JPH10186184A - Optical bus and signal processor - Google Patents

Optical bus and signal processor

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JPH10186184A
JPH10186184A JP34020396A JP34020396A JPH10186184A JP H10186184 A JPH10186184 A JP H10186184A JP 34020396 A JP34020396 A JP 34020396A JP 34020396 A JP34020396 A JP 34020396A JP H10186184 A JPH10186184 A JP H10186184A
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signal light
signal
light
optical
bus
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Masanori Hirota
匡紀 広田
Tsutomu Hamada
勉 浜田
Takekazu Shiotani
剛和 塩谷
Kazuhiro Sakasai
一宏 逆井
Junji Okada
純二 岡田
Masao Funada
雅夫 舟田
Takashi Ozawa
隆 小澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical bus in which the high speed of an optical transmission is attained and a signal processor adopting the bus. SOLUTION: Plural signal light input and output parts 33 to carry out incidences or the emittings of signal lights are provided at end faces of data buses of an optical transmission layer 31 and optical scattering bodies 34 whose material are made of polystyrene which diffuse signal lights made incident on them from the signal light input and output parts 33 into the whole of the light transmission layer 31 are made to be scattered in the inside of the layer 31. Moreover, a light absorbing layer 35 made of carbonaceous black inorganic pigment which absorb signal lights heading the inside of the optical transmission layer 31 to the end faces of the optical transmission layer 31 is formed so as to be along parts other than the signal light input and output parts 33 of the optical transmission layer 31.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光信号の伝送を担
う光バス、およびその光バスを用いたデータの送受を含
む信号処理を行なう信号処理装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical bus for transmitting an optical signal and a signal processing device for performing signal processing including transmission and reception of data using the optical bus.

【0002】[0002]

【従来の技術】超大規模集積回路(VLSI)の開発に
より、データ処理システムで使用する回路基板(ドータ
ーボード)の回路機能が大幅に増大してきている。回路
機能が増大するにつれて各回路基板に対する信号接続数
が増大するため、各回路基板(ドーダーボード)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きている。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り並列バスの動作速度
の向上が図られてきたが、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り、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、並列バス接続配線の高密度化による電磁ノイズ(E
MI:Electromagnetic Interf
erence)の問題もシステムの処理速度向上に対し
ては大きな制約となる。
2. Description of the Related Art With the development of very large scale integrated circuits (VLSI), circuit functions of circuit boards (daughter boards) used in data processing systems have been greatly increased. Since the number of signal connections to each circuit board increases as the circuit function increases, a data bus board (mother board) that connects each circuit board (doder board) with a bus structure requires a large number of connectors and connection lines. Parallel architectures have been adopted. Although the parallel bus has been improved by increasing the number of connection lines and miniaturization, the operation speed of the parallel bus has been improved.However, due to the signal delay caused by the capacitance between the connection lines and the resistance of the connection lines, the processing speed of the system becomes parallel. It may be limited by the operating speed of the bus. In addition, electromagnetic noise (E
MI: Electromagnetic Interf
issue) is also a significant constraint on improving the processing speed of the system.

【0003】このような問題を解決し並列バスの動作速
度の向上を図るために、光インターコネクションと呼ば
れるシステム内光接続技術を用いることが検討されてい
る。光インターコネクション技術の概要は、『内田禎
二、第9回 回路実装学術講演大会 15C01,p
p.201〜202』や『H.Tomimuro et
al.,”Packaging Technology
for Optical Interconnect
s”,IEEE Tokyo No.33 pp.81
〜86,1994』、『和田修、エレクトロニクス19
93年4月号、pp52〜55』に記載されているよう
に、システムの構成内容により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, use of an in-system optical connection technique called optical interconnection has been studied. For an overview of optical interconnection technology, see "Tadaji Uchida, 9th Circuit Packaging Academic Conference, 15C01, p.
p. 201 to 202 ”and“ H. Tomimiuro et
al. , "Packaging Technology
for Optical Interconnect
s ", IEEE Tokyo No. 33, pp. 81
-86, 1994], Osamu Wada, Electronics 19
As described in "April 1993, pp. 52-55", various forms have been proposed depending on the configuration of the system.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来提案された様々な
形態の光インターコネクション技術のうち、特開平2−
41042号公報には、高速、高感度の発光/受光デバ
イスを用いた光データ伝送方式をデータバスに適用した
例が開示されており、そこには、各回路基板の表裏両面
に発光/受光デバイスを配置し、システムフレームに組
み込まれた隣接する回路基板上の発光/受光デバイス間
を空間的に光で結合した、各回路基板相互間のループ伝
送用の直列光データ・バスが提案されている。この方式
では、ある1枚の回路基板から送られた信号光が隣接す
る回路基板で光/電気変換され、さらにその回路基板で
もう一度電気/光変換されて、次に隣接する回路基板に
信号光を送るというように、各回路基板が順次直列に配
列され各回路基板上で光/電気変換、電気/光変換を繰
り返しながらシステムフレームに組み込まれた全ての回
路基板間に伝達される。このため、信号伝達速度は各回
路基板上に配置された受光/発光デバイスの光/電気変
換速度および電気/光変換速度に依存すると同時にその
制約を受ける。また各回路基板相互間のデータ伝送に
は、各回路基板上に配置された受光/発光デバイスによ
る、自由空間を介在させた光結合を用いているため、隣
接する回路基板表裏両面に配置されている発光/受光デ
バイスの光学的位置合わせが行なわれ全ての回路基板が
光学的に結合していることが必要となる。さらに、自由
空間を介して結合されているため、隣接する光データ伝
送路の間の干渉(クロストーク)が発生しデータの伝送
不良が予想される。また、システムフレーム内の環境、
例えば埃等により信号光が散乱することによりデータの
伝送不良が発生することも予想される。さらに、各回路
基板が直列に配置されているため、いずれかのボードが
取り外された場合にはそこで接続が途切れてしまい、そ
れを補うための余分な回路基板が必要となる。すなわ
ち、回路基板を自由に抜き差しすることができず、固定
基板の数が固定されてしまう問題がある。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the various types of optical interconnection technologies that have been proposed in the past,
No. 41042 discloses an example in which an optical data transmission method using a high-speed, high-sensitivity light-emitting / light-receiving device is applied to a data bus, in which a light-emitting / light-receiving device is provided on both front and back surfaces of each circuit board. A serial optical data bus for loop transmission between circuit boards has been proposed, in which light emitting / receiving devices on adjacent circuit boards incorporated in a system frame are spatially coupled by light. . In this method, a signal light sent from a certain circuit board is subjected to optical / electrical conversion on an adjacent circuit board, and further subjected to electrical / optical conversion on the circuit board again, and then transmitted to the next adjacent circuit board. Each circuit board is sequentially arranged in series, and is transmitted between all circuit boards incorporated in the system frame while repeating optical / electrical conversion and electric / optical conversion on each circuit board. For this reason, the signal transmission speed depends on the optical / electrical conversion speed and the electrical / optical conversion speed of the light receiving / light emitting device arranged on each circuit board, and at the same time is restricted. In addition, since data transmission between each circuit board uses optical coupling via a free space by a light receiving / light emitting device arranged on each circuit board, it is arranged on both sides of an adjacent circuit board. It is necessary that the light emitting / receiving devices are optically aligned and that all circuit boards are optically coupled. Furthermore, since the optical fibers are coupled via a free space, interference (crosstalk) between adjacent optical data transmission lines occurs, and poor data transmission is expected. The environment in the system frame,
For example, it is expected that data transmission failure occurs due to scattering of signal light due to dust or the like. Further, since the circuit boards are arranged in series, if any one of the boards is removed, the connection is interrupted there, and an extra circuit board is required to compensate for the disconnection. That is, there is a problem that the circuit board cannot be freely inserted and removed, and the number of the fixed boards is fixed.

【0005】2次元アレイデバイスを利用した回路基板
相互間のデータ伝送技術が、特開昭61−196210
号公報に開示されている。ここに開示された技術は、平
行な2面を有する光源に対置されたプレートを具備し、
プレート表面に配置された回折格子、反射素子により構
成された光路を介して回路基板間を光学的に結合する方
式である。この方式では1点から発せられた光を固定さ
れた1点にしか接続できず、電気バスのように全ての回
路ボード間を網羅的に接続することができない。また、
複雑な光学系が必要となり、位置合わせ等も難しいた
め、光学素子の位置ずれに起因して、隣接する光データ
伝送路間の干渉(クロストーク)が発生しデータの伝送
不良が予想される。回路基板間の接続情報はプレート表
面に配置された回折格子、反射素子により決定されるた
め、回路基板を自由に抜き差しすることができず拡張性
が低い、などの様々な問題がある。
A technique for transmitting data between circuit boards using a two-dimensional array device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-196210.
No. 6,086,045. The technique disclosed herein comprises a plate facing a light source having two parallel surfaces,
This is a method in which circuit boards are optically coupled via an optical path constituted by a diffraction grating and a reflection element arranged on the plate surface. In this method, light emitted from one point can be connected only to a fixed point, and all circuit boards cannot be exhaustively connected like an electric bus. Also,
Since a complicated optical system is required and it is difficult to perform positioning, etc., interference (crosstalk) between adjacent optical data transmission paths occurs due to the displacement of the optical element, and poor data transmission is expected. Since connection information between circuit boards is determined by a diffraction grating and a reflective element arranged on the plate surface, there are various problems, such as the inability to freely insert and remove the circuit board and low expandability.

【0006】2次元アレイデバイスを利用した回路基板
相互間のデータ伝送の他の技術が、特開平4−1344
15号公報に開示されている。この公報には、空気より
も屈折率の高い透明物質より成る基体に、負の曲率を有
する複数のレンズから成るレンズアレイと、光源から出
射した光を上記のレンズアレイの側面から入射せしめる
ための光学系とを設けたデータ伝送方式が開示されてい
る。この公報にはまた、負の曲率を有する複数個のレン
ズの代わりに、上記基体の中に屈折率の低い領域やホロ
グラムを構成する方式も開示されている。これらの方式
では、基体の側面から入射した光が、上記の負の曲率を
有する複数のレンズやこれに代わる屈折率の低い領域や
ホログラムの構成された部分から基体の上面に分配され
て出射されるように構成されている。従って、光の入射
位置と、複数のレンズやこれに代わる屈折率の低い領域
やホログラムの構成された基体面上の出射位置との位置
関係によって出射される信号強度がばらつくことが考え
られる。また、基体の側面から入射した光が入射面に対
向する側面から抜け出てしまう割合も高いと考えられ、
信号伝播に利用される光の効率が低い。さらに、基体の
面上に構成される負の曲率を有する複数のレンズやこれ
に代わる屈折率の低い領域やホログラムの位置に回路基
板の光入力素子を配置する必要があるため、回路基板の
配置の自由度が小さくシステムの拡張性が低い、という
様々な問題がある。
Another technique for transmitting data between circuit boards using a two-dimensional array device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-1344.
No. 15 discloses this. This publication discloses a lens array composed of a plurality of lenses having a negative curvature on a base made of a transparent substance having a higher refractive index than air, and a light source for emitting light emitted from a light source from a side surface of the lens array. A data transmission system provided with an optical system is disclosed. This publication also discloses a method of forming a region having a low refractive index or a hologram in the base, instead of a plurality of lenses having a negative curvature. In these systems, light incident from the side surface of the substrate is distributed to the upper surface of the substrate from a plurality of lenses having the above-described negative curvature, a region having a low refractive index instead of the lens, or a hologram, and emitted. It is configured to: Therefore, it is conceivable that the intensity of the emitted signal varies depending on the positional relationship between the incident position of the light and the plurality of lenses, the region having a low refractive index instead of the lens, and the emitting position on the substrate surface on which the hologram is formed. Also, it is considered that the ratio of light incident from the side surface of the base body to escape from the side surface opposite to the incident surface is high,
The efficiency of light used for signal propagation is low. Furthermore, since it is necessary to dispose a plurality of lenses having a negative curvature formed on the surface of the substrate and a region where the refractive index is low or an area where the hologram is used instead of the lens, the light input element of the circuit substrate is disposed. There are various problems that the degree of freedom is small and the expandability of the system is low.

【0007】これらの問題を解決する手段として、入射
した光を伝搬する光バスを採用することが考えられる。
このような光バスは、入射した光が複数の出射ポイント
のいずれからも確実に出射されるように入射した光を拡
散する光拡散手段を備えている。ところがこのような光
バスに入射した光をある1つの出射ポイントで観察する
と、その出射ポイントに向けて直進した光の他、様々に
1回ないし多数回反射してその出射ポイントに到達した
光が存在し、時間的に広がってしまい、パルス光を入射
するとそのパルスが大きく崩れた波形として観察され、
このため光信号伝達の高速化が妨げられるという問題が
ある。
As a means for solving these problems, it is conceivable to employ an optical bus for transmitting incident light.
Such an optical bus is provided with a light diffusing means for diffusing the incident light so that the incident light is surely emitted from any of the plurality of emission points. However, when the light incident on such an optical bus is observed at a certain exit point, in addition to the light that goes straight toward the exit point, the light that reaches the exit point after being reflected variously once or many times is obtained. It is present and spreads in time, and when pulsed light is incident, the pulse is observed as a waveform that is greatly collapsed,
For this reason, there is a problem that high-speed optical signal transmission is hindered.

【0008】本発明は、上記事情に鑑み、光信号伝達の
高速化が図られた光バス、およびその光バスを採用した
信号処理装置を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an optical bus in which the speed of optical signal transmission is increased, and a signal processing device employing the optical bus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光バスは、シート状に形成され端面に信号光の入射
ないし信号光の出射のうちの少なくとも一方を担う複数
の信号光入出力部を有し信号光の入射を担う信号光入出
力部から入射した信号光を拡散して伝播し上記信号光入
出力部から出射する光バスであって、上記光バスの端面
に沿う、上記信号光入出力部を除く部分に、この光バス
内部からこの光バス端面に向かう信号光の、この光バス
内部に向かう反射を防止する反射防止層を備えたことを
特徴とする。
According to the present invention, there is provided an optical bus having a plurality of signal light input / outputs formed in a sheet shape and having at least one of signal light input and signal light output on an end face. A light bus that emits from the signal light input / output unit by diffusing and propagating the signal light that has entered from the signal light input / output unit that has a portion and is responsible for the incidence of the signal light, along the end face of the optical bus, A portion other than the signal light input / output section is provided with an anti-reflection layer for preventing reflection of signal light from the inside of the optical bus toward the end face of the optical bus toward the inside of the optical bus.

【0010】信号光の入射を担う信号光入出力部から入
射した信号光は光バス内で散乱されて、信号光の出射を
担う各信号光入出力部に向かうが、ある1つの信号光入
出力部に向かう信号光のうち、途中で光バスの端面で反
射する経路を経る信号光はその信号光入出力部に直接向
かう信号光と比べ大きく迂回した経路を経ることとな
り、その信号光入出力部に到達するまでの遅れが大き
い。
[0010] The signal light incident from the signal light input / output unit responsible for the incidence of the signal light is scattered in the optical bus and goes to each signal light input / output unit responsible for the emission of the signal light. Of the signal light going to the output section, the signal light passing through a path that is reflected at the end face of the optical bus on the way goes through a path that largely bypasses the signal light going directly to the signal light input / output section. The delay before reaching the output section is large.

【0011】従って、本発明のように、端面ないしその
近傍に反射防止層を設けると端面で反射するような大き
く迂回した経路をとる信号光が減衰され、従って、光バ
スに入射した信号光の時間的な広がりが狭められ、その
光バスを経由した光信号の伝達速度が向上する。また、
上記目的を達成する本発明の信号処理装置は、 (1)基体 (2)信号光を出射する信号光出射部およびこの信号光
出射部から出射される信号光に担持させる信号を生成す
る電子回路と、信号光を入射する信号光入射部およびこ
の信号光入射部から入射した信号光が担持する信号に基
づく信号処理を行なう電子回路とのうちの少なくとも一
方が搭載された複数枚の回路基板 (3)シート状に形成され端面に信号光の入射ないし信
号光の出射のうちの少なくとも一方を担う複数の信号光
入出力部を有し上記信号光入出力部から入射した信号光
を拡散して伝播し上記信号光入出力部から出射する光バ
スであって、かつ、上記光バスの端面に沿う、上記信号
光入出力部を除く部分に、この光バス内部からこの光バ
ス端面に向かう信号光の、この光バス内部に向かう反射
を防止する反射防止層を備えた光バス (4)上記回路基板を、この回路基板に搭載された信号
光出射部ないし信号光入射部が前記信号光入出力部にお
いて上記光バスと結合される状態に、上記基体上に固定
する複数の基板固定部を備えたことを特徴とする。
Therefore, when an antireflection layer is provided on or near the end face as in the present invention, the signal light taking a largely detoured path that is reflected at the end face is attenuated, and accordingly, the signal light incident on the optical bus is attenuated. The time spread is narrowed, and the transmission speed of the optical signal via the optical bus is improved. Also,
The signal processing device of the present invention that achieves the above object includes: (1) a base; (2) a signal light emitting unit that emits a signal light; and an electronic circuit that generates a signal to be carried by the signal light emitted from the signal light emitting unit. And a plurality of circuit boards on which at least one of a signal light incident portion for receiving the signal light and an electronic circuit for performing signal processing based on a signal carried by the signal light incident from the signal light incident portion are mounted. 3) It has a plurality of signal light input / output units formed in a sheet shape and having at least one of signal light input and signal light output on an end face, and diffuses the signal light input from the signal light input / output unit to diffuse the signal light. A signal propagating from the inside of the optical bus toward the end face of the optical bus, which is an optical bus that propagates and exits from the signal light input / output section, and along the end face of the optical bus, excluding the signal light input / output section. This light ba of light (4) An optical bus having an antireflection layer for preventing reflection toward the inside. (4) The signal bus in which the signal light emitting portion or the signal light incident portion mounted on the circuit board is the optical bus in the signal light input / output portion. A plurality of substrate fixing portions for fixing on the base in a state where the substrate fixing portions are combined with the substrate.

【0012】本発明の信号処理装置は、本発明の光バス
を採用しているため、光信号による高速通信を実現する
ことができる。また、本発明の信号処理装置では、光バ
スの信号光入出力部において光バスと光学的に結合され
る回路基板の数を信号光入出力部の最大数以内では自由
に増減することができ、環境変化に強くかつ拡張性に富
んだシステムを構築することができる。また、回路基板
が基体固定部に固定されると同時に、その回路基板に搭
載された信号光出射部ないし信号光入射部が光バスと光
学的に結合され、微妙な位置合わせは不要となる。
Since the signal processing device of the present invention employs the optical bus of the present invention, high-speed communication using optical signals can be realized. In the signal processing device of the present invention, the number of circuit boards optically coupled to the optical bus in the signal light input / output unit of the optical bus can be freely increased or decreased within the maximum number of the signal light input / output units. Therefore, it is possible to construct a system that is resistant to environmental changes and highly scalable. Further, at the same time that the circuit board is fixed to the base fixing portion, the signal light emitting portion or the signal light incident portion mounted on the circuit board is optically coupled to the optical bus, so that fine positioning is not required.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の光バスの一実施形態である
シート状光データバスと、そのシート状光データバスに
よって相互に光学的に接続された複数の回路基板とを有
する、本発明の信号処理装置の一実施形態の概略構成
図、図2は、図1のA−A’方向に見た断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram illustrating a signal processing according to the present invention including a sheet-like optical data bus, which is an embodiment of the optical bus of the present invention, and a plurality of circuit boards optically connected to each other by the sheet-like optical data bus. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the apparatus, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.

【0014】図1に示す信号処理装置10を構成する、
本発明にいう基体の一例である支持基板20上に、本発
明の一実施形態のシート状光データバス30が固定され
ている。このシート状光データバス30は、光伝送層3
1とクラッド層32が交互に積層された構造を有してい
る。光伝送層31は信号光の伝送を担う層であり、この
光伝送層31は、図2に示すように端面に信号光の入射
あるいは出射を担う複数の信号光入出力部33を有して
おり、この光伝送層31の内部には、信号光入出力部3
3から入射した信号光を光伝送層31全体に拡散させる
光散乱体34が散在している。またこの光伝送層31の
内部には、光伝送層31内部からこの光伝送層31の端
面に向かう信号光を吸収する光吸収層35が形成され、
この光吸収層35は、図2に示すように光伝送層31の
端面の、信号光入出力部33を除く部分に沿うように形
成されている。
The signal processing device 10 shown in FIG.
The sheet-shaped optical data bus 30 according to one embodiment of the present invention is fixed on a support substrate 20, which is an example of the base according to the present invention. This sheet-shaped optical data bus 30 is connected to the optical transmission layer 3.
1 and the cladding layer 32 are alternately laminated. The optical transmission layer 31 is a layer for transmitting signal light. The optical transmission layer 31 has a plurality of signal light input / output sections 33 for inputting or outputting signal light on an end face as shown in FIG. The signal light input / output unit 3 is provided inside the light transmission layer 31.
Light scatterers 34 for diffusing the signal light incident from 3 onto the entire light transmission layer 31 are scattered. Further, inside the light transmission layer 31, there is formed a light absorption layer 35 for absorbing signal light traveling from the inside of the light transmission layer 31 to the end face of the light transmission layer 31,
The light absorption layer 35 is formed along the portion of the end face of the light transmission layer 31 excluding the signal light input / output unit 33 as shown in FIG.

【0015】この光伝送層31は、光伝送層31内部を
信号光が伝播するため、光透過率の高いことが好まし
く、本実施形態では、一層当り厚さ0.5mmのポリメ
チルメタクリレート(PMMA)が用いられ、光伝送層
31の内部に散在する光散乱体34として、PMMAの
光屈折率とは異なる光屈折率を有するポリスチレン(P
S)が用いられている。またこの光伝送層31の内部に
形成される光吸収層35として、カーボン系黒色無機顔
料からなる材料が用いられている。
The light transmission layer 31 preferably has a high light transmittance because the signal light propagates inside the light transmission layer 31, and in the present embodiment, a polymethyl methacrylate (PMMA) having a thickness of 0.5 mm per layer is used. ) Is used, and polystyrene (P) having a light refractive index different from that of PMMA is used as the light scatterers 34 scattered inside the light transmission layer 31.
S) is used. The light absorbing layer 35 formed inside the light transmitting layer 31 is made of a material made of a carbon black inorganic pigment.

【0016】また、クラッド層32は、光伝送層31内
の光が層の厚さ方向に洩れるのを抑える作用をなす層で
あり、光伝送層31の光屈折率よりも低い光屈折率を有
する材料が選定されている。ここでは、光伝送層31に
PMMAを採用したため、クラッド層32には、含フッ
素ポリマが好適に採用される。クラッド層32の厚さ
は、光伝送層31の厚さと同じく0.5mmである。こ
れらのシート材料を用意して積み重ねた後圧着すること
によって、図1に示す積層構造のシート状光データバス
30が構成される。
The cladding layer 32 is a layer that functions to prevent light in the optical transmission layer 31 from leaking in the thickness direction of the layer, and has a lower optical refractive index than that of the optical transmission layer 31. The material to have is selected. Here, since PMMA is used for the light transmission layer 31, a fluorine-containing polymer is suitably used for the cladding layer 32. The thickness of the cladding layer 32 is 0.5 mm, which is the same as the thickness of the light transmission layer 31. By preparing and stacking these sheet materials and pressing them together, a sheet-shaped optical data bus 30 having a laminated structure shown in FIG. 1 is formed.

【0017】このシート状データバス30が固定された
支持基板20上には、図1に示すように基板用コネクタ
21,…,21が固定され、各基板用コネクタ21,
…,21には、電子回路41が搭載された回路基板4
0,…,40が着脱自在に装着される。支持基板20上
には、電源ラインや電気信号伝送用の電気的配線22が
設けられており、それらの電気的配線22は、基板用コ
ネクタ21,…,21を経由して、基板用コネクタ2
1,…,21に装着された回路基板40,…,40上に
搭載された電子回路41と電気的に接続されている。
.., 21 are fixed on the supporting board 20 to which the sheet-shaped data bus 30 is fixed, as shown in FIG.
, 21 are circuit boards 4 on which electronic circuits 41 are mounted.
, 40 are detachably mounted. A power supply line and an electric wiring 22 for transmitting an electric signal are provided on the support substrate 20, and the electric wiring 22 is connected to the board connector 2 via the board connectors 21,.
, 21 are electrically connected to an electronic circuit 41 mounted on the circuit boards 40,.

【0018】また、各回路基板40,…,40には、図
2に示すようにレーザダイオード42aとフォトダイオ
ード42bとのペアからなる投受光素子42,…,42
が備えられている。このレーザダイオード42aは、波
長650nmの赤色可視光を発光し、フォトダイオード
42bは、その波長650nmの赤色可視光に対し感度
をもつものである。この回路基板40を基板用コネクタ
21に装着すると、各投受光素子42,…,42は、シ
ート状光データバス30と光学的に結合されるように、
シート状光データバス30の信号光入出力部33と対向
した位置に配置される。
Each of the circuit boards 40,..., 40 has a light emitting / receiving element 42,..., 42 formed of a pair of a laser diode 42a and a photodiode 42b, as shown in FIG.
Is provided. The laser diode 42a emits red visible light having a wavelength of 650 nm, and the photodiode 42b has sensitivity to red visible light having a wavelength of 650 nm. When the circuit board 40 is mounted on the board connector 21, the light emitting / receiving elements 42,..., 42 are optically coupled to the sheet-shaped optical data bus 30.
It is arranged at a position facing the signal light input / output unit 33 of the sheet-shaped optical data bus 30.

【0019】図3は、図1、図2に示す信号処理装置に
おいて、基板用コネクタに回路基板を装着する様子を示
した説明図であり、図1,図2に示す信号処理装置の一
部分に対応する拡大図である。ただし、この図3ではシ
ート状光データバスの層数は一般化して描かれている。
回路基板40の横端部には、図3に示すようにシート状
光データバス30の厚さ方向の、光伝送層31どうしの
ピッチと同一のピッチに配列された複数の投受光素子4
2が配列され、また、回路基板40の下端部には電気信
号入出力端子43が配置されている。
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a circuit board is mounted on a board connector in the signal processing device shown in FIGS. 1 and 2, and a part of the signal processing device shown in FIGS. It is a corresponding enlarged view. However, in FIG. 3, the number of layers of the sheet-shaped optical data bus is drawn in a generalized manner.
As shown in FIG. 3, a plurality of light emitting / receiving elements 4 arranged at the same pitch as the pitch between the optical transmission layers 31 in the thickness direction of the sheet-shaped optical data bus 30, as shown in FIG.
2 are arranged, and an electric signal input / output terminal 43 is arranged at the lower end of the circuit board 40.

【0020】回路基板40の電気信号入出力端子43
が、支持基板20上の基板用コネクタ21に接続される
ことにより図示したy,zの2方向が規定され、さら
に、回路基板40上の投受光素子42をシート状光デー
タバス30に突き当てることにより、図示したx方向が
規定されると同時に、投受光素子42と光データバス3
0との間が光学的に結合される。
The electric signal input / output terminal 43 of the circuit board 40
Are connected to the board connector 21 on the support board 20, thereby defining the two directions of y and z shown in the figure. Further, the light emitting / receiving element 42 on the circuit board 40 is brought into contact with the sheet-shaped optical data bus 30. Thus, the illustrated x direction is defined, and at the same time, the light emitting / receiving element 42 and the optical data bus 3
Optical coupling between 0 is performed.

【0021】本実施形態においては、このように、回路
基板40を基板用コネクタ21に正しく装着するだけ
で、支持基板20上の電気的配線22との電気的結合お
よびシート状光データバス30との光学的結合が完了す
る。以下に、レーザダイオード42aから発せられた光
がシート状光データバス30を経由してフォトダイオー
ド42bに受光されるまでの様子を、図2を参照しなが
ら説明する。
In this embodiment, just by correctly mounting the circuit board 40 to the board connector 21 in this manner, the electrical connection with the electrical wiring 22 on the support board 20 and the sheet-like optical data bus 30 Is completed. The manner in which light emitted from the laser diode 42a is received by the photodiode 42b via the sheet-shaped optical data bus 30 will be described below with reference to FIG.

【0022】回路基板40上のレーザダイオード42a
から、信号を担持したパルス状の光が発せられると、こ
の光はシート状光データバス30の光伝送層31に入射
する。この入射した光のうち、光伝送層31の端面に向
かって直進する光、および光伝送層31内部に散在する
光散乱体34で散乱し光伝送層31の端面に向かって進
む光は光吸収層35によって吸収される。従って、入射
した光のうち、信号光入出力部33に向かって直進する
光、および光伝送層31内部に散在する光散乱体34で
散乱して信号光入出力部33に向かって進む光が、信号
光入出力部33から出射し、回路基板40,…,40の
横端部に配置されたフォトダイオード42bで検出され
る。このようにして1枚の回路基板40に備えられたレ
ーザダイオード42aから発せられた光が各回路基板4
0に備えられたフォトダイオード42bに伝達される。
Laser diode 42a on circuit board 40
Then, when a pulse-like light carrying a signal is emitted, this light enters the optical transmission layer 31 of the sheet-like optical data bus 30. Of the incident light, light traveling straight toward the end face of the light transmission layer 31 and light scattered by the light scatterers 34 scattered inside the light transmission layer 31 and traveling toward the end face of the light transmission layer 31 are light absorption. Absorbed by layer 35. Therefore, of the incident light, the light traveling straight toward the signal light input / output unit 33 and the light scattered by the light scatterers 34 scattered inside the light transmission layer 31 and traveling toward the signal light input / output unit 33 are , 40, and is detected by the photodiode 42b disposed at the lateral end of the circuit boards 40,. In this way, the light emitted from the laser diode 42a provided on one circuit board 40
The light is transmitted to the photodiode 42b provided at 0.

【0023】ここで、レーザダイオード42aからは、
アドレスを表わす信号光とデータを表わす信号光が発光
され、同一光伝送層31内に時系列に入射される。最初
のアドレス信号光でデータの受信側を指定し、指定され
た回路基板40のみがデータ信号光を受信する。このよ
うな信号光の送受信が、積層された各光伝送層31で並
列的に行われる。ここで、各光伝送層31を介しての信
号光の送受信のタイミングは、積層された複数の光伝送
層31のある一層に与えられているクロック信号光に同
期することにより、各光伝送層31を経由して送受信さ
れる信号光が並列信号として統一的に規定される。本実
施形態では、データ・バス幅は例えば32ビットであ
り、積層された光伝送層31の各層が1ビットに対応し
ている。従って、アドレスの提示とデータの送受信は3
2層の光伝送層31を経由して行なわれる。また、バス
幅をさらに広げた構成、例えば64ビットデータ・バス
幅とする場合には、光伝送層31を64層とすればよ
い。ただし、積層された光伝送層31のうちの1層につ
き2ビット以上を対応させた構成や、積層された光伝送
層31のうちの2層以上が1ビットに対応した構成とす
ることも可能である。
Here, from the laser diode 42a,
The signal light representing the address and the signal light representing the data are emitted, and are incident on the same optical transmission layer 31 in time series. The data receiving side is designated by the first address signal light, and only the designated circuit board 40 receives the data signal light. Such transmission and reception of the signal light are performed in parallel in each of the stacked optical transmission layers 31. Here, the transmission / reception timing of the signal light via each optical transmission layer 31 is synchronized with the clock signal light given to one layer of the plurality of stacked optical transmission layers 31 so that each optical transmission layer 31 Signal light transmitted and received via 31 is uniformly defined as a parallel signal. In the present embodiment, the data bus width is, for example, 32 bits, and each layer of the stacked optical transmission layers 31 corresponds to 1 bit. Therefore, address presentation and data transmission / reception are 3
This is performed via two light transmission layers 31. When the bus width is further increased, for example, in the case of a 64-bit data bus width, the optical transmission layer 31 may have 64 layers. However, it is also possible to adopt a configuration in which two or more bits correspond to one layer of the stacked optical transmission layers 31, or a configuration in which two or more layers of the stacked optical transmission layers 31 correspond to one bit. It is.

【0024】このように、信号処理装置10では、光吸
収層35を備えたシート状光データバス30が採用され
ているため、レーザダイオード42aから発せられシー
ト状光データバス30に入射した光のうち、光伝送層3
1の端面に向かって伝播する光が、光伝送層31の端面
で反射しシート状光データバス30から出射されること
が防止される。従って、シート状光データバス30から
出射する光の、シート状光データバス30に入射した光
に対する時間的な広がりが狭められ、光信号による高速
通信が実現できる。
As described above, in the signal processing device 10, the sheet-like optical data bus 30 having the light absorbing layer 35 is employed, so that the light emitted from the laser diode 42a and incident on the sheet-like optical data bus 30 is used. Of which, the optical transmission layer 3
Light propagating toward the end face of the optical transmission layer 31 is prevented from being reflected at the end face of the optical transmission layer 31 and emitted from the sheet-shaped optical data bus 30. Therefore, the time spread of the light emitted from the sheet-shaped optical data bus 30 with respect to the light incident on the sheet-shaped optical data bus 30 is narrowed, and high-speed communication using an optical signal can be realized.

【0025】尚、上記実施形態では、光吸収層は、光伝
送層の内部に形成されているが、光伝送層31の端面に
形成されてもよい。尚、上記実施形態では、反射防止層
として光吸収層を用いているが、光吸収層の代わりに増
透過層を用いて、光バス内部から光バス端面に向かう信
号光をその端面から出射させることにより、この光バス
内部に向かう反射を防止してもよい。
In the above embodiment, the light absorption layer is formed inside the light transmission layer, but may be formed on the end face of the light transmission layer 31. In the above embodiment, the light absorbing layer is used as the anti-reflection layer. However, the signal light traveling from the inside of the optical bus to the end face of the optical bus is emitted from the end face by using an increasing transmission layer instead of the light absorbing layer. This may prevent the reflection toward the inside of the optical bus.

【0026】尚、上記実施形態では、光伝送層31とし
てポリメチルメタクリレート(PMMA)を用いたが、
その代わりに、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネイ
ト(PC)などの、同様な光学特性を有するプラスチッ
ク材料を用いることも可能である。光伝送層31とし
て、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネイト(PC)
を用いた場合でも、クラッド層32には含フッ素ポリマ
を用いることも可能である。また、光散乱作用を持たせ
るために光伝送層31内部に散在させる光散乱体34の
材料は、光伝送層31の光伝送を担う部分の光屈折率と
異なる光屈折率を有するプラスチック材料であれば同様
の作用を得ることが可能である。また、光吸収層35と
してカーボン系黒色無機顔料を用いたが、その代わり
に、微粒子状有機系顔料を加色合成した黒色顔料を用い
ることも可能である。
In the above embodiment, polymethyl methacrylate (PMMA) is used as the light transmission layer 31.
Alternatively, a plastic material having similar optical properties, such as polystyrene (PS) and polycarbonate (PC), can be used. Polystyrene (PS), polycarbonate (PC) as the light transmission layer 31
Is used, it is also possible to use a fluorine-containing polymer for the cladding layer 32. The material of the light scatterers 34 scattered inside the light transmission layer 31 to have a light scattering function is a plastic material having a light refractive index different from the light refractive index of a portion of the light transmission layer 31 that performs light transmission. If so, a similar effect can be obtained. Further, although the carbon-based black inorganic pigment is used for the light absorbing layer 35, a black pigment obtained by adding and synthesizing a particulate organic pigment may be used instead.

【0027】尚、上述の実施形態では、光伝送層31
と、クラッド層32のシート厚をいずれも0.5mmと
したが、それらの光学特性を損なわない範囲であれば、
これより厚くても薄くても何ら問題はない。各層を薄く
形成することにより、小さなスペースでバス幅の極めて
広い光データバスが構成され、従ってデータの伝送レー
トを飛躍的に向上させることができる。
In the above embodiment, the light transmission layer 31
And the sheet thickness of the cladding layer 32 was set to 0.5 mm, but as long as their optical properties were not impaired,
There is no problem if it is thicker or thinner. By forming each layer thin, an optical data bus having an extremely wide bus width is formed in a small space, and therefore, a data transmission rate can be dramatically improved.

【0028】さらに、上記実施形態では、光伝送層3
1、クラッド層32として、プラスチック材料を用いた
が、その代わりに石英系ガラス材料を用いることも可能
である。石英系ガラス材料を用いる場合には、屈折率調
整材料としてP25 ,Al23 ,B23 などを用
いて特定の屈折率制御を施したシートを作製し、屈折率
差の大きい組み合わせとすることが好ましい。
Further, in the above embodiment, the light transmission layer 3
1. Although a plastic material is used for the cladding layer 32, a quartz glass material may be used instead. When a quartz glass material is used, a sheet having a specific refractive index controlled by using P 2 O 5 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 or the like as a refractive index adjusting material is produced, and a difference in refractive index difference is produced. A large combination is preferred.

【0029】また、上記実施形態では、光伝送層31や
クラッド層32等の各単層シートを予め用意した後、圧
着によって積層構造を形成しているが、化学的気相成長
法、電子線蒸着法、プラズマ重合法などの真空成膜装置
内で所望の積層構造を連続形成することも可能であり、
また、それらの構成物質を溶剤に溶かした材料を用いて
スピンコーティング法やロールコーティング法により所
望の積層構造を形成することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, after each single-layer sheet such as the light transmission layer 31 and the cladding layer 32 is prepared in advance, the laminated structure is formed by pressure bonding. It is also possible to continuously form a desired laminated structure in a vacuum film forming apparatus such as a vapor deposition method and a plasma polymerization method,
Further, a desired laminated structure can be formed by a spin coating method or a roll coating method using a material obtained by dissolving these constituent substances in a solvent.

【0030】さらに、上述した実施形態では、光伝送層
31に散乱作用を持たせるため、ポリメチルメタクリレ
ート(PMMA)内にポリスチレン(PS)を散在させ
ているが、光伝送層31内部に光散乱体34を散在させ
る代わりに、レーザダイオード42aの入射部分に散乱
性の光学素子、例えば光分散性のレンズなどを備えても
よく、あるいは、レーザダイオード42aからの光ビー
ムが光伝送層31内部を直進してその光ビームが光伝送
層31の反対側に達する位置に、光を反射拡散する光拡
散板を配置してもよい。
Further, in the above-described embodiment, polystyrene (PS) is scattered in polymethyl methacrylate (PMMA) in order to give the light transmission layer 31 a scattering action. Instead of dispersing the body 34, a scattering optical element, for example, a light dispersing lens may be provided at an incident portion of the laser diode 42a, or a light beam from the laser diode 42a may pass through the inside of the light transmission layer 31. A light diffusion plate that reflects and diffuses light may be disposed at a position where the light beam travels straight and reaches the opposite side of the light transmission layer 31.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
信号による高速通信が実現される。また、本発明によれ
ば、ある回路基板からの出力信号光は、光バスを介し
て、他のすべての回路基板に同時に伝送されるため、回
路基板間の信号伝達は、光/電気変換、電気/光変換を
1回ずつ行うだけで完了する。さらに、本発明によれ
ば、システムの拡張のために回路基板を自由に抜き差し
可能であり、この際、空きスロットに特別な短絡コネク
タなどを用いる必要もなく、拡張性に富んだシステムが
構成される。
As described above, according to the present invention, high-speed communication using optical signals is realized. Further, according to the present invention, the output signal light from one circuit board is simultaneously transmitted to all the other circuit boards via the optical bus, so that the signal transmission between the circuit boards is performed by optical / electrical conversion, The electric / optical conversion is completed only once. Further, according to the present invention, the circuit board can be freely inserted and removed for expansion of the system. At this time, there is no need to use a special short-circuit connector or the like in an empty slot, and a highly expandable system is configured. You.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光バスの一実施形態であるシート状光
データバスと、そのシート状光データバスによって相互
に光学的に接続された複数の回路基板とを有する、本発
明の信号処理装置の一実施形態の概略構成図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical bus according to an embodiment of the present invention, which includes a sheet optical data bus and a plurality of circuit boards optically connected to each other by the sheet optical data bus. It is a schematic structure figure of one embodiment of a device.

【図2】図1のA−A’方向にみた断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line A-A 'in FIG.

【図3】図2に示す信号処理装置の一部分に対応する拡
大図である。
FIG. 3 is an enlarged view corresponding to a part of the signal processing device shown in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 信号処理装置 20 支持基板 21 基板用コネクタ 22 電気的配線 30 シート状光データバス 31 光伝送層 32 クラッド層 33 信号光入出力部 34 光散乱体 35 光吸収層 40 回路基板 41 電子回路 42 投受光素子 42a レーザダイオード 42b フォトダイオード 43 電気信号入出力端子 REFERENCE SIGNS LIST 10 signal processing device 20 support substrate 21 substrate connector 22 electrical wiring 30 sheet optical data bus 31 optical transmission layer 32 cladding layer 33 signal light input / output unit 34 light scatterer 35 light absorption layer 40 circuit board 41 electronic circuit 42 throw Light receiving element 42a Laser diode 42b Photodiode 43 Electric signal input / output terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 逆井 一宏 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 岡田 純二 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 舟田 雅夫 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 小澤 隆 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiro Sakai 430 Nakai-cho, Nakai-machi, Ashigara-kami, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Xerox Fuji Xerox Co., Ltd. Inside the company (72) Inventor Masao Funada 430 Sakai Nakai-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture Inside Green Tech Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Ozawa 430 Sakai Nakai-cho Sakai-Kamigun, Kanagawa Prefecture Green Tech inside Fuji Xerox Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シート状に形成され端面に信号光の入射な
いし信号光の出射のうちの少なくとも一方を担う複数の
信号光入出力部を有し信号光の入射を担う信号光入出力
部から入射した信号光を拡散して伝播し信号光の出射を
担う信号光入出力部から出射する光バスであって、 前記光バスの端面に沿う、前記信号光入出力部を除く部
分に、該光バス内部から該光バス端面に向かう信号光
の、該光バス内部に向かう反射を防止する反射防止層を
備えたことを特徴とする光バス。
1. A signal light input / output unit which is formed in a sheet shape and has a plurality of signal light input / output units on its end face which carries out at least one of signal light incidence and signal light emission, and which is responsible for signal light incidence. An optical bus that emits from the signal light input / output unit that diffuses and propagates the incident signal light and emits the signal light, along an end face of the optical bus, except for the signal light input / output unit; An optical bus comprising an anti-reflection layer for preventing reflection of signal light traveling from the inside of the optical bus toward the end face of the optical bus toward the inside of the optical bus.
【請求項2】基体、 信号光を出射する信号光出射部および該信号光出射部か
ら出射される信号光に担持させる信号を生成する電子回
路と、信号光を入射する信号光入射部および該信号光入
射部から入射した信号光が担持する信号に基づく信号処
理を行なう電子回路とのうちの少なくとも一方が搭載さ
れた複数枚の回路基板、 シート状に形成され端面に信号光の入射ないし信号光の
出射のうちの少なくとも一方を担う複数の信号光入出力
部を有し信号光の入射を担う信号光入出力部から入射し
た信号光を拡散して伝播し信号光の出射を担う信号光入
出力部から出射する光バスであって、かつ、該光バスの
端面に沿う、前記信号光入出力部を除く部分に、該光バ
ス内部から該光バス端面に向かう信号光の、該光バス内
部に向かう反射を防止する反射防止層を備えた光バス、
および前記回路基板を、該回路基板に搭載された信号光
出射部ないし信号光入射部が前記光バスの前記信号光入
出力部に光学的に結合される状態に、前記基体上に固定
する複数の基板固定部とを備えたことを特徴とする信号
処理装置。
2. A base, a signal light emitting portion for emitting signal light, an electronic circuit for generating a signal to be carried by the signal light emitted from the signal light emitting portion, a signal light incident portion for receiving the signal light, and A plurality of circuit boards on which at least one of an electronic circuit that performs signal processing based on a signal carried by the signal light incident from the signal light incident portion is mounted; A signal light that has a plurality of signal light input / output sections that carry out at least one of light emission, and that diffuses and propagates signal light that has entered from the signal light input / output section that plays the role of signal light incidence and that emits signal light. The optical bus, which is emitted from the input / output unit and extends along the end surface of the optical bus, excluding the signal light input / output unit, includes: Prevent reflections going inside the bus Light bus with anti layer morphism,
And a plurality of the circuit boards fixed on the base in a state where a signal light emitting portion or a signal light incident portion mounted on the circuit board is optically coupled to the signal light input / output portion of the optical bus. A signal processing device, comprising:
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