JP2001051141A - Optical bus and signal processing device - Google Patents
Optical bus and signal processing deviceInfo
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- JP2001051141A JP2001051141A JP11225475A JP22547599A JP2001051141A JP 2001051141 A JP2001051141 A JP 2001051141A JP 11225475 A JP11225475 A JP 11225475A JP 22547599 A JP22547599 A JP 22547599A JP 2001051141 A JP2001051141 A JP 2001051141A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光信号を分岐し
て伝送する光バス(光データバス)、およびこの光バス
による光伝送を含む信号処理を行う信号処理装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical bus (optical data bus) for branching and transmitting an optical signal, and a signal processing device for performing signal processing including optical transmission by the optical bus.
【0002】[0002]
【従来の技術】VLSI(超大規模集積回路)の開発に
よって、データ処理システムに用いる回路基板(ドータ
ーボード)の回路機能が大幅に増大しており、回路機能
が増大するにつれて、各回路基板についての信号接続数
が増大するため、各回路基板間をバス構造で接続するデ
ータバスボード(マザーボード)には、多数の接続コネ
クタと接続線を必要とする並列アーキテクチャが採用さ
れている。2. Description of the Related Art With the development of VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit), the circuit functions of circuit boards (daughter boards) used in data processing systems have been greatly increased. Since the number of signal connections increases, a data bus board (motherboard) for connecting each circuit board with a bus structure employs a parallel architecture that requires a large number of connection connectors and connection lines.
【0003】並列アーキテクチャでは、接続線の多層化
と微細化により並列化を進めることによって、並列バス
の動作速度の向上が計られてきたが、接続配線間容量や
接続配線抵抗に起因する信号遅延によって、データ処理
システムの処理速度が並列バスの動作速度によって制限
されることもある。また、並列バスの接続配線の高密度
化による電磁ノイズ(EMI:Electromagn
etic Interference)の発生の問題
も、システムの処理速度の向上に対して大きな制約とな
る。In the parallel architecture, the operation speed of the parallel bus has been improved by promoting parallelization by increasing the number of connection lines and miniaturizing the connection lines. However, signal delay caused by the capacitance between connection lines and the resistance of connection lines has been attempted. Therefore, the processing speed of the data processing system may be limited by the operation speed of the parallel bus. In addition, electromagnetic noise (EMI: Electromagnng) caused by increasing the density of connection wirings of the parallel bus.
Also, the problem of the occurrence of technic interference (E.E.I.E.I.E.I.E.I.E.I.E.I.E.I.E.I.E.I.C.
【0004】このような問題を解決して並列バスの動作
速度を向上させるために、光インターコネクションと呼
ばれるシステム内の光接続技術が考えられている。光イ
ンターコネクションとしても、『内田禎二、第9回回路
実装学術講演大会、15C01,pp.201〜20
2』や『H.Tomimuro,et al.,“Pa
ckaging Technology for Op
tical Interconnects”,IEEE
Tokyo,No.33,pp.81〜86,199
4』などに記載されているように、システムの構成内容
によって様々な形態が提案されている。In order to solve such a problem and improve the operation speed of the parallel bus, an optical connection technique in a system called optical interconnection has been considered. As for the optical interconnection, see “Tadaji Uchida, 9th Circuit Packaging Academic Conference, 15C01, pp. 201-20
2 ”and“ H. Tomimiuro, et al. , “Pa
caging Technology for Op
physical Interconnects ", IEEE
Tokyo, No. 33 pp. 81-86,199
4], various forms have been proposed depending on the configuration of the system.
【0005】光インターコネクションの一つとして、
(1)特開平2−41042号には、システムフレーム
に組み込まれる各回路基板の表裏両面に発光素子および
受光素子を配置し、隣接する回路基板上の発光素子と受
光素子の間を空間的に光結合した、各回路基板間のルー
プ伝送用の光バスが示されている。この方法では、ある
一枚の回路基板から送出された信号光が、隣接する回路
基板上で光/電気変換され、さらにその回路基板上で電
気/光変換されて、次の隣接する回路基板に送信される
というように、各回路基板が順次直列に光接続され、各
回路基板上で光/電気変換と電気/光変換を繰り返しな
がら、信号光がシステムフレームに組み込まれた全ての
回路基板に伝送される。As one of the optical interconnections,
(1) JP-A-2-41042 discloses that a light emitting element and a light receiving element are arranged on both front and back surfaces of each circuit board incorporated in a system frame, and a space between the light emitting element and the light receiving element on an adjacent circuit board is spatially provided. An optically coupled optical bus for loop transmission between circuit boards is shown. In this method, the signal light transmitted from a certain circuit board is subjected to optical / electrical conversion on an adjacent circuit board, and further subjected to electrical / optical conversion on that circuit board, so that the signal light is transmitted to the next adjacent circuit board. Each circuit board is sequentially optically connected in series so that signal light is transmitted to all circuit boards incorporated in the system frame while repeating optical / electrical conversion and electrical / optical conversion on each circuit board. Transmitted.
【0006】また、(2)特開昭61−196210号
には、プレート上に配置された回折格子および反射素子
により構成された光路によって回路基板間を光学的に結
合する方法が示されている。Also, (2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-196210 discloses a method of optically connecting circuit boards by an optical path constituted by a diffraction grating and a reflection element arranged on a plate. .
【0007】さらに、光分岐手段を有する光接続装置に
よって回路基板間のデータ伝送を行う方法として、
(3)特開昭58−42333号には、ハーフミラーを
配置した光伝送路に対して垂直に複数の回路基板を配置
することによって、回路基板間のデータ伝送を行うこと
が示され、(4)特開平4−134415号には、複数
のレンズを2次元に配置したレンズアレイの側面から信
号光を入射させ、それぞれのレンズから信号光を出射さ
せることが示され、(5)特開昭63−1223号に
は、光ファイバ線路に分岐比の異なる複数の光カプラ
を、線路の始端側から順に分岐比が大きくなるように直
列に配置して、入射光をほぼ均等な強度の光信号に分岐
して出力することが示されている。Further, as a method of transmitting data between circuit boards by an optical connection device having an optical branching means,
(3) JP-A-58-42333 discloses that data transmission between circuit boards is performed by arranging a plurality of circuit boards perpendicularly to an optical transmission path on which a half mirror is arranged. 4) Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-134415 discloses that signal light is made incident from a side surface of a lens array in which a plurality of lenses are arranged two-dimensionally, and signal light is emitted from each lens. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1223, a plurality of optical couplers having different branching ratios are arranged in series in an optical fiber line so that the branching ratio increases in order from the starting end of the line, and the incident light is converted into light having substantially uniform intensity. It is shown that the signal is branched and output.
【0008】この(5)特開昭63−1223号の方法
に用いることができる光カプラとして、(6)「IEE
E Photonics Technology Le
tters,vol.8,No.12,Decembe
r(1996)」には、光ファイバにV溝を形成したも
のが示されている。(5) As an optical coupler that can be used in the method of JP-A-63-1223, (6) IEEE
E Photonics Technology Le
ters, vol. 8, No. 12, Decembe
r (1996) "shows an optical fiber in which a V-groove is formed.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(1)
特開平2−41042号の方法では、信号伝送速度が、
各回路基板上の受光素子および発光素子の光/電気変換
および電気/光変換の速度に依存し、制約されるという
問題がある。しかも、隣接する回路基板間のデータ伝送
に、各回路基板上の受光素子および発光素子による、自
由空間を介在させた光結合を用いるため、隣接する光伝
送路間の干渉(クロストーク)を生じ、データの伝送不
良を生じるおそれがある。さらに、システムフレーム内
の環境によって、例えば埃などにより信号光が散乱する
ことによって、データの伝送不良を生じることも考えら
れる。However, (1)
In the method of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-41042, the signal transmission speed is
There is a problem that the speed depends on the light-to-electric conversion and the electric-to-light conversion of the light receiving element and the light emitting element on each circuit board. In addition, since light coupling between a light receiving element and a light emitting element on each circuit board via a free space is used for data transmission between adjacent circuit boards, interference (crosstalk) between adjacent optical transmission paths occurs. This may cause a data transmission failure. Further, it is conceivable that signal light is scattered by, for example, dust or the like due to the environment in the system frame, thereby causing data transmission failure.
【0010】また、(2)特開昭61−196210号
の方法では、一点から発せられた光を固定された一点に
しか接続できないため、電気バスのように全ての回路基
板間を網羅的に接続することができないという問題があ
る。[0010] (2) In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-196210, light emitted from one point can be connected only to a fixed point, so that all circuit boards are comprehensively connected like an electric bus. There is a problem that cannot be connected.
【0011】さらに、(3)特開昭58−42333号
の方法では、複数のハーフミラーを用いるため、装置が
大型化するとともに、各ハーフミラーごとに発光素子と
受光素子との光学的位置合わせが必要になるという問題
がある。しかも、ハーフミラーを通過した信号光は、通
過前の信号光に対してほぼ半分の光強度となるため、複
数回に渡って光分岐を繰り返すことによって、光強度が
微弱となって、受光素子で十分な光強度が得られず、場
合によっては信号の伝送が不可能になるという問題もあ
る。(3) In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-42333, since a plurality of half mirrors are used, the size of the apparatus is increased, and the optical alignment of the light emitting element and the light receiving element is performed for each half mirror. Is necessary. Moreover, the signal light that has passed through the half mirror has almost half the light intensity of the signal light before passing through. Therefore, by repeating light branching a plurality of times, the light intensity becomes weak, and the light receiving element However, there is also a problem that a sufficient light intensity cannot be obtained, and in some cases, signal transmission becomes impossible.
【0012】また、(4)特開平4−134415号の
方法では、光の入射位置に近いレンズほど、出射光量が
大きくなるため、入射位置と出射位置との位置関係によ
って出射信号光の強度にバラツキを生じるという問題が
ある。しかも、レンズアレイの側面から入射した光が対
向する側面から抜けてしまう割合が高いため、入射光量
の利用効率が低いという問題もある。(4) In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-134415, the closer the lens is to the light incident position, the larger the amount of emitted light becomes. Therefore, the intensity of the output signal light depends on the positional relationship between the incident position and the output position. There is a problem that variation occurs. In addition, since the ratio of light incident from the side surface of the lens array to escape from the opposing side surface is high, there is a problem that the utilization efficiency of the incident light amount is low.
【0013】また、(5)特開昭63−1223号の方
法では、光カプラを(6)の文献に示されているような
V溝とし、V溝のサイズを調整することによって、出力
光量を調整することができるものの、その光カプラの作
製が非常に困難であるとともに、入射光量の利用効率が
低くなるという問題がある。(5) In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1223, an optical coupler is formed as a V-groove as described in the document of (6), and the size of the V-groove is adjusted to obtain an output light quantity. Can be adjusted, but it is very difficult to manufacture the optical coupler, and there is a problem that the utilization efficiency of the incident light amount is reduced.
【0014】そこで、この発明は、複数の回路基板間で
信号を伝送する光バスにおいて、各回路基板上の受光素
子および発光素子の光/電気変換および電気/光変換の
速度に制約されずに、各回路基板間で信号を高速に伝送
することができるとともに、光の利用効率が高く、入射
信号光を十分な光強度の出射信号光に分岐することがで
き、かつ各回路基板で均一な光強度の信号光を得ること
ができ、さらに光バスを小型化することができ、かつ光
バスを容易に作製することができるようにしたものであ
る。Therefore, the present invention provides an optical bus for transmitting a signal between a plurality of circuit boards, without being limited by the speed of light / electric conversion and electric / light conversion of the light receiving element and the light emitting element on each circuit board. The signal can be transmitted between the circuit boards at high speed, the light use efficiency is high, the incident signal light can be branched into the output signal light having sufficient light intensity, and the uniformity can be obtained in each circuit board. A signal light having a light intensity can be obtained, the optical bus can be reduced in size, and the optical bus can be easily manufactured.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】この発明の光バスは、透
光性媒体に対して、それぞれ光入射部と光出射部からな
る複数の光分岐手段が設けられ、前記それぞれの光入射
部は、当該光入射部に入射した信号光を2つの信号光に
分離して、一方の信号光を、前記透光性媒体の一端部に
向け、その一端部側のそれぞれの光出射部を経由して前
記透光性媒体内に伝搬させるとともに、他方の信号光
を、前記透光性媒体の他端部に向け、その他端部側のそ
れぞれの光出射部を経由して前記透光性媒体内に伝搬さ
せるものであり、前記それぞれの光出射部は、前記透光
性媒体内を伝搬して前記透光性媒体内から当該光出射部
に入射した信号光部分を前記透光性媒体外に出射させる
ものである。According to the optical bus of the present invention, a plurality of light branching means each including a light incident portion and a light emitting portion are provided for a translucent medium. Separating the signal light incident on the light incident part into two signal lights, and directing one of the signal lights toward one end of the translucent medium via the respective light emitting parts on the one end side. And the other signal light is directed toward the other end of the light-transmissive medium, and is transmitted through the respective light-emitting portions on the other end side into the light-transmissive medium. The respective light emitting portions are arranged so that the signal light portion propagating in the light transmitting medium and incident on the light emitting portion from inside the light transmitting medium is out of the light transmitting medium. The light is emitted.
【0016】[0016]
【作用】上記のように構成した、この発明の光バスで
は、途中で光/電気変換および電気/光変換を行うこと
なく、したがって各回路基板上の受光素子および発光素
子の光/電気変換および電気/光変換の速度に制約され
ずに、各回路基板間で信号を高速に伝送することができ
る。しかも、光の利用効率が高く、入射信号光を十分な
光強度の出射信号光に分岐することができるとともに、
各回路基板で均一な光強度の信号光を得ることができ
る。In the optical bus of the present invention constructed as described above, the optical / electrical conversion and the electric / optical conversion are not performed on the way, so that the optical / electrical conversion of the light receiving element and the light emitting element on each circuit board is performed. Signals can be transmitted between circuit boards at high speed without being limited by the speed of electrical / optical conversion. Moreover, the light use efficiency is high, and the incident signal light can be split into the output signal light having sufficient light intensity.
Signal light having a uniform light intensity can be obtained on each circuit board.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】〔信号処理装置の実施形態…図
1〕図1は、この発明の光バスを備えた、この発明の信
号処理装置の一実施形態を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment of Signal Processing Apparatus--FIG. 1] FIG. 1 shows an embodiment of a signal processing apparatus of the present invention provided with an optical bus of the present invention.
【0018】支持基板1には、基板用のコネクタ3が複
数取り付けられるとともに、図では省略した電源、グラ
ンドおよび信号伝送用の電気配線が設けられる。A plurality of board connectors 3 are attached to the support board 1, and a power supply, a ground, and electric wiring for signal transmission, which are not shown in the figure, are provided.
【0019】この支持基板1の一面の一辺側に、各コネ
クタ3の配列方向に沿って板状の透光性媒体2を取り付
ける。透光性媒体2としては、例えば屈折率が1.51
のガラス基板を用いる。A plate-shaped translucent medium 2 is attached to one side of one surface of the support substrate 1 along the direction in which the connectors 3 are arranged. For example, the translucent medium 2 has a refractive index of 1.51.
Is used.
【0020】各コネクタ3には、回路基板4が着脱自在
に装着され、支持基板1上の電気配線は、各コネクタ3
を経由して、各コネクタ3に装着された回路基板4上の
電子回路4aと電気的に接続される。A circuit board 4 is detachably mounted on each connector 3, and electrical wiring on the support board 1 is
Via the electronic circuit 4a on the circuit board 4 mounted on each connector 3.
【0021】各回路基板4には、その回路基板4がコネ
クタ3に装着されたとき透光性媒体2の上方の所定位置
に配置される発光素子6および受光素子8を搭載する。
発光素子6は、信号光5を発光して透光性媒体2に入射
させるものであり、受光素子8は、透光性媒体2から出
射した信号光7を受光するものである。Each circuit board 4 has a light emitting element 6 and a light receiving element 8 arranged at predetermined positions above the translucent medium 2 when the circuit board 4 is mounted on the connector 3.
The light emitting element 6 emits the signal light 5 and causes the signal light 5 to enter the light transmitting medium 2, and the light receiving element 8 receives the signal light 7 emitted from the light transmitting medium 2.
【0022】そして、透光性媒体2と各回路基板4上の
発光素子6および受光素子8とに関連して、以下に第1
または第2の実施形態として示すような、各回路基板4
間で光信号を伝送する光バス15を形成する。The light-transmitting medium 2 and the light-emitting element 6 and the light-receiving element 8 on each circuit board 4 will be described in the following first.
Or, as shown in the second embodiment, each circuit board 4
An optical bus 15 for transmitting an optical signal therebetween is formed.
【0023】〔光バスの第1の実施形態…図2〜図1
0〕図2は、この発明の光バスの第1の実施形態を示
し、(A)は上面図、(B)は(A)のA−A’線上の
断面図、(C)は側面図である。[First Embodiment of Optical Bus ... FIGS. 2 to 1]
0] FIGS. 2A and 2B show a first embodiment of the optical bus of the present invention, wherein FIG. 2A is a top view, FIG. 2B is a sectional view taken along line AA 'of FIG. It is.
【0024】透光性媒体2の、各回路基板4上の発光素
子6および受光素子8と向かい合う位置には、回折素子
11および光導出体12からなる光分岐手段10を設け
る。At a position on the light transmitting medium 2 facing the light emitting element 6 and the light receiving element 8 on each circuit board 4, a light branching means 10 including a diffraction element 11 and a light guide 12 is provided.
【0025】回折素子11は、対応する発光素子6から
入射した信号光5を2つの信号光5aおよび5bに分離
して、信号光5aを透光性媒体2の長さ方向(X方向)
には透光性媒体2の一端(左端)2aに向け、透光性媒
体2の幅方向(Y方向)には角度αで曲げて、透光性媒
体2内を裏面および表面で全反射させながら進行させる
とともに、信号光5bをX方向には透光性媒体2の他端
(右端)2bに向け、Y方向には角度αで曲げて、透光
性媒体2内を裏面および表面で全反射させながら進行さ
せるものとする。The diffraction element 11 separates the signal light 5 incident from the corresponding light emitting element 6 into two signal lights 5a and 5b, and separates the signal light 5a in the length direction (X direction) of the light transmitting medium 2.
Is bent toward the one end (left end) 2a of the translucent medium 2 at an angle α in the width direction (Y direction) of the translucent medium 2 so that the inside of the translucent medium 2 is totally reflected on the back surface and the front surface. While the signal light 5b is directed toward the other end (right end) 2b of the translucent medium 2 in the X direction and bent at an angle α in the Y direction, so that the entire inside of the translucent medium 2 is formed on the back surface and the front surface. It is assumed that the light travels while being reflected.
【0026】光導出体12は、透光性媒体2内を全反射
しながら進む信号光5aおよび5bの一部を透光性媒体
2から導出させるもので、透光性媒体2と同じ屈折率を
有する透光性の有機材料を透光性媒体2上に短冊形状に
印刷して形成する。上記のように透光性媒体2として屈
折率が1.51のガラス基板を用いる場合には、光導出
体12としては屈折率が1.51の例えばアクリル系樹
脂を用いる。The light guide 12 serves to guide a part of the signal light beams 5a and 5b, which travel while totally reflecting inside the light transmitting medium 2, from the light transmitting medium 2, and have the same refractive index as that of the light transmitting medium 2. Is formed on the translucent medium 2 by printing in a strip shape. When a glass substrate having a refractive index of 1.51 is used as the translucent medium 2 as described above, for example, an acrylic resin having a refractive index of 1.51 is used as the light guide 12.
【0027】さらに、光導出体12上には、これと接触
させてレンズ13を配置する。レンズ13は、光導出体
12から導出された信号光5aおよび5bを信号光7と
して対応する受光素子8に入射させるもので、短辺側
(X方向)曲面の焦点距離を光導出体12までの距離と
等しくし、長辺側(Y方向)曲面の焦点距離を受光素子
8までの距離と等しくする。Further, a lens 13 is arranged on the light guide 12 in contact with the light guide. The lens 13 causes the signal light beams 5a and 5b derived from the light guiding member 12 to enter the corresponding light receiving element 8 as the signal light 7 and sets the focal length of the curved surface on the short side (X direction) to the light guiding member 12. And the focal length of the curved surface on the long side (Y direction) is made equal to the distance to the light receiving element 8.
【0028】回折素子11および光導出体12の一例に
つき、さらに示すと、図3に示すように、回折素子11
は、X方向の最も左側の回折素子および最も右側の回折
素子を除いて、互いに異なる回折パターンのエリア11
aおよび11bからなるものとする。ただし、右側の回
折素子ほどエリア11aの幅が大きくなる(エリア11
bの幅が小さくなる)ように、エリア11aとエリア1
1bの幅(面積)の比を各回折素子11ごとに変える。
最も左側の回折素子は全体をエリア11bとし、最も右
側の回折素子は全体をエリア11aとする。An example of the diffraction element 11 and the light guide 12 is shown in FIG.
Except for the leftmost diffraction element and the rightmost diffraction element in the X direction, areas 11 of diffraction patterns different from each other
a and 11b. However, the width of the area 11a increases as the diffraction element on the right side increases (the area 11a
area 11a and area 1
The width (area) ratio of 1 b is changed for each diffraction element 11.
The leftmost diffractive element is the entire area 11b, and the rightmost diffractive element is the entire area 11a.
【0029】これによって、図2(A)および図3に示
すように、信号光5がビームスポット9を形成して回折
素子11に入射したとき、信号光5のエリア11aに入
射した部分が、信号光5aとして透光性媒体2の左端2
a側に回折され、信号光5のエリア11bに入射した部
分が、信号光5bとして透光性媒体2の右端2b側に回
折される。最も左側の回折素子では信号光5bのみが回
折され、最も右側の回折素子では信号光5aのみが回折
される。Thus, as shown in FIGS. 2A and 3, when the signal light 5 forms the beam spot 9 and enters the diffraction element 11, the portion of the signal light 5 incident on the area 11 a becomes: As the signal light 5a, the left end 2 of the translucent medium 2
The portion that is diffracted toward the a side and enters the area 11b of the signal light 5 is diffracted toward the right end 2b of the translucent medium 2 as the signal light 5b. The leftmost diffractive element diffracts only the signal light 5b, and the rightmost diffractive element diffracts only the signal light 5a.
【0030】図2(A)(B)および図3に示すよう
に、光導出体12は、各回路基板4に対応する光分岐手
段10の位置において、回折素子11およびこれに形成
されるビームスポット9に対するX方向の位置を順次ず
らして形成する。すなわち、最も左側の光導出体は、最
も左側の回折素子の最も左寄りの位置に形成し、最も右
側の光導出体は、最も右側の回折素子の最も右寄りの位
置に形成する。As shown in FIGS. 2A and 2B and FIG. 3, the light guide 12 is provided at the position of the light branching means 10 corresponding to each circuit board 4 with the diffraction element 11 and the beam formed thereon. The position in the X direction with respect to the spot 9 is sequentially shifted. That is, the leftmost light guide is formed at the leftmost position of the leftmost diffractive element, and the rightmost light guide is formed at the rightmost position of the rightmost diffractive element.
【0031】上述した構成の光バスでは、ある回路基板
4上の発光素子6から、パルス状の信号光5が発光され
て、透光性媒体2上の対応する光分岐手段10の回折素
子11に、ビームスポット9を形成して入射し、ビーム
スポット9のエリア11aと重なる部分が信号光5aと
して回折され、ビームスポット9のエリア11bと重な
る部分が信号光5bとして回折される。In the optical bus having the above-described structure, the pulsed signal light 5 is emitted from the light emitting element 6 on a certain circuit board 4, and the diffraction element 11 of the corresponding light splitting means 10 on the light transmitting medium 2 is emitted. Then, a beam spot 9 is formed and incident, and a portion overlapping the area 11a of the beam spot 9 is diffracted as signal light 5a, and a portion overlapping the area 11b of the beam spot 9 is diffracted as signal light 5b.
【0032】回折された信号光5aは、X方向には透光
性媒体2の左端2aに向け、Y方向には角度αで曲げら
れて、透光性媒体2内を全反射しながら進み、左隣りの
光分岐手段10の光導出体12付近にビームスポットS
aを形成する。同様に、回折された信号光5bは、X方
向には透光性媒体2の右端2bに向け、Y方向には角度
αで曲げられて、透光性媒体2内を全反射しながら進
み、右隣りの光分岐手段10の光導出体12付近にビー
ムスポットSbを形成する。The diffracted signal light 5a is bent toward the left end 2a of the translucent medium 2 in the X direction and bent at an angle α in the Y direction, and travels while totally reflecting inside the translucent medium 2, The beam spot S is located near the light guide 12 of the light branching means 10 on the left.
a is formed. Similarly, the diffracted signal light 5b is bent at an angle α in the Y direction toward the right end 2b of the translucent medium 2 in the X direction, and travels while being totally reflected inside the translucent medium 2, A beam spot Sb is formed near the light guide 12 of the light branching means 10 on the right.
【0033】そして、信号光5aまたは5bの、ビーム
スポットSaまたはSbが光導出体12と重なる部分
は、光導出体12によってレンズ13に向けて透光性媒
体2から導出され、ビームスポットSaまたはSbが光
導出体12と重ならない部分は、透光性媒体2から導出
されることなく、さらに透光性媒体2内を全反射しなが
ら進んで、さらに左側または右側の隣接する光分岐手段
10の光導出体12付近にビームスポットを形成する。The portion of the signal light 5a or 5b where the beam spot Sa or Sb overlaps with the light guide 12 is led out of the light transmitting medium 2 toward the lens 13 by the light guide 12 and the beam spot Sa or Sb is output. The portion where Sb does not overlap with the light guide 12 is not guided out of the light transmissive medium 2 and proceeds while being totally reflected inside the light transmissive medium 2, and further proceeds to the left or right adjacent light splitting means 10. A beam spot is formed near the light guide 12.
【0034】レンズ13は短辺側曲面の焦点距離が光導
出体12までの距離と等しいので、左右からの信号光5
b,5aはレンズ13を互いに平行に出射するととも
に、レンズ13は長辺側曲面の焦点距離が受光素子8ま
での距離と等しいので、いずれの回路基板4上の発光素
子6からの信号光5も受光素子8に向けて曲げられる。
したがって、透光性媒体2から導出された信号光5aお
よび5bは、各回路基板4ごとに信号光7として受光素
子8に入射し、受光素子8によって受光される。Since the focal length of the short side curved surface of the lens 13 is equal to the distance to the light guide 12, the signal light 5 from the left and right
b and 5a emit the lens 13 in parallel with each other, and since the focal length of the long side curved surface of the lens 13 is equal to the distance to the light receiving element 8, the signal light 5 from the light emitting element 6 on any circuit board 4 Is also bent toward the light receiving element 8.
Therefore, the signal lights 5 a and 5 b derived from the translucent medium 2 enter the light receiving element 8 as the signal light 7 for each circuit board 4 and are received by the light receiving element 8.
【0035】以上のように、上述した光バスでは、途中
で光/電気変換および電気/光変換を行うことなく、し
たがって各回路基板4上の受光素子8および発光素子6
の光/電気変換および電気/光変換の速度に制約されず
に、各回路基板4間で信号を高速に伝送することができ
る。As described above, in the above-described optical bus, the light-to-electric conversion and the electric-to-light conversion are not performed on the way, and therefore, the light receiving element 8 and the light emitting element 6 on each circuit board 4 are not required.
Signals can be transmitted between the circuit boards 4 at high speed without being restricted by the speed of the optical / electrical conversion and the electrical / optical conversion.
【0036】しかも、各回路基板4間の光結合に、自由
空間を介在させた光結合ではなく、透光性媒体2を用い
るとともに、光分岐手段10として、ハーフミラーを用
い、または光ファイバ線路にV溝の光カプラを配置する
のではなく、透光性媒体2上に回折素子11および光導
出体12を形成するので、光の利用効率が高く、入射信
号光5を十分な光強度の出射信号光7に分岐することが
でき、かつ各回路基板4で均一な光強度の信号光7を得
ることができるとともに、光バスを小型化することがで
き、光分岐手段10を容易に作製することができる。も
ちろん、データの伝送不良を生じたり、信号の伝送が不
可能になることもない。In addition, the optical coupling between the circuit boards 4 is not optical coupling via a free space, but a translucent medium 2 is used, and a half mirror is used as the optical branching means 10, or an optical fiber line is used. Since the diffractive element 11 and the light guide 12 are formed on the translucent medium 2 instead of arranging the V-groove optical coupler, the light use efficiency is high, and the incident signal light 5 is converted to a light having sufficient light intensity. The signal light 7 can be branched into the outgoing signal light 7, the signal light 7 having a uniform light intensity can be obtained in each circuit board 4, the optical bus can be reduced in size, and the optical branching means 10 can be easily manufactured. can do. Of course, there is no occurrence of data transmission failure or signal transmission failure.
【0037】図2および図3の例は、角度αを一定と
し、各回路基板4に対応する光分岐手段10の光導出体
12を、それぞれ一個のものとして形成する場合である
が、角度αを何通りかに変え、各回路基板4に対応する
光分岐手段10の光導出体12を、それぞれ他の光分岐
手段10の回折素子11に入射して回折された信号光5
aまたは5bを個々に導出する、それぞれ複数に分割さ
れたものとして形成してもよい。FIGS. 2 and 3 show the case where the angle α is constant and the light guides 12 of the light branching means 10 corresponding to the respective circuit boards 4 are formed as one piece. Is changed in several ways, and the light guides 12 of the light branching means 10 corresponding to the respective circuit boards 4 are respectively incident on the diffraction elements 11 of the other light branching means 10 and the signal light 5 diffracted.
a or 5b may be formed as a plurality of parts, each of which is individually derived.
【0038】例えば、図1のように支持基板1に回路基
板4が6枚装着される場合、図4に示すように、各回路
基板に対応する光分岐手段の位置を左から順にN1,N
2…N6とするとき、位置N2,N4,N6の回折素子
11のエリア11aおよび位置N1,N3,N5の回折
素子11のエリア11bについての上記の角度αをα1
とし、位置N3の回折素子11のエリア11aおよび位
置N4の回折素子11のエリア11bについての上記の
角度αをα2とし、位置N5の回折素子11のエリア1
1aおよび位置N2の回折素子11のエリア11bにつ
いての上記の角度αをα3として、位置N1の回折素子
11のエリア11bに入射して回折された信号光5bを
位置N2〜N6において導出する光導出体12を塗り潰
して示すように、位置N1〜N6の光導出体12は、そ
れぞれ他の位置の回折素子11に入射して回折された信
号光5aまたは5bを個々に導出する、それぞれ5個に
分割されたものとして形成する。For example, when six circuit boards 4 are mounted on the support board 1 as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 4, the positions of the optical branching means corresponding to each circuit board are N1, N
2... N6, the angle α of the area 11a of the diffraction element 11 at the positions N2, N4, and N6 and the area 11b of the diffraction element 11 at the positions N1, N3, and N5 is α1.
The angle α of the area 11a of the diffraction element 11 at the position N3 and the area 11b of the diffraction element 11 at the position N4 is α2, and the area 1 of the diffraction element 11 at the position N5 is
The light derivation for deriving the signal light 5b incident on the area 11b of the diffraction element 11 at the position N1 and diffracted at the positions N2 to N6, where α3 is the angle α with respect to the area 11b of the diffraction element 11 at the position N1 and the position N2. As shown by shading the body 12, the light deriving bodies 12 at the positions N1 to N6 individually derive the diffracted signal light 5a or 5b by being incident on the diffractive element 11 at other positions. Formed as divided.
【0039】このようにすれば、信号光5aおよび5b
が光導出体12で干渉することなく、信号光5aおよび
5bを透光性媒体2内に伝搬させることができる。透光
性媒体2の厚みを10mm、回路基板4のピッチを10
mmとし、回折素子11上のビームスポットサイズを2
mm(長軸)×1mm(短軸)程度とした場合、角度α
1,α2,α3は、それぞれ11.3°,31.0°,
38.7°とすればよい。信号光5aおよび5bの透光
性媒体2の厚み方向の回折角は、45°とすればよい。In this way, the signal lights 5a and 5b
Can propagate the signal lights 5 a and 5 b into the translucent medium 2 without interference by the light guide 12. The thickness of the translucent medium 2 is 10 mm, and the pitch of the circuit board 4 is 10
mm and the beam spot size on the diffraction element 11 is 2
mm (long axis) x 1 mm (short axis), the angle α
1, α2 and α3 are 11.3 °, 31.0 °,
It may be 38.7 °. The diffraction angle of the signal light beams 5a and 5b in the thickness direction of the translucent medium 2 may be 45 °.
【0040】信号光5のビームスポット9は、図5に示
すように、ガウシアン分布の光強度分布を示す。そのた
め、図3または図4の例において、各回折素子11のエ
リア11aとエリア11bの幅(面積)の比を0:5,
1:4,2:3,3:2,4:1,5:0というように
直線的に変化させ、各回折素子11に対応する光導出体
12の幅を均一にすると、各出射部(各出射位置)で得
られる信号光7の強度にバラツキを生じる。The beam spot 9 of the signal light 5 has a Gaussian distribution light intensity distribution as shown in FIG. Therefore, in the example of FIG. 3 or FIG. 4, the ratio of the width (area) of the area 11a and the area 11b of each diffraction element 11 is 0: 5.
When the width of the light guide 12 corresponding to each diffractive element 11 is made uniform by changing linearly such as 1: 4, 2: 3, 3: 2, 4: 1, and 5: 0, each light emitting portion ( The intensity of the signal light 7 obtained at each emission position varies.
【0041】そこで、例えば、図1のように支持基板1
に回路基板4が6枚装着される場合、図5に示すよう
に、ビームスポット9をそれぞれの光強度が等しくなる
5個の領域Ea,Eb,Ec,Ed,Eeに分割し、図
6に示すように、位置N1の回折素子11に入射して回
折された信号光については、位置N1の回折素子11上
のビームスポット9の領域Ea,Eb,Ec,Ed,E
eからの信号光部分が、それぞれ位置N2,N3,N
4,N5,N6の光導出体12から導出され、図7に示
すように、他の位置N2〜N6の回折素子11に入射し
て回折された信号光についても、同様となるように、各
回折素子11のエリア11aおよび11bを形成し、各
回折素子11に対応する光導出体12の位置および幅を
設定する。図7は、角度αを図4の例と同様に設定する
場合である。Therefore, for example, as shown in FIG.
When six circuit boards 4 are mounted on the beam spot 9, as shown in FIG. 5, the beam spot 9 is divided into five areas Ea, Eb, Ec, Ed, and Ee where the respective light intensities are equal to each other. As shown, the signal light incident on the diffractive element 11 at the position N1 and diffracted is the regions Ea, Eb, Ec, Ed, E of the beam spot 9 on the diffractive element 11 at the position N1.
e, the signal light portions from the positions N2, N3, N
As shown in FIG. 7, each of the signal lights derived from the light deriving bodies 12 of N4, N5, and N6 and incident on and diffracted from the diffraction elements 11 at the other positions N2 to N6 is similarly set. Areas 11a and 11b of the diffraction element 11 are formed, and the position and width of the light guide 12 corresponding to each diffraction element 11 are set. FIG. 7 shows a case where the angle α is set in the same manner as in the example of FIG.
【0042】図6および図7の例によれば、各出射部で
得られる信号光7の強度がほぼ均一になる。図8は、図
6および図7の例において、位置N1の回折素子11に
信号光5を入射させ、位置N2〜N6の光導出体12か
ら信号光7を出射させたときの、位置N2〜N6での相
対的な出射強度を示し、出射強度のバラツキは10%以
下となる。According to the examples shown in FIGS. 6 and 7, the intensity of the signal light 7 obtained at each of the emission sections becomes substantially uniform. FIG. 8 shows positions N2 to N5 when the signal light 5 is incident on the diffraction element 11 at the position N1 and the signal light 7 is emitted from the light guide 12 at the positions N2 to N6 in the examples of FIGS. The relative output intensity at N6 is shown, and the variation of the output intensity is 10% or less.
【0043】別の例として、図9に示すように、ビーム
スポット9を均等な幅の15個の領域に分割し、位置N
1の回折素子11に入射して回折された信号光について
は、1,6,11番目の領域からの信号光部分が位置N
2の3分割された光導出体12から導出されるというよ
うに、それぞれ隣接しない3つの領域からの信号光部分
が位置N2〜N6のそれぞれ3分割された光導出体12
から導出され、他の位置N2〜N6の回折素子11に入
射して回折された信号光についても、同様となるよう
に、各回折素子11のエリア11aおよび11bを形成
し、各回折素子11に対応する光導出体12の位置およ
び数(図9の場合は3)を設定する。As another example, as shown in FIG. 9, the beam spot 9 is divided into 15 regions of uniform width, and the position N
Regarding the signal light incident on the first diffraction element 11 and diffracted, the signal light portions from the first, sixth, and eleventh regions are located at positions N
The signal light portions from the three non-adjacent regions are respectively derived from the three divided light guides 12 at positions N2 to N6.
In the same manner, the signal light, which is derived from and is incident on the diffractive elements 11 at the other positions N2 to N6 and diffracted, forms areas 11a and 11b of each diffractive element 11 so that The corresponding position and number of light guides 12 (3 in FIG. 9) are set.
【0044】この例によれば、各出射部で得られる信号
光7は、それぞれビームスポット9の強度が弱い領域か
らの信号光部分と強度が強い領域からの信号光部分とが
合成されたものとなるので、図6および図7の例と同様
に、各出射部で得られる信号光7の強度がほぼ均一にな
る。図10は、図9の例において、位置N1の回折素子
11に信号光5を入射させ、位置N2〜N6の光導出体
12から信号光7を出射させたときの、位置N2〜N6
での相対的な出射強度を示し、出射強度のバラツキは1
0%以下となる。ただし、一つの出射部についてのビー
ムスポット9の領域数および光導出体12の分割数は、
3以上とすることが望ましい。According to this example, the signal light 7 obtained at each emission part is obtained by synthesizing the signal light portion from the region where the intensity of the beam spot 9 is low and the signal light portion from the region where the intensity is high. Therefore, as in the examples of FIGS. 6 and 7, the intensity of the signal light 7 obtained at each emission unit becomes substantially uniform. FIG. 10 shows positions N2 to N6 when the signal light 5 is incident on the diffraction element 11 at the position N1 and the signal light 7 is emitted from the light guide 12 at the positions N2 to N6 in the example of FIG.
Indicates the relative emission intensity, and the variation of the emission intensity is 1
0% or less. However, the number of regions of the beam spot 9 and the number of divisions of the light guide 12 for one emission unit are
It is desirable to set it to 3 or more.
【0045】〔光バスの第2の実施形態…図11〜図1
4〕図11は、この発明の光バスの第2の実施形態を示
す。[Second Embodiment of Optical Bus ... FIGS. 11 to 1
4] FIG. 11 shows a second embodiment of the optical bus of the present invention.
【0046】図1に示したように、支持基板1にはコネ
クタ3が6個取り付けられ、支持基板1の一面の一辺側
には透光性媒体2が取り付けられ、各コネクタ3には発
光素子6および受光素子8を搭載した回路基板4が装着
される。As shown in FIG. 1, six connectors 3 are attached to the support substrate 1, a translucent medium 2 is attached to one side of one surface of the support substrate 1, and a light emitting element is attached to each connector 3. The circuit board 4 on which the light receiving element 6 and the light receiving element 8 are mounted is mounted.
【0047】各回路基板4上の発光素子6の部分を入力
部M1,M2…M6とし、各回路基板4上の受光素子8
の部分を出力部N1,N2…N6とするとき、図11
(A)(B)は、それぞれ入力部M2,M4から透光性
媒体2に信号光5が入射したときの側面図、図11
(C)は、入力部M4から透光性媒体2に信号光5が入
射したときの上面図である。The portions of the light emitting elements 6 on each circuit board 4 are input portions M1, M2,.
11 are output units N1, N2... N6,
(A) and (B) are side views when the signal light 5 is incident on the translucent medium 2 from the input units M2 and M4, respectively, and FIG.
(C) is a top view when the signal light 5 is incident on the translucent medium 2 from the input unit M4.
【0048】この実施形態では、透光性媒体2の、各回
路基板4上の発光素子6および受光素子8と向かい合う
位置に、プリズムアレイ21および切り欠き部22から
なる光分岐手段20を設ける。In this embodiment, a light splitting means 20 comprising a prism array 21 and a cutout portion 22 is provided at a position on the light transmitting medium 2 facing the light emitting element 6 and the light receiving element 8 on each circuit board 4.
【0049】プリズムアレイ21は、対応する発光素子
6ごとに透光性媒体2の幅方向(Y方向)の位置を幅分
だけ順次ずらして設け、対応する発光素子6から入射し
た信号光5を2つの信号光5aおよび5bに分離して、
信号光5aを透光性媒体2の長さ方向(X方向)には透
光性媒体2の一端(左端)2aに向け、Y方向には曲げ
ることなく、透光性媒体2内を裏面および表面で全反射
させながら進行させるとともに、信号光5bをX方向に
は透光性媒体2の他端(右端)2bに向け、Y方向には
曲げることなく、透光性媒体2内を裏面および表面で全
反射させながら進行させるものとする。The prism array 21 is provided so that the position of the translucent medium 2 in the width direction (Y direction) is sequentially shifted by the width for each corresponding light emitting element 6, and the signal light 5 incident from the corresponding light emitting element 6 is provided. Separated into two signal lights 5a and 5b,
The signal light 5a is directed to one end (left end) 2a of the light-transmitting medium 2 in the length direction (X direction) of the light-transmitting medium 2, and is bent in the light-transmitting medium 2 without bending in the Y direction. The signal light 5b is made to travel while being totally reflected by the front surface, and the signal light 5b is directed to the other end (right end) 2b of the light transmissive medium 2 in the X direction. It is assumed that the light is advanced while being totally reflected by the surface.
【0050】切り欠き部22は、透光性媒体2内を全反
射しながら進む信号光5aおよび5bの一部を透光性媒
体2から導出させるもので、それぞれY方向の全域に渡
って、出力部N2〜N5に対応するものについては、そ
れぞれ対応するプリズムアレイ21の両側に2個、出力
部N1またはN6に対応するものについては、対応する
プリズムアレイ21の右側または左側に1個、形成す
る。The notch 22 is for guiding a part of the signal light beams 5a and 5b, which travel while being totally reflected in the translucent medium 2, from the translucent medium 2. For those corresponding to the output portions N2 to N5, two are formed on both sides of the corresponding prism array 21, and for those corresponding to the output portion N1 or N6, one are formed on the right or left side of the corresponding prism array 21. I do.
【0051】プリズムアレイ21および切り欠き部22
につき、さらに示すと、図12(同図(A)は側面図、
(B)は上面図、(C)は別の側面図)に示すように、
プリズムアレイ21は、X方向の最も左側のプリズムア
レイおよび最も右側のプリズムアレイを除いて、互いに
異なる向きのプリズム21aおよび21bからなるもの
とする。ただし、右側のプリズムアレイほどプリズム2
1aの数が多くなる(プリズム21bの数が少なくな
る)ように、プリズム21aとプリズム21bの数の比
を各プリズムアレイ21ごとに変える。最も左側のプリ
ズムアレイはプリズム21bのみとし、最も右側のプリ
ズムアレイはプリズム21aのみとする。Prism array 21 and notch 22
Further, FIG. 12 (FIG. 12A is a side view,
(B) is a top view, (C) is another side view),
Except for the leftmost prism array and the rightmost prism array in the X direction, the prism array 21 includes prisms 21a and 21b having different directions from each other. However, the right prism array is prism 2
The ratio of the numbers of the prisms 21a and 21b is changed for each prism array 21 so that the number of 1a increases (the number of prisms 21b decreases). The leftmost prism array includes only the prism 21b, and the rightmost prism array includes only the prism 21a.
【0052】すなわち、各プリズムアレイ21のプリズ
ム21aとプリズム21bの数の比は、上記の入力部M
1,M2,M3,M4,M5,M6の順に、0:5,
1:4,2:3,3:2,4:1,5:0とする。That is, the ratio between the number of prisms 21a and the number of prisms 21b in each prism array 21 is determined by the input unit M
1, M2, M3, M4, M5, M6 in the order of 0: 5
1: 4, 2: 3, 3: 2, 4: 1, 5: 0.
【0053】これによって、図12(A)(B)に示す
ように、信号光5がビームスポット9を形成してプリズ
ムアレイ21に入射したとき、信号光5のプリズム21
aに入射した部分が、透光性媒体2の左端に向かう信号
光5aとして分離され、信号光5のプリズム21bに入
射した部分が、透光性媒体2の右端に向かう信号光5b
として分離される。最も左側のプリズムアレイでは信号
光5bのみが分離され、最も右側のプリズムアレイでは
信号光5aのみが分離される。As shown in FIGS. 12A and 12B, when the signal light 5 forms the beam spot 9 and enters the prism array 21, the prism 21 of the signal light 5
a portion of the signal light 5a traveling toward the right end of the light transmitting medium 2 is separated as a signal light 5a traveling toward the left end of the light transmitting medium 2.
Is separated as The leftmost prism array separates only the signal light 5b, and the rightmost prism array separates only the signal light 5a.
【0054】切り欠き部22のX方向の幅は、透光性媒
体2に接続可能な回路基板4の数(図11の場合は6)
とビームスポット9の大きさとから決定する。The width of the notch 22 in the X direction is the number of circuit boards 4 connectable to the translucent medium 2 (6 in FIG. 11).
And the size of the beam spot 9.
【0055】さらに、図12(A)(C)に示すよう
に、切り欠き部22上にはレンズ23を配置する。レン
ズ23は、切り欠き部22から導出された信号光5aお
よび5bを信号光7として対応する受光素子8に入射さ
せるもので、受光素子8の受光面に焦点を有するものと
する。Further, as shown in FIGS. 12A and 12C, a lens 23 is disposed on the cutout portion 22. The lens 23 causes the signal light beams 5a and 5b derived from the cutout portion 22 to enter the corresponding light receiving element 8 as the signal light 7 and has a focal point on the light receiving surface of the light receiving element 8.
【0056】上述した構成の光バスでは、ある回路基板
4上の発光素子6から、パルス状の信号光5が発光され
て、透光性媒体2上の対応する光分岐手段20のプリズ
ムアレイ21に、ビームスポット9を形成して入射し、
ビームスポット9のプリズム21aと重なる部分が信号
光5aとして分離され、ビームスポット9のプリズム2
1bと重なる部分が信号光5bとして分離される。In the optical bus having the above-described configuration, the pulse-like signal light 5 is emitted from the light-emitting element 6 on a certain circuit board 4, and the prism array 21 of the corresponding light splitting means 20 on the translucent medium 2. To form a beam spot 9 and enter
A portion of the beam spot 9 overlapping with the prism 21a is separated as the signal light 5a, and the prism 2 of the beam spot 9 is separated.
The portion overlapping 1b is separated as signal light 5b.
【0057】分離された信号光5aは、X方向には透光
性媒体2の左端2aに向け、Y方向には曲げられること
なく、透光性媒体2内を全反射しながら進み、左隣りの
光分岐手段20の切り欠き部22付近にビームスポット
を形成する。同様に、分離された信号光5bは、X方向
には透光性媒体2の右端2bに向け、Y方向には曲げら
れることなく、透光性媒体2内を全反射しながら進み、
右隣りの光分岐手段20の切り欠き部22付近にビーム
スポットを形成する。The separated signal light 5a travels toward the left end 2a of the translucent medium 2 in the X direction without being bent in the Y direction while being totally reflected inside the translucent medium 2 to be adjacent to the left. A beam spot is formed in the vicinity of the notch 22 of the light branching means 20 of FIG. Similarly, the separated signal light 5b travels toward the right end 2b of the translucent medium 2 in the X-direction and without being bent in the Y-direction while totally reflecting inside the translucent medium 2,
A beam spot is formed in the vicinity of the notch 22 of the light splitting means 20 on the right side.
【0058】そして、信号光5aまたは5bのビームス
ポットの切り欠き部22と重なる部分は、切り欠き部2
2およびレンズ23によって受光素子8に向けて透光性
媒体2から導出され、信号光5aまたは5bのビームス
ポットの切り欠き部22と重ならない部分は、透光性媒
体2から導出されることなく、さらに透光性媒体2内を
全反射しながら進んで、さらに左側または右側の隣接す
る光分岐手段20の切り欠き部22付近にビームスポッ
トを形成する。The portion of the beam spot of the signal light 5a or 5b that overlaps the notch 22 is the notch 2
2 and the lens 23, the portion that is derived from the light-transmitting medium 2 toward the light-receiving element 8 and does not overlap with the notch 22 of the beam spot of the signal light 5 a or 5 b is not extracted from the light-transmitting medium 2. Further, the laser beam proceeds while being totally reflected in the translucent medium 2, and further forms a beam spot near the cutout portion 22 of the adjacent light branching means 20 on the left or right side.
【0059】レンズ23は受光素子8の受光面に焦点を
有するので、いずれの回路基板4上の発光素子6からの
信号光5も受光素子8に向けて向きが変えられる。した
がって、透光性媒体2から導出された信号光5aおよび
5bは、各回路基板4ごとに信号光7として受光素子8
に入射し、受光素子8によって受光される。Since the lens 23 has a focal point on the light receiving surface of the light receiving element 8, the signal light 5 from the light emitting element 6 on any circuit board 4 changes its direction toward the light receiving element 8. Therefore, the signal lights 5a and 5b derived from the translucent medium 2 are converted into signal lights 7 for each circuit board 4 as light receiving elements 8
And is received by the light receiving element 8.
【0060】この第2の実施形態の光バスでも、上述し
た第1の実施形態の光バスと同様に、途中で光/電気変
換および電気/光変換を行うことなく、したがって各回
路基板4上の受光素子8および発光素子6の光/電気変
換および電気/光変換の速度に制約されずに、各回路基
板4間で信号を高速に伝送することができるとともに、
光の利用効率が高く、入射信号光5を十分な光強度の出
射信号光7に分岐することができ、かつ各回路基板4で
均一な光強度の信号光7を得ることができ、さらに光バ
スを小型化することができ、かつ光分岐手段20を容易
に作製することができる。In the optical bus according to the second embodiment, similarly to the optical bus according to the above-described first embodiment, no optical / electrical conversion and electric / optical conversion are performed on the way, and therefore Signals can be transmitted between the circuit boards 4 at high speed without being restricted by the speed of the light / electric conversion and the electric / light conversion of the light receiving element 8 and the light emitting element 6.
Light utilization efficiency is high, the incident signal light 5 can be split into outgoing signal light 7 having sufficient light intensity, and the signal light 7 having uniform light intensity can be obtained in each circuit board 4. The bus can be reduced in size, and the optical branching means 20 can be easily manufactured.
【0061】図12の例は、各プリズムアレイ21のプ
リズム21aとプリズム21bの数の比は変えるもの
の、個々のプリズム21a,21bの幅は均一にする場
合であるが、信号光5のビームスポット9が図5に示し
たような光強度分布を示すことから、図13に示すよう
に、ビームスポット9をそれぞれの光強度が等しくなる
複数の領域に分割し、各プリズムアレイ21の個々のプ
リズム21a,21bの幅を、そのビームスポット9の
分割された個々の領域の幅と等しくするようにしてもよ
い。これによれば、各出射部で得られる信号光7の強度
がほぼ均一になる。FIG. 12 shows an example in which the ratio of the number of prisms 21a and 21b of each prism array 21 is changed, but the width of each of the prisms 21a and 21b is made uniform. Since FIG. 9 shows the light intensity distribution as shown in FIG. 5, the beam spot 9 is divided into a plurality of regions where the respective light intensities are equal, as shown in FIG. The width of the beam spot 9 may be made equal to the width of each divided area of the beam spot 9. According to this, the intensity of the signal light 7 obtained at each emission unit becomes substantially uniform.
【0062】この実施形態では、透光性媒体2の厚みを
5mm、幅を3mm、回路基板4のピッチを11mmと
し、光分岐手段20上のビームスポットサイズが5mm
(長軸)×0.5mm(短軸)となるように発光素子6
にレンズを設けた場合、切り欠き部22は、透光性媒体
2の幅方向に3mmの長さ、透光性媒体2の長さ方向に
1mmの幅、頂角を90°とし、プリズムアレイ21
は、屈折率が1.93の高屈折材料により、光ビームを
コリメートするレンズを一体化して形成して、個々のプ
リズム21a,21bの頂角を60°とすることによっ
て、分離された信号光5aおよび5bの透光性媒体2の
裏面および表面に対する角度が45°となる。In this embodiment, the thickness of the translucent medium 2 is 5 mm, the width is 3 mm, the pitch of the circuit board 4 is 11 mm, and the beam spot size on the light branching means 20 is 5 mm.
(Long axis) × 0.5 mm (short axis)
When the notch 22 is provided with a lens, the notch 22 has a length of 3 mm in the width direction of the translucent medium 2, a width of 1 mm in the length direction of the translucent medium 2, a vertex angle of 90 °, and a prism array. 21
Is formed by integrally forming a lens for collimating a light beam from a high-refractive material having a refractive index of 1.93, and setting the apex angle of each of the prisms 21a and 21b to 60 °, thereby separating the separated signal light. The angles of 5a and 5b with respect to the back and front surfaces of the translucent medium 2 are 45 °.
【0063】図14は、この実施形態において、それぞ
れ入力部M1,M2,M3から信号光5を入射させ、そ
れぞれ出力部N2〜N6、出力部N1,N3〜N6、出
力部N1,N2,N4〜N6に対して信号光7を出射さ
せたときの、各出射位置での相対的な出射強度を示し、
出射強度のバラツキは10%以下となる。FIG. 14 shows that in this embodiment, the signal light 5 is made incident from the input sections M1, M2, M3, respectively, and the output sections N2 to N6, the output sections N1, N3 to N6, and the output sections N1, N2, N4 respectively. -N6 indicates the relative emission intensity at each emission position when the signal light 7 is emitted,
The variation of the emission intensity is 10% or less.
【0064】[0064]
【発明の効果】上述したように、この発明によれば、各
回路基板上の受光素子および発光素子の光/電気変換お
よび電気/光変換の速度に制約されずに、各回路基板間
で信号を高速に伝送することができるとともに、光の利
用効率が高く、入射信号光を十分な光強度の出射信号光
に分岐することができ、かつ各回路基板で均一な光強度
の信号光を得ることができ、さらに光バスを小型化する
ことができ、かつ光バスを容易に作製することができ
る。As described above, according to the present invention, the signal between each circuit board is not restricted by the speed of light / electric conversion and electric / light conversion of the light receiving element and the light emitting element on each circuit board. High-speed transmission, high light use efficiency, the incident signal light can be split into the outgoing signal light of sufficient light intensity, and the signal light of uniform light intensity can be obtained in each circuit board. In addition, the optical bus can be downsized, and the optical bus can be easily manufactured.
【図1】この発明の信号処理装置の一実施形態を示す図
である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a signal processing device of the present invention.
【図2】この発明の光バスの第1の実施形態を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the optical bus of the present invention.
【図3】回折素子および光導出体の一例を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a diffraction element and a light guide.
【図4】回折素子および光導出体の他の例を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing another example of the diffraction element and the light guide.
【図5】ビームスポットの光強度分布を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a light intensity distribution of a beam spot.
【図6】回折素子および光導出体のさらに他の例を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing still another example of the diffraction element and the light guide.
【図7】回折素子および光導出体のさらに他の例を示す
図である。FIG. 7 is a view showing still another example of the diffraction element and the light guide.
【図8】図6および図7の例における各出射位置での相
対的な出射強度を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing relative emission intensities at respective emission positions in the examples of FIGS. 6 and 7;
【図9】回折素子および光導出体のさらに他の例を示す
図である。FIG. 9 is a view showing still another example of the diffraction element and the light guide.
【図10】図9の例における各出射位置での相対的な出
射強度を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a relative emission intensity at each emission position in the example of FIG. 9;
【図11】この発明の光バスの第2の実施形態を示す図
である。FIG. 11 is a diagram showing a second embodiment of the optical bus of the present invention.
【図12】プリズムアレイおよび切り欠き部の一例を示
す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a prism array and a cutout portion.
【図13】プリズムアレイの他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of the prism array.
【図14】第2の実施形態における各出射位置での相対
的な出射強度を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a relative emission intensity at each emission position in the second embodiment.
1…支持基板 2…透光性媒体 3…コネクタ 4…回路基板 4a…電子回路 5,5a,5b…信号光 6…発光素子 7…信号光 8…受光素子 9…ビームスポット 10…光分岐手段 11…回折素子 11a,11b…エリア 12…光導出体 13…レンズ 20…光分岐手段 21…プリズムアレイ 21a,21b…プリズム 22…切り欠き部 23…レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support board 2 ... Translucent medium 3 ... Connector 4 ... Circuit board 4a ... Electronic circuit 5, 5a, 5b ... Signal light 6 ... Light emitting element 7 ... Signal light 8 ... Light receiving element 9 ... Beam spot 10 ... Light branching means DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Diffraction element 11a, 11b ... Area 12 ... Light guide 13 ... Lens 20 ... Light splitting means 21 ... Prism array 21a, 21b ... Prism 22 ... Notch part 23 ... Lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 勉 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 経塚 信也 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 山田 秀則 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KB09 LA01 LA09 MA07 QA01 RA00 TA00 TA01 TA43 5K002 AA01 AA03 AA07 BA02 BA04 BA07 BA21 BA31 CA09 FA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tsutomu Hamada 430 Sakai Nakaicho, Ashigara-gun, Kanagawa Prefecture Inside Green Tech Nakai Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Hidenori Yamada 430 Border, Nakai-cho, Ashigara-gun, Kanagawa Prefecture Green Tech Nakai Fuji Xerox Co., Ltd.F-term (reference)
Claims (8)
光出射部からなる複数の光分岐手段が設けられ、 前記それぞれの光入射部は、当該光入射部に入射した信
号光を2つの信号光に分離して、一方の信号光を、前記
透光性媒体の一端部に向け、その一端部側のそれぞれの
光出射部を経由して前記透光性媒体内に伝搬させるとと
もに、他方の信号光を、前記透光性媒体の他端部に向
け、その他端部側のそれぞれの光出射部を経由して前記
透光性媒体内に伝搬させるものであり、 前記それぞれの光出射部は、前記透光性媒体内を伝搬し
て前記透光性媒体内から当該光出射部に入射した信号光
部分を前記透光性媒体外に出射させるものである光バ
ス。1. A plurality of light splitting means each comprising a light incident portion and a light emitting portion are provided for a translucent medium, and each of the light incident portions transmits signal light incident on the light incident portion. The signal light is separated into two signal lights, and one of the signal lights is directed toward one end of the light-transmitting medium, and propagates into the light-transmitting medium via the respective light emitting portions on the one end side. The other signal light is directed to the other end of the light-transmitting medium, and propagates into the light-transmitting medium via the respective light-emitting portions on the other end. An optical bus, wherein the emission unit is configured to emit a signal light portion that propagates in the light transmitting medium and enters the light emitting unit from inside the light transmitting medium to outside the light transmitting medium.
部が、前記透光性媒体の同一面に設けられた光バス。2. The optical bus according to claim 1, wherein said respective light incident portions and said respective light emitting portions are provided on the same surface of said translucent medium.
反射しながら伝搬する光バス。3. The optical bus according to claim 1, wherein the one and the other signal lights propagate while being totally reflected in the light transmitting medium.
て、 前記それぞれの光入射部が回折素子であり、前記一方お
よび他方の信号光が前記透光性媒体の幅方向に曲げられ
る光バス。4. The optical bus according to claim 1, wherein each of the light incident portions is a diffractive element, and the one and the other signal lights are bent in a width direction of the translucent medium. bus.
て、 前記それぞれの光入射部がプリズムアレイである光バ
ス。5. The optical bus according to claim 1, wherein each of said light incident portions is a prism array.
て、 前記それぞれの光出射部が、前記透光性媒体に形成され
た光導出体である光バス。6. The optical bus according to claim 1, wherein each of the light emitting portions is a light guide formed on the translucent medium.
て、 前記それぞれの光出射部が、前記透光性媒体に形成され
た切り欠き部である光バス。7. The optical bus according to claim 1, wherein each of the light emitting portions is a cutout formed in the translucent medium.
およびその生成された電気信号を光信号に変換して出射
する素子を有する送信部と、入射した光信号を電気信号
に変換する素子、およびその変換後の電気信号を処理す
る電子回路を有する受信部との、少なくとも一方が搭載
された複数の回路基板と、 この複数の回路基板の、前記送信部および前記受信部の
少なくとも一方と光結合された請求項1〜7のいずれか
の光バスと、 を備える信号処理装置。8. An electronic circuit for generating an electric signal,
And a transmission unit having an element for converting the generated electric signal to an optical signal and emitting the same, an element for converting an incident optical signal to an electric signal, and an electronic circuit for processing the converted electric signal. A plurality of circuit boards on which at least one of the plurality of circuit boards is mounted; and the optical bus according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of circuit boards are optically coupled to at least one of the transmission unit and the reception unit. A signal processing device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11225475A JP2001051141A (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Optical bus and signal processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11225475A JP2001051141A (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Optical bus and signal processing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001051141A true JP2001051141A (en) | 2001-02-23 |
Family
ID=16829909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11225475A Pending JP2001051141A (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Optical bus and signal processing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001051141A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006067360A (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Fujitsu Ltd | Optical transmission circuit device |
-
1999
- 1999-08-09 JP JP11225475A patent/JP2001051141A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006067360A (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Fujitsu Ltd | Optical transmission circuit device |
JP4555631B2 (en) * | 2004-08-27 | 2010-10-06 | 富士通株式会社 | Optical transmission circuit device |
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