(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、前記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、前記信号光入射部から入射した信号光を伝播して前記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、
前記信号光入射部が、前記一方の端縁が曲率を有することにより、該一方の端縁の、一方の側面に寄った位置から入射した信号光を該一方の側面から離れる方向に屈折させる屈折手段と、屈折した信号光を、該光データバス内部に拡散させる拡散手段とを備えたことを特徴とする光データバス。
【請求項２】
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、前記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、前記信号光入射部から入射した信号光を伝播して前記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、
前記信号光入射部が、前記一方の端縁が信号光入射方向に対する角度の異なる複数の平面の集合体から構成されてなることにより、該一方の端縁の、一方の側面に寄った位置から入射した信号光を該一方の側面から離れる方向に屈折させる屈折手段と、屈折した信号光を、該光データバス内部に拡散させる拡散手段とを備えたことを特徴とする光データバス。
【請求項３】
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、前記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、前記信号光入射部から入射した信号光を伝播して前記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、
前記光データバスの両側面に、前記光データバスの内部から該光データバスの側面に入射した信号光を吸収する光吸収体を備え、該光吸収体で該信号光を吸収することにより、該光データバスの内部から該側面に入射した信号光の、該光データバス内部への反射を抑制する反射抑制部を有することを特徴とする光データバス。
【請求項４】
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、前記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、前記信号光入射部から入射した信号光を伝播して前記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、
前記光データバスの両側面に、前記光データバスの内部から該光データバスの側面に入射した信号光を拡散して該信号光の一部を該光データバス外部に出射することにより、該光データバスの内部から該側面に入射した信号光の、該光データバス内部への反射を抑制する反射抑制部を有することを特徴とする光データバス。
【請求項５】
基体、
信号光を出射する信号光出射端および該信号光出射端から出射される信号光に担持させる信号を生成する回路と、信号光を入射する信号光入射端および該信号光入射端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う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、
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、前記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、前記信号光入射部から入射した信号光を伝播して前記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、前記信号光入射部が、前記一方の端縁の、一方の側面に寄った位置から入射した信号光を該一方の側面から離れる方向に屈折させる屈折手段と、屈折した信号光を、該光データバス内部に拡散させる拡散手段とを備えた光データバス、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端ないし信号光入射端が前記信号光入射部ないし信号光出射部において前記光データバスと結合される状態に前記基体上に固定する、複数の基板固定部を備えたことを特徴とする信号処理装置。
【請求項６】
基体、
信号光を出射する信号光出射端および該信号光出射端から出射される信号光に担持させる信号を生成する回路と、信号光を入射する信号光入射端および該信号光入射端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う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、
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、前記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、前記信号光入射部から入射した信号光を伝播して前記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、前記光データバスの両側面に、前記光データバスの内部から該光データバスの側面に入射した信号光を吸収する光吸収体を備え、該光吸収体で該信号光を吸収することにより、該光データバスの内部から該側面に入射した信号光の、該光データバス内部への反射を抑制する反射抑制部を有する光データバス、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端ないし信号光入射端が前記信号光入射部ないし信号光出射部において前記光データバスと結合される状態に前記基体上に固定する、複数の基板固定部を備えたことを特徴とする信号処理装置。
【請求項７】
基体、
信号光を出射する信号光出射端および該信号光出射端から出射される信号光に担持させる信号を生成する回路と、信号光を入射する信号光入射端および該信号光入射端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う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、
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、前記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、前記信号光入射部から入射した信号光を伝播して前記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、前記光データバスの両側面に、前記光データバスの内部から該光データバスの側面に入射した信号光を拡散して該信号光の一部を該光データバス外部に出射することにより、該光データバスの内部から該側面に入射した信号光の、該光データバス内部への反射を抑制する反射抑制部を有する光データバス、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端ないし信号光入射端が前記信号光入射部ないし信号光出射部において前記光データバスと結合される状態に前記基体上に固定する、複数の基板固定部を備えたことを特徴とする信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号の伝播を担う光データバス、およびその光データ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。
【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（ドーターボード）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る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（ＥＭＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）の問題もシステムの処理速度向上に対する大きな制約となる。
【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，ｐｐ．２０１〜２０２』や『Ｈ．Ｔｏｍｉｍｕｒｏ  ｅｔａｌ．，“Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ”，ＩＥＥＥ  Ｔｏｋｙｏ  Ｎｏ．３３  ｐｐ．８１〜８６，１９９４』、『和田修、エレクトロニクス１９９３年４月号、ｐｐ．５２〜５５』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の技術が提案されている。
【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り出された信号光が、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今度は電気／光変換されて、次に隣接する回路基板に信号光を送り出すというように、各回路基板が順次直列に配列され各回路基板上で光／電気変換および電気／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すべ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すべ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、各回路基板が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、例えば埃などにより信号光が拡散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うので、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、回路基板を自由に着脱することができず、回路基板の数が固定されてしまうという問題がある。
【０００５】
これらのほかに、自由空間を利用した回路基板相互間のデータ伝送技術として、特開昭６１−１９６２１０号公報には、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および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が開示されている。この方式では、１点から発せられた光を固定された１点にしか伝送することができず、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という問題がある。また、自由空間を利用しているので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する、隣接する光伝送路間の干渉（クロストーク）が発生し、データの伝送不良が予想される。さらに、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および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というような様々な問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、埃などに対する耐性が高く、温度変化等の環境変化にも強く、システムの拡張性に応じて回路基板の自由な着脱が容易に可能な光データバス、およびその光データ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する手段として、入射した信号光を拡散して伝播するシート状の光バスを採用することが考えられるが、このような光バスを単純に作製すると、信号光の入射位置によって、ある１つの出射位置から出射される信号光の強度が大きくばらつき、ダイナミックレンジの広い信号光を検出する必要を生じる恐れがある。そのため、その広いダイナミックレンジに適合した回路設計を行う必要があるが、広いダイナミックレンジに適合した回路設計は大変であり、Ｓ／Ｎの低下や、コストアップを招くという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の光バスは、上記目的を達成するとともに、さらに、信号光の入射位置や出射位置による、出射される信号光の強度の変化を少なくする光バスであって、本発明の第１の光データバスは、
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、上記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、上記信号光入射部から入射した信号光を伝播して上記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、上記信号光入射部が、上記一方の端縁の、一方の側面に寄った位置から入射した信号光をこの一方の側面から離れる方向に屈折させる屈折手段と、屈折した信号光を、この光データバス内部に拡散させる拡散手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第２の光データバスは、
一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、上記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、上記信号光入射部から入射した信号光を伝播して上記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、上記光データバスの両側面に、この光データバスの内部からこの側面に入射した信号光の、この光データバス内部への反射を抑制する反射抑制部を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第１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端およびこの信号光出射端から出射される信号光に担持させる信号を生成する回路と、信号光を入射する信号光入射端およびこの信号光入射端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う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）一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、上記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、上記信号光入射部から入射した信号光を伝播して上記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、上記信号光入射部が、上記一方の端縁の、一方の側面に寄った位置から入射した信号光をこの一方の側面から離れる方向に屈折させる屈折手段と、屈折した信号光を、この光データバス内部に拡散させる拡散手段とを備えた光データバス
（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端ないし信号光入射端が上記信号光入射部ないし信号光出射部において上記光データ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。
【００１１】
また、本発明の第２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端およびこの信号光出射端から出射される信号光に担持させる信号を生成する回路と、信号光を入射する信号光入射端およびこの信号光入射端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う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）一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部と、上記一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部とを有し、上記信号光入射部から入射した信号光を伝播して上記信号光出射部から出射するシート状の光データバスであって、前記光データバスの両側面に、該光データバスの内部から該側面に入射した信号光の、該光データバス内部への反射を抑制する反射抑制部を有する光データバス
（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端ないし信号光入射端が上記信号光入射部ないし信号光出射部において上記光データ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。
【００１２】
【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、本発明の第１実施形態の光データバスを示す平面図である。
この光データバス１０は、一方の端縁に沿う、信号光の入射を担う信号光入射部１１と、この一方の端縁とは反対側の端縁に沿う、信号光の出射を担う信号光出射部１４とを有し、この信号光入射部１１から入射した信号光を伝播してこの信号光出射部１４から出射するシート状の光データバスである。
【００１３】
この光データバス１０本体は、信号光入射部１１から入射した信号光を信号光出射部１４に向けて伝播する光伝送層１６であり、この光伝送層１６の一方の端面は曲率を有している。この第１実施形態では、この一方の端面を、光データバス１０の端面１５の、側面１７，１８から等距離離れた点を中心とした円弧形状に形成して曲率をもたせている。また、信号光入射部１１は、入射した信号光を光伝送層１６内部に拡散させる光拡散層１２を備えており、この光拡散層１２は光伝送層１６の、曲率を有する端面に接着されている。光データバス１０の、この光拡散層１２側の端面１３の形状は、光伝送層１６の、光拡散層１２が接着された端面の形状と同様に、光データバス１０の端面１５の、側面１７，１８から等距離離れた点を中心とした円弧形状であり、これにより、光データバス１０の信号光入射部１１側の端面は曲率を有する。上記のように、この信号光入射部１１は、端面１３が曲率を有し、さらに光拡散層１２を備えているため、側面１７，１８のうちの一方の側面に寄った位置から入射した信号光をこの一方の側面から離れる方向に屈折させ、屈折した信号光を光伝送層１６に拡散させる。
【００１４】
また、光データバス１０の信号光入射部１１側の端面１３に沿って、複数の発光素子（図１１では３つの発光素子１９，２０，２１を示す）が配列され、光データバス１０の信号光出射部１４側の端面１５に沿って複数の受光素子（この図では３つの受光素子２２，２３，２４を示す）が配列されており、各発光素子から信号光が出射されると、この信号光は信号光入射部１１に入射し、信号光入射部１１が備えている光拡散層１２で光伝送層１６に向けて拡散されて光伝送層１６内部を伝播し、この光データバス１０の信号光出射部１４側の端面１５から出射し、各受光素子で受光される。
【００１５】
この光データバス１０の光伝送層１６は、両側面側および信号光出射部１４側の辺の長さ１５０ｍｍ、厚さ１ｍｍであって、信号光入射部１１側が円弧形状に成形されたＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）で作製されている。また、光伝送層１６の端面に接着された光拡散層１２には、シリカ系の顔料が混入された厚さ１０μｍのアクリル系樹脂層をポリエステルフィルム上に形成して作製された光拡散フィルムを用いており、この光拡散フィルムの拡散特性は完全拡散分布にほぼ等しい。発光素子は、発振波長６８０ｎｍ、出力強度３ｍＷのレーザダイオードであり、受光素子は受光径０．７ｍｍのＳｉフォトダイオードである。
【００１６】
このように構成された光データバス１０は、信号光入射部１１側の端面１３が、円弧形状に形成されているため、信号光入射部１１の、一方の側面（側面１７ないし側面１８）に寄った位置から入射した信号光は、この一方の側面から離れる方向、つまり信号光出射部１４の中央部分に向かう方向に屈折し、この屈折した信号光は光拡散層１２で拡散する。この光拡散層１２の拡散特性は完全拡散特性にほぼ等しく、光拡散層１２により拡散した信号光のうちの、最も強度の大きい信号光は、信号光出射部１４の中央部分に向かって伝播する。従って、信号光入射部１１に、例えば発光素子１９から出射された信号光が入射すると、光拡散層１２で拡散した信号光のうちの、最も強度の大きい信号光２５は、信号光出射部１４の中央部分に向かって伝播する。
【００１７】
以下に、図１に示す光データバス１０の作用を、信号光入射部が曲率をもたない光データバスの作用と比較しながら説明する。
図２は、信号光入射部が曲率をもたない光データバスを示す平面図である。
この図の説明にあたっては、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、図１との相違点のみについて説明する。
【００１８】
図１，図２に示す光データバス１０，１００の相違点は、図２に示す光データバス１００が備えている光伝送層１６の、光拡散層１２が接着された端面が、光データバス１００の端面１５に対し平行に形成されているため、光データバス１００の端面１３も端面１５と平行に形成されており、従って、光データバス１００の端面１３は曲率を有しておらず、図２に示す光データバス１００は、図１に示す光データバス１０の信号光入射部１１が備えている、一方側面に寄った位置から入射した信号光をこの一方の側面から離れる方向に屈折させる屈折手段は備えていない点である。
【００１９】
図２に示す光データバス１００の信号光入射部１１に入射した信号光が光拡散層１２で拡散すると、この拡散した信号光はほぼ完全拡散特性を示す。拡散した信号光のうちの、強度の最も大きい信号光は、側面１７，１８に対し平行に進むため、光データバス１００の、一方の側面に寄った位置にある発光素子１９から信号光２６が出射されると、光拡散層１２で拡散した信号光のうちの、強度の最も大きい信号光２７は、信号光出射部１４の、側面１７に寄った位置から出射される。また、光拡散層１２で拡散した信号光の一部は、側面１７，１８に向かって伝播するが、側面１７に向かう信号光に関する臨界角よりも大きい入射角でこの側面１７に伝播する信号光２８は、側面１７で全反射し、信号光出射部１４の、この側面１７に寄った位置から出射される。
【００２０】
従って、図２に示す発光素子１９から信号光を出射した場合、信号光出射部１４の、側面１７に寄った位置から出射される信号光の強度は大きく、信号光出射部１４の、側面１８に寄った位置から出射される信号光の強度は小さい。つまり、信号光出射部１４から出射される信号光の強度は、図２に示す受光素子の配列方向で大きくばらつき、側面１７に寄った位置にある受光素子で受光される信号光の強度は大きく、側面１８に寄った位置にある受光素子で受光される信号光の強度は小さい。
【００２１】
また、図２に示す発光素子２１から信号光を出射した場合は、発光素子１９から信号光を出射した場合とは反対に、側面１７に寄った位置にある受光素子で受光される信号光の強度は小さく、側面１８に寄った位置にある受光素子で受光される信号光の強度は大きい。
つまり、ある１つの発光素子から信号光を出射した場合、信号光出射部１４から出射される信号光の強度は、図２に示す受光素子の配列方向でばらつき、さらに、信号光出射部１４に沿って並ぶ受光素子のうちの、ある１つの受光素子に着目すると、信号光を出射する発光素子の位置によって、この受光素子で受光される信号光の強度は大きくばらつく。
【００２２】
一方、図１に示す光データバス１０は、上述したように、光拡散層１２で拡散した信号光のうちの、最も強度の大きい信号光２５は、信号光出射部１４の中央部分に向かって伝播するため、例えば、発光素子１９から信号光を出射した場合、図２に示す光データバス１００と比較して、信号光出射部１４の、側面１７に寄った位置から出射される信号光の強度は小さくなり、信号光出射部１４の、この側面１７とは反対側の他方の側面１８に寄った位置から出射される信号光の強度は大きくなる。このため、信号光出射部１４から出射される信号光の強度の、受光素子の配列方向でのばらつきは小さくなる。従って、この光データバス１０は、ある１つの発光素子から信号光を出射した場合、各受光素子で受光される信号光のばらつきが抑制され、これにより、この光データバス１０に、異なる発光素子（例えば、発光素子１９，２１）から信号光を入射しても、発光素子による、ある１つの受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが抑制される。
【００２３】
また、図１に示す光データバス１０は光拡散層１２を有し、入射した信号光は拡散して伝播するため、温度変化等があっても信号光入射部１１から入射した信号光は確実に信号光出射部１４から出射される。さらに、上記の発光素子、受光素子のうちの少なくとも一方の素子を回路基板に搭載し、この回路基板に搭載された素子が光データバスと光学的に結合される位置に配置されるように、この回路基板が着脱自在に装着される構成にすると、回路基板を装着するだけで、この回路基板に搭載された素子と光データバスとの光学的結合が完了するため、素子と光データバスとの間で微妙な位置あわせが不要であり、また、光データバスと光学的に結合される回路基板の数を、この光データバスと光学的に結合される回路基板の最大数以内では自由に増減することができ、拡張性に富んだ自由度の高いシステムを構築できる。
【００２４】
尚、図１に示す光データバス１０が有する光拡散層１２は、シリカ系の顔料が混入されたアクリル系樹脂層をポリエステルフィルム上に形成して作製されているが、顔料および樹脂層は、互いの屈折率が異なっていれば、顔料の材料と樹脂層の材料との組合せは任意であり、顔料としては、シリカ以外にルチル、亜鉛華などが適用でき、樹脂層としてはアクリル以外にもエポキシなどが適用できる。
【００２５】
また、光拡散層１２には、光拡散フィルムが用いられているが、光拡散作用を示すものであれば光拡散フィルム以外でもよく、例えば、ランダム配向状態で固化した液晶性高分子層を用いたり、光データバスの信号光入射部側の端面をサンドブラスト法などによって粗面化してもよい。
図３は、本発明の第２実施形態の光データバスを示す平面図である。
【００２６】
図３の説明にあたっては、図１に示す構成要素と同一の構成要素には図１に付した符号と同一の符号を付して示し、図１との相違点のみについて説明する。
図３に示す光データバス３０の一方の端縁に備えられた信号光入射部３１は、この一方の端縁の、一方の側面（側面３７ないし側面３８）に寄った位置から入射した信号光を、この一方の側面から離れる方向に屈折させる信号光屈折部３２と、この信号光屈折部３２により屈折した信号光を、指向性を有するように光伝送層１６内部に拡散する光拡散層３３とを備えている。また、光データバス３０が有する光伝送層１６は正方形状であり、信号光入射部３１が備えている光拡散層３３は、この光伝送層１６の端面に接着されている。また、この光拡散層３３は、空気を介在させて信号光屈折部３２と光学的に結合されており、信号光屈折部３２の、光拡散層３３と対向する端面３５は、光データバス３０の、信号光出射部１４側の端面１５の、側面３７，３８から等距離離れた点を中心とした円弧形状に形成されている。
【００２７】
この光データバス３０の信号光入射部３１が備えている信号光屈折部３２は、光拡散層３３と対向する端面が円弧形状に成形されたＰＭＭＡで作製されている。
このように構成された光データバス３０は、信号光屈折部３２の、光拡散層３３と対向する端面３５が、上述したように円弧形状に形成されているため、信号光入射部３１の、一方の側面（側面３７ないし側面３８）に寄った位置から信号光が入射すると、この信号光屈折部３２から出射する信号光は、この一方の側面から離れる方向、つまり、信号光出射部１４の中央部分に向かう方向に屈折し、この屈折した信号光は光拡散層３３で拡散する。
【００２８】
図４，図５は、図３に示す光拡散層の作用説明図である。
尚、図４，図５に示す光拡散層３３の左側は、この光拡散層３３と信号光屈折部３２との間に介在している空気である。
光拡散層３３に、図４に示すように、この光拡散層３３の端面３６に対し垂直に信号光３９が入射すると、この光拡散層３３で拡散した信号光のうちの、強度の最も大きい信号光４０は、光拡散層３３の端面３６に対し垂直に伝播する。
【００２９】
また、光拡散層３３に、図５に示すように、この光拡散層３３の端面３６に対し、例えば３０度の入射角で信号光４１が入射すると、この光拡散層３３で拡散した信号光のうちの、強度の最も大きい信号光４２は、信号光４１の伝播方向と同一方向に伝播する。
従って、信号光屈折部３２で屈折した信号光が光拡散層３３に入射すると、この光拡散層３３で拡散した信号光のうちの、強度の最も大きい信号光は、信号光屈折部３２で屈折した信号光の伝播方向と同一方向に伝播する。図３に示す光データバス３０では、信号光屈折部３２で屈折した信号光は、信号光出射部１４の端面１５の中央部分に向かって伝播するため、光拡散層３３で拡散した信号光のうちの、強度の最も大きい信号光は、光データバス３０の端面１５の中央部分に向かって伝播する。
【００３０】
従って、図３に示す光データバス３０に、一方の側面（例えば側面３７）に寄った位置から信号光を入射した場合、図１に示す光データバスと同様に、信号光出射部１４の、側面３７に寄った位置から出射される信号光の強度は小さくなり、信号光出射部１４の、この側面３７とは反対側の他方の側面３８に寄った位置から出射される信号光の強度は大きくなる。このため、信号光出射部１４から出射される信号光の強度の、受光素子の配列方向でのばらつきは小さくなる。従って、この光データバス１０は、ある１つの発光素子から信号光を出射した場合、各受光素子で受光される信号光のばらつきが抑制され、これにより、この光データバス３０に、異なる発光素子（例えば、発光素子１９，２１）から信号光を入射しても、発光素子による、ある１つの受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが抑制される。
【００３１】
尚、図３に示す光データバス３０では、信号光屈折部３２の、光拡散層３３と対向する端面３５を円弧形状に形成することにより、信号光入射部３１に入射した信号光を屈折させているが、この信号光屈折部３２の、光拡散層３３と対向する端面３５を円弧形状に形成する代わりに、例えば、信号光屈折部の、光拡散層と対向する端面を、信号光屈折部の内部からこの端面に向かって伝播する信号光の伝播方向に対する角度の異なる複数の平面の集合体から構成することにより、信号光入射部に入射した信号光を屈折させてもよい。
【００３２】
図６は、本発明の第３実施形態の光データバスを示す平面図である。
図６の説明にあたっては、図１に示す構成要素と同一の構成要素には図１に付した符号と同一の符号を付して示し、図１との相違点のみについて説明する。
図６に示す光データバス５０が有する光伝送層１６は正方形状であり、この光データバス５０は、その両側面に、この光データバス５０の内部からこの光データバス５０の側面に入射した信号光を吸収する光吸収層５１，５２を有しており、この光吸収層５１，５２は、光伝送層１６の側面に黒色顔料を分散させたアクリル樹脂を塗布して形成されている。
【００３３】
このように光データバス５０の両側面に光吸収層５１，５２を有すると、この光吸収層５１，５２に向かって伝播する信号光はこの光吸収層５１，５２で吸収されるため、この側面での信号光の反射が抑制される。
図２に示す光データバス１００では、信号光入射部１１の、一方の側面（例えば、側面１７）に寄った位置から信号光を入射した場合、光拡散層１２で拡散した信号光のうちの、両側面１７，１８で反射せず直接信号光出射部１４に向かって伝播する、強度の最も大きい信号光は、信号光出射部１４の、側面１７に寄った位置から出射されるとともに、光拡散層１２で拡散した信号光のうちの、この側面１７で全反射した信号光の大部分は、信号光出射部１４の、この一方の側面に寄った位置から出射されるため、信号光出射部１４の、この一方の側面に寄った位置から出射される信号光の強度は、信号光出射部１４の、この一方の側面とは反対側の他方の側面に寄った位置から出射される信号光の強度よりも大きいが、図６に示す光データバス５０は、両側面に光吸収層５１，５２を有しているため、この側面での信号光の反射が抑制される。従って、図６に示す光データバス５０は、図２に示す光データバス１００と比較して、一方の側面に寄った位置から信号光を入射しても、信号光出射部の、この一方の側面に寄った位置から出射される信号光の強度は小さくなり、信号光出射部１４から出射される信号光の強度の、受光素子の配列方向でのばらつきは小さくなる。
【００３４】
また、図６に示す光データバス５０では、信号光入射部１１の中央部分（光吸収層５１，５２から等距離離れた部分）から信号光を入射した場合、やはり、両側面に備えられた光吸収層５１，５２により、この両側面での信号光の反射が抑制されるため、図２に示す光データバス１００と比較して、信号光出射部１４から出射される信号光の強度の、受光素子の配列方向でのばらつきは小さくなる。
従って、この光データバス５０は、ある１つの発光素子から信号光を出射した場合、各受光素子で受光される信号光のばらつきが抑制され、これにより、この光データバス５０に、異なる発光素子（例えば、発光素子１９，２１）から信号光を入射しても、発光素子による、ある１つの受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが抑制される。
【００３５】
尚、図５に示す光データバス５０では、光伝送層１６の側面に黒色顔料を分散させたアクリル樹脂を塗布して光吸収層５１，５２を形成しているが、光伝送層１６の側面に黒色ゴムを接着して光吸収層を形成してもよい。
また、図５に示す光データバス５０では、光吸収層５１，５２を用いて、光データバス５０の側面での信号光の反射を抑制しているが、光吸収層の代わりに、光拡散層を用いて、光データバス内部から光データバス側面に向かう信号光をその側面から出射させることにより、この光データバスの側面での信号光の反射を抑制してもよい。
【００３６】
図７は、本発明の第４実施形態の光データバスを示す平面図である。
図７に示す光データバスの説明にあたっては、図６に示す光データバスを構成する各構成要素と同一の構成要素には図６に付した符号と同一の符号を付して示し、図６との相違点のみについて説明する。
図７に示す光データバス６０の本体を構成する光伝送層６５の、信号光入射部６１側の端面は、信号光入射方向に対する角度の異なる複数の平面６２の集合体から構成されており、この集合体を構成する各平面６２は、その法線が、光データバス６０の端面１５の、側面６６，６７から等距離離れた点と交わるように形成されている。また、信号光入射部６１は、この信号光入射部６１に入射した信号光を拡散する光拡散層６３を備えており、この光拡散層６３の拡散特性はほぼ完全拡散特性に等しく、この光拡散層６３は、光伝送層６５の端面を構成する各平面６２に接着されている。これら各平面６２に接着された光拡散層６３の表面６４の法線は、光伝送層６５の、この光拡散層６３が接着された端面の法線と同様に、光データバス６０の端面１５の、側面６６，６７から等距離離れた点と交わっており、これにより、光データバス６０の信号光入射部６１側の端面は、一方の側面６６，６７に寄った位置から入射した信号光をこの一方の側面から離れる方向に屈折する屈折手段として作用する、信号光入射方向に対する角度の異なる複数の平面の集合体から構成されている。
【００３７】
また、この光データバス６０がその両側面に有している光吸収層５１，５２は、光伝送層６５の側面に黒色ゴムを接着して形成されたものである。
図７に示す光データバス６０は、各光拡散層６３の表面６４の法線が、信号光出射部１４側の端面１５の、側面６６，６７から等距離離れた点と交わるため、信号光入射部６１側の、一方の側面（例えば、側面６６）に寄った位置から入射した信号光は、この側面６６から離れる方向、つまり信号光出射部１４の、中央部分に向う方向に屈折し、この屈折した信号光は光拡散層６３で拡散する。この光拡散層６３の拡散特性は完全拡散特性にほぼ等しく、光拡散層６３により拡散した信号光のうちの、最も強度の大きい信号光は、信号光出射部１４の中央部分に向かって伝播する。また、この光データバス６０は、両側面に光吸収層５１，５２を有しているため、この側面での信号光の反射が防止される。
【００３８】
このように、光データバス６０は、一方の側面に寄った位置から入射した信号光を、この一方の側面に寄った位置から離れる方向に屈折させ、この屈折した信号光を拡散する手段と、この光データバスの側面での信号光の反射を防止する手段との双方の手段を備えているため、各受光素子で受光される信号光のばらつきはさらに小さくなり、発光素子の位置による、ある受光素子で受光される信号光の強度のばらつきがさらに抑制される。
【００３９】
図７に示す光データバス６０のように、信号光入射部６１側の端面を、信号光入射方向に対する角度の異なる複数の平面の集合体から構成し、これにより、信号光入射部に入射した信号光を屈折させてもよい。
図８は、本発明の信号処理装置の一実施形態を示す構成概略図である。
図８に示す信号処理装置８０を構成する基体７１表面には光データバス７０が固定されている。この光データバス７０は、図７に示す光データバス６０をクラッド層７２で挟んだものと、光吸収層７３とを交互に積層して構成されている。また、信号処理装置８０は、発光素子７４、受光素子７５、および電子回路７６が搭載された回路基板７７と、基体固定部７８とを備えており、この基体固定部７８は、回路基板７７に搭載された発光素子７４が光データバス７０の信号光入射部６１において光データバス７０と結合されるとともに、受光素子７５が光データバス７０の信号光出射部１４において、光データバス７０と結合される状態に基板７１上に固定される。
【００４０】
このように構成された信号処理装置８０は、電子回路７６で処理された電気信号が発光素子７４で信号光に変換されると、この信号光は、信号光入射部６１が備えている光拡散層６３で光伝送層６５に向けて拡散され、この光伝送層６５内部を伝播して信号光出射部１４から出射する。信号光出射部１４から出射した信号光は受光素子７５で受光されて電気信号に変換され、この電気信号は、別の回路基板７７の電子回路７６に入力される。
【００４１】
この信号処理装置８０を構成する光データバス７０は、クラッド層７２および光吸収層７３を備えているため、隣り合う光伝送層間の信号光のクロストークが抑制される。
また、この信号処理装置８０は、光データバス７０を備えているため、この光データバス７０の信号光出射部１４から出射される信号光の強度の、信号光の入射位置や出射位置によるばらつきは少なく、回路基板に搭載される電子回路の設計が容易であり、Ｓ／Ｎの向上や、コストダウンが図られる。
【００４２】
さらに、この信号処理装置８０は、回路基板７７それぞれが基体固定部７８に固定されると同時に、その回路基板７７に搭載された発光素子７４および受光素子７５が光データバスと光学的に結合されるように構成され、微妙な位置合わせは不要となる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
ここに示す実施例１，２，３では、それぞれ図１，図６，図７に示す光データバスを用い、比較例では、図２に示す、信号光入射部に光屈折手段を備えていない構成の光データバスを用いた。以下に、実施例１，２．３、比較例それぞれの光データバスを用いて行なった実験結果について説明する。
【００４４】
図９は、図１、図２に示す各受光素子で受光される信号光の強度を示すグラフである。以下に、図９に示すグラフについて、図１、図２を参照しながら説明する。
グラフの横軸は、実施例１、比較例それぞれの光データバスにおいて、図１、図２に示す直線ＯＯ’と各受光素子との間の距離（以下、図１、図２、図６、図７に示される直線ＯＯ’と各受光素子との間の距離を受光素子位置と呼び、また、直線ＯＯ’と各発光素子との間の距離を発光素子位置と呼ぶ）を示しており、グラフの縦軸は、各受光素子で受光された信号光の強度を示す。グラフに示す黒三角、黒丸は、実施例１の光データバスにおいて、それぞれ発光素子位置が５ｍｍ，７５ｍｍである発光素子から光を出射したときに各受光素子で受光された信号光の強度を示しており、白三角、白丸は、比較例の光データバスにおいて、それぞれ発光素子位置が５ｍｍ，７５ｍｍである発光素子から光を出射した時の各受光素子で受光された信号光強度を示している。また、このグラフの、受光素子位置が１５ｍｍから１３５ｍｍの範囲では、白丸は、黒丸と重なっている。
【００４５】
図９に示すグラフから、発光素子位置が７５ｍｍである発光素子から信号光が出射された場合、実施例１と比較例とを比較すると、各受光素子で受光された信号光の強度はほとんど変わらないが、発光素子位置が５ｍｍである発光素子から信号光が出射された場合、受光素子位置が０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲では、実施例１は、比較例と比較すると、信号光の強度が減少しており、特に図１に示す光データバス１０の側面１７寄りに位置する受光素子が受光する信号光の強度は大きく減少している。従って、実施例１の方が、各受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが小さくなっており、これにより、ある１つの受光素子に着目した時に、発光素子位置による、この受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが抑制されていることがわかる。
【００４６】
図１０は、図２、図６に示す各受光素子で受光される信号光の強度を示すグラフである。以下に、図１０に示すグラフについて、図２、図６を参照しながら説明する。
グラフの横軸は、実施例２、比較例それぞれの光データバスにおいて、信号光出射部に沿って並ぶ受光素子の受光素子位置を示しており、グラフの縦軸は、各受光素子で受光された信号光の強度を示す。グラフに示す黒三角、黒丸は、実施例１の光データバスにおいて、それぞれ発光素子位置が５ｍｍ，７５ｍｍである発光素子から光を出射した時の各受光素子で受光された信号光の強度を示しており、白三角、白丸は、比較例の光データバスにおいて、それぞれ発光素子位置が５ｍｍ，７５ｍｍである発光素子から光を出射した時の各受光素子で受光された信号光強度を示している。
【００４７】
図１０に示すグラフから、発光素子位置が５ｍｍである発光素子から信号光が出射された場合、実施例２は、比較例と比較すると、信号光の強度がおよそ半分に減少しており、各受光素子で受光された信号光の強度のばらつきが小さくなっていることがわかる。また、発光素子位置が７５ｍｍである発光素子から信号光が出射された場合、実施例２は、比較例と比較して、受光素子位置が１５ｍｍ〜１３５ｍｍの範囲では、信号光の強度が減少しており、特に受光素子位置が１５ｍｍ、１３５ｍｍである受光素子が受光する信号光の強度が大きく減少しており、各受光素子で受光された信号光の強度のばらつきが小さくなっている。従って、実施例２の方が、各受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが小さくなっており、これにより、ある１つの受光素子に着目した時に、発光素子位置による、この受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが抑制されていることがわかる。
【００４８】
図１１は、図２、図７に示す各受光素子で受光される信号光の強度を示すグラフである。以下に、図１１に示すグラフについて、図２、図７を参照しながら説明する。
グラフの横軸は、実施例３、比較例それぞれの光データバスにおいて、信号光出射部に沿って並ぶ受光素子の受光素子位置を示しており、グラフの縦軸は、各受光素子で受光された信号光の強度を示す。グラフに示す黒三角、黒丸は、実施例１の光データバスにおいて、それぞれ発光素子位置が５ｍｍ，７５ｍｍである発光素子から光を出射した時の各受光素子で受光された信号光の強度を示しており、白三角、白丸は、比較例の光データバスにおいて、それぞれ発光素子位置が５ｍｍ，７５ｍｍである発光素子から光を出射した時の各受光素子で受光された信号光強度を示している。
【００４９】
図１１に示すグラフから、発光素子位置が７５ｍｍである発光素子から信号光が出射された場合、実施例３は、比較例と比較して、受光素子位置が１５ｍｍ〜１３５ｍｍの範囲では信号光強度が減少し、特に、受光素子位置が１５ｍｍ、１３５ｍｍの範囲にある受光素子が受光する信号光の強度が大きく減少しており、各受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが小さくなっている。また、発光素子位置が５ｍｍである発光素子から信号光が出射された場合、受光素子位置が０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲では、実施例３は、比較例と比較すると、信号光の強度が減少している。従って、実施例３の方が、各受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが小さくなっており、これにより、ある１つの受光素子に着目したときに、発光素子位置による、この受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが抑制されていることがわかる。
【００５０】
また、図１１に示すグラフと、図９，図１０に示すグラフそれぞれとを比較すると、図７に示す光データバスを用いることにより、さらに、各受光素子で受光される信号光の強度のばらつきが抑制されることがわかる。
図９〜図１１のグラフに示した結果から、本発明の光データバスを用いることにより、Ｓ／Ｎの向上や、コストダウンが図られた信号処理装置が得られることがわかる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光データバスによれば、埃等に対する耐性が高く、温度変化等の環境変化にも強く、システムの拡張性に応じて回路基板の自由な着脱が容易に可能である。また、本発明の光データバスによれば、信号光の入射位置や出射位置による、出射される信号光の強度の変化が抑えられる。
【００５２】
また、本発明の信号処理装置によれば、Ｓ／Ｎの向上や、コストダウンが図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の光データバスを示す平面図である。
【図２】信号光入射部が屈折手段を備えていない光データバスを示す平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の光データバスを示す平面図である。
【図４】図３に示す光拡散層に対し垂直に信号光が入射したときの作用説明図である。
【図５】図３に示す光拡散層に対し３０度の角度で信号光が入射したときの作用説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態の光データバスを示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の光データバスを示す平面図である。
【図８】本発明の信号処理装置の一実施形態を示す構成概略図である。
【図９】図１、図２に示す各受光素子で受光される信号光の強度を示すグラフである。
【図１０】図２、図６に示す各受光素子で受光される信号光の強度を示すグラフである。
【図１１】図２、図７に示す各受光素子で受光される信号光の強度を示すグラフである。
【符号の説明】
１０，３０，５０，６０，７０，１００  光データバス
１１，３１，４１，６１  信号光入射部
１２，３３，６３  光拡散層
１３，１５，３５，３６  端面
１４  信号光出射部
１６，６５  光伝送層
１７，１８，３７，３８，６６，６７  側面
１９，２０，２１，７４  発光素子
２２，２３，２４，７５  受光素子
２５，２６，２７，２８，３９，４０，４１，４２  信号光
３２  信号光屈折部
５１，５２  光吸収層
６２  平面
６４  表面
７１  基板
７２  クラッド層
７３  光吸収層
７６  電子回路
７７  回路基板
７８  基体固定部
【図１】
0003635879.tif 000002
【図２】
0003635879.tif 000003
【図３】
0003635879.tif 000004
【図４】
0003635879.tif 000005
【図５】
0003635879.tif 000006
【図６】
0003635879.tif 000007
【図７】
0003635879.tif 000008
【図８】
0003635879.tif 000009
【図９】
0003635879.tif 000010
【図１０】
0003635879.tif 000011
【図１１】
0003635879.tif 000012