
電極との間に夫々駆動電圧を供給する電源とを備え、第
１の透明基板と第２の透明基板の少なくとも一方の一の
面に断面鋸歯状の溝を形成し該各溝の底面に透明電極と
配向膜を配すると共に、断面鋸歯状の溝によって第１の
透明基板と前記第２の透明基板との間に形成され且つ該
溝のリッジにより分割されている空間に液晶を充填する
ことで、液晶マイクロプリズムアレイを構成している。
また、この液晶マイクロプリズムアレイを複数個縦続接
続することで、空間ビーム接続器を構成している。さら
に、この空間ビーム接続器に面型光ゲートスイッチアレ
イ等を組み合わせること、またこれを多段に光接続する
ことで、光スイッチを構成している。
するために、本発明は、分割された透明電極と配向膜を
一の面に有する第１の透明基板と、分割された透明電極
と配向膜を一の面に有し該一の面が前記第１の透明基板
の一の面と対向するように配置された第２の透明基板
と、第１の透明基板の透明電極と第２の透明基板の透明
電極との間に夫々駆動電圧を供給する電源とを備え、第
１の透明基板と第２の透明基板の少なくとも一方の一の
面に断面鋸歯状の溝を形成し該各溝の底面に透明電極と
配向膜を配すると共に、断面鋸歯状の溝によって第１の
透明基板と前記第２の透明基板との間に形成され且つ該
溝のリッジにより分割されている空間に液晶を充填する
ことで、液晶マイクロプリズムアレイを構成している。
また、この液晶マイクロプリズムアレイを複数個縦続接
続することで、空間ビーム接続器を構成している。さら
に、この空間ビーム接続器に面型光ゲートスイッチアレ
イ等を組み合わせること、またこれを多段に光接続する
ことで、光スイッチを構成している。
【００２０】
【作用】本発明の液晶マイクロプリズムでは、両透明基
板間の分割空間に充填された液晶によって個々の光ビー
ムに対応した液晶マイクロプリズムを構成し、該各プリ
ズムに入射した光ビームの進行方向を液晶の屈折率に応
じて偏向することができる。液晶マイクロプリズム夫々
で電極を分離してあるので、液晶を挟む透明電極間に印
加される駆動電圧により液晶の屈折率を変化することに
より、該プリズムに入射した光ビームの進行方向を個々
に偏向することができる。また、本発明の光スイッチで
は、一方向だけの偏向に止まらず、それと垂直な方向に
も偏向することが可能である。また、本発明の液晶マイ
クロプリズムアレイを面型光ゲートスイッチアレイと組
み合わせることで、自由空間光接続を利用した大規模光
スイッチを容易に構成できる。
板間の分割空間に充填された液晶によって個々の光ビー
ムに対応した液晶マイクロプリズムを構成し、該各プリ
ズムに入射した光ビームの進行方向を液晶の屈折率に応
じて偏向することができる。液晶マイクロプリズム夫々
で電極を分離してあるので、液晶を挟む透明電極間に印
加される駆動電圧により液晶の屈折率を変化することに
より、該プリズムに入射した光ビームの進行方向を個々
に偏向することができる。また、本発明の光スイッチで
は、一方向だけの偏向に止まらず、それと垂直な方向に
も偏向することが可能である。また、本発明の液晶マイ
クロプリズムアレイを面型光ゲートスイッチアレイと組
み合わせることで、自由空間光接続を利用した大規模光
スイッチを容易に構成できる。
【００２１】
［第１の実施例］図１は本発明の第１実施例を示すもの
で、ここでは液晶マイクロプリズムアレイの一例を示し
てある。
で、ここでは液晶マイクロプリズムアレイの一例を示し
てある。
【００２２】図中、１と２はガラス，アクリル等からな
る透明基板、３と４は透明電極、５と６は配向膜、７は
液晶、８は液晶素子を駆動するための電源、９と１０は
反射防止膜、１１は複数の入力光ビーム群、１２は複数
の出力光ビーム群である。
る透明基板、３と４は透明電極、５と６は配向膜、７は
液晶、８は液晶素子を駆動するための電源、９と１０は
反射防止膜、１１は複数の入力光ビーム群、１２は複数
の出力光ビーム群である。
【００２３】符号２の透明基板の一の面は断面鋸歯状に
加工され、これにより断面直角三角形状をなす複数の溝
２ａが同一向きで平行に形成されている。透明電極３，
４は前記溝２ａのピッチに合わせてストライプ状にパタ
ーニングされており、透明電極４及び配向膜６は各溝２
ａの傾斜した底面に配されている。また、前記透明電極
３，４の各々の電極パターンには異なった電圧を印加で
きるように可変抵抗器（図示せず）が接続されている。
加工され、これにより断面直角三角形状をなす複数の溝
２ａが同一向きで平行に形成されている。透明電極３，
４は前記溝２ａのピッチに合わせてストライプ状にパタ
ーニングされており、透明電極４及び配向膜６は各溝２
ａの傾斜した底面に配されている。また、前記透明電極
３，４の各々の電極パターンには異なった電圧を印加で
きるように可変抵抗器（図示せず）が接続されている。
【００２４】液晶７は、両透明基板１，２の間に形成さ
れる断面直角三角形状の空間に夫々充填されている。各
空間に充填された液晶７は相互に完全に分離されている
か、または完全に分離されていなくとも相互作用を及ぼ
さない程度に分離されている。ちなみに、各空間に充填
された液晶７とその前後に配された配向膜５，６及び透
明電極３，４からなる構造単位を液晶マイクロプリズム
と呼び、また、この液晶マイクロプリズムをアレイ状に
配列した図１のような構造を液晶マイクロプリズムアレ
イと呼ぶ。
れる断面直角三角形状の空間に夫々充填されている。各
空間に充填された液晶７は相互に完全に分離されている
か、または完全に分離されていなくとも相互作用を及ぼ
さない程度に分離されている。ちなみに、各空間に充填
された液晶７とその前後に配された配向膜５，６及び透
明電極３，４からなる構造単位を液晶マイクロプリズム
と呼び、また、この液晶マイクロプリズムをアレイ状に
配列した図１のような構造を液晶マイクロプリズムアレ
イと呼ぶ。
【００２５】各入力光ビームは透明基板１を通じて液晶
マイクロプリズムに夫々入射し、さらに透明基板２の各
溝２ａの底面に入射する。液晶７は溝２ａのリッジに平
行に配向されており、電圧を印加するとその配向方向が
透明基板１の面に垂直に立つようになる。このとき液晶
７の屈折率が変化し、透明基板１，２と液晶７との界面
での屈折角が変化することによって、光ビームの進行方
向を偏向させることができる。
マイクロプリズムに夫々入射し、さらに透明基板２の各
溝２ａの底面に入射する。液晶７は溝２ａのリッジに平
行に配向されており、電圧を印加するとその配向方向が
透明基板１の面に垂直に立つようになる。このとき液晶
７の屈折率が変化し、透明基板１，２と液晶７との界面
での屈折角が変化することによって、光ビームの進行方
向を偏向させることができる。
【００２６】ここで、液晶７で構成されるプリズムの頂
角θが小さい場合、入力光ビームに対する出力光ビーム
の偏向角αは、 α＝（ｎ−１）θ の式で与えられる。尚、式中のｎは液晶７の屈折率であ
る。
角θが小さい場合、入力光ビームに対する出力光ビーム
の偏向角αは、 α＝（ｎ−１）θ の式で与えられる。尚、式中のｎは液晶７の屈折率であ
る。
【００２７】各液晶７の屈折率ｎは入射する入力光ビー
ムの偏波面によって異なる。即ち、液晶７の配向に垂直
な偏光に対しては透明電極３，４間に印加される電圧の
有無に関わらず一定（ｎo ）であり、また、液晶７の配
向に平行な偏光に対する屈折率ｎe は印加電圧によって
変化し、例えばホモジニアス配向の場合、電圧を増加さ
せるとｎe からｎo へ変化する。
ムの偏波面によって異なる。即ち、液晶７の配向に垂直
な偏光に対しては透明電極３，４間に印加される電圧の
有無に関わらず一定（ｎo ）であり、また、液晶７の配
向に平行な偏光に対する屈折率ｎe は印加電圧によって
変化し、例えばホモジニアス配向の場合、電圧を増加さ
せるとｎe からｎo へ変化する。
【００２８】Δｎ（＝ｎe −ｎo ）は、通常、０．２〜
０．２５程度であるので、印加電圧によって出力光ビー
ムの偏向方向を前記頂角θの２５％程度、図中の実線の
矢印から破線の矢印へと変化させることが可能となる。
図２は光ビームの偏向角αと電圧の関係を液晶７の頂角
θをパラメータとしてプロットしたものであり、頂角４
０°の場合で約１５°の偏向が達成できる。
０．２５程度であるので、印加電圧によって出力光ビー
ムの偏向方向を前記頂角θの２５％程度、図中の実線の
矢印から破線の矢印へと変化させることが可能となる。
図２は光ビームの偏向角αと電圧の関係を液晶７の頂角
θをパラメータとしてプロットしたものであり、頂角４
０°の場合で約１５°の偏向が達成できる。
【００２９】尚、本実施例では、透明基板２側にその一
の面に断面鋸歯状の溝を有するものを用いたが、透明基
板１側にその一の面に断面鋸歯状の溝を有するものを用
いても良く、また、透明電極１と２の両方にその一の面
に断面鋸歯状の溝を有するものを用いるようにしても良
い。
の面に断面鋸歯状の溝を有するものを用いたが、透明基
板１側にその一の面に断面鋸歯状の溝を有するものを用
いても良く、また、透明電極１と２の両方にその一の面
に断面鋸歯状の溝を有するものを用いるようにしても良
い。
【００３０】また、本実施例では、透明電極３，４を各
透明基板１，２の一の面上にストライプ状に形成したも
のを示したが、これら透明電極はドット状に分割して形
成することもでき、これにより入力光ビーム群の各光ビ
ームの方向を個別に制御することが可能となる。
透明基板１，２の一の面上にストライプ状に形成したも
のを示したが、これら透明電極はドット状に分割して形
成することもでき、これにより入力光ビーム群の各光ビ
ームの方向を個別に制御することが可能となる。
【００３１】さらに、透明電極を分割した場合、夫々の
透明電極に対応する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を該分
割された透明電極を有する透明基板上に形成することも
でき、これにより個別制御を簡単に行うことができる。
透明電極に対応する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を該分
割された透明電極を有する透明基板上に形成することも
でき、これにより個別制御を簡単に行うことができる。
【００３２】［第２実施例］図３は本発明の第２実施例
を示すもので、ここでは空間光ビーム接続器の一例を示
してある。
を示すもので、ここでは空間光ビーム接続器の一例を示
してある。
【００３３】本実施例は、第１実施例と同様の構造を有
する液晶マイクロプリズムアレイＯＣ０１と、これと同
一の液晶マイクロプリズムアレイを夫々１８０°，９０
°，２７０°回転させた液晶マイクロプリズムアレイＯ
Ｃ０２，ＯＣ０３，ＯＣ０４とを４段カスケードに接続
したものである。ちなみに、各液晶マイクロプリズムア
レイＯＣ０１〜ＯＣ０４の液晶の配向方向は入力光ビー
ム群ＩＢ１の偏波方向に揃えられている。
する液晶マイクロプリズムアレイＯＣ０１と、これと同
一の液晶マイクロプリズムアレイを夫々１８０°，９０
°，２７０°回転させた液晶マイクロプリズムアレイＯ
Ｃ０２，ＯＣ０３，ＯＣ０４とを４段カスケードに接続
したものである。ちなみに、各液晶マイクロプリズムア
レイＯＣ０１〜ＯＣ０４の液晶の配向方向は入力光ビー
ム群ＩＢ１の偏波方向に揃えられている。
【００３４】図４は前記各液晶マイクロプリズムアレイ
ＯＣ０１〜ＯＣ０４における２つの透明基板のうち、平
坦な透明基板上の透明電極の一例を示すもので、図中、
ＧＬは平坦な透明基板、ＩＴＯは透明電極、ＴＥＲは電
極取出端子である。
ＯＣ０１〜ＯＣ０４における２つの透明基板のうち、平
坦な透明基板上の透明電極の一例を示すもので、図中、
ＧＬは平坦な透明基板、ＩＴＯは透明電極、ＴＥＲは電
極取出端子である。
【００３５】透明電極ＩＴＯは透明基板ＧＬ上に入力光
ビーム群の各光ビームに対応する画素状に形成され、該
各透明電極ＩＴＯは電極取出端子ＴＥＲを介して透明基
板ＧＬより取り出される。これによって、液晶マイクロ
プリズムアレイＯＣ０１〜ＯＣ０４毎に各光ビームに対
応する液晶のマイクロプリズム駆動電圧を調整すること
ができ、入力光ビーム群ＩＢ１の各光ビームの方向を上
下左右に偏向させることができる。
ビーム群の各光ビームに対応する画素状に形成され、該
各透明電極ＩＴＯは電極取出端子ＴＥＲを介して透明基
板ＧＬより取り出される。これによって、液晶マイクロ
プリズムアレイＯＣ０１〜ＯＣ０４毎に各光ビームに対
応する液晶のマイクロプリズム駆動電圧を調整すること
ができ、入力光ビーム群ＩＢ１の各光ビームの方向を上
下左右に偏向させることができる。
【００３６】［第３実施例］図５は本発明の第３実施例
を示すもので、ここでは空間光ビーム接続器の他の例を
示してある。
を示すもので、ここでは空間光ビーム接続器の他の例を
示してある。
【００３７】本実施例は、第２実施例の空間光ビーム接
続器の両側に、複屈折板（例えば、カルサイト）ＣＬ
１，ＣＬ２を配置したものである。図中のＬＰ１，ＬＰ
２はλ／２板であり、該λ／２板ＬＰ１は光ビームの入
射側に対応する複屈折板ＣＬ１上のｐ偏光の位置に設け
られ、また、λ／２板ＬＰ２は光ビームの出射側に対応
する複屈折板ＣＬ２上のｓ偏光の位置に設けられてい
る。
続器の両側に、複屈折板（例えば、カルサイト）ＣＬ
１，ＣＬ２を配置したものである。図中のＬＰ１，ＬＰ
２はλ／２板であり、該λ／２板ＬＰ１は光ビームの入
射側に対応する複屈折板ＣＬ１上のｐ偏光の位置に設け
られ、また、λ／２板ＬＰ２は光ビームの出射側に対応
する複屈折板ＣＬ２上のｓ偏光の位置に設けられてい
る。
【００３８】入力光ビーム群ＩＢ１は複屈折板ＣＬ１に
よりｐ，ｓ偏光に分けられ、ｐ偏光（実線）は直進し、
ｓ偏波（破線）は偏向する。この際、ｐ偏光はλ／２板
ＬＰ１によりその偏波面が回転され、ｓ偏光に変換され
る。また、ｓ偏光は液晶の配向方向に一致させてある。
これらの２本１組の光ビームは、液晶マイクロプリズム
アレイＯＣ０１〜ＯＣ０４を通ってその方向が上下左右
に偏向される。液晶マイクロプリズムアレイＯＣ０１〜
ＯＣ０４より出射した光ビームは、入力段と同様に、λ
／２板ＬＰ２及び複屈折板ＣＬ２により再び１本に結合
される。
よりｐ，ｓ偏光に分けられ、ｐ偏光（実線）は直進し、
ｓ偏波（破線）は偏向する。この際、ｐ偏光はλ／２板
ＬＰ１によりその偏波面が回転され、ｓ偏光に変換され
る。また、ｓ偏光は液晶の配向方向に一致させてある。
これらの２本１組の光ビームは、液晶マイクロプリズム
アレイＯＣ０１〜ＯＣ０４を通ってその方向が上下左右
に偏向される。液晶マイクロプリズムアレイＯＣ０１〜
ＯＣ０４より出射した光ビームは、入力段と同様に、λ
／２板ＬＰ２及び複屈折板ＣＬ２により再び１本に結合
される。
【００３９】つまり、入力光ビーム群ＩＢ１がどのよう
な偏光であっても、複屈折板ＣＬ１，ＣＬ２及びλ／２
板ＬＰ１，ＬＰ２により、液晶マイクロプリズムアレイ
ＯＣ０１〜ＯＣ０４の液晶の配向方向と一致した偏光に
変換されるため、偏波無依存化が実現でき、入力光ビー
ム群ＩＢ１の偏波を液晶の配向方向に揃える必要がなく
なる。
な偏光であっても、複屈折板ＣＬ１，ＣＬ２及びλ／２
板ＬＰ１，ＬＰ２により、液晶マイクロプリズムアレイ
ＯＣ０１〜ＯＣ０４の液晶の配向方向と一致した偏光に
変換されるため、偏波無依存化が実現でき、入力光ビー
ム群ＩＢ１の偏波を液晶の配向方向に揃える必要がなく
なる。
【００４０】［第４実施例］図６は本発明の第４実施例
を示すもので、ここでは液晶マイクロプリズムアレイの
他の例を示してある。
を示すもので、ここでは液晶マイクロプリズムアレイの
他の例を示してある。
【００４１】本実施例が図１に示した第１実施例と異な
るところは、透明基板２′の他の面を図中下向きに傾け
て研磨した点にある。他の構成は第１実施例と同じであ
るため同一符号を用いてその説明を省略する。
るところは、透明基板２′の他の面を図中下向きに傾け
て研磨した点にある。他の構成は第１実施例と同じであ
るため同一符号を用いてその説明を省略する。
【００４２】この液晶マイクロプリズムアレイは、透明
基板２６の他の面を傾けることによって光ビームの偏向
を図中下方向だけでなく上方向にも可能としている。現
状の技術では液晶２７の頂角θを４０°とすることで、
光ビームの偏向角αを−７°から＋７°程度まで変化さ
せることができる。
基板２６の他の面を傾けることによって光ビームの偏向
を図中下方向だけでなく上方向にも可能としている。現
状の技術では液晶２７の頂角θを４０°とすることで、
光ビームの偏向角αを−７°から＋７°程度まで変化さ
せることができる。
【００４３】前記の液晶マイクロプリズムアレイは、Ｎ
本の平行光ビームをある任意の一点に集光することが容
易にできる。図７には、その一例として、２５０μｍの
ピッチの８本の光ビームを前記液晶マイクロプリズムア
レイで２点または１点に集光した様子を示してある。図
中のＦはファイバアレイ、ＭＲはマイクロレンズアレ
イ、ＯＣは前記の液晶マイクロプリズムアレイ、ＣＣＤ
はイメージセンサである。通常マクロレンズなどを用い
ても，多数本の光ビームを１点に集光することは不可能
であるが、前記の液晶マイクロプリズムアレイＯＣを用
いればこれを容易に実現できる。
本の平行光ビームをある任意の一点に集光することが容
易にできる。図７には、その一例として、２５０μｍの
ピッチの８本の光ビームを前記液晶マイクロプリズムア
レイで２点または１点に集光した様子を示してある。図
中のＦはファイバアレイ、ＭＲはマイクロレンズアレ
イ、ＯＣは前記の液晶マイクロプリズムアレイ、ＣＣＤ
はイメージセンサである。通常マクロレンズなどを用い
ても，多数本の光ビームを１点に集光することは不可能
であるが、前記の液晶マイクロプリズムアレイＯＣを用
いればこれを容易に実現できる。
【００４４】また、前記の液晶マイクロプリズムアレイ
の特性を利用して大規模な光スイッチを構成することが
できる。以下に、基本となる３つのタイプの光スイッチ
（Ｎ×１，１×Ｎ，Ｎ×Ｎの３種類）の構成について順
に説明する。
の特性を利用して大規模な光スイッチを構成することが
できる。以下に、基本となる３つのタイプの光スイッチ
（Ｎ×１，１×Ｎ，Ｎ×Ｎの３種類）の構成について順
に説明する。
【００４５】［第５実施例］図８は本発明の第５実施例
を示すもので、ここではＮ×１の光集線スイッチの一例
を示してある。また、図９には同光スイッチの上面図を
示してある。
を示すもので、ここではＮ×１の光集線スイッチの一例
を示してある。また、図９には同光スイッチの上面図を
示してある。
【００４６】図中、２１は入力光ビーム群、２２は非発
光形の面型光ゲートスイッチアレイ、２３はマイクロレ
ンズアレイ、２４はλ／４板、２５は偏光ビームスプリ
ッタ、２６は読み出し光ビーム群、２７は液晶マイクロ
プリズムアレイ、２８は次段の面型光ゲートスイッチア
レイである。
光形の面型光ゲートスイッチアレイ、２３はマイクロレ
ンズアレイ、２４はλ／４板、２５は偏光ビームスプリ
ッタ、２６は読み出し光ビーム群、２７は液晶マイクロ
プリズムアレイ、２８は次段の面型光ゲートスイッチア
レイである。
【００４７】符号２２の面型光ゲートスイッチアレイは
４×４であるが、ここでは上段の４×１のみを用いてい
る場合について説明する。４本の入力光ビームは、面型
光ゲートスイッチアレイ２２の受光側に入射する。ま
た、４本の読み出し光ビームは面型光ゲートスイッチア
レイ２２の光変調側に入射して反射される。反射された
光は、液晶マイクロプリズムアレイ２７によって、次段
の面型光ゲートスイッチアレイ２８の受光側の１画素に
入射するように１点に集光される。
４×４であるが、ここでは上段の４×１のみを用いてい
る場合について説明する。４本の入力光ビームは、面型
光ゲートスイッチアレイ２２の受光側に入射する。ま
た、４本の読み出し光ビームは面型光ゲートスイッチア
レイ２２の光変調側に入射して反射される。反射された
光は、液晶マイクロプリズムアレイ２７によって、次段
の面型光ゲートスイッチアレイ２８の受光側の１画素に
入射するように１点に集光される。
【００４８】通常、このように１点に集光するためには
レンズを用いるが、従来レンズでは収差により１点に集
光することは現実には不可能である。本実施例のように
構成したとき、読み出し光ビーム群２６のうちの１本の
みを選択し他の光ビームを選択しないと４×１のスイッ
チが構成できることになる。
レンズを用いるが、従来レンズでは収差により１点に集
光することは現実には不可能である。本実施例のように
構成したとき、読み出し光ビーム群２６のうちの１本の
みを選択し他の光ビームを選択しないと４×１のスイッ
チが構成できることになる。
【００４９】読み出し光ビームの選択には種々の方法が
あり、例えば、面発光レーザを用いる場合には、面発光
レーザのどの発光画素に電流を流すかで選択できるし、
通常の半導体レーザアレイを用いる場合にも、どのレー
ザに電流を流すかで選択できる。また、ＣＷの光ビーム
アレイと高速な面型変調器（例えばＭＱＷ変調器）の組
合わせでも実現できる。
あり、例えば、面発光レーザを用いる場合には、面発光
レーザのどの発光画素に電流を流すかで選択できるし、
通常の半導体レーザアレイを用いる場合にも、どのレー
ザに電流を流すかで選択できる。また、ＣＷの光ビーム
アレイと高速な面型変調器（例えばＭＱＷ変調器）の組
合わせでも実現できる。
【００５０】尚、本実施例では、同じ水平面内の光ビー
ムを用いて４×１光スイッチを構成したが、これらを上
下２段重ねた８×１光スイッチを構成することも可能で
ある。また、前記液晶マイクロプリズムとして第４実施
例の液晶マイクロプリズムアレイを用いると現状で±７
°の偏向が可能であるので、半導体光ゲートスイッチが
２５０μｍピッチで配置されている面型光ゲートスイッ
チアレイの場合、或いは同じ水平面内でＮ×１スイッチ
を構成した場合は最大３０×１光スイッチが可能であ
る。さらに、多段とした場合には最大９００×１光スイ
ッチが可能である。
ムを用いて４×１光スイッチを構成したが、これらを上
下２段重ねた８×１光スイッチを構成することも可能で
ある。また、前記液晶マイクロプリズムとして第４実施
例の液晶マイクロプリズムアレイを用いると現状で±７
°の偏向が可能であるので、半導体光ゲートスイッチが
２５０μｍピッチで配置されている面型光ゲートスイッ
チアレイの場合、或いは同じ水平面内でＮ×１スイッチ
を構成した場合は最大３０×１光スイッチが可能であ
る。さらに、多段とした場合には最大９００×１光スイ
ッチが可能である。
【００５１】［第６実施例］図１０は本発明の第６実施
例を示すもので、ここではＮ×１の光集線スイッチの他
の例を示してある。
例を示すもので、ここではＮ×１の光集線スイッチの他
の例を示してある。
【００５２】本実施例が第５実施例と異なるところは、
面型光ゲートスイッチアレイとして発光形のもの（２
２′，２８′）を用いた点と、面型光ゲートスイッチア
レイ自身が光ビームを出射することから読み出し光ビー
ム群，偏光ビームスプリッタ等を除外した点にある。他
の構成は第５実施例と同じであるため同一符号を用いて
その説明を省略する。
面型光ゲートスイッチアレイとして発光形のもの（２
２′，２８′）を用いた点と、面型光ゲートスイッチア
レイ自身が光ビームを出射することから読み出し光ビー
ム群，偏光ビームスプリッタ等を除外した点にある。他
の構成は第５実施例と同じであるため同一符号を用いて
その説明を省略する。
【００５３】本実施例でも、第５実施例と同様にＮ×１
の光集線スイッチを構成することができる。
の光集線スイッチを構成することができる。
【００５４】［第７実施例］図１１は本発明の第７実施
例を示すもので、ここでは１×Ｎの光集線スイッチの一
例を示してある。また、図１２には同光スイッチの上面
図を示してある。
例を示すもので、ここでは１×Ｎの光集線スイッチの一
例を示してある。また、図１２には同光スイッチの上面
図を示してある。
【００５５】図中、３１は入力光ビーム群、３２は非発
光形の面型半導体ゲートスイッチアレイ、３３はマイク
ロレンズアレイ、３４はλ／４板、３５は偏光ビームス
プリッタ、３６は読み出し光ビーム群、３７と３８は液
晶マイクロプリズムアレイ、３９は次段の面型光ゲート
スイッチアレイである。
光形の面型半導体ゲートスイッチアレイ、３３はマイク
ロレンズアレイ、３４はλ／４板、３５は偏光ビームス
プリッタ、３６は読み出し光ビーム群、３７と３８は液
晶マイクロプリズムアレイ、３９は次段の面型光ゲート
スイッチアレイである。
【００５６】第５，第６実施例のＮ×１光集線スイッチ
とは、偏光ビームスプリッタ３５と読み出し光ビーム群
３６の間にも液晶マイクロプリズムアレイ３８を配置し
た点で異なる。
とは、偏光ビームスプリッタ３５と読み出し光ビーム群
３６の間にも液晶マイクロプリズムアレイ３８を配置し
た点で異なる。
【００５７】読み出し光ビーム群３６は面型光ゲートス
イッチアレイ３２の読み出し側の画素の１点に集光さ
れ、反射される。反射された光ビームは液晶マイクロプ
リズムアレイ３７を通過し、その進行方向が偏向され
て、次段の面型半導体光ゲートスイッチアレイ３９の各
受光側画素の入力される。
イッチアレイ３２の読み出し側の画素の１点に集光さ
れ、反射される。反射された光ビームは液晶マイクロプ
リズムアレイ３７を通過し、その進行方向が偏向され
て、次段の面型半導体光ゲートスイッチアレイ３９の各
受光側画素の入力される。
【００５８】読み出し光ビームは４本のうち任意の本数
を選択することが可能であり、全て選択した場合には放
送形のスプリッタとして機能する。但し、この場合に
は、光が再生されるので、Ｎに依存せず、ロスレスにな
るという特徴がある。
を選択することが可能であり、全て選択した場合には放
送形のスプリッタとして機能する。但し、この場合に
は、光が再生されるので、Ｎに依存せず、ロスレスにな
るという特徴がある。
【００５９】尚、本実施例では、１×４光スイッチを構
成したが、Ｎ×１光スイッチと同様に多段に構成するこ
とで大容量化が可能であり、同じ水平面内で構成した場
合１×３０、水平段を多段に構成した場合１×１０００
光スイッチを構成できる。
成したが、Ｎ×１光スイッチと同様に多段に構成するこ
とで大容量化が可能であり、同じ水平面内で構成した場
合１×３０、水平段を多段に構成した場合１×１０００
光スイッチを構成できる。
【００６０】図１３は本発明の第８実施例を示すもの
で、ここではＮ×Ｎの光集線スイッチの一例を示してあ
る。また、図１４には同光スイッチの上面図を示してあ
る。
で、ここではＮ×Ｎの光集線スイッチの一例を示してあ
る。また、図１４には同光スイッチの上面図を示してあ
る。
【００６１】図中、４１は入力光ビーム群、４２は非発
光形の面型光ゲートスイッチアレイ、４３はマイクロレ
ンズアレイ、４４はλ／４板、４５は偏光ビームスプリ
ッタ、４６は読み出し光ビーム群、４７と４８は液晶マ
イクロプリズムアレイ、４９は次段の面型光ゲートスイ
ッチスイッチである。
光形の面型光ゲートスイッチアレイ、４３はマイクロレ
ンズアレイ、４４はλ／４板、４５は偏光ビームスプリ
ッタ、４６は読み出し光ビーム群、４７と４８は液晶マ
イクロプリズムアレイ、４９は次段の面型光ゲートスイ
ッチスイッチである。
【００６２】第７実施例の１×Ｎスイッチとは、偏光ビ
ームスプリッタ４５と面型光ゲートスイッチ４９の間に
第４実施例と同構造の液晶マイクロプリズムアレイ４７
を２段直交して縦続接続した点で異なる。つまり、２段
直交して縦続接続することにより、ｘ，ｙ軸の任意の方
向に光ビームを偏向することができる。
ームスプリッタ４５と面型光ゲートスイッチ４９の間に
第４実施例と同構造の液晶マイクロプリズムアレイ４７
を２段直交して縦続接続した点で異なる。つまり、２段
直交して縦続接続することにより、ｘ，ｙ軸の任意の方
向に光ビームを偏向することができる。
【００６３】図１３の右上円内にその光配線を示すよう
に、読み出し光ビーム群４６は液晶マイクロプリズムア
レイ４８で集光され、面型光ゲートスイッチアレイ４２
の１画素に入射される。反射された光ビームは液晶マイ
クロプリズムアレイ４７を通過し、その進行方向が偏向
されて、次段の面型光ゲートスイッチアレイ４９の各入
射画素に入力される。この時４×４スイッチが構成され
るように光の偏向が行なわれる。また、読み出し光ビー
ム１６本のうち何れかを選択することによってスイッチ
ングが行なわれる。
に、読み出し光ビーム群４６は液晶マイクロプリズムア
レイ４８で集光され、面型光ゲートスイッチアレイ４２
の１画素に入射される。反射された光ビームは液晶マイ
クロプリズムアレイ４７を通過し、その進行方向が偏向
されて、次段の面型光ゲートスイッチアレイ４９の各入
射画素に入力される。この時４×４スイッチが構成され
るように光の偏向が行なわれる。また、読み出し光ビー
ム１６本のうち何れかを選択することによってスイッチ
ングが行なわれる。
【００６４】前述の第５実施例から第８実施例の光スイ
ッチでは、読み出し光ビーム群を面型光ゲートスイッチ
アレイの光変調側に入射させるために偏光ビームスプリ
ッタを用いたが、読み出し光ビームにはｓ偏光のものを
用いてもよい。また、偏光ビームスプリッタの代わりに
ハーフミラーを用いても同様の光スイッチを構成するこ
とができ、このときλ／４板は不要であり、読み出し光
も偏光している必要はない。
ッチでは、読み出し光ビーム群を面型光ゲートスイッチ
アレイの光変調側に入射させるために偏光ビームスプリ
ッタを用いたが、読み出し光ビームにはｓ偏光のものを
用いてもよい。また、偏光ビームスプリッタの代わりに
ハーフミラーを用いても同様の光スイッチを構成するこ
とができ、このときλ／４板は不要であり、読み出し光
も偏光している必要はない。
【００６５】［第９実施例］図１５は本発明の第９実施
例を示すもので、ここでは本発明の液晶マイクロプリズ
ムアレイと空間光ビーム接続器を面型光ゲートスイッチ
アレイ（ＥＡＲＳ）間の接続に適用した一例を示してあ
る。
例を示すもので、ここでは本発明の液晶マイクロプリズ
ムアレイと空間光ビーム接続器を面型光ゲートスイッチ
アレイ（ＥＡＲＳ）間の接続に適用した一例を示してあ
る。
【００６６】図中、ＯＣ１１は、第１実施例に示した液
晶マイクロプリズムアレイであり、透明基板の溝毎に透
明電極をストライプ状に分割し、夫々に印加する電圧を
個別に制御可能となしたものである。ＯＣ１２は液晶マ
イクロプリズムアレイＯＣ１１を２段縦続接続した空間
光ビーム接続器である。ＩＢ１は入力光ビーム群、ＬＮ
１，ＬＮ２はマイクロレンズアレイ、ＳＷ１は面型光ゲ
ートスイッチアレイ、ＱＬ１，ＱＬ２はλ／４板、ＰＢ
１は偏光ビームスプリッタ、ＲＴ１は偏光ビームスプリ
ッタＰＢ１の反射面、ＰＬ２は分割λ／２板、ＢＰ４は
複屈折板、ＲＢ１は読み出し光ビーム群、ＯＢ１は出力
光ビーム群である。
晶マイクロプリズムアレイであり、透明基板の溝毎に透
明電極をストライプ状に分割し、夫々に印加する電圧を
個別に制御可能となしたものである。ＯＣ１２は液晶マ
イクロプリズムアレイＯＣ１１を２段縦続接続した空間
光ビーム接続器である。ＩＢ１は入力光ビーム群、ＬＮ
１，ＬＮ２はマイクロレンズアレイ、ＳＷ１は面型光ゲ
ートスイッチアレイ、ＱＬ１，ＱＬ２はλ／４板、ＰＢ
１は偏光ビームスプリッタ、ＲＴ１は偏光ビームスプリ
ッタＰＢ１の反射面、ＰＬ２は分割λ／２板、ＢＰ４は
複屈折板、ＲＢ１は読み出し光ビーム群、ＯＢ１は出力
光ビーム群である。
【００６７】入力光ビーム群ＩＢ１は２次元的に配列さ
れた複数の独立した光ビームの束（但し、ここでは図面
を簡単にするため、１次元の光ビームで示している）で
あり、各光ビームは全て円偏光である。この入力光ビー
ム群ＩＢ１は液晶マイクロプリズムアレイＯＣ１１に入
力される。液晶マイクロプリズムアレイＯＣ１１の溝ピ
ッチと各光ビームのピッチとは一致しており、各光ビー
ムは溝内の液晶に入射される。この際、液晶の配向方向
に平行な偏光（ここではｓ偏光）はそのまま直進する
が、液晶の配向方向に直交した偏光（ここではｐ偏光）
は透明電極間に交流電圧を印加すると、その方向が曲げ
られる。印加電圧（０〜７Ｖ程度）を調整することによ
り、任意の位置に光を出力することができるが、ここで
は直進するｓ偏光の間に来るように調整した。
れた複数の独立した光ビームの束（但し、ここでは図面
を簡単にするため、１次元の光ビームで示している）で
あり、各光ビームは全て円偏光である。この入力光ビー
ム群ＩＢ１は液晶マイクロプリズムアレイＯＣ１１に入
力される。液晶マイクロプリズムアレイＯＣ１１の溝ピ
ッチと各光ビームのピッチとは一致しており、各光ビー
ムは溝内の液晶に入射される。この際、液晶の配向方向
に平行な偏光（ここではｓ偏光）はそのまま直進する
が、液晶の配向方向に直交した偏光（ここではｐ偏光）
は透明電極間に交流電圧を印加すると、その方向が曲げ
られる。印加電圧（０〜７Ｖ程度）を調整することによ
り、任意の位置に光を出力することができるが、ここで
は直進するｓ偏光の間に来るように調整した。
【００６８】液晶マイクロプリズムアレイＯＣ１１の出
力光ビームはマイクロレンズアレイＬＮ１に達する。マ
イクロレンズアレイＬＮ１は２次元的に配列された複数
の微小なレンズで構成され、入射した光ビームを夫々の
焦点面に集光する。この焦点面には光ゲートスイッチア
レイＳＷ１が配置してあり、各光ビームが２次元的に配
列された各スイッチセルに夫々入射するように、液晶マ
イクロプリズムアレイＯＣ１１の電圧をさらに調整し、
固定する。
力光ビームはマイクロレンズアレイＬＮ１に達する。マ
イクロレンズアレイＬＮ１は２次元的に配列された複数
の微小なレンズで構成され、入射した光ビームを夫々の
焦点面に集光する。この焦点面には光ゲートスイッチア
レイＳＷ１が配置してあり、各光ビームが２次元的に配
列された各スイッチセルに夫々入射するように、液晶マ
イクロプリズムアレイＯＣ１１の電圧をさらに調整し、
固定する。
【００６９】図１６は面型光ゲートスイッチアレイＳＷ
１の一例、ここではIEEE PhotonicsTechnology Letter
s, Vol.3, No.4, April 1991, S.Matsuo, C.Amano and
Kurokawa, Operation Characteristics of Three-Termi
nal Hybrid Structure withMulti-Quantum-Well Reflec
tion Modulator and Heterojunction Phototransisito
r, pp.330-332 に開示された面型光ゲートスイッチアレ
イを示してある。
１の一例、ここではIEEE PhotonicsTechnology Letter
s, Vol.3, No.4, April 1991, S.Matsuo, C.Amano and
Kurokawa, Operation Characteristics of Three-Termi
nal Hybrid Structure withMulti-Quantum-Well Reflec
tion Modulator and Heterojunction Phototransisito
r, pp.330-332 に開示された面型光ゲートスイッチアレ
イを示してある。
【００７０】図１６（ａ）は面型光ゲートスイッチアレ
イＳＷ１の全体構成を示すもので、単位セルＣＬが複
数、２次元的に配列されてなっている。また、ＩＮ１は
入力光、ＲＯ１は読み出し光、ＯＴ１は出力光である。
図１６（ｂ）は単位セルの構成を示すもので、ＨＰＴは
フォトトランジスタ、ＭＯＤはＭＱＷ反射型光強度変調
器である。図１６（ｃ）は単位セルの等価回路を示すも
のである。
イＳＷ１の全体構成を示すもので、単位セルＣＬが複
数、２次元的に配列されてなっている。また、ＩＮ１は
入力光、ＲＯ１は読み出し光、ＯＴ１は出力光である。
図１６（ｂ）は単位セルの構成を示すもので、ＨＰＴは
フォトトランジスタ、ＭＯＤはＭＱＷ反射型光強度変調
器である。図１６（ｃ）は単位セルの等価回路を示すも
のである。
【００７１】前記面型光ゲートスイッチアレイＳＷ１の
単位セルＣＬでは、入力光ＩＮ１の光量に応じてフォト
トランジスタＨＰＴの端子電圧が変化し、これにより光
強度変調器ＭＯＤの端子電圧を制御してその反射率を変
化させる。また、これにより光強度変調器ＭＯＤに入射
する読み出し光ＲＯ１の光強度を変調し、出力光ＯＴ１
を生成する。読み出し光ＲＯ１として一定強度の光を加
えた場合には、出力光ＯＴ１は入力光ＩＮ１を増幅した
ものと等しくなる。また、読み出し光ＲＯ１を遮断する
と出力光ＯＴ１の出力もゼロとなる。従って、各単位セ
ルＣＬは読み出し光ＲＯ１をオン・オフすることによ
り、出力光ＯＴ１をスイッチすることができ、１入力１
出力の光スイッチ素子として利用できる。
単位セルＣＬでは、入力光ＩＮ１の光量に応じてフォト
トランジスタＨＰＴの端子電圧が変化し、これにより光
強度変調器ＭＯＤの端子電圧を制御してその反射率を変
化させる。また、これにより光強度変調器ＭＯＤに入射
する読み出し光ＲＯ１の光強度を変調し、出力光ＯＴ１
を生成する。読み出し光ＲＯ１として一定強度の光を加
えた場合には、出力光ＯＴ１は入力光ＩＮ１を増幅した
ものと等しくなる。また、読み出し光ＲＯ１を遮断する
と出力光ＯＴ１の出力もゼロとなる。従って、各単位セ
ルＣＬは読み出し光ＲＯ１をオン・オフすることによ
り、出力光ＯＴ１をスイッチすることができ、１入力１
出力の光スイッチ素子として利用できる。
【００７２】図１５において、面型光ゲートスイッチア
レイＳＷ１への読み出し光ビーム群ＲＢ１は、該面型光
ゲートスイッチアレイＳＷ１の右側から入射する。即
ち、偏光ビームスプリッタＰＢ１の下方から入射した読
み出し光ビーム群ＲＢ１（ｓ偏光）は、反射面ＲＴ１で
左側に反射され、λ／４板ＱＬ１を通過し円偏光に変換
された後、マイクロレンズアレイＬＮ２により面型光ゲ
ートスイッチアレイＳＷ１の各単位セルの光強度変調器
上に集光される。
レイＳＷ１への読み出し光ビーム群ＲＢ１は、該面型光
ゲートスイッチアレイＳＷ１の右側から入射する。即
ち、偏光ビームスプリッタＰＢ１の下方から入射した読
み出し光ビーム群ＲＢ１（ｓ偏光）は、反射面ＲＴ１で
左側に反射され、λ／４板ＱＬ１を通過し円偏光に変換
された後、マイクロレンズアレイＬＮ２により面型光ゲ
ートスイッチアレイＳＷ１の各単位セルの光強度変調器
上に集光される。
【００７３】これらの光ビームのうち、各単位セルの光
強度変調器の状態により反射されたものは右側方向に進
み、マイクロレンズアレイＬＮ２により光ビームに変換
され、再びλ／４板ＱＬ１を通過しｐ偏光に変換され、
偏光ビームスプリッタＰＢ１を直進し、分割λ／２板Ｐ
Ｌ２及び複屈折板ＢＰ４によって、液晶マイクロプリズ
ムアレイＯＣ１１で分離されたｓ偏光とそれぞれ合成さ
れ、その後、空間光ビーム接続器ＯＣ１２に入射され
る。空間光ビーム接続器ＯＣ１２の溝ピッチと各光ビー
ムのピッチとは一致しており、各光ビームは溝内の液晶
に入力される。
強度変調器の状態により反射されたものは右側方向に進
み、マイクロレンズアレイＬＮ２により光ビームに変換
され、再びλ／４板ＱＬ１を通過しｐ偏光に変換され、
偏光ビームスプリッタＰＢ１を直進し、分割λ／２板Ｐ
Ｌ２及び複屈折板ＢＰ４によって、液晶マイクロプリズ
ムアレイＯＣ１１で分離されたｓ偏光とそれぞれ合成さ
れ、その後、空間光ビーム接続器ＯＣ１２に入射され
る。空間光ビーム接続器ＯＣ１２の溝ピッチと各光ビー
ムのピッチとは一致しており、各光ビームは溝内の液晶
に入力される。
【００７４】空間光ビーム接続器ＯＣ１２に入射された
光ビームは透明電極に交流電圧が印加されると、その方
向が上下方向に曲げられる。この際、分割された各透明
電極に印加する電圧を調整することにより、各光ビーム
を任意の位置に出力することができる。例えば、透明電
極の電圧を１つ置きに制御すると、図示の如く２本の光
ビームを１本にすることが可能である。
光ビームは透明電極に交流電圧が印加されると、その方
向が上下方向に曲げられる。この際、分割された各透明
電極に印加する電圧を調整することにより、各光ビーム
を任意の位置に出力することができる。例えば、透明電
極の電圧を１つ置きに制御すると、図示の如く２本の光
ビームを１本にすることが可能である。
【００７５】また、ここでは１つ置きの２本の光ビーム
を１本としたが、２つ置き以上の２本の光ビームを１本
にすることも可能である。また、空間光ビーム接続器Ｏ
Ｃ１２に印加する電圧を調整することにより、バンヤン
網、シャフル網、クロスオーバ網等、どのような光結線
も可能となる。従って、従来のスイッチの結線（図２６
参照）を自由に空間光結線で実現できる。図１５の構成
では、２×２スイッチ（図中の破線で囲んだ部分）をベ
ースとしてバンヤン網１段分と等しい動作をするので、
これらを多段に接続するとバンヤン網を構成できる。
を１本としたが、２つ置き以上の２本の光ビームを１本
にすることも可能である。また、空間光ビーム接続器Ｏ
Ｃ１２に印加する電圧を調整することにより、バンヤン
網、シャフル網、クロスオーバ網等、どのような光結線
も可能となる。従って、従来のスイッチの結線（図２６
参照）を自由に空間光結線で実現できる。図１５の構成
では、２×２スイッチ（図中の破線で囲んだ部分）をベ
ースとしてバンヤン網１段分と等しい動作をするので、
これらを多段に接続するとバンヤン網を構成できる。
【００７６】［第１０実施例］図１７は本発明の第１０
実施例を示すもので、ここでは本発明の液晶マイクロプ
リズムアレイと空間光ビーム接続器を用いてバンヤン網
を構成した一例を示してある。
実施例を示すもので、ここでは本発明の液晶マイクロプ
リズムアレイと空間光ビーム接続器を用いてバンヤン網
を構成した一例を示してある。
【００７７】図中、ＳＷ２１〜ＳＷ２５は面型光ゲート
スイッチアレイ、ＯＣ２１〜ＯＣ２５は液晶マイクロプ
リズムアレイまたは空間光ビーム接続器であり、これら
は多段に接続され、バンヤン網を構成している。
スイッチアレイ、ＯＣ２１〜ＯＣ２５は液晶マイクロプ
リズムアレイまたは空間光ビーム接続器であり、これら
は多段に接続され、バンヤン網を構成している。
【００７８】［第１１実施例］図１８は本発明の第１１
実施例を示すもので、ここでは本発明の液晶マイクロプ
リズムアレイと空間光ビーム接続器を用いて１６×１６
の光スイッチを構成した一例を示してある。
実施例を示すもので、ここでは本発明の液晶マイクロプ
リズムアレイと空間光ビーム接続器を用いて１６×１６
の光スイッチを構成した一例を示してある。
【００７９】図中、ＯＣ３１，ＯＣ３２は第２実施例ま
たは第３，第４実施例に示した液晶マイクロプリズムア
レイまたは空間光ビーム接続器、ＩＦ１はコリメートレ
ンズ付きの入力光ファイバアレイ、ＯＦ１はコリメート
レンズ付きの出力光ファイバアレイ、ＣＳ１，ＣＳ２は
電源である。
たは第３，第４実施例に示した液晶マイクロプリズムア
レイまたは空間光ビーム接続器、ＩＦ１はコリメートレ
ンズ付きの入力光ファイバアレイ、ＯＦ１はコリメート
レンズ付きの出力光ファイバアレイ、ＣＳ１，ＣＳ２は
電源である。
【００８０】電源ＣＳ１，ＣＳ２は各画素に印加する電
圧を制御する。電源ＣＳ１，ＣＳ２には予め光のスイッ
チングをするための最適電圧がメモリに蓄えられてお
り、スイッチングが要求された時、メモリから情報を読
み出し、最適な電圧を液晶マイクロプリズムアレイまた
は空間光ビーム接続器ＯＣ３１，３２の各画素に印加す
る。このようにして、入力光ファイバアレイＩＦ１から
の各入力光ビームは所望の出力光ファイバアレイＯＦ１
の位置に出射される。この際、光ビームが出力光ファイ
バアレイＯＦ１に対して、角度をもって入射するとロス
が増える。このため、入力側と同様の液晶マイクロプリ
ズムアレイまたは空間光ビーム接続器ＯＣ３２を通して
各光ファイバに対し角度０°で入射するようにする。こ
れによって、低損失の１６×１６の光スイッチを実現で
きる。
圧を制御する。電源ＣＳ１，ＣＳ２には予め光のスイッ
チングをするための最適電圧がメモリに蓄えられてお
り、スイッチングが要求された時、メモリから情報を読
み出し、最適な電圧を液晶マイクロプリズムアレイまた
は空間光ビーム接続器ＯＣ３１，３２の各画素に印加す
る。このようにして、入力光ファイバアレイＩＦ１から
の各入力光ビームは所望の出力光ファイバアレイＯＦ１
の位置に出射される。この際、光ビームが出力光ファイ
バアレイＯＦ１に対して、角度をもって入射するとロス
が増える。このため、入力側と同様の液晶マイクロプリ
ズムアレイまたは空間光ビーム接続器ＯＣ３２を通して
各光ファイバに対し角度０°で入射するようにする。こ
れによって、低損失の１６×１６の光スイッチを実現で
きる。
【００８１】尚、本実施例では、１６×１６の光スイッ
チについて示したが、１６本の光ファイバアレイ同士を
自由空間を介して光カップリングさせる場合にも有効で
ある。即ち、コリメートレンズアレイを設けた光ファイ
バアレイの出力光ビーム群は、光ファイバアレイ及びレ
ンズアレイの位置合せ精度の不足から通常、完全に平行
とはならない。このため、この光ビーム群を入力側と同
様の光ファイバアレイでそのまま受けた場合、カップリ
ングロスは２０ｄＢ以上となってしまう。この際、入力
側と出力側の光ファイバアレイ間に、図１８に示した液
晶マイクロプリズムアレイまたは空間光ビーム接続器を
挿入することにより、光ビームの位置及び角度を個々に
調整可能となるため、光のカップリングロスは１ｄＢ程
度まで改善される。
チについて示したが、１６本の光ファイバアレイ同士を
自由空間を介して光カップリングさせる場合にも有効で
ある。即ち、コリメートレンズアレイを設けた光ファイ
バアレイの出力光ビーム群は、光ファイバアレイ及びレ
ンズアレイの位置合せ精度の不足から通常、完全に平行
とはならない。このため、この光ビーム群を入力側と同
様の光ファイバアレイでそのまま受けた場合、カップリ
ングロスは２０ｄＢ以上となってしまう。この際、入力
側と出力側の光ファイバアレイ間に、図１８に示した液
晶マイクロプリズムアレイまたは空間光ビーム接続器を
挿入することにより、光ビームの位置及び角度を個々に
調整可能となるため、光のカップリングロスは１ｄＢ程
度まで改善される。
【００８２】［第１２実施例］図１９は本発明の第１２
実施例を示すもので、ここでは本発明の空間光ビーム接
続器をボード間光インタコネクションに適用した一例を
示してある。
実施例を示すもので、ここでは本発明の空間光ビーム接
続器をボード間光インタコネクションに適用した一例を
示してある。
【００８３】図中、Ｂ１，Ｂ２はボードであり、該ボー
ドＢ１，Ｂ２上にはＬＳＩが複数搭載されている。各ボ
ードＢ１，Ｂ２はバックプレーンＢＰ上のスロットＳＬ
１，ＳＬ２に差し込まれて固定される。各ボード間の間
隔は１インチ（２５mm程度）であり、自由空間でボード
間の光インタコネクションを行う場合、互いのボードの
位置合せの精度を数１０μｍ以下で行う必要があり、従
来、この精度を実現することは不可能であった。
ドＢ１，Ｂ２上にはＬＳＩが複数搭載されている。各ボ
ードＢ１，Ｂ２はバックプレーンＢＰ上のスロットＳＬ
１，ＳＬ２に差し込まれて固定される。各ボード間の間
隔は１インチ（２５mm程度）であり、自由空間でボード
間の光インタコネクションを行う場合、互いのボードの
位置合せの精度を数１０μｍ以下で行う必要があり、従
来、この精度を実現することは不可能であった。
【００８４】また、ＳＥＬは面発光レーザアレイであ
り、ボードＢ１，Ｂ２上のＬＳＩによって電気的に処理
された結果は各レーザを高速に変調することにより光に
変換される。なお、面発光レーザの代りに光源及びＭＱ
Ｗ面型光強度変調器を用いても良い。ＤＳＥＬは位置検
出用に設けた面発光レーザであり、連続光が出力され
る。面発光レーザＳＥＬ，ＤＳＥＬからの光はマイクロ
レンズアレイ（図示せず）を介して、空間光ビーム接続
器ＯＣ４１に入力される。面発光レーザＳＥＬ，ＤＳＥ
Ｌからの光の偏波は一方向であり、空間光ビーム接続器
ＯＣ４１における液晶の配向方向と一致している。空間
光ビーム接続器ＯＣ４１は、一の面上に一様に形成され
た透明電極を有する空間光ビーム接続器を、図１３に示
したように４段縦続接続してなるものであり、各ビーム
ＩＢは個々には制御されず、一括して上下左右に偏向さ
れる。
り、ボードＢ１，Ｂ２上のＬＳＩによって電気的に処理
された結果は各レーザを高速に変調することにより光に
変換される。なお、面発光レーザの代りに光源及びＭＱ
Ｗ面型光強度変調器を用いても良い。ＤＳＥＬは位置検
出用に設けた面発光レーザであり、連続光が出力され
る。面発光レーザＳＥＬ，ＤＳＥＬからの光はマイクロ
レンズアレイ（図示せず）を介して、空間光ビーム接続
器ＯＣ４１に入力される。面発光レーザＳＥＬ，ＤＳＥ
Ｌからの光の偏波は一方向であり、空間光ビーム接続器
ＯＣ４１における液晶の配向方向と一致している。空間
光ビーム接続器ＯＣ４１は、一の面上に一様に形成され
た透明電極を有する空間光ビーム接続器を、図１３に示
したように４段縦続接続してなるものであり、各ビーム
ＩＢは個々には制御されず、一括して上下左右に偏向さ
れる。
【００８５】また、ＰＤは光ディテクタアレイであり、
光信号を電気信号に変換し、ボードＢ２上の各ＬＳＩに
送る。ＳＰＤはビーム位置検出用に設けた光ディテクタ
であり、位置検出用の面発光レーザＤＳＥＬから送られ
た光ビームの位置を常に検出している。本光ディテクタ
ＳＰＤの出力が最大になるように、光出力コントローラ
ＥＣで電源ＬＣＳを制御し、空間光ビーム接続器ＯＣ４
１に供給する駆動電圧を調整する。各光ビームの位置関
係は面発光レーザアレイの各セルの位置関係を正確に反
映しているので、１つの光ビームの位置を正確に制御す
ることにより、光ビーム群ＩＢ全体の位置を正確に制御
できる。
光信号を電気信号に変換し、ボードＢ２上の各ＬＳＩに
送る。ＳＰＤはビーム位置検出用に設けた光ディテクタ
であり、位置検出用の面発光レーザＤＳＥＬから送られ
た光ビームの位置を常に検出している。本光ディテクタ
ＳＰＤの出力が最大になるように、光出力コントローラ
ＥＣで電源ＬＣＳを制御し、空間光ビーム接続器ＯＣ４
１に供給する駆動電圧を調整する。各光ビームの位置関
係は面発光レーザアレイの各セルの位置関係を正確に反
映しているので、１つの光ビームの位置を正確に制御す
ることにより、光ビーム群ＩＢ全体の位置を正確に制御
できる。
【００８６】本実施例によれば、ボードＢ１，Ｂ２の位
置関係が、抜き差し、振動、歪等によって変化しても、
常に光ビーム群を所望の光ディテクタアレイの位置に光
結合することが可能となり、ボードＢ１からボードＢ２
へ、自由空間光ビームによりデータを高速に送ることが
できる。
置関係が、抜き差し、振動、歪等によって変化しても、
常に光ビーム群を所望の光ディテクタアレイの位置に光
結合することが可能となり、ボードＢ１からボードＢ２
へ、自由空間光ビームによりデータを高速に送ることが
できる。
【００８７】［第１３実施例］図２０は本発明の第１３
実施例を示すもので、ここでは第９実施例において偏光
ビームスプリッタＰＢ１とλ／４板ＱＬ１との間にも液
晶マイクロプリズムアレイまたは空間光ビーム接続器、
例えばＯＣ１３を設けた一例を示してある。また、図２
１（ａ）（ｂ）には空間光ビーム接続器ＯＣ１３を設け
ない場合及び設けた場合における光ビームの進む様子を
示してある。
実施例を示すもので、ここでは第９実施例において偏光
ビームスプリッタＰＢ１とλ／４板ＱＬ１との間にも液
晶マイクロプリズムアレイまたは空間光ビーム接続器、
例えばＯＣ１３を設けた一例を示してある。また、図２
１（ａ）（ｂ）には空間光ビーム接続器ＯＣ１３を設け
ない場合及び設けた場合における光ビームの進む様子を
示してある。
【００８８】空間光ビーム接続器ＯＣ１３を設けない場
合、読み出し光ビーム群ＲＢ１が偏光ビームスプリッタ
ＰＢ１に対して傾いて入射すると、反射ビームも傾いて
出射される。また、面型光ゲートスイッチアレイＳＷ１
が傾いている場合にも同様の問題が生じる。従って、面
型光ゲートスイッチアレイＳＷ１、偏光ビームスプリッ
タＰＢ１、読み出し光ビーム群ＲＢ１の角度を正確に調
整する必要がある。
合、読み出し光ビーム群ＲＢ１が偏光ビームスプリッタ
ＰＢ１に対して傾いて入射すると、反射ビームも傾いて
出射される。また、面型光ゲートスイッチアレイＳＷ１
が傾いている場合にも同様の問題が生じる。従って、面
型光ゲートスイッチアレイＳＷ１、偏光ビームスプリッ
タＰＢ１、読み出し光ビーム群ＲＢ１の角度を正確に調
整する必要がある。
【００８９】これに対して、空間光ビーム接続器ＯＣ１
３を設けた場合、読み出し光ビーム群ＲＢ１の偏光方向
を、空間光ビーム接続器ＯＣ１３の液晶の配向方向に対
して垂直にしておくと、読み出し光ビーム群ＲＢ１は該
空間光ビーム接続器ＯＣ１３を直進し、面型光ゲートス
イッチアレイＳＷ１に入射する。面型光ゲートスイッチ
アレイＳＷ１で反射された光はλ／４板ＱＬ１を通過
し、液晶の配向方向に対して平行な偏波に変換されるの
で、空間光ビーム接続器ＯＣ１３に電圧を印加しておく
とその方向に偏向することができる。
３を設けた場合、読み出し光ビーム群ＲＢ１の偏光方向
を、空間光ビーム接続器ＯＣ１３の液晶の配向方向に対
して垂直にしておくと、読み出し光ビーム群ＲＢ１は該
空間光ビーム接続器ＯＣ１３を直進し、面型光ゲートス
イッチアレイＳＷ１に入射する。面型光ゲートスイッチ
アレイＳＷ１で反射された光はλ／４板ＱＬ１を通過
し、液晶の配向方向に対して平行な偏波に変換されるの
で、空間光ビーム接続器ＯＣ１３に電圧を印加しておく
とその方向に偏向することができる。
【００９０】従って、面型光ゲートスイッチアレイや読
み出し光ビームが傾いていても、空間光ビーム接続器の
電圧を調整することにより、偏光ビームスプリッタに対
して垂直に入射する光ビームを作ることが可能となる。
み出し光ビームが傾いていても、空間光ビーム接続器の
電圧を調整することにより、偏光ビームスプリッタに対
して垂直に入射する光ビームを作ることが可能となる。
【００９１】［第１４実施例］図２２は本発明の第１４
実施例を示すもので、ここでは第５乃至第８実施例で示
した１×２単位スイッチと４×１単位スイッチを組み合
わせて２０４８×２５６の光集線スイッチを構成した一
例を示してある。
実施例を示すもので、ここでは第５乃至第８実施例で示
した１×２単位スイッチと４×１単位スイッチを組み合
わせて２０４８×２５６の光集線スイッチを構成した一
例を示してある。
【００９２】図中、４１は３２×６４の入力光ファイバ
アレイ、５２乃至５５は６４×６４の発光形の面型光ゲ
ートスイッチアレイ、５６は１６×１６の出力光ファイ
バアレイである。
アレイ、５２乃至５５は６４×６４の発光形の面型光ゲ
ートスイッチアレイ、５６は１６×１６の出力光ファイ
バアレイである。
【００９３】前記の面型光ゲートスイッチアレイ５２乃
至５５には液晶マイクロプリズムアレイまたは空間光ビ
ーム接続器（共に図示せず）が張り合わせられている。
ちなみに、符号５２の面型光ゲートスイッチアレイは１
×２の展開スイッチの役割を、また、符号５３乃至５４
の面型光ゲートスイッチアレイは４×１光集線スイッチ
の役割を果たしている。符号５５の面型光ゲートスイッ
チアレイは出力光ファイバにカップリングさせる機能を
持つ。
至５５には液晶マイクロプリズムアレイまたは空間光ビ
ーム接続器（共に図示せず）が張り合わせられている。
ちなみに、符号５２の面型光ゲートスイッチアレイは１
×２の展開スイッチの役割を、また、符号５３乃至５４
の面型光ゲートスイッチアレイは４×１光集線スイッチ
の役割を果たしている。符号５５の面型光ゲートスイッ
チアレイは出力光ファイバにカップリングさせる機能を
持つ。
【００９４】本実施例の光集線スイッチは、基本的には
３段構成であり、初段で入線を２倍に展開し、２段目、
３段目で１／４に集線している。初段で２倍に展開した
のは、単に集線したのみでは，閉塞率が高くなるためで
ある。閉塞率をさらに低くするためには、初段で、４
倍、８倍に展開しておく方法も有効である。
３段構成であり、初段で入線を２倍に展開し、２段目、
３段目で１／４に集線している。初段で２倍に展開した
のは、単に集線したのみでは，閉塞率が高くなるためで
ある。閉塞率をさらに低くするためには、初段で、４
倍、８倍に展開しておく方法も有効である。
【００９５】［実施例１５］図２３は本発明の第１５実
施例を示すもので、ここでは本発明の４×１光スイッチ
を用いて４×１の時分割多重をした例を示してある。
施例を示すもので、ここでは本発明の４×１光スイッチ
を用いて４×１の時分割多重をした例を示してある。
【００９６】図中、６１は入力光ビーム群、６２は非発
光形の面型光ゲートスイッチアレイ、６３はマイクロレ
ンズアレイ、６４はλ／４板、６５は偏光ビームスプリ
ッタ、６６は読み出し光ビーム群、６７は液晶マイクロ
プリズムアレイ、６８は次段の面型光ゲートスイッチア
レイ、６９はマイクロレンズアレイ、７０はλ／４板、
７１は偏光ビームスプリッタ、７２は読み出し光ビー
ム、７３は出力光ビームである。
光形の面型光ゲートスイッチアレイ、６３はマイクロレ
ンズアレイ、６４はλ／４板、６５は偏光ビームスプリ
ッタ、６６は読み出し光ビーム群、６７は液晶マイクロ
プリズムアレイ、６８は次段の面型光ゲートスイッチア
レイ、６９はマイクロレンズアレイ、７０はλ／４板、
７１は偏光ビームスプリッタ、７２は読み出し光ビー
ム、７３は出力光ビームである。
【００９７】ここでの構成では、初段で多重が行なわ
れ、２段目でシングルモード光ファイバにカップリング
するため、１本の光に変換している。
れ、２段目でシングルモード光ファイバにカップリング
するため、１本の光に変換している。
【００９８】入力光ビームＩ１乃至Ｉ４には、ＮＲＺデ
ィジタル光信号を入力する。入力光、読み出し光及び出
力光の波形は図２４に示す通りであり、その速度は１０
Ｍｂｉｔ／ｓである。読み出し光ビームＲ１〜Ｒ４は高
速な４０Ｍｂｉｔ／ｓのパルスが入力され、該読み出し
光ビームＲ１〜Ｒ４は、符号６２の面型光ゲートスイッ
チアレイの１から４を順番に読んでいくため、出力光ビ
ーム７３は図２４下に示したように、入力光ビームＩ１
〜Ｉ４が時分割多重されて出力される。
ィジタル光信号を入力する。入力光、読み出し光及び出
力光の波形は図２４に示す通りであり、その速度は１０
Ｍｂｉｔ／ｓである。読み出し光ビームＲ１〜Ｒ４は高
速な４０Ｍｂｉｔ／ｓのパルスが入力され、該読み出し
光ビームＲ１〜Ｒ４は、符号６２の面型光ゲートスイッ
チアレイの１から４を順番に読んでいくため、出力光ビ
ーム７３は図２４下に示したように、入力光ビームＩ１
〜Ｉ４が時分割多重されて出力される。
【００９９】通常、光のディジタル信号を時分割多重す
る場合には、一旦電気に変換して、多重するか、あるい
は光ファイバの遅延線を用いて行なわれる。しかしこれ
らの操作は非常に複雑である。前記の方法を用いると非
常に簡単な操作で時分割多重が可能となる。
る場合には、一旦電気に変換して、多重するか、あるい
は光ファイバの遅延線を用いて行なわれる。しかしこれ
らの操作は非常に複雑である。前記の方法を用いると非
常に簡単な操作で時分割多重が可能となる。
【０１００】尚、本実施例では、４×１光スイッチを用
いて説明したが、前述したＮ×１光スイッチと同様に、
水平同一面内で３０×１の時分割多重スイッチが、水平
を多段に重ねることにより９００×１時分割多重スイッ
チの実現が可能である。
いて説明したが、前述したＮ×１光スイッチと同様に、
水平同一面内で３０×１の時分割多重スイッチが、水平
を多段に重ねることにより９００×１時分割多重スイッ
チの実現が可能である。
【０１０１】［第１６実施例］図２５は本発明の第１６
実施例を示すもので、ここでは本発明の光スイッチを実
際に実装する方法を示してある。
実施例を示すもので、ここでは本発明の光スイッチを実
際に実装する方法を示してある。
【０１０２】図中、８１は発光形の面型光ゲートスイッ
チアレイ、８２はマイクロレンズアレイ、８３は液晶マ
イクロプリズムアレイ、８４は液晶マクロプリズム、８
５はシリンダホルダ、８６はＶ溝ホルダ、８７はハーフ
ミラー或いはλ／４板付きＰＢＳ、８８はモニタカメラ
である。
チアレイ、８２はマイクロレンズアレイ、８３は液晶マ
イクロプリズムアレイ、８４は液晶マクロプリズム、８
５はシリンダホルダ、８６はＶ溝ホルダ、８７はハーフ
ミラー或いはλ／４板付きＰＢＳ、８８はモニタカメラ
である。
【０１０３】液晶マイクロプリズム８４は、２枚のガラ
ス板をクサビ状に形成したものの間に液晶を充填したも
のであり、偏向角度は小さいが、各ビームを各マイクロ
プリズムアレイに割り当てる必要がないため、張り合わ
せのためにアライメントが容易になるという特徴をも
つ。
ス板をクサビ状に形成したものの間に液晶を充填したも
のであり、偏向角度は小さいが、各ビームを各マイクロ
プリズムアレイに割り当てる必要がないため、張り合わ
せのためにアライメントが容易になるという特徴をも
つ。
【０１０４】前記の面型光ゲートスイッチアレイ８１、
マイクロレンズアレイ８２、液晶マイクロプリズムアレ
イ８３及び液晶マクロプリズム８４は、これらを軸合わ
せしつつ、同図右上に示した順序でシリンダホルダ８５
に装填される。
マイクロレンズアレイ８２、液晶マイクロプリズムアレ
イ８３及び液晶マクロプリズム８４は、これらを軸合わ
せしつつ、同図右上に示した順序でシリンダホルダ８５
に装填される。
【０１０５】光スイッチを多段に接続する場合、その中
心を合わせて、さらに互いに角度がずれないようにする
ことが肝要であり、このためにシリングホルダ８５及び
Ｖ溝基板８６を用いている。シリンダホルダ８５内の光
スイッチは該シリンダホルダ８５をＶ溝基板８６のＶ溝
に嵌め込むことにより、互いの中心軸をほぼ一致させて
多段に並べることができる。
心を合わせて、さらに互いに角度がずれないようにする
ことが肝要であり、このためにシリングホルダ８５及び
Ｖ溝基板８６を用いている。シリンダホルダ８５内の光
スイッチは該シリンダホルダ８５をＶ溝基板８６のＶ溝
に嵌め込むことにより、互いの中心軸をほぼ一致させて
多段に並べることができる。
【０１０６】光スイッチから出射される光ビームアレイ
を本発明のＮ×１，１×Ｎ，Ｎ×Ｎ光スイッチに入射
し、次段の光スイッチの入力画素に光ビームが照射され
るように、モニタカメラ８８の映像を見ながらシリンダ
ホルダ８５の回転を微調し、液晶マイクロプリズムアレ
イ８３と液晶マクロプリズム８４の電圧を調整する。こ
のようにして、比較的簡単に面型光ゲートスイッチアレ
イの間を光ビームによって結線することが可能となる。
を本発明のＮ×１，１×Ｎ，Ｎ×Ｎ光スイッチに入射
し、次段の光スイッチの入力画素に光ビームが照射され
るように、モニタカメラ８８の映像を見ながらシリンダ
ホルダ８５の回転を微調し、液晶マイクロプリズムアレ
イ８３と液晶マクロプリズム８４の電圧を調整する。こ
のようにして、比較的簡単に面型光ゲートスイッチアレ
イの間を光ビームによって結線することが可能となる。
【０１０７】以上説明したように、本発明の面型光ゲー
トスイッチアレイと液晶マイクロプリズムアレイを組み
合わせたＮ×１，１×Ｎ，Ｎ×Ｎ単位スイッチを多段化
することにより、各種のスイッチの実現が可能である。
トスイッチアレイと液晶マイクロプリズムアレイを組み
合わせたＮ×１，１×Ｎ，Ｎ×Ｎ単位スイッチを多段化
することにより、各種のスイッチの実現が可能である。
【０１０８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一の面上に透明電極及び配向膜をそれぞれ形成した第
１，第２の透明基板を、その一の面同士が傾きをもって
対向する如く配置し、該一の面同士間に形成される空間
内に液晶を充填し、前記透明電極間に電源から駆動電圧
を供給することにより、入力光ビームに対するプリズム
を構成する液晶の屈折率を変化させ、これによって出力
光ビームの方向を偏向させるため、２次元光素子アレイ
同士の任意の素子間を接続することができる。また、電
圧値という制御の容易な要素により光ビームの方向を調
整することができるため、高精度な位置合せが可能とな
り、大規模光スイッチ等も実現可能となる。
一の面上に透明電極及び配向膜をそれぞれ形成した第
１，第２の透明基板を、その一の面同士が傾きをもって
対向する如く配置し、該一の面同士間に形成される空間
内に液晶を充填し、前記透明電極間に電源から駆動電圧
を供給することにより、入力光ビームに対するプリズム
を構成する液晶の屈折率を変化させ、これによって出力
光ビームの方向を偏向させるため、２次元光素子アレイ
同士の任意の素子間を接続することができる。また、電
圧値という制御の容易な要素により光ビームの方向を調
整することができるため、高精度な位置合せが可能とな
り、大規模光スイッチ等も実現可能となる。
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図
【図２】偏向角と電圧の関係を示す図
【図３】本発明の第２実施例を示す構成図
【図４】図３の空間光ビーム接続器における透明電極の
一例を示す構成図
一例を示す構成図
【図５】本発明の第３実施例を示す構成図
【図６】本発明の第４実施例を示す構成図
【図７】入力光ビームの集光例を示す構成図
【図８】本発明の第５実施例を示す構成図
【図９】図８の上面図
【図１０】本発明の第６実施例を示す構成図
【図１１】本発明の第７実施例を示す構成図
【図１２】図１１の上面図
【図１３】本発明の第８実施例を示す構成図
【図１４】図１３の上面図
【図１５】本発明の第９実施例を示す構成図
【図１６】面型光ゲートスイッチアレイの一例を示す構
成図
成図
【図１７】本発明の第１０実施例を示す構成図
【図１８】本発明の第１１実施例を示す構成図
【図１９】本発明の第１２実施例を示す構成図
【図２０】本発明の第１３実施例を示す構成図
【図２１】光ビームの進む様子を示す図
【図２２】本発明の第１４実施例を示す構成図図
【図２３】本発明の第１５実施例を示す構成図
【図２４】入力光ビーム、読み出し光ビーム及び出力光
ビームの波形を示す図
ビームの波形を示す図
【図２５】本発明の第１６実施例を示す図
【図２６】従来の技術を説明する図
【図２７】従来の技術を説明する図
【図２８】従来の技術を説明する図
【図２９】従来の技術を説明する図
１，２，２′…透明基板、２ａ…溝、３，４…透明電
極、５，６…配向膜、７…液晶、８…電源、ＯＣ０１〜
ＯＣ０４…液晶マイクロプリズムアレイ、ＧＬ…透明電
極、ＣＬ１，ＣＬ２…複屈曲板、ＬＰ１，ＬＰ２…λ／
２板、ＯＣ…液晶マイクロプリズムアレイ、２１…入力
光ビーム群、２２，２２′，２８…面型光ゲートスイッ
チアレイ、２４…λ／４板、２５…偏光ビームスプリッ
タ、２６…読み出し光ビーム群、２７…液晶マイクロプ
リズムアレイ、３１…入力光ビーム群、３２，３９…面
型光ゲートスイッチアレイ、３４…λ／４板、３５…偏
光ビームスプリッタ、３６…読み出し光ビーム群、３
７，３８…液晶マイクロプリズムアレイ、４１…入力光
ビーム群、４２，４９…面型光ゲートスイッチアレイ、
４４…λ／４板、４５…偏光ビームスプリッタ、４６…
読み出し光ビーム群、４７，４８…液晶マイクロプリズ
ムアレイ、ＩＢ１…入力光ビーム群、ＯＣ１１…液晶マ
イクロプリズムアレイ、ＯＣ１２…空間光ビーム接続
器、ＳＷ１…面型光ゲートスイッチアレイ、ＰＢ１…偏
光ビームスピリッタ、ＲＢ１…読み出し光ビーム群、Ｏ
Ｂ１…出力光ビーム群、ＳＷ２１〜ＳＷ２５…面型光ゲ
ートスイッチアレイ、ＯＣ２１〜ＯＣ２５，ＯＣ３１，
ＯＣ３２…液晶マイクロプリズムアレイまたは空間光ビ
ーム接続器、ＥＣ…光出力コントローラ、５２〜５５…
面型光ゲートスイッチアレイ、６１…入力光ビーム群、
６２，６９…面型光ゲートスイッチアレイ、６４，７０
…λ／４板、６５，７１…偏光ビームスプリッタ、６
６，７２…読み出し光ビーム群、６７…液晶マイクロプ
リズムアレイ、８１…面型光ゲートスイッチアレイ、８
３…液晶マイクロプリズムアレイ、８５…シリンダホル
ダ、８６…Ｖ溝基板、８８…モニタカメラ。
極、５，６…配向膜、７…液晶、８…電源、ＯＣ０１〜
ＯＣ０４…液晶マイクロプリズムアレイ、ＧＬ…透明電
極、ＣＬ１，ＣＬ２…複屈曲板、ＬＰ１，ＬＰ２…λ／
２板、ＯＣ…液晶マイクロプリズムアレイ、２１…入力
光ビーム群、２２，２２′，２８…面型光ゲートスイッ
チアレイ、２４…λ／４板、２５…偏光ビームスプリッ
タ、２６…読み出し光ビーム群、２７…液晶マイクロプ
リズムアレイ、３１…入力光ビーム群、３２，３９…面
型光ゲートスイッチアレイ、３４…λ／４板、３５…偏
光ビームスプリッタ、３６…読み出し光ビーム群、３
７，３８…液晶マイクロプリズムアレイ、４１…入力光
ビーム群、４２，４９…面型光ゲートスイッチアレイ、
４４…λ／４板、４５…偏光ビームスプリッタ、４６…
読み出し光ビーム群、４７，４８…液晶マイクロプリズ
ムアレイ、ＩＢ１…入力光ビーム群、ＯＣ１１…液晶マ
イクロプリズムアレイ、ＯＣ１２…空間光ビーム接続
器、ＳＷ１…面型光ゲートスイッチアレイ、ＰＢ１…偏
光ビームスピリッタ、ＲＢ１…読み出し光ビーム群、Ｏ
Ｂ１…出力光ビーム群、ＳＷ２１〜ＳＷ２５…面型光ゲ
ートスイッチアレイ、ＯＣ２１〜ＯＣ２５，ＯＣ３１，
ＯＣ３２…液晶マイクロプリズムアレイまたは空間光ビ
ーム接続器、ＥＣ…光出力コントローラ、５２〜５５…
面型光ゲートスイッチアレイ、６１…入力光ビーム群、
６２，６９…面型光ゲートスイッチアレイ、６４，７０
…λ／４板、６５，７１…偏光ビームスプリッタ、６
６，７２…読み出し光ビーム群、６７…液晶マイクロプ
リズムアレイ、８１…面型光ゲートスイッチアレイ、８
３…液晶マイクロプリズムアレイ、８５…シリンダホル
ダ、８６…Ｖ溝基板、８８…モニタカメラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 裕史 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−134276（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−130461（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−113582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−103116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238521（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130352（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13 G02F 1/31
Claims (18)
- 【請求項１】 分割された透明電極と配向膜を一の面に
有し且つ一の面と対向する他の面に反射防止膜を有する
第１の透明基板と、 分割された透明電極と配向膜を一の面に有し且つ一の面
と対向する他の面に反射防止膜を有し該一の面が前記第
１の透明基板の一の面と対向するように配置された第２
の透明基板と、前記 第１の透明基板の透明電極と前記第２の透明基板の
透明電極との間に夫々駆動電圧を供給する電源とを備
え、前記 第１の透明基板と前記第２の透明基板の少なくとも
一方の一の面には、断面直角三角形をなす溝が直角三角
形の最も長い辺が溝の傾斜底面として現れるように且つ
該溝が同一向きで平行となるように断面鋸歯状に形成さ
れていて、該各溝の傾斜底面に前記の透明電極と配向膜
が配されており、また、前記各 溝によって前記第１の透明基板と前記第２
の透明基板との間に形成され且つ該各溝のリッジにより
分割されている空間夫々には液晶が充填されていて、該
液晶は各溝のリッジにより相互に完全に分離され或いは
相互作用を及ぼさない程度に分離されている、 ことを特徴とする液晶マイクロプリズムアレイ。 - 【請求項２】 第１の透明基板と第２の透明基板の何れ
か一方の他の面が一の面に対し傾いている、 ことを特徴とする請求項１記載の液晶マイクロプリズム
アレイ。 - 【請求項３】 第１の透明基板と第２の透明基板の少な
くとも一方の透明電極をドット状に分割した、 ことを特徴とする請求項１または２記載の液晶マイクロ
プリズムアレイ。 - 【請求項４】 分割された透明電極の夫々に対応する薄
膜トランジスタを該分割された透明電極を有する透明基
板上に形成した、 ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の液晶
マイクロプリズムアレイ。 - 【請求項５】 請求項１乃至４何れか１項記載の液晶マ
イクロプリズムアレイを複数個縦続接続した、 ことを特徴とする空間ビーム接続器。 - 【請求項６】 空間光ビーム接続器の両側に複屈折板を
夫々配置すると共に、光ビームの入射側に位置する複屈
折板のｐ偏光出射位置に１／２波長板を配置し、光ビー
ムの出射側に位置する複屈折板のｓ偏光入射位置に１／
２波長板を配置した、 ことを特徴とする請求項５記載の空間光ビーム接続器。 - 【請求項７】 第１の透明基板と第２の透明基板の少な
くとも一方の透明電極をドット状に分割した、 ことを特徴とする請求項５または６記載の空間光ビーム
接続器。 - 【請求項８】 分割された透明電極の夫々に対応する薄
膜トランジスタを該分割された透明電極を有する透明基
板上に形成した、 ことを特徴とする請求項５乃至７何れか１項記載の空間
光ビーム接続器。 - 【請求項９】 空間光ビーム接続器の出射側に出射光強
度を検出する２次元光素子アレイを配置し、該２次元光
素子アレイへの光強度が最大となるように駆動電圧を調
整するフィードバック制御系を備えた、 ことを特徴とする請求項５乃至８何れか１項記載の空間
光ビーム接続器。 - 【請求項１０】 各画素が光入力部と光変調部を持ち、
読み出し光を該光変調部に入射することにより光出力を
得る面型光ゲートスイッチアレイと、 偏光ビームスプリッタと、 面型光ゲートスイッチアレイと偏光ビームスプリッタの
第１の面との間に配された１／４波長板と、 偏光ビームスプリッタの第１の面と対向する第２の面の
近傍に配された請求項１乃至４何れか１項記載の液晶マ
イクロプリズムアレイ或いは請求項５乃至８何れか１項
記載の空間光ビーム接続器とを備え、 入力光ビーム群が面型光ゲートスイッチアレイの光入力
部に入射し、読み出し光ビーム群が偏向ビームスプリッ
タの第３の面から入射し、出力光が１／４波長板と偏光
ビームスプリッタと液晶マイクロプリズムアレイ或いは
空間光ビーム接続器を介して出射する、 ことを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項１１】 偏光ビームスプリッタの第３の面の近
傍に第２の液晶マイクロプリズムアレイ或いは空間光ビ
ーム接続器を設け、 Ｎ本の読み出し光ビーム群が該第２の液晶マイクロプリ
ズムアレイ或いは空間光ビーム接続器を介して偏光ビー
ムスプリッタに入射し、該Ｎ本の読み出し光ビーム群が
面型光ゲートスイッチアレイの１つの画素に集光され
る、 ことを特徴とする請求項１０記載の光スイッチ。 - 【請求項１２】 各画素が光入力部と光変調部をもち、
読み出し光を該光変調部に入射することにより光出力を
得る面型光ゲートスイッチアレイと、 ハーフミラーと、 ハーフミラーを介して面型光ゲートスイッチアレイと対
向する位置に配された請求項１乃至４何れか１項記載の
液晶マイクロプリズムアレイ或いは請求項５乃至８何れ
か１項記載の空間光ビーム接続器を備え、 入力光ビーム群が面型光ゲートスイッチアレイの光入力
部に入射し、読み出し光ビーム群がハーフミラーを介し
て面型光ゲートスイッチアレイの光変調部に入射し、出
力光がハーフミラーと液晶マイクロプリズムアレイ或い
は空間光ビーム接続器を介して出射する、 ことを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項１３】 ハーフミラーの読み出し光ビーム群が
入射する側に第２の液晶マイクロプリズムアレイ或いは
空間光接続器を設け、 Ｎ本の読み出し光ビーム群が該第２の液晶マイクロプリ
ズムアレイ或いは空間光ビーム接続器を介して該ハーフ
ミラーに入射し、該Ｎ本の読み出し光ビーム群が面型光
ゲートスイッチアレイの一つの画素に集光される、 ことを特徴とする請求項１２記載の光スイッチ。 - 【請求項１４】 面型光ゲートスイッチアレイと偏光ビ
ームスプリッタ或いはハーフミラーとの間に第３の液晶
マイクロプリズムアレイ或いは空間光ビーム接続器を設
けた、 ことを特徴とする請求項１０乃至１３何れか１項記載の
光スイッチ。 - 【請求項１５】 請求項１０乃至１４何れか１項記載の
光スイッチを、前段からのＮ本の光ビームを１点に集光
するように多段に光接続した、 ことを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項１６】 前段の面型光ゲートスイッチアレイか
らの出射されたＮ本の光ビームを、次段の面型光ゲート
スイッチアレイの１つの入力画素に集光するように光接
続した、 ことを特徴とする請求項１５記載の光スイッチ。 - 【請求項１７】 面型光ゲートスイッチアレイ及び液晶
マイクロプリズムアレイを光軸を一致させてマウントし
たシリンダ状のホルダと、該ホルダを多段に配列するた
めのＶ溝付き基板を備えた、 ことを特徴とする請求項１０乃至１６何れか１項記載の
光スイッチ。 - 【請求項１８】 ホルダの回転をモニターにより微調整
するためのカメラを備えた、 ことを特徴とする請求項１７項記載の光スイッチ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12663694A JP3273583B2 (ja) | 1993-07-28 | 1994-06-08 | 液晶マイクロプリズムアレイ及びそれを用いた空間光ビーム接続器と光スイッチ |
| US08/281,268 US5648859A (en) | 1993-07-28 | 1994-07-27 | Liquid crystal microprism array, free-space optical interconnector, and optical switch |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-186164 | 1993-07-28 | ||
| JP18616493 | 1993-07-28 | ||
| JP12663694A JP3273583B2 (ja) | 1993-07-28 | 1994-06-08 | 液晶マイクロプリズムアレイ及びそれを用いた空間光ビーム接続器と光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792507A JPH0792507A (ja) | 1995-04-07 |
| JP3273583B2 true JP3273583B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=26462800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12663694A Expired - Fee Related JP3273583B2 (ja) | 1993-07-28 | 1994-06-08 | 液晶マイクロプリズムアレイ及びそれを用いた空間光ビーム接続器と光スイッチ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5648859A (ja) |
| JP (1) | JP3273583B2 (ja) |
Families Citing this family (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6704474B1 (en) * | 1994-05-24 | 2004-03-09 | Raytheon Company | Optical beam steering system |
| EP1063554B1 (en) * | 1994-12-28 | 2004-03-03 | Seiko Epson Corporation | Polarization luminaire and projector using it |
| US7872728B1 (en) | 1996-10-22 | 2011-01-18 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
| US6831623B2 (en) * | 1996-10-22 | 2004-12-14 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic equipment and projection type display device both using the same |
| US5841500A (en) * | 1997-01-09 | 1998-11-24 | Tellium, Inc. | Wedge-shaped liquid crystal cell |
| US6169594B1 (en) * | 1998-08-24 | 2001-01-02 | Physical Optics Corporation | Beam deflector and scanner |
| JP3574365B2 (ja) | 1999-05-28 | 2004-10-06 | ユニベルシテ・ド・リエージュ | 照明装置、その用い方及び製造方法 |
| JP2001066648A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Sony Corp | 照明装置 |
| US6583904B1 (en) * | 1999-10-01 | 2003-06-24 | Eci Telecom Ltd. | Method and apparatus for aligning optical interconnections between printed circuit boards |
| GB9923428D0 (en) * | 1999-10-04 | 1999-12-08 | Thomas Swan & Company Limited | Optical switch |
| JP3524831B2 (ja) | 1999-12-15 | 2004-05-10 | シャープ株式会社 | 反射型および透過型液晶表示装置 |
| US6909686B2 (en) * | 1999-12-20 | 2005-06-21 | Pioneer Corporation | Aberration correcting optical unit, optical pickup apparatus and information recording/reproducing apparatus with single and multi-layer electrodes |
| DE10021725A1 (de) * | 2000-05-04 | 2001-11-15 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Facettierter Reflektor |
| FR2810415B1 (fr) * | 2000-06-16 | 2002-12-06 | France Telecom | Aiguilleur optique a cristaux liquides a commande fiabilisee |
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