JPH03197930A - マルチ制御信号分配装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光並列処理デバイスを用いた信号分配装置に
関する。

〔従来の技術〕

近年、高度情報化社会の進展と共に、従来よりは大容量
で高速の情報の入出力装置、伝送装置。

交換装置、信号処理装置が求められている。従来の一組
の制御装置と被制御装置間の接続に替わって、並列に複
数の制御装置と複数の被制御装置間の接続が必要になっ
てきている。このために、電子コンピュータ、電気的な
配線ではその限界が見えており、光の高速性と並列性を
利用した光接続、光コンピュータが期待されている。

光は信号間で干渉しないために並列処理に向いており、
電磁環境に強い等の特徴を有しており、光ファイバを用
いた光ネットワークが実用化されている。しかし、現状
の光ネットワークでは、複数の制御装置と複数の被制御
装置間の接続が可能ではあるが、時間的には１対の接続
だけが可能であり、同時に複数の接続ができるわけでは
ない。

光の並列性の利点を活用したシステムは、また実現され
ていない。この理由の一つに、高速でかつ、素子配列数
が大きい固型の光処理用デバイスがまだ得られない点に
ある。

並列数（素子配列数）の大きい光処理用デバイスは、今
のところ液晶表示素子などに限られ、高速駆動が可能で
はない。また、高速動作が可能な光処理用デバイスには
非線形材料や、光半導体を用いた素子があるが、配列す
る技術がまだ十分でなく、消費パワーも大きいために、
素子配列を高密度に形成することができない。

これらの問題に応える光処理用デバイスとして、光サイ
リスタをベースとした低消費電力の画人出力光電融合素
子が注目されている。この素子を用いた光クロスバイン
タコネクションについては、例えば「第４９回応用物理
学会学術講演会講演予講集」の７２８頁に掲載されてい
る論文［画人出力光電融合素子（ＶＳＴＥＰ）を用いた
光接続（Ｉ）一方式検討、（ｎ）−空間光クロスバ接続
」に詳細に明記されている。この画人出力光電融合素子
を用いれば従来不可能であった並列数の高い光配線によ
る任意のコネクションが実現できる。また、画人出力光
電融合素子については、１９８８年発行の雑誌「アプラ
イド・フィジックス・レター（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒ）」の第５２巻の６７９頁から
６８１頁に掲載の論文“低消費ダイナミックメモリとし
てのダブルへテロ構造光電スイッチ（Ｄｏｕｂｌｅ　ｈ
ｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ　５ｖｉｔｃｈ　ａｓ　ａ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍ
ｅｍｏｒｙｗｉｔｈ　ｌｏｗ−ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｓｕ
ｍｐｔｉｏｎ）″に詳しく述べられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、光インターコネクションの並列数が大きくなる
と並列光処理用デバイスそのものの配線数も増大し、実
装の点で問題が発生する。また、接続信号間のコネクシ
ョン先（アドレス先）を接続信号自身に乗せる自己ルー
ティングが望ましいが、従来の光インターコネクション
では不可能であり、別にアドレス指定の信号ラインを光
マスクに与えてコネクション先を指定していた。実際に
光情報処理を実現するに当たっては、実時間的に可変な
２次元状の光マスクが必要であり、光半導体素子、光双
安定素子などが候補として提案されているが、実用でき
る素子としては液晶デイスプレィのみであり、応答速度
の点で早くできず、問題であった。

この発明の目的は、上記の欠点をなくし、高速で並列数
が高く自己ルーティングが可能な光インターコネクショ
ンを実現し、並列制御を可能にするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のマルチ制御信号分配装置は、発光。

閾値、メモリ機能を有し、駆動端子として少なくとも２
端子以上をもつ光電入出力素子を二次元状に複数配！し
、該各素子の同種類の駆動端子を共通の電極でマトリク
ス状に配線した面形光電入出力素子と、前記面形光電入
出力素子からの発光光を受光する短冊状の受光素子を１
次元状に配列した面形受光素子とを対面して一体化した
光ルーティング素子と、制御信号のアドレス部を識別、
変換し、前記面形光電入出力素子の一つのマトリクス配
線に接続先の指定信号と制御信号を時系列的に与える入
力信号回路と、前記入力信号の接続先の指定信号と同期
して他の複数対のマトリクス配線にアドレス同期信号を
与え、前記面形光電入出力素子の任意の光電入力素子を
動作状態に設定するアドレス同期信号回路と、前記面形
受光素子からの信号を処理する出力信号回路とから構成
されていることを特徴としている。

〔発明の原理と作用〕 この発明では、面形光電入出力素子に光サイリスタをベ
ースとした低消費電力の前記光電融合光処理用デバイス
を二次元状に複数配置し、該各素子の同種類の駆動端子
を共通の電極でマトリクス状に配線した素子を用いる。

この素子は発光、閾値、メモリ機能を有し、２端子間に
閾値以上の電圧を印加することにより動作状態に設置で
き、この動作状態になった素子には低電圧で発光が可能
になる。これに対して、他の非動作状態の素子は同じ電
圧を与えても発光しない。したがって、最初のアドレス
時に面形光電入出力素子をマドリスク電極毎に順次、時
系列的に動作状態に選択的に設定していき、次に信号電
圧を与えれば、動作状態の面形光電入出力素子のみから
信号電圧に従った発光が得られる。この発光を短冊状の
受光素子を１次元状に配列した面形受光素子で受ければ
、指定された信号用刃先のみに信号を送ることができる
。すなわち、自己ルーティングが可能な光インターコネ
クションが光マスクを用いることなしに実現でき、小形
の一体化された光ルータ装置が実現できる。この光ルー
タ装置で制御信号の分配装置を構成すれば、複数の制御
信号を、指定した被制御装置に同時に分配、伝送が可能
になる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図にこの発明によるマルチ制御信号分配装置の一実
施例を示す。マルチ制御信号分配装置は面形光電入出力
素子１と面形受光素子２とを対面させて構成した光ルー
ティング素子３と、入力信号回路４．アドレス同期信号
回路５．出力信号回路６とから構成されている。入力信
号は入力信号回路４、アドレス同期信号はアドレス同期
信号回路５を経て光ルーティング素子３の面形光電入出
力素子１に入力される。マドリスク状面形光電入出力素
子からは入力信号とアドレス同期信号に応じて異なった
部位から光が出射され、面形受光素子２に受光される。

受光された信号は出力信号回路６を経て出力される。ど
の入力信号がどの出力信号に接続されるかは、アドレス
同期信号と入力信号によって規定される。このために、
従来、面形光電入出力素子１と面形受光素子２の間に必
要であった空間光変調素子が不用となり、小形で実用に
供せられる光ルーティング素子が可能である。

第２図は本発明による光ルーティング素子の動作原理に
ついて説明するものである。いま複数の光電入出力素子
を二次元マトリクス状に配置して成る面形光電入出力素
子１へは入力信号１１とアドレス同期信号１２が入力さ
れており、マトリクス状に配列された各光電入出力素子
には両者の信号の差に等しい電圧が印加されていると考
える。

また、面形光電入出力素子１を構成している各光電入出
力素子は発光、閾値素子であり、ある−室以上の電圧Ｖ
ｔｂが印加されると動作状態になり、続いてＶｔ１．よ
り低い信号電圧■３が印加されると信号に応じた発光が
生じるが、電圧■ｔｈが印加されない素子に信号電圧■
１を印加しても、発光は生じない特性をもっている。そ
こで、第２図に示すように、面形光電入出力素子１は例
として４×４のマトリクス素子である場合を考え、入力
信号１１（Ｓｔ、Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４）が面形光電入出力
素子１の各行の配線１１＋Ｉ２．■３゜工４に入力し、
アドレス同期信号１２が各列の配線ＡＩ　、Ａ２　、Ａ
３．Ａ４に入力している。入力信号１１は初めにアドレ
ス信号部としである定められた時間に１つの正パルス（
電圧Ｖ、）をもち、次に正パルスからなる情報信号部が
続く様に構成されている。アドレス同期信号１２は各Ａ
１．Ａ、、Ａ３．Ａ４端子に時間１，１゜１２．１３．
１４に順次に１つの負のパルス（電圧−ｖｂ）を印加し
て行く。これらの信号電圧差（ｖ、＋Ｖｂ）は先の閾値
電圧Ｖｔｈより大きく、この信号電圧ｖ、、ＶｂはＶ（
Ｈより小さい。まず時間ｔ３では、Ｉ３電極のみにアド
レス信号■３が印加されるので、面形光電入出力素子１
の１５行Ａ１列の光電入出力素子のみにｖ、＋Ｖｂ（＞
Ｖｉｈ）が印加されることになる。他の列Ａ１の光電入
出力素子、および行Ｉ、の光電入出力素子にはそれぞれ
Ｖ　ｂ、　Ｖ　ａ（＜Ｖｔｈ）がかかるだけである。そ
こで、面形光電入出力素子１の１３行Ａ１列の光電入出
力素子が動作状態になる。次に、時間ｔ２では、同様に
して工！列Ａ２列の光電入出力素子が動作状態になり、
時間ｔ３では■４行Ａ３列、時間ｔ４では■２行Ａ４列
の各光電入出力素子が動作状態になり、その状態はメモ
リされる。このように、アドレス信号部にどの時間に正
パルスを与えるかによって面形光電入出力素子１の任意
の光電入出力素子を動作状態に設定することが可能であ
る。次に、情報信号５１Ｓ２．Ｓ、、Ｓ４が各１１．Ｉ
２．Ｉ、、Ｉ４行の電極に与えられるが、先に動作状態
にメモリされた光電入出力素子のみが発光することにな
る。

例えば、行■１の光電入出力素子のうち、行Ｉ。

列Ａ２の光電入出力素子のみから信号Ｓｌによる信号光
が発生する。発生した信号光は対面して置かれた面形受
光素子２で受光される。面形受光素子２は第２図に示す
ように、短冊形状の受光素子を１次元状に配列した構造
で、同一素子内に受けられた光信号の総和が出力信号１
３として得られる。例えば０１の受光素子は面形光電入
出力素子１の列Ａ１の光電入出力素子の光を受けて出力
する。そこで、列Ａ、では行１３列Ａ１の光電入出力素
子のみが動作状態にあり、この光電入出力素子からの発
光信号、すなわち信号Ｓ３が面形受光素子２のＯ１素子
に受けられ、出力として得られる。同様に、０２からは
Ｓ、、０３からはＳ４＋ｏ４からはＳ２が得られる。こ
のように、各信号をそのアドレス信号部の情報によって
任意の出力信号部に与える、すなわち自己ルーティング
ができる光インターコネクションが実現できる。

第３図は本発明に用いる面形光電入出力素子を構成する
光電入出力素子の実施例である。この素子は、ＡＩ　Ｇ
ａＡｓとＧａＡｓの層構造を有し、アノードとカソード
間に閾値電圧以上の電圧を印加すると、スイッチングさ
れ発光し、動作状態になる。−旦動作状態になると、あ
るバイアス電圧以上の電圧に対して発光するようになる
。この素子を非動作状態に戻すなめには、両端子を短絡
することによっ＝て可能である。この素子の応答は数百
ＭＨｚと高速であり、コネクションの変更も数μｓと高
速に行える。

第４図は入力信号回路４の信号変換フォーマットを示し
たものである。制御装置からの制御信号は通常、２進数
で表現したアドレスコードに続いて制御信号が送られる
。アドレス先の指定は以上に述べたように、アドレス信
号帯の中でのパルス位置によって指定される。図におい
て、アドレスコード（０１０１１）は１０進数で１１に
なり、アドレス指定信号内で１１番目の位置にパルスが
出る信号に変換される。このように変換された信号が入
力信号回路４から出力される。

第５図は本発明を用いたマルチ制御システムのブロック
図である。複数の制御装置２１からの制御信号はマルチ
制御信号分配装置２２に入力し、被制御装置２３に同時
に分配され、伝送される。

各制御装置から任意の被制御装置を同時に制御できる。

〔発明の効果〕

以上詳細に述べたように、本発明を用いることにより高
速でかつ自在なコネクションが可能で、自己ルーティン
グにより、複数の制御信号を、指定した被制御装置に同
時に分配、伝送が可能なマルチ制御信号分配装置が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のマルチ制御信号分配装置の実施例を
示す図、第２図はこの発明のマルチ制御信号分配装置の
動作原理を示す図、第３図はこの発明に用いる光電入出
力素子を示す図、第４図は入力信号回路の信号変換を示
す図、第５図はマルチ制御システムを示す図である。 図において、 １・・・面形光電入出力素子、２・・・面形受光素子、
３・・・光ルーティング素子、４・・・入力信号回路、
５・・・アドレス同期信号回路、６・・・出力信号回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光、閾値、メモリ機能を有し、駆動端子として少なく
   とも２端子以上をもつ光電入出力素子を二次元状に複数
   配置し、該各素子の同種類の駆動端子を共通の電極でマ
   トリクス状に配線した面形光電入出力素子と、前記面形
   光電入出力素子からの発光光を受光する短冊状の受光素
   子を１次元状に配列した面形受光素子とを対面して一体
   化した光ルーティング素子と、制御信号のアドレス部を
   識別、変換し、前記面形光電入出力素子の一つのマトリ
   クス配線に接続先の指定信号と制御信号を時系列的に与
   える入力信号回路と、前記入力信号の接続先の指定信号
   と同期して他の複数対のマトリクス配線にアドレス同期
   信号を与え、前記面形光電入出力素子の任意の光電入力
   素子を動作状態に設定するアドレス同期信号回路と、前
   記面形受光素子からの信号を処理する出力信号回路とか
   ら構成されていることを特徴とするマルチ制御信号分配
   装置。