JPH0787604B2 - 光接続装置 - Google Patents
光接続装置Info
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- JPH0787604B2 JPH0787604B2 JP14780790A JP14780790A JPH0787604B2 JP H0787604 B2 JPH0787604 B2 JP H0787604B2 JP 14780790 A JP14780790 A JP 14780790A JP 14780790 A JP14780790 A JP 14780790A JP H0787604 B2 JPH0787604 B2 JP H0787604B2
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- light
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- light emitting
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Links
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光信号による情報転送を行う光接続装置、特
に発光機能を有する光双安定スイッチを２次元アレイ状
に配置した光スイッチアレイを用いた光接続装置の構成
に関するものである。
に発光機能を有する光双安定スイッチを２次元アレイ状
に配置した光スイッチアレイを用いた光接続装置の構成
に関するものである。
従来の技術 光信号による情報転送を行う光接続装置としは、例えば
S.Kawai他“Optical crossbar interconnection with s
elf−addressing,"1990年光コンピューティング国際会
議記録（Conference Record of 1990 Inter−national
Topical Meeting on Optical Computing）論文番号10E7
に示されている第５図の構成がある。同図の構成では、
発光機能を有する光双安定スイッチ１を２次元アレイ状
に配置した光スイッチアレイ２と、受光素子３を１次元
アレイ状に配置した受光素子アレイ４を組み合わせてク
ロスバー交換を行っている。
S.Kawai他“Optical crossbar interconnection with s
elf−addressing,"1990年光コンピューティング国際会
議記録（Conference Record of 1990 Inter−national
Topical Meeting on Optical Computing）論文番号10E7
に示されている第５図の構成がある。同図の構成では、
発光機能を有する光双安定スイッチ１を２次元アレイ状
に配置した光スイッチアレイ２と、受光素子３を１次元
アレイ状に配置した受光素子アレイ４を組み合わせてク
ロスバー交換を行っている。
まず、光双安定スイッチの動作について説明する。光双
安定スイッチは第６図に示すような印加電圧−発光パワ
ー特性を有している。すなわち、印加電圧が保持電圧VH
以下では常にオフ状態５にあって光は出力されず、遷移
電圧VT以上では常にオン状態６となって光が出力され
る。一方、印加電圧がVHとVTの間にある場合には、オン
状態６とオフ状態５の両方を取り得る。さらに、オン状
態６における発光パワーは印加電圧によって変調可能で
ある。また、光スイッチアレイ２内において光双安定ス
イッチ１はアノードが垂直方向に配線され、カソードが
水平方向に配線されていることから、電気的にアドレス
が可能である。すなわち、通常はアノード配線７とカソ
ード配線８の間にオン状態とオフ状態の両状態を取り得
るバイアス電圧VAを印加しておくが、選択したアノード
配線７の電位を（VT−VA）/2だけ増加し、選択したカソ
ード配線８の電位を（VT−VA）/2だけ減少させること
で、選択されたアノード配線７とカソード配線８の交点
に当たる光双安定スイッチを選択的にオンさせることが
可能である。
安定スイッチは第６図に示すような印加電圧−発光パワ
ー特性を有している。すなわち、印加電圧が保持電圧VH
以下では常にオフ状態５にあって光は出力されず、遷移
電圧VT以上では常にオン状態６となって光が出力され
る。一方、印加電圧がVHとVTの間にある場合には、オン
状態６とオフ状態５の両方を取り得る。さらに、オン状
態６における発光パワーは印加電圧によって変調可能で
ある。また、光スイッチアレイ２内において光双安定ス
イッチ１はアノードが垂直方向に配線され、カソードが
水平方向に配線されていることから、電気的にアドレス
が可能である。すなわち、通常はアノード配線７とカソ
ード配線８の間にオン状態とオフ状態の両状態を取り得
るバイアス電圧VAを印加しておくが、選択したアノード
配線７の電位を（VT−VA）/2だけ増加し、選択したカソ
ード配線８の電位を（VT−VA）/2だけ減少させること
で、選択されたアノード配線７とカソード配線８の交点
に当たる光双安定スイッチを選択的にオンさせることが
可能である。
次に、本装置の動作原理について説明する。本装置で信
号転送を行うためには、カソード配線の電位は一定とし
ておき、この電位に対するアノード配線の電位をVAとVB
（VA＜VB＜VT）の範囲で変調する。これによって、オン
状態にある光双安定スイッチからは変調された光信号が
出力される。この光信号は受光素子アレイ４内の受光素
子３によって受光されるが、水平方向に並んだ光双安定
スイッチ１からの発光は同一の受光素子３に入力され電
気信号に変換される。すなわち、垂直方向のアノード配
線に入力された電気信号が光信号に変換され、水平方向
に長い受光素子によって再び電気信号に変換されて出力
されるが、その間の接続箇所はオン状態にある光双安定
スイッチの位置に対応するというクロスバー交換が行わ
れることになる。
号転送を行うためには、カソード配線の電位は一定とし
ておき、この電位に対するアノード配線の電位をVAとVB
（VA＜VB＜VT）の範囲で変調する。これによって、オン
状態にある光双安定スイッチからは変調された光信号が
出力される。この光信号は受光素子アレイ４内の受光素
子３によって受光されるが、水平方向に並んだ光双安定
スイッチ１からの発光は同一の受光素子３に入力され電
気信号に変換される。すなわち、垂直方向のアノード配
線に入力された電気信号が光信号に変換され、水平方向
に長い受光素子によって再び電気信号に変換されて出力
されるが、その間の接続箇所はオン状態にある光双安定
スイッチの位置に対応するというクロスバー交換が行わ
れることになる。
実際にこのクロスバー交換を行うためには、信号転送の
前に接続箇所の光双安定スイッチを選択的にオンする必
要がある。このためには、まずすべてのアノード配線を
電位VA−VHだけ減少させ、すべての光双安定スイッチを
オフ状態とする。次に、カソード配線を電位を順次（VT
−VA）/2だけ減少させていき、これに対応して特定のア
ノード配線の電位を（VT−VA）/2だけ増加することで、
接続箇所の光双安定スイッチを選択的にオンしていく。
すなわち、このリセット信号およびアドレス信号によっ
て接続箇所を選択した後、アノード配線をデータ信号で
変調して、データ信号の転送を行うことになる。
前に接続箇所の光双安定スイッチを選択的にオンする必
要がある。このためには、まずすべてのアノード配線を
電位VA−VHだけ減少させ、すべての光双安定スイッチを
オフ状態とする。次に、カソード配線を電位を順次（VT
−VA）/2だけ減少させていき、これに対応して特定のア
ノード配線の電位を（VT−VA）/2だけ増加することで、
接続箇所の光双安定スイッチを選択的にオンしていく。
すなわち、このリセット信号およびアドレス信号によっ
て接続箇所を選択した後、アノード配線をデータ信号で
変調して、データ信号の転送を行うことになる。
次に、光信号によってオン・オフ可能な光双安定スイッ
チに関する従来の技術を述べる。このような光双安定ス
イッチの例としては、特願昭60−151578号に示されてい
る光記憶装置がある。この光記憶装置の回路は、発光素
子と第１のフォトトランジスタが直列に接続され、この
直列接続に並列に第２のフォトトランジスタが接続さ
れ、これに直列に負荷抵抗が接続されている。本回路の
中で、発光素子と第１のフォトトランジスタが直列に接
続された部分は光双安定素子を構成している。光双安定
素子は、（１）オン状態をとることが可能な最低のバイ
アス電圧（保持電圧）以上の電圧を印加しても第１のフ
ォトトランジスタに電流は流れず発光素子は非発光（オ
フ状態）、（２）印加電圧を保持電圧以上としたまま
で、第１のフォトトランジスタに入力光を入射すると電
流が流れ、発光素子が発光（オン状態）、（３）印加電
圧を保持電圧以上としたままで、入力光の入射を止めて
も発光素子からの発光を第１のフォトトランジスタが受
光するのでオン状態を維持、（４）印加電圧を保持電圧
以下に低下させるとオフ状態にもどるという動作を行
う。本光記憶装置では光双安定素子に並列に第２のフォ
トトランジスタが接続されており、第２のフォトトラン
ジスタに光を入力することで光双安定素子をオフ状態に
することができる。これは、第２のフォトトランジスタ
に光電流が流れると負荷抵抗における電圧降下が増加
し、光双安定素子への印加電圧が低下するためである。
従って、本光記憶装置は、印加電圧を常に保持電圧以上
としたままで、第１のフォトトランジスタに入射する光
信号によってオン状態に遷移し、第２のフォトトランジ
スタ４に入射する光信号によってオフ状態に遷移する。
チに関する従来の技術を述べる。このような光双安定ス
イッチの例としては、特願昭60−151578号に示されてい
る光記憶装置がある。この光記憶装置の回路は、発光素
子と第１のフォトトランジスタが直列に接続され、この
直列接続に並列に第２のフォトトランジスタが接続さ
れ、これに直列に負荷抵抗が接続されている。本回路の
中で、発光素子と第１のフォトトランジスタが直列に接
続された部分は光双安定素子を構成している。光双安定
素子は、（１）オン状態をとることが可能な最低のバイ
アス電圧（保持電圧）以上の電圧を印加しても第１のフ
ォトトランジスタに電流は流れず発光素子は非発光（オ
フ状態）、（２）印加電圧を保持電圧以上としたまま
で、第１のフォトトランジスタに入力光を入射すると電
流が流れ、発光素子が発光（オン状態）、（３）印加電
圧を保持電圧以上としたままで、入力光の入射を止めて
も発光素子からの発光を第１のフォトトランジスタが受
光するのでオン状態を維持、（４）印加電圧を保持電圧
以下に低下させるとオフ状態にもどるという動作を行
う。本光記憶装置では光双安定素子に並列に第２のフォ
トトランジスタが接続されており、第２のフォトトラン
ジスタに光を入力することで光双安定素子をオフ状態に
することができる。これは、第２のフォトトランジスタ
に光電流が流れると負荷抵抗における電圧降下が増加
し、光双安定素子への印加電圧が低下するためである。
従って、本光記憶装置は、印加電圧を常に保持電圧以上
としたままで、第１のフォトトランジスタに入射する光
信号によってオン状態に遷移し、第２のフォトトランジ
スタ４に入射する光信号によってオフ状態に遷移する。
発明が解決しようとする課題 上記従来の光接続装置では、接続箇所を変更しようとす
る度に、データ信号の転送を中断してリセット信号およ
びアドレス信号を入力する必要がある。また、アドレス
信号の長さは交換しようとする配線数が多くなるほど長
くなってしまうため、データ信号の転送が中断される時
間も長くなる。また、本装置では、光信号による信号転
送を行っているのは光双安定スイッチと受光素子間のご
く短い距離だけであり、入出力はすべて電気信号である
ことから、空間的な並列伝送あるいは光ファイバによる
低損失伝送が可能であるという光信号の伝送上のメリッ
トがあまり活かされていない。
る度に、データ信号の転送を中断してリセット信号およ
びアドレス信号を入力する必要がある。また、アドレス
信号の長さは交換しようとする配線数が多くなるほど長
くなってしまうため、データ信号の転送が中断される時
間も長くなる。また、本装置では、光信号による信号転
送を行っているのは光双安定スイッチと受光素子間のご
く短い距離だけであり、入出力はすべて電気信号である
ことから、空間的な並列伝送あるいは光ファイバによる
低損失伝送が可能であるという光信号の伝送上のメリッ
トがあまり活かされていない。
本発明は、データ転送を中断することなく接続箇所の変
更が可能な光接続装置、および光信号の伝送上のメリッ
トを活かした信号転送を行う光接続装置の構成を提供し
ようとするものである。
更が可能な光接続装置、および光信号の伝送上のメリッ
トを活かした信号転送を行う光接続装置の構成を提供し
ようとするものである。
課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、 （１）複数の制御発光素子を２次元アレイ状に配置した
発光素子アレイと、前記発光素子アレイの主面上に積み
重ねられた、複数の光双安定スイッチを２次元アレイ状
に配置した光スイッチアレイと、前記光スイッチアレイ
の主面上に積み重ねられた、前記光スイッチアレイの受
光素子を１次元アレイ状に配置した受光素子アレイとを
有し、前記光双安定スイッチは電気信号によって変調さ
れたデータ信号光を出射する機能と制御光信号によって
オンあるいはオフされる機能を有し、前記制御光信号は
前記制御発光素子から前記光双安定スイッチに入射さ
れ、前記データ信号光は前記光双安定スイッチから前記
受光素子に入射され、前記制御発光素子アレイは面内の
横方向に隣接する前記制御発光素子の第１の電極を接続
するＸアドレス配線および縦方向に隣接する前記制御発
光素子の第２の電極を接続するＹアドレス配線を有し、
前記光双安定スイッチアレイは面内の横方向に隣接する
光双安定スイッチを並列に接続する入力配線を有し、前
記光双安定スイッチアレイの面内の縦方向に隣接する光
双安定スイッチから出射されたデータ信号光は前記受光
素子アレイ内の同一の受光素子に入射する構成、 あるいは、 （２）複数の制御発光素子を平面上に配置した発光素子
アレイおよび前記発光素子アレイの主面上に積み重ねら
れた、少なくとも第１および第２の光双安定スイッチを
平面上に配置した光スイッチアレイを含む発光ユニット
と、光ビームの入射位置に応じて前記光ビームの異なる
方向に出射する光ビーム偏向装置と、少なくとも第１お
よび第２の受光素子とを有し、前記第１および第２の光
双安定スイッチは電気信号によって変調されたデータ信
号光を出射する機能と制御光信号によってオンあるいは
オフされる機能を有し、前記制御光信号は前記制御発光
素子から前記第１および第２の光双安定スイッチに入射
され、前記第１の光双安定スイッチから出射された前記
データ信号光は前記光ビーム偏向装置で偏向されて前記
第１の受光素子に入射し、前記第２の光双安定スイッチ
から出射された前記データ信号光は前記光ビーム偏向装
置で偏向されて前記第２の受光素子に入射する構成で光
接続装置を構成するというものである。
発光素子アレイと、前記発光素子アレイの主面上に積み
重ねられた、複数の光双安定スイッチを２次元アレイ状
に配置した光スイッチアレイと、前記光スイッチアレイ
の主面上に積み重ねられた、前記光スイッチアレイの受
光素子を１次元アレイ状に配置した受光素子アレイとを
有し、前記光双安定スイッチは電気信号によって変調さ
れたデータ信号光を出射する機能と制御光信号によって
オンあるいはオフされる機能を有し、前記制御光信号は
前記制御発光素子から前記光双安定スイッチに入射さ
れ、前記データ信号光は前記光双安定スイッチから前記
受光素子に入射され、前記制御発光素子アレイは面内の
横方向に隣接する前記制御発光素子の第１の電極を接続
するＸアドレス配線および縦方向に隣接する前記制御発
光素子の第２の電極を接続するＹアドレス配線を有し、
前記光双安定スイッチアレイは面内の横方向に隣接する
光双安定スイッチを並列に接続する入力配線を有し、前
記光双安定スイッチアレイの面内の縦方向に隣接する光
双安定スイッチから出射されたデータ信号光は前記受光
素子アレイ内の同一の受光素子に入射する構成、 あるいは、 （２）複数の制御発光素子を平面上に配置した発光素子
アレイおよび前記発光素子アレイの主面上に積み重ねら
れた、少なくとも第１および第２の光双安定スイッチを
平面上に配置した光スイッチアレイを含む発光ユニット
と、光ビームの入射位置に応じて前記光ビームの異なる
方向に出射する光ビーム偏向装置と、少なくとも第１お
よび第２の受光素子とを有し、前記第１および第２の光
双安定スイッチは電気信号によって変調されたデータ信
号光を出射する機能と制御光信号によってオンあるいは
オフされる機能を有し、前記制御光信号は前記制御発光
素子から前記第１および第２の光双安定スイッチに入射
され、前記第１の光双安定スイッチから出射された前記
データ信号光は前記光ビーム偏向装置で偏向されて前記
第１の受光素子に入射し、前記第２の光双安定スイッチ
から出射された前記データ信号光は前記光ビーム偏向装
置で偏向されて前記第２の受光素子に入射する構成で光
接続装置を構成するというものである。
作用 本発明の光接続装置は、制御光信号によってオン・オフ
される機能と発光機能とを有する光双安定スイッチを２
次元アレイ状に配置した光スイッチアレイと、光スイッ
チアレ内の光双安定スイッチのオン・オフを制御する光
信号を発する制御発光素子を２次元アレイ状に配置した
発光素子アレイとを含む。ここで、光スイッチアレイ内
の光双安定スイッチの変調は上記従来例と同様の原理に
よって行われるが、接続箇所を決定するための光双安定
スイッチのオン・オフの制御は発光素子アレイ内の制御
発光素子を選択的に発光させることによって行う。すな
わち、アドレス信号は制御発光素子に対して入力され、
光双安定スイッチにはデータ信号のみが入力される。光
双安定スイッチは制御発光素子からの発光によって選択
的にオン・オフすることが可能なことから、接続を変更
しない箇所ではデータ信号の転送を中断することなく、
接続点の変更を行うことができる。すなわち、接続の変
更と、接続を変更しない箇所でのデータ転送を同時に行
うことが可能となる。
される機能と発光機能とを有する光双安定スイッチを２
次元アレイ状に配置した光スイッチアレイと、光スイッ
チアレ内の光双安定スイッチのオン・オフを制御する光
信号を発する制御発光素子を２次元アレイ状に配置した
発光素子アレイとを含む。ここで、光スイッチアレイ内
の光双安定スイッチの変調は上記従来例と同様の原理に
よって行われるが、接続箇所を決定するための光双安定
スイッチのオン・オフの制御は発光素子アレイ内の制御
発光素子を選択的に発光させることによって行う。すな
わち、アドレス信号は制御発光素子に対して入力され、
光双安定スイッチにはデータ信号のみが入力される。光
双安定スイッチは制御発光素子からの発光によって選択
的にオン・オフすることが可能なことから、接続を変更
しない箇所ではデータ信号の転送を中断することなく、
接続点の変更を行うことができる。すなわち、接続の変
更と、接続を変更しない箇所でのデータ転送を同時に行
うことが可能となる。
また、本発明の光接続装置は、光ビームの入射位置に応
じて前記光ビームを異なる方向に出射する光ビーム偏向
装置を含んでもよい。この光ビーム偏向装置はレンズ機
能を有する光学素子で実現可能であり、これを用いれば
光スイッチアレイ内における光双安定スイッチの位置に
応じて前記光双安定スイッチからの発光ビームの出射方
向を変化させることができる。この場合は、光双安定ス
イッチからの発光を近接した受光素子アレイによって受
光するのではなく、空間的に離れて配置された受光素子
で受光する。すなわち、オンされる光双安定スイッチの
位置によって発光ビームの出射方向を選択し、離れて配
置された複数の受光素子の内の特定の受光素子のみで光
信号を受信する。これを例えば並列処理型コンピュータ
のプロセッサユニット間の接続に応用し、個々のプロセ
ッサユニットに光接続装置と受光素子を設ければ、プロ
セッサユニット間のパーフェクトシャッフル接続が可能
となる。
じて前記光ビームを異なる方向に出射する光ビーム偏向
装置を含んでもよい。この光ビーム偏向装置はレンズ機
能を有する光学素子で実現可能であり、これを用いれば
光スイッチアレイ内における光双安定スイッチの位置に
応じて前記光双安定スイッチからの発光ビームの出射方
向を変化させることができる。この場合は、光双安定ス
イッチからの発光を近接した受光素子アレイによって受
光するのではなく、空間的に離れて配置された受光素子
で受光する。すなわち、オンされる光双安定スイッチの
位置によって発光ビームの出射方向を選択し、離れて配
置された複数の受光素子の内の特定の受光素子のみで光
信号を受信する。これを例えば並列処理型コンピュータ
のプロセッサユニット間の接続に応用し、個々のプロセ
ッサユニットに光接続装置と受光素子を設ければ、プロ
セッサユニット間のパーフェクトシャッフル接続が可能
となる。
さらに、本発明を光ファイバ伝送と組合せ、光スイッチ
アレイに近接する片端面を有する光ファイバと、その遠
端面からアクセス信号光を入射する光源装置とで光接続
装置を構成してもよい。この場合は、データ信号は光双
安定スイッチから光ファイバを通して転送されるが、ど
の光双安定スイッチをオンさせるかは光ファイバを逆方
向に伝送されてくるアクセス信号光によって決定され
る。これを例えば同一のデータ信号を多数の光ファイバ
に接続する分配器に応用すれば、光ファイバの遠端面か
らアドレス信号光を入射したときのみデータ信号を送信
する分配器が構成できる。
アレイに近接する片端面を有する光ファイバと、その遠
端面からアクセス信号光を入射する光源装置とで光接続
装置を構成してもよい。この場合は、データ信号は光双
安定スイッチから光ファイバを通して転送されるが、ど
の光双安定スイッチをオンさせるかは光ファイバを逆方
向に伝送されてくるアクセス信号光によって決定され
る。これを例えば同一のデータ信号を多数の光ファイバ
に接続する分配器に応用すれば、光ファイバの遠端面か
らアドレス信号光を入射したときのみデータ信号を送信
する分配器が構成できる。
実施例 第１図は本発明の一実施例の光接続装置の斜視図であ
る。本装置は、光双安定スイッチ９を２次元アレイ状に
配置した光スイッチアレイ10と、光スイッチアレイ内の
光双安定スイッチ９のオン・オフ状態を制御する光信号
を発する制御発光素子11を２次元アレイ状に配置した発
光素子アレイ12と、受光素子13を１次元アレイ状に配置
した受光素子アレイ14を基本構成要素としている。ここ
で、光双安定スイッチ９は、制御光信号によってオン・
オフされる機能と発光機能とを有している。このような
光双安定スイッチは、例えば発光素子と第１のフォトト
ランジスタの直列接続に並列に第２のフォトトランジス
タを接続し、さらにこれに直列に負荷抵抗を接続するこ
とで構成できる。この光双安定スイッチ９に含まれるス
イッチ発光素子および発光素子アレイ12に含まれる制御
発光素子11は、面発光型半導体レーザであることが望ま
しいが、それ以外の発光素子であってもよい。
る。本装置は、光双安定スイッチ９を２次元アレイ状に
配置した光スイッチアレイ10と、光スイッチアレイ内の
光双安定スイッチ９のオン・オフ状態を制御する光信号
を発する制御発光素子11を２次元アレイ状に配置した発
光素子アレイ12と、受光素子13を１次元アレイ状に配置
した受光素子アレイ14を基本構成要素としている。ここ
で、光双安定スイッチ９は、制御光信号によってオン・
オフされる機能と発光機能とを有している。このような
光双安定スイッチは、例えば発光素子と第１のフォトト
ランジスタの直列接続に並列に第２のフォトトランジス
タを接続し、さらにこれに直列に負荷抵抗を接続するこ
とで構成できる。この光双安定スイッチ９に含まれるス
イッチ発光素子および発光素子アレイ12に含まれる制御
発光素子11は、面発光型半導体レーザであることが望ま
しいが、それ以外の発光素子であってもよい。
発光素子アレイ12は一つの光双安定スイッチ９に対して
二つの制御発光素子11を有しており、それぞれの発光が
第１および第２のフォトトランジスタに入射するように
なっている。制御発光素子11からの発光が第１のフォト
トランジスタに入射すると光双安定スイッチ９はオン状
態となり、第２のフォトトランジスタに入射するとオフ
状態となる。また、発光素子アレイ12内には、横方向に
並ぶ制御発光素子11のアノード（第１の電極）を接続す
るＸアドレス配線15と、縦方向（奥行き方向）に並ぶ制
御発光素子11のカソード（第２の電極）を接続するＹア
ドレス配線16があり、選択したＸアドレス配線15と選択
したＹアドレス配線16間に電流を流すとその交点にある
制御発光素子11のみが発光する。
二つの制御発光素子11を有しており、それぞれの発光が
第１および第２のフォトトランジスタに入射するように
なっている。制御発光素子11からの発光が第１のフォト
トランジスタに入射すると光双安定スイッチ９はオン状
態となり、第２のフォトトランジスタに入射するとオフ
状態となる。また、発光素子アレイ12内には、横方向に
並ぶ制御発光素子11のアノード（第１の電極）を接続す
るＸアドレス配線15と、縦方向（奥行き方向）に並ぶ制
御発光素子11のカソード（第２の電極）を接続するＹア
ドレス配線16があり、選択したＸアドレス配線15と選択
したＹアドレス配線16間に電流を流すとその交点にある
制御発光素子11のみが発光する。
一方、光スイッチアレイ10内では、すべての光双安定ス
イッチ９のカソードは共通配線されており、アノードの
みが横方向に配線されている このアノード配線（入力配線）17にはデータ信号が入力
され、オン状態にある光双安定スイッチ９の発光パワー
を変調する。この変調されたデータ信号光は受光素子ア
レイ14内の受光素子13によって受光されるが、縦方向に
並んだ光双安定スイッチ９からの発光は同一の受光素子
13に入力され電気信号に変換される。すなわち、本光接
続装置では横方向に接続されたアノード配線17に入力さ
れる電気信号と受光素子13によって縦方向に接続されて
出力される電気信号のクロスバー交換が行われる。この
際、接続箇所の変更は制御発光素子11からの制御信号光
によって行われるので、接続の変更と接続を変更しない
箇所でのデータ転送を同時に行うことが可能である。
イッチ９のカソードは共通配線されており、アノードの
みが横方向に配線されている このアノード配線（入力配線）17にはデータ信号が入力
され、オン状態にある光双安定スイッチ９の発光パワー
を変調する。この変調されたデータ信号光は受光素子ア
レイ14内の受光素子13によって受光されるが、縦方向に
並んだ光双安定スイッチ９からの発光は同一の受光素子
13に入力され電気信号に変換される。すなわち、本光接
続装置では横方向に接続されたアノード配線17に入力さ
れる電気信号と受光素子13によって縦方向に接続されて
出力される電気信号のクロスバー交換が行われる。この
際、接続箇所の変更は制御発光素子11からの制御信号光
によって行われるので、接続の変更と接続を変更しない
箇所でのデータ転送を同時に行うことが可能である。
第２図は本発明の第２の実施例の光接続装置の斜視図で
ある。本実施例では並列処理型コンピュータのプロセッ
サユニット18が一次元アレイ状に配置されており、その
中に光スイッチアレイと発光素子アレイのスタックより
なる発光ユニット19と受光素子20が含まれている。ここ
で、発光ユニット19中の光スイッチアレイと発光素子ア
レイは第１の実施例において示した動作と同じ動作をす
るが、光双安定スイッチから出力されるデータ信号光は
直接は受光素子に入力されず、発光ユニット19と対向し
て設けられた半円筒状の凸面鏡よりなる光ビーム偏向装
置21で反射される。この反射光の出射角度は光双安定ス
イッチの横方向の位置によって変化するので、オン状態
にある光双安定スイッチの横方向の位置によってどのプ
ロセッサユニット内の受光素子に信号光が入射するかが
変化する。すなわち、オン状態とする光双安定スイッチ
のＹアドレスを選択することで信号光を送信する相手先
のプロセッサユニットが選択できることになる。
ある。本実施例では並列処理型コンピュータのプロセッ
サユニット18が一次元アレイ状に配置されており、その
中に光スイッチアレイと発光素子アレイのスタックより
なる発光ユニット19と受光素子20が含まれている。ここ
で、発光ユニット19中の光スイッチアレイと発光素子ア
レイは第１の実施例において示した動作と同じ動作をす
るが、光双安定スイッチから出力されるデータ信号光は
直接は受光素子に入力されず、発光ユニット19と対向し
て設けられた半円筒状の凸面鏡よりなる光ビーム偏向装
置21で反射される。この反射光の出射角度は光双安定ス
イッチの横方向の位置によって変化するので、オン状態
にある光双安定スイッチの横方向の位置によってどのプ
ロセッサユニット内の受光素子に信号光が入射するかが
変化する。すなわち、オン状態とする光双安定スイッチ
のＹアドレスを選択することで信号光を送信する相手先
のプロセッサユニットが選択できることになる。
本実施例では、第１の実施例で示したクロスバー交換の
機能と光信号による空間伝送の機能が同時に用いられて
いる。前者の機能のみであれば、第１の実施例で示した
受光素子アレイからの出力電気信号を電気配線によって
他のプロセッサユニットに転送する必要があり、ｎ個の
プロセッサユニットがあればn2本の電気配線が必要であ
る。これに対し、本実施例ではプロセッサユニット間の
信号転送に光信号による空間伝送を用いることで、プロ
セッサユニット間の電気配線は全く不要となる。
機能と光信号による空間伝送の機能が同時に用いられて
いる。前者の機能のみであれば、第１の実施例で示した
受光素子アレイからの出力電気信号を電気配線によって
他のプロセッサユニットに転送する必要があり、ｎ個の
プロセッサユニットがあればn2本の電気配線が必要であ
る。これに対し、本実施例ではプロセッサユニット間の
信号転送に光信号による空間伝送を用いることで、プロ
セッサユニット間の電気配線は全く不要となる。
第３図は本発明の第３の実施例の光接続装置の斜視図で
ある。本実施例では並列処理型コンピュータのプロセッ
サユニット22が２次元アレイ状に配置されており、その
中にホログラム素子よりなる光ビーム偏向装置、光スイ
ッチアレイおよび発光素子アレイをスタック化した発光
ユニット23と受光素子24が含まれている。ここでは、光
スイッチアレイ中の光双安定スイッチはすべて並列に接
続されており、オン状態にある光双安定スイッチからは
同じデータ信号光が出力される。そして、光双安定スイ
ッチから出力されるデータ信号光は発光ユニット23内に
含まれる光ビーム偏向装置によって回折され出射角度が
変化するが、出射角度は発光する光双安定スイッチの位
置によって異なる。この出射角度が変化したデータ信号
光は、プロセッサユニット22のアレイに対向して設けら
れた反射鏡25によって反射され他のプロセッタユニット
に入射される。すなわち、オン状態とする光双安定スイ
ッチのＸアドレス、Ｙアドレスを選択することで信号光
を送信する相手先のプロセッサユニットを２次元的に選
択することができる。
ある。本実施例では並列処理型コンピュータのプロセッ
サユニット22が２次元アレイ状に配置されており、その
中にホログラム素子よりなる光ビーム偏向装置、光スイ
ッチアレイおよび発光素子アレイをスタック化した発光
ユニット23と受光素子24が含まれている。ここでは、光
スイッチアレイ中の光双安定スイッチはすべて並列に接
続されており、オン状態にある光双安定スイッチからは
同じデータ信号光が出力される。そして、光双安定スイ
ッチから出力されるデータ信号光は発光ユニット23内に
含まれる光ビーム偏向装置によって回折され出射角度が
変化するが、出射角度は発光する光双安定スイッチの位
置によって異なる。この出射角度が変化したデータ信号
光は、プロセッサユニット22のアレイに対向して設けら
れた反射鏡25によって反射され他のプロセッタユニット
に入射される。すなわち、オン状態とする光双安定スイ
ッチのＸアドレス、Ｙアドレスを選択することで信号光
を送信する相手先のプロセッサユニットを２次元的に選
択することができる。
本実施例では、第１および第２の実施例で示したような
意味でのクロスバー交換の機能は失われるが、２次元ア
レイ状に配置されたプロセッサユニット間のパーフェク
トシャッフル接続が実現されている。ｎ×ｎ個のプロセ
ッサユニット間を電気配線によってパーフェクトシャッ
フル接続しようとすればn4本の電気配線と接続する電気
配線を選択する回路が必要となるが、本実施例では、光
スイッチアレイ、発光素子アレイおよび光ビーム偏向装
置を用いることで全く電気配線なしにパーフェクトシャ
ッフル接続が構成されている。
意味でのクロスバー交換の機能は失われるが、２次元ア
レイ状に配置されたプロセッサユニット間のパーフェク
トシャッフル接続が実現されている。ｎ×ｎ個のプロセ
ッサユニット間を電気配線によってパーフェクトシャッ
フル接続しようとすればn4本の電気配線と接続する電気
配線を選択する回路が必要となるが、本実施例では、光
スイッチアレイ、発光素子アレイおよび光ビーム偏向装
置を用いることで全く電気配線なしにパーフェクトシャ
ッフル接続が構成されている。
第４図は本発明の第４の実施例の光接続装置の斜視図で
ある。本実施例では、光スイッチアレイ26と、これに片
端面を近接させた複数の光ファイバ27、および光ファイ
バ27の遠端面からアクセス信号光を入射する光源装置28
とで光接続装置が構成されている。この場合は、データ
信号は光双安定スイッチから光ファイバを通して転送さ
れるが、どの光双安定スイッチをオンさせるかは光ファ
イバを逆方向に伝送されてくるアクセス信号光によって
決定される。
ある。本実施例では、光スイッチアレイ26と、これに片
端面を近接させた複数の光ファイバ27、および光ファイ
バ27の遠端面からアクセス信号光を入射する光源装置28
とで光接続装置が構成されている。この場合は、データ
信号は光双安定スイッチから光ファイバを通して転送さ
れるが、どの光双安定スイッチをオンさせるかは光ファ
イバを逆方向に伝送されてくるアクセス信号光によって
決定される。
これは、同一のデータ信号を多数の光ファイバに接続す
る分配器等に応用することができる。例えば、光スイッ
チアレイはCATVの中継地点に置き、TV信号によって変調
する。一方、各光ファイバは各家庭に分配し、光源装置
を含む端末器に接続する。通常、光スイッチレイ中の光
双安定スイッチをオフしておけば各家庭に対してTV信号
光は送信されないが、TV信号を受信したい場合には、端
末器中の光源装置から光接続装置へ向けてアクセス信号
光を送信する。このアクセス信号光によってその光ファ
イバに対応する光双安定スイッチがオンされるので、ア
クセス信号光を出した端末機に向けてTV信号光が送信さ
れることになる。通常、光スイッチアレイ中の光双安定
スイッチをオフしておくためには、例えば定期的に光ス
イッチアレイに対して電気的なリセット信号を入力し、
送信を希望する端末機からはその直後に再度アクセス信
号光を送信するようにすればよい。
る分配器等に応用することができる。例えば、光スイッ
チアレイはCATVの中継地点に置き、TV信号によって変調
する。一方、各光ファイバは各家庭に分配し、光源装置
を含む端末器に接続する。通常、光スイッチレイ中の光
双安定スイッチをオフしておけば各家庭に対してTV信号
光は送信されないが、TV信号を受信したい場合には、端
末器中の光源装置から光接続装置へ向けてアクセス信号
光を送信する。このアクセス信号光によってその光ファ
イバに対応する光双安定スイッチがオンされるので、ア
クセス信号光を出した端末機に向けてTV信号光が送信さ
れることになる。通常、光スイッチアレイ中の光双安定
スイッチをオフしておくためには、例えば定期的に光ス
イッチアレイに対して電気的なリセット信号を入力し、
送信を希望する端末機からはその直後に再度アクセス信
号光を送信するようにすればよい。
発明の効果 以上述べてきたことから明らかなように、本発明の光接
続装置によれば電気信号間のクロスバー交換を光信号に
よって行う光接続装置が構成されるが、本装置において
は、クロスバー交換の接続変更と接続を変更しない箇所
でのデータ転送とを同時に行うことが可能である。ま
た、１次元アレイあるいは２次元アレイ状に配置された
装置間、例えば並列処理コンピュータのプロセッサユニ
ット間のパーフェクトシャッフル接続が光信号によって
行われ、電気配線によってパーフェクトシャッフル接続
を行う場合に比べて、大幅な装置の簡略化が図られる。
さらに、複数の光ファイバと組み合わせて、遠端面から
アクセス信号光を入射した光ファイバに対してのみ信号
光を送信する光接続装置が実現される。
続装置によれば電気信号間のクロスバー交換を光信号に
よって行う光接続装置が構成されるが、本装置において
は、クロスバー交換の接続変更と接続を変更しない箇所
でのデータ転送とを同時に行うことが可能である。ま
た、１次元アレイあるいは２次元アレイ状に配置された
装置間、例えば並列処理コンピュータのプロセッサユニ
ット間のパーフェクトシャッフル接続が光信号によって
行われ、電気配線によってパーフェクトシャッフル接続
を行う場合に比べて、大幅な装置の簡略化が図られる。
さらに、複数の光ファイバと組み合わせて、遠端面から
アクセス信号光を入射した光ファイバに対してのみ信号
光を送信する光接続装置が実現される。
第１図は本発明の一実施例の光接続装置の斜視図、第２
図は本発明の第２の実施例の光接続装置の斜視図、第３
図は本発明の第３の実施例の光接続装置の斜視図、第４
図は本発明の第４の実施例の光接続装置の斜視図、第５
図は従来の光接続装置の斜視図、第６図は従来の光双安
定スイッチの動作特性図である。 ９……光双安定スイッチ、10……光スイッチアレイ、11
……制御発光素子、12……発光素子アレイ、21……光ビ
ーム偏向装置、26……光スイッチアレイ、27……光ファ
イバ、28……光源装置。
図は本発明の第２の実施例の光接続装置の斜視図、第３
図は本発明の第３の実施例の光接続装置の斜視図、第４
図は本発明の第４の実施例の光接続装置の斜視図、第５
図は従来の光接続装置の斜視図、第６図は従来の光双安
定スイッチの動作特性図である。 ９……光双安定スイッチ、10……光スイッチアレイ、11
……制御発光素子、12……発光素子アレイ、21……光ビ
ーム偏向装置、26……光スイッチアレイ、27……光ファ
イバ、28……光源装置。
Claims (7)
- 【請求項１】複数の制御発光素子を２次元アレイ状に配
置した発光素子アレイと、 前記発光素子アレイの主面上に積み重ねられた、複数の
光双安定スイッチを２次元アレイ状に配置した光スイッ
チアレイと、 前記光スイッチアレイの主面上に積み重ねられた、前記
光スイッチアレイの受光素子を１次元アレイ状に配置し
た受光素子アレイとを有し、 前記光双安定スイッチは電気信号によって変調されたデ
ータ信号光を出射する機能と制御光信号によってオンあ
るいはオフされる機能を有し、 前記制御光信号は前記制御発光素子から前記光双安定ス
イッチに入射され、前記データ信号光は前記光双安定ス
イッチから前記受光素子に入射され、 前記制御発光素子アレイは面内の横方向に隣接する前記
制御発光素子の第１の電極を接続するＸアドレス配線お
よび縦方向に隣接する前記制御発光素子の第２の電極を
接続するＹアドレス配線を有し、 前記光双安定スイッチアレイは面内の横方向に隣接する
光双安定スイッチを並列に接続する入力配線を有し、 前記光双安定スイッチアレイの面内の縦方向に隣接する
光双安定スイッチから出射されたデータ信号光は前記受
光素子アレイ内の同一の受光素子に入射することを特徴
とする光接続装置。 - 【請求項２】制御発光素子が面発光型半導体レーザであ
ることを特徴とする請求項１に記載の光接続装置。 - 【請求項３】光双安定スイッチが、スイッチ発光素子と
第１のフォトトランジスタの直列接続と、前記直列接続
に並列に接続された第２のフォトトランジスタと、前記
直列接続に直列に接続された負荷抵抗よりなることを特
徴とする請求項１に記載の光接続装置。 - 【請求項４】スイッチ発光素子が面発光型半導体レーザ
であることを特徴とする請求項３に記載の光接続装置。 - 【請求項５】複数の制御発光素子を平面上に配置した発
光素子アレイおよび前記発光素子アレイの主面上に積み
重ねられた、少なくとも第１および第２の光双安定スイ
ッチを平面上に配置した光スイッチアレイを含む発光ユ
ニットと、 光ビームの入射位置に応じて前記光ビームの異なる方向
に出射する光ビーム偏向装置と、 少なくとも第１および第２の受光素子とを有し、 前記第１および第２の光双安定スイッチは電気信号によ
って変調されたデータ信号光を出射する機能と制御光信
号によってオンあるいはオフされる機能を有し、 前記制御光信号は前記制御発光素子から前記第１および
第２の光双安定スイッチに入射され、前記第１の光双安
定スイッチから出射された前記データ信号光は前記光ビ
ーム偏向装置で偏向されて前記第１の受光素子に入射
し、 前記第２の光双安定スイッチから出射された前記データ
信号光は前記光ビーム偏向装置で偏向されて前記第２の
受光素子に入射することを特徴とする光接続装置。 - 【請求項６】光双安定スイッチが面発光型半導体レーザ
を含むことを特徴とする請求項５に記載の光接続装置。 - 【請求項７】光ビーム偏向装置が凸面鏡であり、前記凸
面鏡は光スイッチアレイから出射される全てのデータ信
号光を反射可能な大きさを有し、前記凸面鏡は前記光ス
イッチアレイから出射される個々のデータ信号光が異な
る角度で反射される曲率を有し、前記凸面鏡は前記光ス
イッチアレイから出射される全てのデータ信号光を反射
可能な位置に設置されていることを特徴とする請求項５
に記載の光接続装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14780790A JPH0787604B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 光接続装置 |
| US07/640,278 US5095200A (en) | 1990-01-19 | 1991-01-11 | Optoelectronic memory, logic, and interconnection device including an optical bistable circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14780790A JPH0787604B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 光接続装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0440195A JPH0440195A (ja) | 1992-02-10 |
| JPH0787604B2 true JPH0787604B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=15438661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14780790A Expired - Lifetime JPH0787604B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-06-06 | 光接続装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787604B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4368573B2 (ja) * | 2002-03-12 | 2009-11-18 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 双安定半導体レーザを用いた超高速光メモリー装置 |
| US8009992B2 (en) * | 2007-06-11 | 2011-08-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optical interconnect |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP14780790A patent/JPH0787604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0440195A (ja) | 1992-02-10 |
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