JPH07303085A - 光システム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光システムに使用するボードの増設や取りは
ずしに容易に対応できる光システム装置の提供。 【構成】 光システムの使用する各ボード４に対する情
報光路を独立させ、それによって必要に応じたボード４
のケース５への取り付け、ケース５からの取りはずしの
自由度を広げ、増設及び故障に対する対応性を高めた。
情報光路は発光素子１，１ａ，１ｂ，受光素子２，２
ａ，２ｂによって構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光システムにおける情報
光路接続装置に関し、特に、光信号を伝達する情報光路
の独立化及び簡潔化によってデータ処理の高速化、大容
量化及び故障時の対応性の向上を図った光システム装置
に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、多様化する情報社会に向けて通信や
コンピュータの分野で光を用いたシステムの開発が盛ん
に行われている。この光システムは、光の特性（伝達速
度、情報量など）を生かし、これまでの電気によるシス
テムで限界のあった通信速度及び情報量を大幅に改善す
ることを目的としたものである。現在の光システムは、
低コストの半導体レーザ及びＰＩＮダイオードなどの高
速感光デバイスや、レンズ、光ファイバやガラス系光導
波路で構成された光回路デバイスなどを、光電変換装置
と組み合わせ、光と電気による制御を行っている。これ
により、大容量かつ高速なデータ転送が実現できるシス
テムの検討が可能になった。電気的な処理速度は変える
ことができないが、処理システムを改善することで、大
容量のデータ処理への対応が可能になることは、コンピ
ュータ産業の分野では良く知られたことである。

【０００３】コンピュータによる情報処理システムは、
それぞれの機能を有する複数のボードによる最小構成で
市場に売り出されている。ユーザはシステム購入後、デ
ータ処理の用途や量、時間的な問題から、増設用のメモ
リや計測器制御用などの増設ボードをシステムに追加
し、情報処理の高速化などを行っているのが現状であ
る。これら増設用を含むボード間の情報伝達は、情報の
通り道いわゆるバスで電気信号によって行っている。こ
の電気信号を光信号に変えることで、大容量かつ高速な
情報伝達が可能になる。

【０００４】上記の光信号の情報伝達を可能にするた
め、情報光路の配列を容易にする工夫が検討されてい
る。その例として特開平２−４１０４２や特開平２−５
６９７３がある。これらは各ボードの両面にそれぞれ発
光素子及び受光素子を取り付け、隣接するボード間で情
報伝達を行うようにしたものである。

【０００５】また、ひとつのボードにセットされたレー
ザ光源の光出力をミラー、レンズ、ビームスプリッタを
介して他のボードにセットされた光検出器に分配する特
開平５−２９７４２２号に開示される光接続装置があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の情報光
路の配列によると、両面に発光及び受光素子を配置して
いるそれぞれのボードが情報伝達の中継機の役割りを果
たしているため、特定のボードに不良及び故障が生ずる
とその他のボードに異常がなくとも光路が閉ざされてし
まうという問題がある。更に、情報光路が閉ざされるこ
とによって故障箇所（ボード）の特定が難しいという問
題も生じる。

【０００７】さらに、発光及び受光素子の感度によるボ
ード間距離に制約があるため、例え故障したボードを取
り去ったとしても、そのままでは通常にシステムは作動
することはできず、場合によっては全てのボードを移動
しなければ、最小構成のシステムは正常に作動しないこ
とになる。そしてこれに関連して、必要に応じた増設ボ
ードの取り付け、取りはずしの自由度を狭くしているシ
ステム構成になっている。

【０００８】この様な問題を解決するためには、各ボー
ドの接続構造を隣接するボード間で互いに行うのではな
く、それぞれが独立した構造にしなければならない。こ
れによって、増設ボードの故障等に左右されないシステ
ムの構築が可能になる。

【０００９】本発明の目的は、特定のボードの機能が損
なわれても情報光路が閉ざされることなく、光システム
に使用するボードの増設や取りはずしが容易に行なえる
光システム用ボード設置装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は特定のボードの
機能が損なわれても情報光路が閉ざされることなく、光
システムに使用するボードの増設や取りはずしが容易に
行なえるようにするため、光信号を受けて電気信号を出
力する光入射部、前記電気信号に信号処理を施す信号処
理部、及び前記信号処理を施された電気信号を受けて光
信号を出射する光出射部を有する複数の信号処理手段
と、外部手段から光信号を入力して前記複数の信号処理
手段の前記光入射部に前記光信号を並列に供給する光信
号入力手段と、前記複数の信号処理手段の前記光出射部
から並列に出射される前記光信号を外部手段へ出力する
光信号出力手段より構成される光システム装置を提供す
る。

【００１１】前記複数の信号処理手段は、ケースに並列
に支持されたボードに搭載された前記信号処理部として
のデバイス部を有し、前記ボードは前記デバイス部の動
作状況に応じて着脱される構成であっても良い。

【００１２】前記光信号入力手段は、前記外部手段から
入力する複数の光信号を複数の電気信号に変換する複数
の受光素子と、前記複数の電気信号を複数の光信号に変
換して前記複数の信号処理手段の前記光入射部へ並列に
出射する複数の発光素子を有し、前記光信号出力手段
は、前記複数の信号処理手段の前記光出射部から並列に
出射される複数の光信号を複数の電気信号に変換する複
数の受光素子と、前記複数の電気信号を複数の光信号に
変換して前記外部手段へ出射する複数の発光素子を有す
る構成であっても良い。

【００１３】前記光信号入力手段は、前記外部手段から
入力した複数の光信号を並列に反射して前記複数の信号
処理手段の前記光入射部に供給する複数の反射ミラーを
有し、前記光信号出力手段は、前記複数の信号処理手段
の前記光出射部から出射される複数の光信号を並列に反
射して前記外部手段へ出力する複数の反射ミラーを有す
る構成であっても良い。

【００１４】前記光信号入力手段は、前記外部手段から
入力した１つの光信号の光路上に配置され、受光した光
信号の一部を前記複数の信号処理手段の対応する信号処
理手段の前記光入射部へ反射するとともに前記光信号の
残部を後段に配置された他の信号処理手段に対応したハ
ーフミラーへ透過する複数のハーフミラーを有する構成
であっても良い。

【００１５】前記複数のハーフミラーは、前段より後段
に向かって小さくなる透過率を有する構成であっても良
い。

【００１６】前記光信号入力手段は、前記外部手段から
入力した１つの光信号の光路上に配置され、受光した光
信号の一部を前記複数の信号処理手段の対応する信号処
理手段の前記光入射部へ反射するとともに前記光信号の
残部を後段に配置された他の信号処理手段に対応したハ
ーフミラーへ透過する複数のハーフミラーを有し、前記
光信号出力手段は、前記複数の信号処理手段の前記光出
射部から並列に出力される複数の光信号を前記外部手段
へ反射する複数の反射ミラーを有する構成であっても良
い。

【００１７】

【作用】光信号入力手段は外部手段から供給される光信
号を複数の信号処理手段の光入射部に並列に供給する。
供給された光信号は信号処理手段の信号処理部において
電気信号に変換されて信号処理が行われ、信号処理が行
われた電気信号は光信号に変換されて光出射部から光信
号出力手段へ並列に出射される。光信号出力手段は光信
号を外部手段へ出射する。このことによって、複数の信
号処理部への情報光路が独立し、特定の信号処理手段の
信号処理部に故障が生じたとしても隣接する信号処理手
段の信号処理部の機能が損なわれずに情報光路が確保さ
れる。

【００１８】

【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。図１は発光
素子１及び受光素子２とデバイス部３を装着した光シス
テム用ボード４が、ボード装着用の溝６が掘られたケー
ス５内に実装されたものである。ボード装着用ケース５
は、光システム用ボード４の挿入側の対面に、光システ
ム用ボード４の発光素子１に対しては受光素子２ａ、受
光素子２に対しては発光素子１ａが相対するように設置
している。ボード装着用ケース５に設置された発光素子
１ａは受光素子２ｂと、受光素子２ａは発光素子１ｂと
対で取り付けられ、ボード装着用ケース５の外側に対し
ての光の送受信を行えるようにしている。ボード装着用
ケース５は、光システム用ボード４の厚さ、奥行に応じ
た溝６を持ち、ボード４の固定には、固定用のフレーム
（図示せず）をボード挿入口の方向からケースに装着す
る構造になっている。

【００１９】各光システム用ボード４の側面には、短波
長領域（７８０nmないしは９００nm）及び長波長領域
（１２８０nmないしは１５５０nm）で動作する半導体レ
ーザによる発光素子１と集光レンズで構成もしくはＰＩ
Ｎダイオードによって構成された受光素子２が装着され
ている。なお、ボード装着用ケース５に設置された発光
素子１ａ，１ｂ及び受光素子２ａ，２ｂはボード４に取
り付けられた発光素子１と受光素子２と同様な素子であ
る。受光素子２ｂがボード装着用ケース５の外部から入
力した信号光を受け、その情報をボード装着用ケース５
に設置された電源部（図示せず）より電気を用いて発光
素子１ａからシステム用ボード４の受光素子２に信号光
が伝達される。伝達された信号光は、システム用ボード
４のデバイス部３において、光電変換処理を経た後の演
算及び光学的フーリエ演算等の情報処理が行われる。な
お、これらデバイス部３の機能は用途に応じて選択され
るものである。デバイス部３により処理された信号は、
発光素子１へと伝達され、発光素子１ａと同様にボード
装着用ケース５から供給された電力によって発光素子１
から受光素子２ａに光信号で伝達される。そして、受光
素子２ａに伝達された光信号は発光素子１ｂによってボ
ード装着用ケース５の外部へと光信号で伝達される。こ
の様な情報伝達の方法により、それぞれの光システム用
ボード４の動作は独立したものになる。すなわち、ボー
ド４が装着されていない箇所では、外部から入力された
信号は、ボード装着用ケース５で自動的に消去される
が、これにより、他のボード４の機能を停止されること
はない。これは装着されたボード４に不良、故障等が生
じても同様に他のボード４に支障を与えることはない。
また、この方式では、各システム用ボード４への信号入
力及び出力が独立しているので、システム制御用ソフト
によって、システム用ボード４の装着されていない信号
入力口に信号を出力しないといった制御が容易に行える
ことになる。すなわち、本発明の外部に存在するシステ
ムとの組み合わせと制御方法によって、ボード装着用ケ
ース５に装着されている個々が独立したシステム用ボー
ド４間の情報伝達が可能となる。

【００２０】図２に本発明の他の実施例を示す。図１の
実施例と異なりボード装着用ケース５の外側に対しての
光の送受信を行う信号光入力口の位置を一方向に統一し
ている。これは、外部に存在するシステムとの組み合わ
せる際に、全体的なシステムにおける信号光路の位置決
めを簡単にするためのものである。図２の様な構造にす
るためシステム用ボード４の側面に設置された発光素子
１及び受光素子２の位置は、各ボードで異なるようにし
てあり、これに対応してそれぞれの発光素子１及び受光
素子２の設置位置に合わせて発光素子１ａ、受光素子２
ａをボード装着用ケース５のシステム用ボード４の挿入
側の対面に横に並べて設置している。図２において、発
光素子１、１ａより出力された信号光は、ボード装着用
ケース５に角度４５°で設置された反射ミラー７によっ
て進行方向が変化し、受光素子２、２ａに伝達されてい
る。この際、システム用ボードの装着位置によっては、
信号光の伝達距離が長くなってしまい、各素子の性能を
満たすことが不可能となるので、受光素子２と発光素子
１ａ及び発光素子１と受光素子２ａの光路間に集光レン
ズ（図示せず）を単数及び複数配置する。

【００２１】図３は本発明の更に他の実施例を示し、光
システム用ボード４の配列方向に信号光を出力するよう
にボード装着用ケース５に設けられた発光素子１ａと、
発光素子１ａと一体化されて外部に存在するシステム
（図示せず）から信号光を入力する受光素子２ｂと、発
光素子１ａの光路上に位置し、信号光を反射して各光シ
ステム用ボード４に分配する透過型ミラーレンズ８Ａ，
８Ｂ，８Ｃとを有する。その他の構成は図１の実施例と
同様であるので重複する説明を省略する。

【００２２】図４は、信号光の分配機構を示し、以下に
その動作について説明する。受光素子２ｂが受光した信
号光に基づいて発光素子１ａから信号光が出力される。
発光素子１ａの光路上には透過率の異なる透過型ミラー
レンズ８Ａ，８Ｂ，８Ｃが位置しており、反射された信
号光が光システム用ボード（図示せず）の受光素子２に
入射するように鏡面が４５度の角度に設定されている。

【００２３】各透過型ミラーレンズの透過率は、発光素
子１ａから出力される信号光を１００％として、ミラー
レンズ８Ａが６６．７％、ミラーレンズ８Ｂが５０％、
ミラーレンズ８Ｃが０％に設定されている。

【００２４】発光素子１ａより出力された信号光はミラ
ーレンズ８Ａで反射されて受光素子２に入射する成分
と、ミラーレンズ８Ａを透過してミラーレンズ８Ｂに入
射する成分に分けられる。ここで、ミラーレンズ８Ａで
反射されて受光素子２に入射する成分は３３．３％、す
なわち、発光素子１ａから出力される信号光の１／３と
なり、信号光の６６．７％（２／３）はミラーレンズ８
Ａを透過してミラーレンズ８Ｂに入射する。ミラーレン
ズ８Ａを透過した６６．７％の信号光はミラーレンズ８
Ｂによって５０％の反射光と透過光に分配され、受光素
子２に３３．３５％（１／３）、ミラーレンズ８Ｃに３
３．３５％（１／３）が入射する。ミラーレンズ８Ｃの
透過率は０％であるので、ミラーレンズ８Ｂを透過した
３３．３５％の信号光が反射光として受光素子２に入射
する。

【００２５】このように信号光を光システム用ボードの
枚数に応じて分岐して伝達することによって、各光シス
テム用ボード４に信号光を入力する光バスの構成を簡略
化することができる。更に、光システム用ボードの動作
が独立して行なわれることから、特定の光システム用ボ
ードの不良や故障等の不具合が生じても他の光システム
用ボードの動作に支障を与えることなく、高速かつ大容
量の情報処理が可能になる。

【００２６】図５は本発明の更に他の実施例を示し、図
３における光システム用ボード４の発光素子１から出力
される信号光の光路上に反射ミラー７を有し、発光素子
１から反射ミラー７を介してボード装着用ケース５に取
り付けられている受光素子２ａに信号光を入射するよう
にしている。受光素子２ａには外部に存在するシステム
（図示せず）から信号光が入力する発光素子１ｂが一体
化されており、受光素子１ａ及び受光素子２ａは信号光
入力側の受光素子２ｂ及び発光素子１ａとともにボード
装着用ケース５の所定の位置に並列に配置されて設けら
れている。その他の構成は図１の実施例と同様であるの
で重複する説明を省略する。

【００２７】このように光システム用ボード４の発光素
子１から出力される信号光の光路上に反射ミラー７を設
けることによって、光システム用ボード４の信号光入出
力口をシステムの形態に対応した配列とすることができ
る。光システム用ボード４の装着位置によっては信号光
の伝達距離に差が生じる場合が考えられるが、このよう
なときは信号光の光路上に集光レンズ等を必要に応じて
配置しても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光システム
装置によると、外部手段から光信号入力手段によって信
号処理手段に光信号を並列に供給し、信号処理手段から
並列に出射される光信号を光信号出力手段によって外部
手段へ出力するようにしたため、特定のボードの機能が
損なわれても情報光路が閉ざされることなく、光システ
ムに使用するボードの増設や取りはずしを容易に行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，発光素子 ２，２ａ，２ｂ，受光素子 ３，デバイス部 ４，光システム用ボード ５，ボード装着用ケース ６，ボード装着用溝 ７，反射ミラー ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，ミラーレンズ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光信号を受けて電気信号を出力する光入
   射部、前記電気信号に信号処理を施す信号処理部、及び
   前記信号処理を施された電気信号を受けて光信号を出射
   する光出射部を有する複数の信号処理手段と、 外部手段から光信号を入力して前記複数の信号処理手段
   の前記光入射部に前記光信号を並列に供給する光信号入
   力手段と、 前記複数の信号処理手段の前記光出射部から並列に出射
   される前記光信号を外部手段へ出力する光信号出力手段
   より構成されることを特徴とする光システム装置。
2. 【請求項２】 前記複数の信号処理手段は、ケースに並
   列に支持されたボードに搭載された前記信号処理部とし
   てのデバイス部を有し、前記ボードは前記デバイス部の
   動作状況に応じて着脱される構成の請求項第１項記載の
   光システム装置。
3. 【請求項３】 前記光信号入力手段は、前記外部手段か
   ら入力する複数の光信号を複数の電気信号に変換する複
   数の受光素子と、前記複数の電気信号を複数の光信号に
   変換して前記複数の信号処理手段の前記光入射部へ並列
   に出射する複数の発光素子を有し、 前記光信号出力手段は、前記複数の信号処理手段の前記
   光出射部から並列に出射される複数の光信号を複数の電
   気信号に変換する複数の受光素子と、前記複数の電気信
   号を複数の光信号に変換して前記外部手段へ出射する複
   数の発光素子を有する請求項第１項記載の光システム装
   置。
4. 【請求項４】 前記光信号入力手段は、前記外部手段か
   ら入力した複数の光信号を並列に反射して前記複数の信
   号処理手段の前記光入射部に供給する複数の反射ミラー
   を有し、 前記光信号出力手段は、前記複数の信号処理手段の前記
   光出射部から出射される複数の光信号を並列に反射して
   前記外部手段へ出力する複数の反射ミラーを有する請求
   項第１項記載の光システム装置。
5. 【請求項５】 前記光信号入力手段は、前記外部手段か
   ら入力した１つの光信号の光路上に配置され、受光した
   光信号の一部を前記複数の信号処理手段の対応する信号
   処理手段の前記光入射部へ反射するとともに前記光信号
   の残部を後段に配置された他の信号処理手段に対応した
   ハーフミラーへ透過する複数のハーフミラーを有する構
   成の請求項第１項記載の光システム装置。
6. 【請求項６】 前記複数のハーフミラーは、前段より後
   段に向かって小さくなる透過率を有する構成の請求項第
   １項記載の光システム装置。
7. 【請求項７】 前記光信号入力手段は、前記外部手段か
   ら入力した１つの光信号の光路上に配置され、受光した
   光信号の一部を前記複数の信号処理手段の対応する信号
   処理手段の前記光入射部へ反射するとともに前記光信号
   の残部を後段に配置された他の信号処理手段に対応した
   ハーフミラーへ透過する複数のハーフミラーを有し、 前記光信号出力手段は、前記複数の信号処理手段の前記
   光出射部から並列に出力される複数の光信号を前記外部
   手段へ反射する複数の反射ミラーを有する構成の請求項
   第１項記載の光システム装置。