JPH02235029A - 光スイッチアレーおよび光信号伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業．ヒの利用分野コ 本発明は通信網や並列計算機の相互接続などに用いられ
る光スイッチアレーに関するものである。

［従来の技術］ スイッチアレーは通信及び計算機の分野では必須の装置
であるが現在の半導体技術をもってしても大規模なもの
を作るのは容易ではない。特にクロスバースイッチは特
性的には非常に望ましいものであるがスイッチ数が多く
なるために少数のターミナル同士をつなぐものしか実現
されていない。

一方光技術を導入する大規模なクロスバースイッチを作
製する試みが最近なされている。これは例えばＴｒｕｄ
ｙ　Ｅ．　Ｂｅｌｌ．　ＩＥＥＥ　ＳＰＩ｛；ＴＲＩＭ
誌、１９８６年８月号一段の３４頁から５７頁の記事に
おいて述べられている。

第９図は従来の光クロスバースイッチを示す概略模式図
である。４個の光源１　＋　”＝　１　４は個別に設け
られた不図示のターミナルにより駆動されるものであり
、その出射光束２はシャツターアレー３を通過して透過
光束４となる。４個の光検出器５１〜５４は該透過光束
４を受光し、個別に設けられた不図示のターミナルへ受
光状態を示す信号を送出する。

本従来例は４×４の光クロスバースイッチを示したもの
であり、各々に設けられたターミナルからの信号は光源
１，〜１４に送られる。光源１，〜１４の出射光束２は
垂直方向に拡げられシャツターアレ−３に入射する。シ
ャツターアレ−３の斜線で示す透過部を透過した透過光
束４は水平方向に集められ、光検出器５，〜５４に入射
する。

光検出器５ｌ〜５４からの受光状態を示す信号は各々に
対して設けられたターミナルに送られる。

どのターミナル同士を接続するかはシャッターアレ−３
のシャッターのどれを透過状態にするかで決まる。例え
ば光源１１からの光束はシャッターアレ−３の１列目に
入射するが、第１５図に示すように３行１列目のシャッ
ターが透過状態にあるときはその透過光束は光検出器５
３によって検出される。従ってこのときは光源１１に接
続されているターミナルと光検出器５３に接続されてい
るターミナルがつながることになる。他のターミナルに
関しても同様のことが言える。

第１０図は第９図に示した一方向性スイツチアレーを用
いたネットワークのブロック図である。

このネットワークは４個の送信側ターミナル１１，〜１
１４、一方向性スイッチアレー１２、４個の受信側ター
ミナル１３、〜１３４から構成されている。信号は矢印
で示すように送信側ターミナル１１、〜１１４から一方
向性スイッチアレー１２を介して受信側ターミナル１３
，〜１３４に送られる。しかし受信側ターミナル１３，
〜１３４からもデータを受け取ったという確認の信号、
データを要求する信号等を送信側のターミナル１１１〜
１１４に送りたい場合かある。

第１１図は一方向性スイッチアレーを用いた並列計算機
の一構成例を示すブロック図である。４個のプロセッサ
２１，〜２１４は一方向性スイッチアレー２２と相互に
接続されており、送信側ターミナルと受信側ターミナル
はここでは一致している。プロセッサ２１，〜２１４か
らの信号は一方向性スイッチアレー２２によって切換ら
れたプロセッサ２１，〜２１４に向かう。このような構
成のときは、プロセッサ２１，＝２１４の間で相互に信
号を送ることは可能であるが相互接続の能力は落ちる。

例えばプロセッサ２１１から２１４へ信号を送ることを
考えると一方向性スイッチアレ−２２においてプロセッ
サ２１１からの入力をプロセッサ２１４へ送るよう一方
向性ス，ｒツチアレ−２２の内部のシャッターを設定す
る。一方プロセッサ２１４からの人カデータ受信確認信
号等の応答信号をプロセッサ２１，へ戻すためには該応
答信号プロセッサ２１１へ出力されるよう前述のシャッ
ターを設定し直す必要がある。このように２つのプロセ
ッサについて互いに信号を送ることができるようスイッ
チを切換えることが強制される。したがってこのときに
プロセッサ２１４からプロセッサ２１３へ信号を送るよ
うなことはできない。またプロセッサ２１４からプロセ
ッサ２１１への応答信号をデータ受信後スイッチで切換
えて時間的にずらして送るということはできる。

第１２図は双方向性スイッチアレーを用いた共有メモリ
型並列計算機のブロック図である。この計算機は４個の
プロセッサ３１，〜３１４、双方向性スイッチアレー３
２、４個のメモリ３３，〜３３４より構成されている。

プロセッサ３１１〜３１４のうちのいずれもが双方向性
スイッチアレー３２を介してメモリ３３１〜３３４のど
れとでもアクセスすることができる。双方向性スイッチ
アレー３２は従来小規模なものが半導体素子によって作
られている。プロセッサ３１１゜〜３１４から送られて
来る信号は典型的にはアドレス信号であり、メモリ３３
１〜３３４はアドレス信号を受けてデータ信号をプロセ
ッサ３１，〜３１４に帰す。第１８図に示した構成のも
のの場合には双方向性スイッチアレーか要求され従来の
光クロスバースイッチでは実現できないものであった。

また半導体素子によるスイッチアレーでは大規模なもの
ができず、小規模なものに限定されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来のスイッチアレーは、第９図および第１０
図に示したものにおいては信号の流れが一方向であるた
め、送信側のターミナルと受信側のターミナルを固定し
て使用しなければならないという欠点がある。第１１図
に示したものにおいては、信号の種類に応じてプロセッ
サの接続を変更する場合にはスイッチを切換える必要が
あるので、スイッチ切換時に生じるシステムの無効時間
が増加するとともに、信号の種類同期させてスイッチを
切換えることが困難であり、回路が複雑になるという欠
点がある。第１２図に示したものにおいては、双方向性
のクロスバースイッチが示されているが、これは従来の
光クロスバースイッチでは構成することができず、また
、半導体素子によるものも、小規模なものに限定されて
しまい、大規模なものを構成することができないという
欠点があった。

本発明は双方向のスイッチングを光を用いて迅速に行な
う大規模な光スイ・ツチアレーを実現することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 第１群の複数のターミナルと第２群の複数のターミナル
とを接続する光スイッチアレーにおいて．、 第１群の複数のターミナルの個々に対して設けられた複
数の第１の光源および第２の光検出器第２群の複数のタ
ーミナルの個々に対して設けられた複数の第１の光検出
器および第２の光源と、 複数の第１の光源および第２の光検出器と複数の第１の
光検出器および第２の光源との間に設けられたシャッタ
ーアレーと、 複数の第１および第２の光源からの出射光束をシャッタ
ーアレーに導くとともに、該シャッターアレーを通過し
た光を複数の第１および第２の光検出器に導くための光
導出部材とを有し、複数の第１の光源と第２の光検出器
は、交互かつ直列に形成ざれ、さらに第１群のターミナ
ルの個々に対して対を成すように設けられ、複数の第１
の光検出器と第２の光源は、交互かつ直列に形成され、
さらに第２群のターミナルの個々に対して対を成すよう
に設けられ、第１群および第２群の複数のターミナルは
、その出力信号によって各々に対応して配講された光源
の発光を制御し、また、各々に対応して設けられた光検
出器の出力信号を入力することにより各光検出器の受光
状態を検出しており、 シャッターアレーおよび光導出部材は、第１および第２
の光源より出射された光の透過光が、選択的に第１およ
び第２の光検出器に入射されるように構成されている。

また、複数の第１の光源と第２の光検出器は、それぞれ
直列に形成され、さらに前記第１群のターミナルの個々
に対して対を成すように並列に設けられ、複数のｚｉの
光検出器と第２の光源は、それぞれ直列に形成され、さ
らに前記第２群のターミナルの個々に対して対を成すよ
うに設けられてもよい。

［作用］ シャッターアレーを切換えることにより、光源より出射
された光の透過光が入射される光検出器が選択的に切換
られる。こわらの光源および光検出器は各々対を成すよ
うに特定のターミナルに対して配備されているので、各
ターミナルの接続先も切換られている。また、各光源お
よび光検出器は前述したように対を成すように構成され
ているので、相方向の伝送が行なわれていることになる
。

［実施例］ 以下に、本発明を図面を用いて詳細に説明する． 第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す概略模式図
である。

本実施例は、４台の第１群のターミナル４１１〜４１４
が４台の第２群のターミナル４９１〜４９４とが双方向
の光スイッチアレーを介して送受信を行なう状態を示す
ものである。

４台の第１群のターミナル４１、〜４１４には、４個の
第１の光源４３．〜４３４および第２の光検出器５２，
〜５２４が交互に配置されてそれぞれ設けられ、４台の
第２群のターミナル４９，〜４９４には４個の第２の光
源５１１〜５１４および第１の光検出器４７，〜４７４
が交互に配置されて対を成すようにそれぞれ設けられて
いる。以下、単に「第１の光源４３，〜４３４」、「第
２の光検出器５２．〜５２４」、「第１の光検出器４７
，〜４７４」、「第２の光源５１．〜５１４」と称する
。第１群のターミナル４１，〜４１４、第１の光源４３
，〜４３４および第２の光検出器５２１〜５２４は水平
に設置され、第２群のターミナル４９，〜４９４、第２
の光源５１，〜５　１　４ｓ６よび第１の光検出器４７
，〜４７４は垂直に設置されている。

各ターミナル４１，〜４１４および４９，〜４９４はそ
れぞれに対して設けられた第１の光源４３，〜４３４、
第２の光源５１１〜５１４に対して出力信号４２，〜４
２４、５０，〜５０４を出力し、その発光を制御する。

また、各ターミナル４１，〜４１４および４９，〜４９
４はそれぞれに対して設けられた第２の光検出器５２，
〜５２４、第１の光検出器４７．〜４７４が出力する受
光状態を示す出力信号５３，〜５３４、４８１〜４８４
を入力している．第１の光源４３，〜４３４からの出射
光束４４はシャツターアレー４５を通過して透過光束４
７となり、第１の光検出器４７，〜４７４で受光される
。第１の光源４３，〜４３４、第２の光源５１，〜５１
４を構成するものとしては発光ダイオード（１．ＥＤ）
あるいは半導体レーザ等があげられる。また、シャッタ
ー７Ｌ／−４５は液晶、ＰＬＺＴあルイはＬｉＮｂ０３
などの電気光学材料を用いた空間光変調器、Ｂｉ置換Ｙ
ＩＧなとの磁気光学材料を用いた空間光変調器、さらに
はＧａＡｓなとの半導体材料を用いた空間光変調器など
が使用できる。また透過率を制御するタイプのディスプ
レー、例えばエレクトロクロミーなども用いることがで
きる。

次に、本実施例の動作について説明する。

第１群のターミナル４１１〜４１４からの信号４２，〜
４２４に応じて第１の光源４３，〜４３４はそれぞれ駆
動される。出射光束４４は光源４３，〜４３４からの出
射光を不図示の光学系により垂直方向にのみ拡げたもの
である。出射光束４４はシャッターアレ−４５に入射し
透過状悪にあるシャッターを透過する。シャッターアレ
−４５の透過部は斜線で表わしている．シャッター？レ
ー４５を透過した透過光束４６は、不図示の光学系によ
り水平方向にのみ光を集光させて第１の光検出口４７，
〜４７４に入射する。

第１図に示したシャッターアレ−４５の透過部の状態で
は第１の光源４３，〜４３４から出射した光束はそれぞ
れ第１の光検出器４７３，４７，．４７４，４７，によ
って検出される。例えば第１の光源４３，から出射した
光束は垂直方向に拡げられシャッターアレ−４５の３行
１列目の透過部を透過し水平方向に集光され光検出器４
７，に入射する。他の光源、光検出器に関しても同様で
ある。第１の光検出器４７，〜４７４からの検出信号４
８１〜４８４はそれぞれ第２群のターミナル４９，〜４
９４に送られるから、第１群のターミナル４１，〜４１
４はそれぞれ第２群のターミナル４　９３．４　９　＋
，４　９４．４　９■に信号を送っていることになる。

このとき先に述べたように第２群のターミナル４９，〜
４９４は信号を送って来た第１群のターミナル４１，〜
４１４にそれぞれデータ受信確認信号などを送る必要が
ある。第２群の？ーミナル４９１〜４９４からの出力信
号５０奪〜５０４はそれぞれ第２の光源５１，〜５１４
に入力され駆動する。第２の光源５１，〜５１４からの
出射光束は水平方向のみに拡げられけてシャッターアレ
−４５に先とは逆の方向から入射する。この光束はシャ
ッターアレ−４５を透過後、垂直方向のみに集光されて
第２の光検出器５２１〜５２４で受光される。第１図に
示すシャッターアレ−４５の状態では第２の光源５１，
〜５１４からの光束はそれぞれ第２の光検出器５２■，
　　５２４，５２１，５２３で検出される。

例えば第２の光源５１１からの光束はシャッターアレ−
４５の１行２列目を透過し垂直方向に集光されるので第
２の光検出Ｗｋ５２■で検出される。

他も同様である。第２の光検出器５２１〜５２４からの
出力信号５３，〜５３４はそれぞれ第１群のターミナル
４１，〜４１４に送られるので第２群のターミナル４　
９　Ｉ．４　９　２，４　９　３，４　９　４からの信
号は結局第１群のターミナル４１２，４１４，４　１　
１．４　１　３にそれぞれ送られることになる。したが
ってｉｆ群および第２群のターミナルに関して（４１１
．４９３），（４１２．４９１）．　（４１３，４９４
）　（４１４，４９２）の組で双方向の伝送が可能とな
っている。伝送を行う組を変えるときにはシャッターア
レ−４５の透過部を変えてやれば良い。

また第１の光源４３，〜４３４、第２の光源５１，〜５
１４、第１の光検出器４７１〜４７４、第２の光検出器
５２，〜５２４の配列順序は自由度があり要するに所望
のターミナルの組について双方向の伝送ができるようシ
ャツターアレー４５の透過部と合わせて調整をとれば良
い。

本発明の実施例の説明においてこれまで各部材を実際に
結合するための光学系については述べていなかった．以
下にそれらを具体的に説明する． 第２図および第３図は第１および第２のアナモルフィッ
ク光学系の構成を示す図である。６１は第１のシリンド
リカルレンズ、６２は第１の球面レンズである。また６
３は第２の球面レンズ、６４は第２のシリンドリカルレ
ンズである。第１のシリンドリ力ルレンズ６１、第１の
球面レンズ６２で構成される第１のアナモルフィック光
学系は水平方向に結像を行ない垂直方向には光束を拡げ
る働きを持つ。逆に第２の球面レンズ６３、第２のシリ
ンドリ力ルレンズ６４で構成される第２のアナモルフィ
ック光学系は水平方向に光束を拡げ、垂直方向に結像を
行なう作用を持つ。従って第１図において第１の光源４
３，〜４３４、第２の光検出器５２，〜５２４とシャッ
ターアレ−４５の間に第１のアナモルフィック光学系を
挿入し、シャッターアレ−４５と第１の光検出器４７１
〜４７４、第２の光源５１，〜５１４の間に第２のアナ
モルフィック光学系を挿入すれば所望の動作が得られる
。もちろん第１の光源４３１〜４３４、第２の光検出器
５２，〜５２４とシャッターアレ−４５は水平方向には
共役関係になるように、また垂直方向には第１の光［４
３，〜４３４、第２の光検出器５２，〜５２４が第１の
アナモルフィック光学系のほほ前側焦点面にくるように
配置する。同様にシャツターアレ−４５と第１の光検出
器４７１〜４７４、第２の光源５１．〜５１４は垂直方
向に共役関係になるように、水平方向にはシャッターア
レ−４５が第２のアナモルフィック光学系のほぼ前側焦
点面にくるように配置する。また逆方向の光伝送を考え
ると第１の光検出器４７．〜４７４、第２の光源５１，
〜５１４は水平方向には第２のアナモルフィック光学系
の後側焦点面に配置す−るのが良い。同様にシャッター
アレ−４５は第１のアナモルフィック光学系の後側焦点
面に置くのが良い。これらの条件を可能にするアナモル
フィック光学系の設計側は第１のシリンドリ力ルレンズ
６１と第１の球面レンズ６２の焦点距離を等しくして接
近して配置し、第２の球面レンズ６３と第２のシリンド
リ力ルレンズ６４の焦点距離を等しくして接近して配置
することである。このときのアナモルフイツク光学系の
結像関係となる方向についての焦点距離は各々の構成レ
ンズの焦点距離の２倍になり、結像倍率が等倍となるよ
うに配置を行なうことにより先の条件が満たされる。こ
こで利用した結像では倒立像がてきるので光源４３１〜
４３４がら出射した光東４４がシャッターアレ−４５に
入射する位置などが先に説明したものと変わるが本質的
な問題ではなく、信号線の順序を変える、シャッターア
レ−４５に対する駆動信号を変えるなどすれば良い。こ
れは第２のアナモルフィック光学系に関しても同様であ
るからトータルで信号線の接続関係を考えれば良い。

第２のアナモルフィック光学系ではシャッターアレ−４
５を透過した透過光束４６について水平方向に集光を行
なってはいないが水平方向に光束が拡がって行き、第１
の光検出器４７，〜４７４はそれぞれの位置する行にあ
るシャッターアレー４５の全ての透過部からの光束を受
光できるので、餌述の所望の動作が得られる。これは逆
方向の光信号伝送における第１のアナモルフィック光学
系に関しても同様である。

第４図は第１図中の第１のターミナル４１，〜４１４か
ら第２のターミナル４９，〜４９４への信号伝送の際に
関わるシャッターアレ−４５の部分を示す正面図である
。第５図は逆方向の伝送において関わるシャッターアレ
−４５の部分を示す正面図である。６５は最初の方向の
伝送で使用するシャッターアレ−４５の部分であり、縦
方向の領域は第１の光源４３，〜４３４からの出射光束
４４がシャッターアレ−４５を照明する領域であり、横
方向の領域は第１の光検出器４７１〜４７４がその透過
光束を受光するシャッターアレ−４５の部分を示す。同
様に６６は逆方向の伝送で使用するシャッターアレ−４
５の部分であり横方向の領域は第２の光源５１１〜５１
４からの出射光束がシャッターアレ−４５を証明する領
域、縦方向の領域は第２の光検出器５２１〜５２４がそ
の透過光束を受光するシャッターアレ−４５の領域であ
る。６７はシャッターであり、１行目２列目の特定のシ
ャッターを指すものである。

第４図、第５図においてシャッターアレ−４５の斜線部
は透過部である。シャッター６７についてみると最初の
方向の伝送においては第１の光源？４３２からの光束を
透過させ、第１の光検出器４７，で受光させるから第１
群の２番目のターミナルからの信号を第２群の１番目の
ターミナルへ送る働きを持つ。一方シャッター６７は逆
方向の伝送においては第２の光源５１，からの光束を第
２の光検出器の５２■へ送る役目も果たしており、これ
により第２群の１番目のターミナルからの信号が第１群
の２番目のターミナルへ送られる。すなわちシャッター
６７を介して第１群の２番目のターミナルと第２群の１
番目のターミナルが双方向の通信を行なっていることに
なる。

シャッターアレ−４５の他のシャッターについても同様
であり、シャッターアレ−４５のｉ行ｊ列目のシャッタ
ーを透邊部とすることにより第１群のｊ゜番目のターミ
ナルと第２群のｉ番目のターミナルとを双方向の通信を
行なわせることができる。

双方向伝送のそれぞれにおいては第４図、第５図に示す
ように光束が空間的に分離しているが分離が充分でない
とクロストークを生ずる。このためシャッタ一部にマス
クを設けるかシャッターを所望の形に整形することなど
が望ましい。シャッターアレ−４５において必要な透過
部は第４図および第５図において各シャッターを上下左
右に四分割する左上と右下の部分だけであるからその部
分だけに光束を透過させる方がクロストークが減少する
。

またレンズを使う代りにファイバーを用いることもでき
る。例えば第１の光源４３，から出た光束はすぐファイ
バー束の中に入射させファイバー束の出射端はシャッタ
ーアレ−４５の１列目を照射するように整形しておく。

他の光源４３２〜４３４に関しても同様である。シャツ
ターアレー４５の後ろでは１行目に沿フて並べたファイ
バーの出射端を第１の光検出器４７１に向かうようにす
る。第１の光検出器４７２〜４７４に関しても同様にシ
ャッターアレ−４５の２行目以降にファイバーを並べて
各行毎にそれぞれ光検出器の方へ出射端を導く。

逆方向の伝送で用いる第２の光源５１，〜？１４、第２
の光検出器５２■〜５２４についても同様に光ファイバ
ー束を配置しておけば良い。

第６図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す斜視図
である。

第６図において７１ａ，７ｌｂ　＝７４ａ，７４ｂは第
１の面型光源である。８１ａ．８ｌｂ−＝８４ａ，８４
ｂは第１の光検出器アレーである。８５ａ−８８ｂは第
２の面型光源、８９ａ−９２ｂは第２の光検出器アレー
である。

７９はシャツターアレーであり、第１の実施例において
説明したものと同等のものである。透過部のパターンも
先に同様である。第７図に示す８０はマスクであり開口
部が全面に多数設けられている。金属に機械的に加工し
て穴をあける、あるいは八ＵやＣｒをガラス基板に蒸着
してフォトリソグラフィーにより開ロバターンを作るな
どの方法で作製できる。マスク８０において斜線部は光
束が透過する状態にあることを示す。

第７図はマスク８０の部分拡大図である。

シャッターアレ−７９の１つのシャッターの中にはマス
ク８０の４×４個のセグメントが含まれており、その中
で対角部の４個が開口となっている。この４×４個のセ
グメントのパターンは全面に渡って繰り返される。

第６図に示した第２の実施例は図示していないターミナ
ル４台同士、計８台を接続するための光スイッチアレー
である。１台のターミナルからは２本の入力のための線
および２本の出力のための線が出ている。面型光源、光
検出器において同一の番号は同一のターミナルからの人
力あるいは出力のための線に接続されていることを示す
。第１の面型光源７１ａ　・−７４ｂはそれぞれ第１群
の４台のターミナルからの出力の線に接続され、第２の
面型光源８５ａ−８８ｂはそれぞれ第２群の４台のター
ミナルからの出力の線に接続されている。また第１の光
検出器アレ−８１ａ　＝８４ｂはそれぞれ第２群の４台
のターミナルへの入力の線に、第２の光検出器８９ａ−
９２ｂはそれぞれ第１群の４台のターミナルへの入力の
線に接続されている。同じ群のターミナルに関しては面
型光源７１ａ，７ｌｂと光検出器８９ａ，８９ｂは同じ
ターミナルに属するというように番号の小さいものから
順に面型光源と光検出器はベアて同一のターミナルと接
続されている。

本実施例においては光源からの光束は光学系などで拡げ
る必要はなく、もともと拡がりのある光源を用いている
。光検出器の側も同様で、光束を集めるための光学系は
除かれ、代りに面型の光検出器が使われている。

第１群の１つのターミナルからの出力信号によって面型
光源７１ａ，７ｌｂは駆動され発光する。

シャッターアレ−７９が第１図のシャッターアレ−４５
と同じ透過部のパターンを有するとすれば、発光光束は
シャッターアレ−７９の３行１列目を透過しマスク８０
に入射する。マスク８０は各ターミナルからの出力線が
、信号を送る相手のターミナルの定められた入力線と接
続されるために設けられたもので、゛イま対角状に開口
が有るため面型光源７１ａ，７ｌｂからの光束はそれぞ
れ光検出器８３ａ，８３ｂで検出されるというように、
添字ａ，ｂの一致した組み合わせの面型光源、光検出器
が信号の送受を行なう。これはアドレス信号、データ信
号等のやり取りにおいてあるビットを表わす信号の他の
ビットの信号と接続する必要はなくいつも定まったビッ
トの信号を接続すれば良いことから来ている。このマス
ク８０の設置によってシャッターアレ−７９のシャッタ
ー数が低減できる。このような方式は発明者が考案した
もので、詳細には特開昭６１−１９１１６５号公報に開
示してある。光検出器８３ａ　，８３ｂからの出力は第
２群のターミナルの１つに送られ、第１群のターミナル
から第２群のターミナルに信号が送られたことになる。

第１群の他のターミナルから第２群の他のターミナルへ
の信号の送信も同様であり、第１の面型光源７１ａ，７
ｌｂ，＝　，７４ａ，７４ｂ、第１の光検出器７ｔ／−
８１ａ，８ｌｂ，−−−，　８４ａ，８４ｂを用いて行
なわれる。

一方第２群のターミナルから第１群のターミナルへの信
号の伝送は第２の面型光源８５ａ，８５ｂ．・・・８８
ａ，８８ｂ、第２の光検出器アレ−８９ａ．８９ｂ，＝
　．９２ａ，９２ｂを使って行なわれる。先に例に挙げ
た第１の光検出器アレ−８３ａ，８３ｂからの出力が送
られた第２のターミナルからの出力信号は第２の面型光
源８７ａ　，８７ｂに送られる。シャッターアレ−７９
の１行３列目のシャッターが透過状態になっているから
第２の面型光源８７ａ，８７ｂからの光束はマスク８０
、シャッターアレ−７９を透過した後、第２の光検出器
アレーの中の光検出器８９ａ，８９ｂで受光される。

第２の光検出器８９ａ　，８９ｂは先に例に挙げた第１
の而型光源７１ａ，７ｌｂと接続が行なわれている第１
群のターミナルに接続されているから、これで双方向の
伝送が行なわれていることになる。他のターミナルに関
しても同様である。

本実施例においてはレンズは不用であり、第１及び第２
の面型光源７１ａ・・・７４ｂ，８５ａ・・・８８ｂ、
シャッターアレ−７９、マスク８０、第１及び第２の光
検出器アレ−８１ａ−８４ｂ，８９ａ−９２ｂを一体化
でき非常にコンパクトな装置が得られるという利点があ
る。

第８図は本発明の第３の実施例の構成を示す概略模式図
である。

本実施例は第１図に示した第１の実施例と同様に第１群
のターミナル４１，〜４１４と第２群のターミナル４９
，〜４９４との間で送受信を行なう状態を示すものであ
る。第１群のターミナル４１１〜４１４には４個の第１
の光源１０２，〜ｌ０２４および４個の第２の光検出器
１１２ｌ〜１１２４がそれぞれ設けられ、第２群のター
ミナル４９１〜４９４には４個の第１の光検出器１０６
１〜ｌ０６４および４個の第２の光源１０９．〜１０９
４がそれぞれ設けられている。ターミナル４１，〜４１
４、第１の光源１０２１〜ｌ０２４および第２の光検出
器１ｌ２，〜１ｌ２４は水平に設置され、ターミナル４
９，〜４９４、第１の光検出器１０６，〜ｌ０６４およ
び４個の第２の光源１０９１〜ｌ０９４は垂直に設けら
れている。第１の光源ｌ０２，〜１０２４と第２の光検
出器１１２Ｉ〜】１２４および第１の光検出器ｌ０６，
〜１０６４と第２の光源１０９＋”ｌ０９４はそれぞれ
平行に設けられている。各ターミナル４１．〜４１４お
よび４９，〜４９４はそれぞれに対して設けられた・第
１の光源１０２，−１０２４、第２の光源ｌ０９，〜１
０９４に対して出力信号１０１１〜１０１４．　１０８
１〜１０８４を出力し、その発光を制御する。また、各
ターミナル４１．〜４１４および４９，〜４９４はそれ
ぞれに対して設けられた第２の光検出器１１２１−１１
２４、第１の光検出器１０６１〜ｌ０６４が出力する受
光状態を示す人力信号１１３，〜１１３４，　　１０７
＋〜ｌ０７４を人力している。

第１の光源ｌ０２，〜ｌ０２４からの出射光束１０３は
、実線に示すように第１の実施例と同様に設けられたシ
ャッターアレ−１０４を通過して透過光束１０５となり
、第１の光検出器ｌ０６，〜１０６４へ入射する。

第２の光源ｌ０９，〜ｌ０９４からの出射光束４は、破
線で示すようにシャッターアレ−１０４を通過して透過
光束１１１となり、第２の光検出器１１２１〜１ｌ２４
へ入射する。

本実施例において第１の実施例と同じアナモルフィック
光学系が用いられる。すなわち第１の光源１０２１〜ｌ
０２４、第２の光検出器１１２１〜ｌ１２４とシャッタ
ーアレ−１０４の間には第２図に示した第１のアナモル
フィック光学系が、シャッターアレ−１０４とｉｆの光
検出器１０６１〜ｌ０６４、第２の光源ｌ０９ｌＮｌ０
９４の間に第３図に示した第２のアナモルフィック光学
系が挿入されている。

第８図に示したクロスバースイッチは４台ずつの２群の
ターミナル同士を接続するものを示してある。本実施例
においては第１の実施例において説明したようにアナモ
ルフィック光学系が一方向には結像を行ない、それと垂
直な方向には光束を広げるという機能を果たすことを利
用したものである。すなわち光束を広げる方の方向に関
しては、光源、光検出器を置く位置は許容度が広く、光
源と光検出器を２列に並べることができる。

第１群のターミナル４１，〜４１４からの出力信号】０
】，〜１０１４に応じて第１の光源ｌ０２，〜ｌ０２４
は発光する。発光光束１０３はシャッターアレ−１０４
を透過し、透過光束１０５は第１の光検出器１０６，〜
ｌ０６４で検出される。これにより片方向伝送用のクロ
スバースイッチが構成されていることが明らかである。

第１の光源１０２＋”１０２＜は多少上下しても発光光
束１０３は縦方向に広げるのであるからクロスバースイ
ッチの動作にはほとんど影響しない。同様に第１の光検
出器１０６１〜１０６４は多少左右に動いても透過光束
１０５を受光できる。

光検出器１０６１〜ｌ０６４で受光した信号は第２群の
ターミナル４９，〜４９４への人力信号Ｉ０７，〜ｌ０
７４となり第１群のターミナル４１，〜４１．からの信
号伝送が行なわれる。

一方第２群のターミナルからの出力信号１０８１〜１０
８４は第２の光源１０９．　Ｎ１０９．を駆動する。発
光光束１１０はシャッターアレ−１０４を透過し、透過
光束＋０２，〜１０２４は第２の光検出器１１２，〜１
１２４で受光される。第２の光源１０９１〜ｌ０９４、
シャッターアレーｌ０４、第２の光検出器ｌ１２、〜１
１２４でもクロスバースイッチが構成されている。第２
の光源１０９ｌ〜Ｉ０９４の左右への移動、第２の光検
出器１１２１〜１１２４のＦ下への移動はクロスバース
イッチの動作にあまり影響しない。第２の光検出器１１
２．〜ｌ】２４の受光信号は第１群のターミナル４１，
〜４１４への入力信号１１３＋−１１３４となり逆方向
の伝送も行なわれる。

シャッターアレ−１０４の３行１列目のシャッターに注
目すると、この部分を透過することによって第１群のタ
ーミナルの４１、と第２群のターミナルの４９３か双方
向の信号伝送を行なっていることが分る。他のシャッタ
ーに関しても同様で１つのシャッターを介して一組のタ
ーミナルが双方向の伝送を行なう。

以上の実施例の説明においてはクロスバースわイッチの
人出力部には必ず光源、光検出器が設けられていたが、
光ファイバを用いて光信号のまま入力させても良く、ま
た出力側も光ファイバによって次段の光学装置に導くな
ど必ずしも光電変換をしなくても良い。

また、実施例ではシャツターアレイは透過型としたが、
光源からの光を選択的に特定の方向に設けられた光検出
器に向けて反射する反射型のシャッターアレイを用いる
こともできる。このような反射型のシャツターアレイは
、液晶或いはＧａＡｓ等を用いて周知の方法で形成され
る。

［発明の効果］ 以−Ｆ説明したように本発明においては光スイッチアレ
ーにおいて光源、光検出器などの光入力、光出力部材を
対を成すようにシャッターアレーの両側にそれぞれ設け
ることにより、双方向の信号伝送が可能となり、大規模
なクロスバースイッチを実現することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す図、第２図
は第１のアナモルフィック光学系を示す図、第３図は第
２のアナモルフィック光学系を示す図、第４図および第
５図は第１図中のシャッターアレ−４５の透過部分を示
す図、第６図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す
斜視図、第７図は第６図中のマスク８０の部分拡大図、
第８図は本発明の第３の実施例の構成を示す概略模式図
、第９図は従来の光クロスバースイッチを示す概略模式
図、第１０図は一方向性スイッチアレーを用いたネット
ワークのブロック図、第１１図は一方向性スイッチアレ
ーを用いた並列・計算機の一構成例を示すブロック図、
第１２図は双方向性ス？ッチアレーを用いた共有メモリ
型並列計算機のブロック図である。 １．〜１４・・・光源、 ３・・・シャッターアレー ５１〜５，−・・光検出器、 １２−・・一方向性スイッチアレー ２　２−・・一方向性スイッチアレー ３２・・・双方向性スイッチアレー ４１■〜４１４・・・第１群のターミナル、４３，〜４
３４・・・第１の光源、 ４　５−・・シャッターアレー ４７，〜４　７　４””第１の光検出器、４９，〜４　
９　４　−・・第２群のターミナル、５１，〜５１４・
・・第２の光源、 ５２，〜５２４・・・第２の光検出器、６１・・・第１
のシリンドリ力ルレンズ、６２・・・第１の球面レンズ
、 ６　３−・・第２の球面レンズ、 ６　４−・・第２のシリンドリカルレンズ、７１ａ　〜
７４ｂ　−第１の面型光源、？９・・・シャッターアレ
ー ８０・・・マスク、 ８１ａ　〜８４ｂ　・・・第１の光検出器、８５ａ　〜
８８ｂ−第２の而型光源、 ８９ａ　〜９２ｂ　＝−第２の光検出器、Ｉ０２．〜ｌ
０２４・・・第１の光源、１０４−・・シャッターアレ
ー ｌ０６，〜１０６４・・・第１の光検出器、１０９１〜
Ｉ０９４・・・第２の光源、１１２■〜１ｌ２４・・・
第２群の光検出器。 特許出願人　　キヤノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１群の複数のターミナルと第２群の複数のターミ
   ナルとを接続する光スイッチアレーにおいて、 前記第１群の複数のターミナルの個々に対して設けられ
   た複数の第１の光源および第２の光検出器と、 前記第２群の複数のターミナルの個々に対して設けられ
   た複数の第１の光検出器および第２の光源と、 前記複数の第１の光源および第２の光検出器と前記複数
   の第１の光検出器および第２の光源との間に設けられた
   シャッターアレーと、 前記複数の第１および第２の光源からの出射光束を前記
   シャッターアレーに導くとともに、該シャッターアレー
   を通過した光を前記複数の第１および第２の光検出器に
   導くための光導出部材とを有し、 前記複数の第１の光源と第２の光検出器は、交互かつ直
   列に形成され、さらに前記第１群のターミナルの個々に
   対して対を成すように設けられ、前記複数の第１の光検
   出器と第２の光源は、交互かつ直列に形成され、さらに
   前記第２群のターミナルの個々に対して対を成すように
   設けられ、前記第１群および第２群の複数のターミナル
   は、その出力信号によって各々に対応して配備された光
   源の発光を制御し、また、各々に対応して設けられた光
   検出器の出力信号を入力することにより各光検出器の受
   光状態を検出しており、前記シャッターアレーおよび前
   記光導出部材は、前記第１および第２の光源より出射さ
   れた光の透過光が、選択的に前記第１および第２の光検
   出器に入射されるように構成されていることを特徴とす
   る光スイッチアレー。 ２、請求項１記載の光スイッチアレーにおいて、 複数の第１の光源と第２の光検出器は、それぞれ直列に
   形成され、さらに前記第１群のターミナルの個々に対し
   て対を成すように並列に設けられ、 複数の第１の光検出器と第２の光源は、それぞれ直列に
   形成され、さらに前記第２群のターミナルの個々に対し
   て対を成すように設けられていることを特徴とする光ス
   イッチアレー。