(57)【要約】【課題】特性が未知の光の減衰特性を取得する。【解決手段】信号処理装置１Ａは、レーザダイオード３０Ｓｎの諸特性が未知のスレーブ基板３Ｓｎが追加されると、マスタ基板３Ｍは、既存のスレーブ基板３Ｓ及び自機の既知のレーザダイオードから光を出力させると共に、追加されたスレーブ基板３Ｓｎから既知のフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値を取得して、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を求め、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置が求められると、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの未知のレーザダイオード３０Ｓｎから光を出力させると共に、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓから既知のフォトディテクタの入力値を取得して、光導波路２Ａの円周方向へ出力された未知の光の入力値から減衰特性を求める。【選択図】        図５
2009198611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した複数の機能基板が、光が伝送される導光部の外周に形成された光の入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続され、前記入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、前記入出力面から全周方向に出力される光導波路における減衰特性取得方法であって、
前記光出力部の特性が未知で前記光入力部の特性が既知の機能基板が追加されると、前記光出力部及び前記光入力部の特性が既知で、配置が識別されている既存の前記機能基板の前記光出力部から光を出力すると共に、追加された前記機能基板から前記光入力部の入力値を取得し、既存の前記機能基板と追加された前記機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記機能基板の配置を求め、
追加された前記機能基板の配置が求められると、追加された前記機能基板の前記光出力部から光を出力すると共に、既存の前記機能基板から前記光入力部の入力値を取得し、追加された前記機能基板と既存の前記機能基板との相対位置に応じて減衰して、前記光導波路の前記入出力面から異なる方向へ出力された光の入力値から、特性が未知の光の減衰特性を求める
ことを特徴とする減衰特性取得方法。
【請求項２】
前記機能基板は、前記光出力部及び前記光入力部の特性が既知で、配置が識別されている単数のマスタ基板と単数または複数のスレーブ基板が、前記光導波路の前記入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続され
前記光出力部の特性が未知で前記光入力部の特性が既知のスレーブ基板が追加されると、前記マスタ基板は、既存の前記スレーブ基板及び自機の前記光出力部から光を出力させると共に、追加された前記スレーブ基板から前記光入力部の入力値を取得して、前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板と追加された前記スレーブ基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記スレーブ基板の配置を求め、
追加された前記スレーブ基板の配置が求められると、追加された前記スレーブ基板の前記光出力部から光を出力させると共に、自機及び既存の前記スレーブ基板から前記光入力部の入力値を取得して、追加された前記スレーブ基板と前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板との相対位置に応じて減衰して、前記光導波路の前記入出力面から異なる方向へ出力された光の入力値から、特性が未知の光の減衰特性を求める
ことを特徴とする請求項１記載の減衰特性取得方法。
【請求項３】
前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板がθｉ（ｉ＝０〜Ｎ）に配置され、追加される前記スレーブ基板がθＸに配置される場合に、前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板の前記光出力部から発光量Ａ０で出力された光が、追加される前記スレーブ基板の前記光入力部に入力されたときの入力値ＳＸを、光が出力される側の前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板と光が入力される側の追加される前記スレーブ基板との相対位置ｆ（θｉ，θＸ）に応じた減衰特性σ１（θ）から、以下の（i）式で算出し、（i）式で算出される入力値ＳＸを、前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板が配置され得る箇所と、追加される前記スレーブ基板が配置され得る箇所の全ての組み合わせで算出することで、追加される前記スレーブ基板で取得される前記光入力部の入力値と、追加される前記スレーブ基板の配置との関係を、前記マスタ基板で既知の情報から求める
ことを特徴とする請求項２記載の減衰特性取得方法。
【数１】
2009198611.tif 000014
【請求項４】
追加された前記スレーブ基板の前記光出力部から未知の発光量ＡＸで光を出力させて、前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板で取得された前記光入力部の入力値Ａｉを、光が出力される側の追加された前記スレーブ基板と光が入力される側の前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板との相対位置ｆ（θＸ，θｉ）に応じた未知の減衰特性σ２（θ）から、以下の（ii）式で、前記光導波路の前記入出力面に沿った複数個所で求める
ことを特徴とする請求項３記載の減衰特性取得方法。
【数２】
2009198611.tif 000015
【請求項５】
前記光導波路の前記入出力面から全周方向に出力される光の減衰特性σ（θ）を、Ｍ次の基底関数ｖｉで近似した以下の（iii）式で、基底関数の係数ａｉを推定することで求める
ことを特徴とする請求項４記載の減衰特性取得方法。
【数３】
2009198611.tif 000016
【請求項６】
追加された前記スレーブ基板の前記光出力部から出力される未知の発光量ＡＸと未知の減衰特性σ２（θ）の積で表される値をσ２′（θ）として、基底関数ｖｉの係数ａｉの数Ｍと取得できた入力値の数Ｎ＋１の関係が、観測点が未知数より多いか、同じであるＭ＜Ｎ＋１及びＭ＝Ｎ＋１の場合は、（iii）式より導入される以下の（iv）式で解を求めて係数ａｉを算出し、観測点が未知数より少ないＭ＞Ｎ＋１の場合は、（iii）で既知の減衰特性から未知の減衰特性の係数ａｉを算出することで、追加された前記スレーブ基板の前記光出力部から光を出力して、前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板の前記光入力部で取得された入力値を利用して、減衰特性を決定する係数ａｉを求める
ことを特徴とする請求項５記載の減衰特性取得方法。
【数４】
2009198611.tif 000017
【請求項７】
電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した複数の機能基板が、光が伝送される導光部の外周に形成された光の入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続され、前記入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、前記入出力面から全周方向に出力される光導波路における減衰特性取得方法であって、
前記光出力部の特性が既知で前記光入力部の特性が未知の機能基板が追加されると、追加された前記機能基板の前記光出力部から光を出力すると共に、前記光出力部及び前記光入力部の特性が既知で、配置が識別されている既存の前記機能基板から前記光入力部の入力値を取得し、追加された前記機能基板と既存の前記機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記機能基板の配置を求め、
追加された前記機能基板の配置が求められると、既存の前記機能基板の前記光出力部から順次光を出力すると共に、追加された前記機能基板から前記光入力部の入力値を取得して、既存の前記機能基板と追加された前記機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の前記光入力部で取得される入力値の分布を求める
ことを特徴とする減衰特性取得方法。
【請求項８】
光が伝送される導光部の外周に光の入出力面が形成され、前記入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、前記入出力面から全周方向に出力される光導波路と、
電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した機能基板とを備え、
複数の前記機能基板が、前記光導波路の前記入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続される信号処理装置であって、
前記光出力部の特性が未知で前記光入力部の特性が既知の機能基板が追加されると、前記光出力部及び前記光入力部の特性が既知で、配置が識別されている既存の前記機能基板の前記光出力部から光が出力されると共に、追加された前記機能基板から前記光入力部の入力値が取得され、既存の前記機能基板と追加された前記機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記機能基板の配置が求められ、
追加された前記機能基板の配置が求められると、追加された前記機能基板の前記光出力部から光が出力されると共に、既存の前記機能基板から前記光入力部の入力値が取得され、追加された前記機能基板と既存の前記機能基板との相対位置に応じて減衰して、前記光導波路の前記入出力面から異なる方向へ出力された光の入力値から、特性が未知の光の減衰特性が求められる
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項９】
前記光出力部の特性が既知で前記光入力部の特性が未知の機能基板が追加されると、追加された前記機能基板の前記光出力部から光が出力されると共に、既存の前記機能基板から前記光入力部の入力値が取得され、追加された前記機能基板と既存の前記機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記機能基板の配置が求められ、
追加された前記機能基板の配置が求められると、既存の前記機能基板の前記光出力部から順次光が出力されると共に、追加された前記機能基板から前記光入力部の入力値が取得され、既存の前記機能基板と追加された前記機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の前記光入力部で取得される入力値の分布が求められる
ことを特徴とする請求項８記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記機能基板は、前記光出力部及び前記光入力部の特性が既知で、配置が識別されている単数のマスタ基板と単数または複数のスレーブ基板が、前記光導波路の前記入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続され、
前記光出力部の特性が未知で前記光入力部の特性が既知のスレーブ基板が追加されると、前記マスタ基板で、既存の前記スレーブ基板及び自機の前記光出力部から光を出力させると共に、追加された前記スレーブ基板から前記光入力部の入力値が取得され、前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板と追加された前記スレーブ基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記スレーブ基板の配置が求められ、
追加された前記スレーブ基板の配置が求められると、追加された前記スレーブ基板の前記光出力部から光を出力させると共に、自機及び既存の前記スレーブ基板から前記光入力部の入力値が取得され、追加された前記スレーブ基板と前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板との相対位置に応じて減衰して、前記光導波路の前記入出力面から異なる方向へ出力された光の入力値から、特性が未知の光の減衰特性が求められる
ことを特徴とする請求項８記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記光出力部の特性が既知で前記光入力部の特性が未知のスレーブ基板が追加されると、前記マスタ基板で、追加された前記スレーブ基板の前記光出力部から光を出力させると共に、自機及び既存の前記スレーブ基板から前記光入力部の入力値が取得され、追加された前記スレーブ基板と前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記スレーブ基板の配置が求められ、
追加された前記スレーブ基板の配置が求められると、自機及び既存の前記スレーブ基板の前記光出力部から順次光を出力させると共に、追加された前記スレーブ基板から前記光入力部の入力値が取得され、前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板と追加された前記スレーブ基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の前記光入力部で取得される入力値の分布が求められる
ことを特徴とする請求項１０記載の信号処理装置。
【請求項１２】
光が伝送される導光部の外周に光の入出力面が形成され、前記入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、前記入出力面から全周方向に出力される光導波路と、
電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した機能基板とを備え、
複数の前記機能基板が、前記光導波路の前記入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続される信号処理装置であって、
前記光出力部の特性が既知で前記光入力部の特性が未知の機能基板が追加されると、追加された前記機能基板の前記光出力部から光が出力されると共に、前記光出力部及び前記光入力部の特性が既知で、配置が識別されている既存の前記機能基板から前記光入力部の入力値が取得され、追加された前記機能基板と既存の前記機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記機能基板の配置が求められ、
追加された前記機能基板の配置が求められると、既存の前記機能基板の前記光出力部から順次光が出力されると共に、追加された前記機能基板から前記光入力部の入力値が取得され、既存の前記機能基板と追加された前記機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の前記光入力部で取得される入力値の分布が求められる
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項１３】
前記機能基板は、前記光出力部及び前記光入力部の特性が既知で、配置が識別されている単数のマスタ基板と単数または複数のスレーブ基板が、前記光導波路の前記入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続され、
前記光出力部の特性が既知で前記光入力部の特性が未知のスレーブ基板が追加されると、前記マスタ基板で、追加された前記スレーブ基板の前記光出力部から光を出力させると共に、自機及び既存の前記スレーブ基板から前記光入力部の入力値が取得され、追加された前記スレーブ基板と前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された前記スレーブ基板の配置が求められ、
追加された前記スレーブ基板の配置が求められると、自機及び既存の前記スレーブ基板の前記光出力部から順次光を出力させると共に、追加された前記スレーブ基板から前記光入力部の入力値が取得され、前記マスタ基板及び既存の前記スレーブ基板と追加された前記スレーブ基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の前記光入力部で取得される入力値の分布が求められる
ことを特徴とする請求項１２記載の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した複数の機能基板が、光が伝送される導光部の外周に形成された光の入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続され、前記入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、前記入出力面から全周方向に出力される光導波路における減衰特性取得方法、及び光導波路に機能基板が接続された信号処理装置に関する。詳しくは、特性が既知の光を利用して、追加された機能基板の配置を求めると共に、追加された機能基板の配置を利用して、特性が未知の光の減衰特性を取得できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の回路基板を光導波路を介して接続して、各基板間で光で信号を送受できるようにした信号処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の信号処理装置では、各回路基板に備えられた光の入出力部における発光素子の発振波長や受光素子の受光感度等の諸特性が相互に既知であることで、光を利用した通信が可能になっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２３３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の信号処理基板では、光の入出力部の諸特性が従前と異なる回路基板が光導波路に接続された場合に、光を利用した通信が行えなくなるおそれがあった。これにより、当初想定していなかった波長を利用して波長多重通信を行う等、機能の追加を容易に行なうことができなかった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、特性が未知の光の減衰特性を取得できるようにした減衰特性取得方法及び信号処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明の減衰特性取得方法は、電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した複数の機能基板が、光が伝送される導光部の外周に形成された光の入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続され、入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、入出力面から全周方向に出力される光導波路における減衰特性取得方法であって、光出力部の特性が未知で光入力部の特性が既知の機能基板が追加されると、光出力部及び光入力部の特性が既知で、配置が識別されている既存の機能基板の光出力部から光を出力すると共に、追加された機能基板から光入力部の入力値を取得し、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された機能基板の配置を求め、追加された機能基板の配置が求められると、追加された機能基板の光出力部から光を出力すると共に、既存の機能基板から光入力部の入力値を取得し、追加された機能基板と既存の機能基板との相対位置に応じて減衰して、光導波路の入出力面から異なる方向へ出力された光の入力値から、特性が未知の光の減衰特性を求めることを特徴とする。
【０００８】
本発明の減衰特性取得方法では、光出力部の特性が未知で光入力部の特性が既知の機能基板が追加されると、既存の機能基板の特性が既知の光出力部から光が出力されると共に、追加された機能基板から特性が既知の光入力部の入力値が取得される。
【０００９】
既存の機能基板の光出力部から出力されて、光導波路を伝送される光の減衰特性は既知であり、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した既知の光の入力値から、追加された機能基板の配置が求められる。
【００１０】
追加された機能基板の配置が求められると、追加された機能基板の未知の光出力部から光が出力されると共に、既存の機能基板から既知の光入力部の入力値が取得される。
【００１１】
追加された機能基板の配置が判ることで、追加された機能基板と既存の機能基板との相対位置に応じて減衰して、光導波路の入出力面から異なる方向へ出力された未知の光の入力値から、光導波路の全周方向における減衰特性が求められる。
【００１２】
また、本発明の減衰特性取得方法は、電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した複数の機能基板が、光が伝送される導光部の外周に形成された光の入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続され、入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、入出力面から全周方向に出力される光導波路における減衰特性取得方法であって、光出力部の特性が既知で光入力部の特性が未知の機能基板が追加されると、追加された機能基板の光出力部から光を出力すると共に、光出力部及び光入力部の特性が既知で、配置が識別されている既存の機能基板から光入力部の入力値を取得し、追加された機能基板と既存の機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された機能基板の配置を求め、追加された機能基板の配置が求められると、既存の機能基板の光出力部から順次光を出力すると共に、追加された機能基板から光入力部の入力値を取得して、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の光入力部で取得される入力値の分布を求めることを特徴とする。
【００１３】
本発明の減衰特性取得方法では、光出力部の特性が既知で光入力部の特性が未知の機能基板が追加されると、追加された機能基板の特性が既知の光出力部から光が出力されると共に、既存の機能基板から特性が既知の光入力部の入力値が取得される。
【００１４】
追加された機能基板の光出力部から出力されて、光導波路を伝送される光の減衰特性は既知であり、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した既知の光の入力値から、追加された機能基板の配置が求められる。
【００１５】
追加された機能基板の配置が求められると、既存の機能基板の既知の光出力部から順次光が出力されると共に、追加された機能基板から未知の光入力部の入力値が取得される。
【００１６】
追加された機能基板の配置が判ることで、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の光入力部で取得される入力値の光導波路の全周方向における分布が求められる。
【００１７】
更に、本発明の信号処理装置は、光が伝送される導光部の外周に光の入出力面が形成され、入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、入出力面から全周方向に出力される光導波路と、電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した機能基板とを備え、複数の機能基板が、光導波路の入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続される信号処理装置であって、光出力部の特性が未知で光入力部の特性が既知の機能基板が追加されると、光出力部及び光入力部の特性が既知で、配置が識別されている既存の機能基板の光出力部から光が出力されると共に、追加された機能基板から光入力部の入力値が取得され、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された機能基板の配置が求められ、追加された機能基板の配置が求められると、追加された機能基板の光出力部から光が出力されると共に、既存の機能基板から光入力部の入力値が取得され、追加された機能基板と既存の機能基板との相対位置に応じて減衰して、光導波路の入出力面から異なる方向へ出力された光の入力値から、特性が未知の光の減衰特性が求められることを特徴とする。
【００１８】
本発明の信号処理装置では、光出力部の特性が未知で光入力部の特性が既知の機能基板が追加されると、既存の機能基板の特性が既知の光出力部から光を出力すると共に、追加された機能基板から特性が既知の光入力部の入力値を取得する。
【００１９】
既存の機能基板の光出力部から出力されて、光導波路を伝送される光の減衰特性は既知であり、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した既知の光の入力値から、追加された機能基板の配置を求める。
【００２０】
追加された機能基板の配置が求められると、追加された機能基板の未知の光出力部から光を出力すると共に、既存の機能基板から既知の光入力部の入力値を取得する。
【００２１】
追加された機能基板の配置が判ることで、追加された機能基板と既存の機能基板との相対位置に応じて減衰して、光導波路の入出力面から異なる方向へ出力された未知の光の入力値から、光導波路の全周方向における減衰特性を求める。
【００２２】
また、本発明の信号処理装置は、光が伝送される導光部の外周に光の入出力面が形成され、入出力面の任意の位置から入力された光が、入力箇所との位置関係に応じて減衰したレベルで、入出力面から全周方向に出力される光導波路と、電気信号が光に変換されて出力される光出力部、及び、光が電気信号に変換されて、入力された光のレベルに応じた入力値が出力される光入力部を有した機能基板とを備え、複数の機能基板が、光導波路の入出力面に沿って位置を異ならせた複数の実装箇所の何れかに接続される信号処理装置であって、光出力部の特性が既知で光入力部の特性が未知の機能基板が追加されると、追加された機能基板の光出力部から光が出力されると共に、光出力部及び光入力部の特性が既知で、配置が識別されている既存の機能基板から光入力部の入力値が取得され、追加された機能基板と既存の機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、追加された機能基板の配置が求められ、追加された機能基板の配置が求められると、既存の機能基板の光出力部から順次光が出力されると共に、追加された機能基板から光入力部の入力値が取得され、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の光入力部で取得される入力値の分布が求められることを特徴とする。
【００２３】
本発明の信号処理装置では、光出力部の特性が既知で光入力部の特性が未知の機能基板が追加されると、追加された機能基板の特性が既知の光出力部から光を出力すると共に、既存の機能基板から特性が既知の光入力部の入力値を取得する。
【００２４】
追加された機能基板の光出力部の特性が既知であるので、追加された機能基板の光出力部から出力されて、光導波路を伝送される光の減衰特性は既知であり、追加された機能基板と既存の機能基板との相対位置に応じて減衰した既知の光の入力値から、追加された機能基板の配置を求める。
【００２５】
追加された機能基板の配置が求められると、既存の機能基板の光出力部から順次光を出力すると共に、追加された機能基板から光入力部の入力値を取得する。
【００２６】
追加された機能基板の配置が判ることで、既存の機能基板と追加された機能基板との相対位置に応じて減衰した光の入力値から、特性が未知の光入力部で取得される入力値の分布を求める。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、光の入出力部の特性が従前と異なる未知の機能基板が追加された場合に、光導波路を伝送されて減衰した光のレベルを利用して、追加された機能基板の配置を求めることができると共に、未知の光の減衰特性を得ることができる。
【００２８】
これにより、光の入出力部の特性が従前と異なる機能基板が光導波路に接続された場合に、他の機能基板を交換すること無く、光を利用した通信を行えるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の減衰特性取得方法及び信号処理装置の実施の形態について説明する。
【００３０】
１．第１の実施の形態の信号処理装置の構成例
１．１  信号処理装置の全体構成
図１は、第１の実施の形態の信号処理装置の概要を示す構成図で、図１（ａ）は、第１の実施の形態の信号処理装置１Ａの模式的な平面図、図１（ｂ）は、信号処理装置１Ａの模式的な側面図である。
【００３１】
第１の実施の形態の信号処理装置１Ａは、光が伝送される光導波路２Ａと、光導波路２Ａに接続される機能基板であるマスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓを備える。
【００３２】
光導波路２Ａは、例えば円板形状の外周が光の入出力面となり、入出力面の円周方向における任意の位置から入力した光が全周方向へ出力する機能を有する。
【００３３】
マスタ基板３Ｍは、入力された電気信号を光に変換して出力する光出力部として、例えばレーザダイオード（ＬＤ）３０Ｍを備えると共に、入力された光のレベルに応じて光を電気信号に変換して出力する光入力部として、フォトディテクタ（ＰＤ）３１Ｍを備える。
【００３４】
スレーブ基板３Ｓは、入力された電気信号を光に変換して出力する光出力部として、例えばレーザダイオード（ＬＤ）３０Ｓを備えると共に、入力された光のレベルに応じて光を電気信号に変換して出力する光入力部として、フォトディテクタ（ＰＤ）３１Ｓを備える。
【００３５】
信号処理装置１Ａは、光導波路２Ａの円周方向における複数個所に、マスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓが実装される基板接続部１０を備える。
【００３６】
基板接続部１０は、例えば、マスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓに電源を供給する電源基板１１に、マスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓが着脱可能なコネクタを備えて構成される。
【００３７】
これにより、信号処理装置１Ａは、１枚のマスタ基板３Ｍと、実現したい機能に応じた任意の枚数のスレーブ基板３Ｓ（１〜Ｎ）が、基板接続部１０に実装されて、マスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓが光導波路２Ａに接続される。
【００３８】
そして、マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍから出力された光は、光導波路２Ａを伝送されて、光導波路２Ａの円周方向における任意の位置θiに実装されたスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓに入力される。
【００３９】
また、任意の位置の基板接続部１０に実装されたスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓから出力された光は、光導波路２Ａを伝送されて、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍ、及び他のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓに入力される。
【００４０】
１．２  光導波路の構成
図２は、本実施の形態の光導波路の一例を示す模式的な断面図であり、次に、光導波路２Ａの構成の詳細について説明する。
【００４１】
光導波路２Ａは、任意の方向から入力された光を、乱反射または散乱によって全周方向から出力させる平面型の光導波路である。ここで、反射とは、進行波あるいは粒子等が、進行中の媒質と異なる媒質あるいは不連続的変化のある境界面に当たって方向を変え、元の媒質中の新しい方向に進む現象で、境界面の凹凸が波長と同程度、あるいはそれより大きければ、反射波は種々の方向に進む。このような反射を乱反射あるいは拡散反射という。
【００４２】
一方、散乱とは、波がその波長に比べてあまり大きくない障害物に当たったときに、それを中心として周囲に広がっていく波ができる現象である。
【００４３】
光導波路２Ａは、所定の波長領域において第１の光透過率を有した導光素材で形成された第１の導光部２０Ａと、第１の光透過率と異なる第２の光透過率を有した導光素材で形成された第２の導光部２１Ａを備える。第１の導光部２０Ａ及び第２の導光部２１Ａは、本例では共に円板形状で、第１の導光部２０Ａの側方全周に第２の導光部２１Ａが設けられる。
【００４４】
第１の導光部２０Ａは、所定の波長領域において第１の光透過率を有して透明な樹脂材料または空気層等で形成される。また、第２の導光部２１Ａは、所定の波長領域において第２の光透過率を有して透明な樹脂材料等で形成される。
【００４５】
例えば、第１の導光部２０Ａと第２の導光部２１Ａが共に樹脂材料で形成される構成では、第１の導光部２０Ａと第２の導光部２１Ａの境界面２２で、第１の導光部２０Ａの外周面と第２の導光部２１Ａの内周面が接する構成である。
【００４６】
また、第１の導光部２０Ａが空気層で形成され、第２の導光部２１Ａが樹脂材料で形成される構成では、第１の導光部２０Ａと第２の導光部２１Ａの境界面２２で、第２の導光部２１Ａの内周面が空気層と接する構成である。
【００４７】
ここで、上述したいずれの構成でも、円形の第１の導光部２０Ａの中心と第２の導光部２１Ａの中心を合わせて、第１の導光部２０Ａが第２の導光部２１Ａの略中心に配置される。
【００４８】
光導波路２Ａは、第２の導光部２１Ａの上下面に反射材２３Ａを備える。反射材２３Ａは、第２の導光部２１Ａの外周面は全周に亘って露出させると共に、光を反射させる反射面を第２の導光部２１Ａの平面に対向させて、第２の導光部２１Ａを両面から挟む。
【００４９】
更に、光導波路２Ａは、第１の導光部２０Ａの上下面に乱反射材２４を備える。乱反射材２４は、光を乱反射させる乱反射面を、例えば空気層である第１の導光部２０Ａに対向させて、第１の導光部２０Ａを両面から挟む。
【００５０】
ここで、光導波路２Ａは、図２の構成では、第２の導光部２１Ａを挟んだ反射材２３Ａを、更に乱反射材２４で挟んだ構成で、乱反射材２４の第１の導光部２０Ａに対向した乱反射面と、反射材２３Ａの第２の導光部２１Ａに対向した反射面は、反射材２３Ａの厚みに応じた距離を有する。
【００５１】
なお、乱反射材２４の乱反射面と反射材２３Ａの反射面の距離は、この例に限ることなく、近づけても良いし同一面でも良い。また、乱反射材２４の乱反射面が反射材２３Ａの反射面より内側にあっても良い。
【００５２】
すなわち、乱反射材２４の乱反射面と反射材２３Ａの反射面の距離は、光導波路２Ａの外周の任意の位置から第１の導光部２０Ａに向けて光を入力したときに、光導波路２Ａの外周において測定される乱反射光が十分な強度になるという条件を満たす所定の距離ならいくらでも良い。
【００５３】
これにより、光導波路２Ａは、第２の導光部２１Ａの外周面の任意の位置が光の入出力面となり、第２の導光部２１Ａの外周面から光が入出力されると共に、第２の導光部２１Ａに入力した光が反射材２３Ａで反射して、第２の導光部２１Ａを伝送される。
【００５４】
また、第２の導光部２１Ａを伝送される光が、乱反射材２４での乱反射と、光透過率の異なる第１の導光部２０Ａと第２の導光部２１Ａとの境界面２２での屈折や反射等により、第１の導光部２０Ａから全周方向に出力される。
【００５５】
更に、第１の導光部２０Ａから全周方向に出力された光は、第２の導光部２１Ａを伝送されて、第２の導光部２１Ａの外周面から出力される。
【００５６】
従って、光導波路２Ａは、外周の任意の位置から第１の導光部２０Ａに向けて光が入力されると、第１の導光部２０Ａで全周方向に光が出力されて、外周の任意の位置で受光が可能となる。
【００５７】
これにより、図１（ａ）に示すマスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓは、レーザダイオード３０Ｍ，３０Ｓの図示しない発光部とフォトディテクタ３１Ｍ，３１Ｓの図示しない受光部を第２の導光部２１Ａの外周面に対向させて、光導波路２Ａの外周に配置される。
【００５８】
なお、光導波路２Ａは、図２に示す構成に限るものではなく、光導波路２Ａの外周の任意の位置から光を入力したときに、光導波路２Ａの外周において測定される乱反射光が十分な強度になるという条件を満たすものであれば良い。また、光導波路２Ａは、円形ではなく多角形でも良い。光導波路を多角形とする構成では、多角形の角（頂点）を除く辺部を光の入出力面とすれば良い。
【００５９】
１．３  光導波路における減衰特性
図３は、本実施の形態の光導波路の減衰特性の一例を示すグラフで、図３では、光導波路２Ａの円周方向における光の入力位置と、θout＝１８０°の位置における光のレベルの関係を示す。
【００６０】
光導波路２Ａでは、光が入力される基板の正面位置を０°とし、光が出力される基板の配置を角度θiで表すと、光導波路２Ａに接続されたある基板のレーザダイオードから出力され、光導波路２Ａを伝送されて、他の基板のフォトディテクタに入力される光は、光が入力される基板に対する光が出力される基板の配置θiに応じて減衰する。
【００６１】
これにより、光導波路２Ａに接続されたスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓから光が出力されると、マスタ基板３Ｍに対するスレーブ基板の配置に応じて減衰した光が、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力される。
【００６２】
すなわち、図１（ａ）に示すように、光導波路２Ａの円周方向において、マスタ基板３Ｍの正面位置を０°とすると、スレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓから一定光量で光を出力したときに、マスタ基板３Ｍでは、フォトディテクタ３１Ｍに入力される光のレベルが、スレーブ基板３Ｓの配置θiに応じて図３に示すように変化する。
【００６３】
また、複数のスレーブ基板３Ｓが光導波路２Ａに接続されていると、各スレーブ基板３Ｓの配置に応じて減衰した光が加算されて、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力されることで、マスタ基板３Ｍでは、フォトディテクタ３１Ｍに入力される光のレベルが、各スレーブ基板３Ｓの配置及び数に応じて変化する。
【００６４】
更に、複数のスレーブ基板３Ｓが光導波路２Ａに接続されていると、各スレーブ基板３Ｓでは、フォトディテクタ３１Ｓに入力される光のレベルが、他のスレーブ基板３Ｓの配置及び数に応じて変化する。
【００６５】
同様に、マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍから一定光量で光を出力したときに、各スレーブ基板３Ｓでは、フォトディテクタ３１Ｓに入力される光のレベルが、マスタ基板３Ｍに対する自機の配置に応じて変化する。
【００６６】
２．第１の実施の形態の信号処理装置の動作の概要
２．１  レーザダイオードとフォトディテクタの特性が既知の場合の動作の概要
図４は、レーザダイオードとフォトディテクタの諸特性が既知の場合にマスタ基板３Ｍがスレーブ基板３Ｓを識別する動作の概要を示すフローチャートである。
【００６７】
信号処理装置１Ａにおいて、マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍと各スレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓは、同一の仕様であり、マスタ基板３Ｍにとって各レーザダイオードの波長と発光量、及び光導波路２Ａにおける減衰特性等の諸特性が既知であるとする。
【００６８】
また、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍと各スレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓは、同一の仕様であり、諸特性が既知であるとする。
【００６９】
光導波路２Ａに接続されたマスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードの諸特性が既知であれば、マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍ及びスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓから一定光量で光を出力したときに、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力される光のレベルと、スレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓに入力される光のレベルが、スレーブ基板３Ｓの配置（位置と数）によって決まる。
【００７０】
そして、マスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタの諸特性が既知であれば、マスタ基板３Ｍでフォトディテクタ３１Ｍに入力された光が光電変換されて得られた入力値と、スレーブ基板３Ｓでフォトディテクタ３１Ｓに入力された光が光電変換されて得られた入力値から、スレーブ基板３Ｓの配置が求められる。
【００７１】
そこで、信号処理装置１Ａでは、マスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓで得られるフォトディテクタの入力値を利用して、マスタ基板３Ｍは、配置が未知のスレーブ基板３Ｓを認識する。
【００７２】
すなわち、マスタ基板３Ｍは、フォトディテクタ３１Ｍの入力値とスレーブ基板３Ｓの配置とを対応付けた入力レベルテーブルを持ち、図４のステップＳＡ１で、自機のレーザダイオード３０Ｍの点灯をトリガとして、光導波路２Ａに接続された全てのスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓから、一定光量で光を出力させたときに得られる自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値に基づいて、スレーブ基板３Ｓの配置を決定する。
【００７３】
また、各スレーブ基板３Ｓは、自機のフォトディテクタ３１Ｓの入力値を保持すると共に、マスタ基板３Ｍは、図４のステップＳＡ２で、配置を決定した各スレーブ基板３Ｓで得られるフォトディテクタ３１Ｓの入力値を算出して、該当する入力値を持つスレーブ基板３Ｓに対して固有の識別情報であるＩＤを付与し、各スレーブ基板３Ｓを識別する。
【００７４】
２．２  レーザダイオードの特性が未知の場合の動作の概要
図５は、スレーブ基板３Ｓｎが追加された信号処理装置１Ａの概要を示す構成図、図６は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎの諸特性が未知の場合にマスタ基板３Ｍが減衰特性を取得する動作の概要を示すフローチャートである。
【００７５】
信号処理装置１Ａにおいて、追加されるスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎの諸特性、例えば波長が異なる場合、波長が既知のレーザダイオード３０Ｓと比較して、光導波路２Ａにおける減衰特性等が異なる。
【００７６】
これにより、既知波長のレーザダイオード３０Ｓを有した既存のスレーブ基板３Ｓと、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを有したスレーブ基板３Ｓｎでは、光導波路２Ａの円周方向において同じ配置とした場合に、マスタ基板３Ｍで得られるフォトディテクタ３１Ｍの入力値が異なる。
【００７７】
このため、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを有した新規のスレーブ基板３Ｓｎが光導波路２Ａに接続されると、既存の入力レベルテーブルを利用して、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を決めることができない。
【００７８】
一方、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎが、既存のマスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタと同一で既知の仕様であれば、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで得られるフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値を利用して、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を決めることが可能である。
【００７９】
すなわち、既知波長のレーザダイオードを有した既存のマスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓでは、光導波路２Ａの円周方向における配置に応じて減衰した光のレベルが既知であることから、既知のフォトディテクタの入力値は、既存のマスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓの配置に応じて決まる。
【００８０】
そこで、マスタ基板３Ｍは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎが、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎと、諸特性が既知のフォトディテクタ３１Ｓｎを有している場合は、図６のステップＳＢ１で、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードから光を出力させる。
【００８１】
そして、マスタ基板３Ｍは、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードから光が出力されたときに、追加されたスレーブ基板３Ｓｎからフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値を取得して、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を求める。
【００８２】
次に、マスタ基板３Ｍは、図６のステップＳＢ２で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎから光を出力させる。追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎから光が出力されると、未知波長の光が、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置と、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの配置との関係に応じて減衰して、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタに入力される。
【００８３】
そこで、マスタ基板３Ｍは、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓと追加されたスレーブ基板３Ｓｎとの相対位置に応じて減衰した未知波長の光が、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタに入力したときの入力値を取得する。
【００８４】
これにより、光導波路２Ａの円周方向における複数個所で、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓと追加されたスレーブ基板３Ｓｎとの相対位置に応じて減衰した未知波長の光の入力値が取得される。
【００８５】
次に、マスタ基板３Ｍは、図６のステップＳＢ３で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎから未知波長の光が出力されたときに、光導波路２Ａの円周方向における複数個所で取得されたフォトディテクタの入力値を利用して、光導波路２Ａの円周方向における未知波長の光の減衰特性を算出する。
【００８６】
２．３  フォトディテクタの特性が未知の場合の動作の概要
図７は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎの諸特性が未知の場合にマスタ基板３Ｍがフォトディテクタ３１Ｓｎの諸特性を取得する動作の概要を示すフローチャートである。
【００８７】
信号処理装置１Ａにおいて、追加されるスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎの諸特性、例えば受光感度が既知のフォトディテクタと異なる場合、同じレベルの光が入力したときの入力値が異なる。
【００８８】
これにより、既知のフォトディテクタ３１Ｓを有したスレーブ基板３Ｓと、未知のフォトディテクタ３１Ｓｎを有したスレーブ基板３Ｓｎでは、光導波路２Ａの円周方向において同じ配置とした場合に、フォトディテクタの入力値が異なる。
【００８９】
一方、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎが、既存のマスタ基板３Ｍ及びスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードと同一で既知の仕様であれば、既存のスレーブ基板３Ｓで得られるフォトディテクタ３１Ｓの入力値を利用して、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を決めることが可能である。
【００９０】
すなわち、既知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを有した追加されたスレーブ基板３Ｓｎでは、光導波路２Ａの円周方向における配置に応じて減衰した光のレベルが既知であることから、既存のスレーブ基板３Ｓで得られるフォトディテクタ３１Ｓの入力値は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置に応じて決まる。
【００９１】
そこで、マスタ基板３Ｍは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎが、既知波長のレーザダイオード３０Ｓｎと、諸特性が未知のフォトディテクタ３１Ｓｎを有している場合は、図７のステップＳＣ１で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎから光を出力したときに、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓで得られたフォトディテクタの入力値を取得して、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を求める。
【００９２】
また、マスタ基板３Ｍは、図７のステップＳＣ２で、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードから光を出力したときに、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで得られた未知のフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値を取得する。そして、既存のスレーブ基板３Ｓの配置と追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置との関係と、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで得られた未知のフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値から、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで得られる未知のフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値の分布を近似する。
【００９３】
なお、マスタ基板３Ｍは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎにおいて、レーザダイオード３０Ｓｎの諸特性が未知の場合に、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置とレーザダイオード３０Ｓｎの諸特性を求める機能と、フォトディテクタ３１Ｓｎの諸特性が未知の場合に、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置とフォトディテクタ３１Ｓｎの諸特性を求める機能を併せ持つ構成でも良い。また、一方の機能のみを持つ構成でも良い。
【００９４】
３．第１の実施の形態の信号処理装置の動作の具体例
３．１  レーザダイオードとフォトディテクタの特性が既知の場合の動作の具体例
３．１．１  マスタ基板がスレーブ基板の配置と数を決定する処理
次に、マスタ基板３Ｍがスレーブ基板３Ｓの配置と数を決定するために、マスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓで実行される処理の概要について説明する。
【００９５】
図８は、スレーブ基板３Ｓの配置及び数を決定する処理を示すタイミングチャート、図９は、スレーブ基板３Ｓの配置及び数を決定するときのマスタ基板３Ｍの処理を示すフローチャート、図１０は、スレーブ基板３Ｓの配置及び数を決定するときのマスタ基板３Ｍにおけるレーザダイオードの出力とフォトディテクタの入力のレベル変化を示すタイムチャートである。
【００９６】
また、図１１は、スレーブ基板３Ｓの配置及び数を決定するときのスレーブ基板３Ｓの処理を示すフローチャート、図１２は、スレーブ基板３Ｓの配置及び数を決定するときのスレーブ基板３Ｓにおけるレーザダイオードの出力とフォトディテクタの入力のレベル変化を示すタイムチャートである。
【００９７】
（１−Ａ）図９のステップＳＤ１で、マスタ基板３Ｍは、電源がオンされると、コンフィギュレーションを開始して、自機のレーザダイオード３０Ｍ（MＬＤ）を点灯させる。
【００９８】
光導波路２Ａは、上述したように、円周方向の任意の位置から入力した光が全周方向へ出力される機能を有するので、マスタ基板３Ｍでは、レーザダイオード３０Ｍから出力した光が、光導波路２Ａを伝送されて自機のフォトディテクタ３１Ｍ（MＰＤ）に入力する。これにより、フォトディテクタ３１Ｍの入力値が、図１０のＬＭ１に上昇する。
【００９９】
また、マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍが点灯することで、マスタ基板３Ｍから出力された光が光導波路２Ａを伝送されて、スレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓ（SＰＤ）に入力される。これにより、図１１のステップＳＥ１で、光導波路２Ａに接続されている各スレーブ基板３Ｓは、フォトディテクタ３１Ｓの入力値が、図１２のＬＳ１に上昇する。
【０１００】
（１−Ｂ）図１１のステップＳＥ２で、各スレーブ基板３Ｓは、マスタ基板３Ｍから出力された光がフォトディテクタ３１Ｓに入力されることで、フォトディテクタ３１Ｓの入力値が所定値（ＬＳ１）に上昇すると、電源をオンしてコンフィギュレーションを開始し、自機のレーザダイオード３０Ｓを点灯させる。
【０１０１】
マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍの点灯に応答して、各スレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが点灯すると、各スレーブ基板３Ｓから出力された光が光導波路２Ａを伝送されて、図９のステップＳＤ２で、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力される。
【０１０２】
各スレーブ基板３Ｓから出力された光が、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力することで、マスタ基板３Ｍでは、フォトディテクタ３１Ｍの入力値が上昇する。
【０１０３】
図１０では、２枚のスレーブ基板３Ｓが接続されている場合の例を示し、第１のスレーブ基板３Ｓ1のレーザダイオード３０Ｓ（S1ＬＤ）が点灯すると、マスタ基板３Ｍでは、フォトディテクタ３１Ｍの入力値がＬＭ２に上昇する。更に、第２のスレーブ基板３Ｓ2のレーザダイオード３０Ｓ（S2ＬＤ）が点灯すると、フォトディテクタ３１Ｍの入力値がＬＭ３に上昇する。
【０１０４】
このように、マスタ基板３Ｍでは、自機のレーザダイオード３０Ｍの点灯に応答してスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓが点灯されると、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍの入力値は、全てのスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが点灯するまでは上昇し、全てのスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが点灯すると一定値になる。
【０１０５】
そこで、マスタ基板３Ｍは、フォトディテクタ３１Ｍの入力値が一定値になると、図９のステップＳＤ３で、光導波路２Ａに接続されているスレーブ基板３Ｓの存在を確認し、光導波路２Ａに接続されている全てのスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓの出力が行われたことを確認する。
【０１０６】
マスタ基板３Ｍがスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓの出力が行われたことを確認する処理としては、マスタ基板３Ｍは、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値を取得し、フォトディテクタ３１Ｍの入力値が一定値になったことを、例えば、入力値の微分係数が正から０に変化したか否かで判断する。
【０１０７】
そして、フォトディテクタ３１Ｍの入力値の微分係数が正から０に変化すると、マスタ基板３Ｍは、光導波路２Ａに接続されている全てのスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓの出力が行われたことを確認したと判断する。
【０１０８】
尚、マスタ基板３Ｍがスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓの出力が行われたことを確認する処理としては、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値の積分値（平均値）の微分係数が、正の値から０に変化したか否かで判断しても良い。
【０１０９】
上述したように、マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍの点灯に応答して、各スレーブ基板３Ｓから光が出力されると、各スレーブ基板３Ｓでは、フォトディテクタ３１Ｓの入力値が上昇する。
【０１１０】
例えば、第１のスレーブ基板３Ｓ1では、自機のレーザダイオード３０Ｓ（S1ＬＤ）が点灯することで出力した光が、自機のフォトディテクタ３１Ｓに入力する。これにより、フォトディテクタ３１Ｓの入力値が、図１２のＬＳ２に上昇する。
【０１１１】
また、マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍの点灯に応答して、第２のスレーブ基板３Ｓ2のレーザダイオード３０Ｓ（S2ＬＤ）が点灯すると、第１のスレーブ基板３Ｓ1では、フォトディテクタ３１Ｓの入力値がＬＳ３に上昇する。尚、第２のスレーブ基板側でも、同様の動作である。
【０１１２】
マスタ基板３Ｍは、光導波路２Ａに接続されている全てのスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓの出力が行われたことを確認すると、図９のステップＳＤ４で、スレーブ基板３Ｓの配置及び数を算出する。なお、マスタ基板３Ｍがスレーブ基板３Ｓの配置及び数を算出する処理の詳細は後述する。
【０１１３】
（１−Ｃ）マスタ基板３Ｍは、光導波路２Ａに接続されている全てのスレーブ基板３Ｓの配置及び数を算出すると、図９のステップＳＤ５で、自機のレーザダイオード３０Ｍを消灯させる。
【０１１４】
マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍが消灯することで、スレーブ基板３Ｓは、フォトディテクタ３１Ｓの入力値が、図１２のＬＳ３から下降する。
【０１１５】
スレーブ基板３Ｓでは、マスタ基板３Ｍのレーザダイオード３０Ｍの点灯に応答してレーザダイオード３０Ｓが点灯すると、フォトディテクタ３１Ｓの入力値は、全てのスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが点灯するまでは上昇し、全てのスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが点灯すると一定値になる。
【０１１６】
そして、マスタ基板３Ｍが全てのスレーブ基板３Ｓの配置と数を算出し、レーザダイオード３０Ｍを消灯すると、各スレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓの入力値は、一定値から下降する。
【０１１７】
そこで、スレーブ基板３Ｓは、フォトディテクタ３１Ｓの入力値が一定値から下降すると、図１１のステップＳＥ３で、マスタ基板３Ｍがスレーブ基板３Ｓの存在を確認し、配置と数の算出を完了したと判断する。
【０１１８】
マスタ基板３Ｍでスレーブ基板３Ｓの配置と数の算出を完了したことをスレーブ基板３Ｓが確認する処理としては、スレーブ基板３Ｓは、自機のフォトディテクタ３１Ｓの入力値を取得し、フォトディテクタ３１Ｓの入力値が一定値から下降したことを、例えば、入力値の微分係数が正から０に変化した後、０から負に変化したか否かで判断する。
【０１１９】
そして、フォトディテクタ３１Ｓの入力値の微分係数が正から０に変化した後、０から負に変化すると、スレーブ基板３Ｓは、マスタ基板３Ｍでスレーブ基板３Ｓの配置と数の算出を完了したと判断する。
【０１２０】
尚、マスタ基板３Ｍでスレーブ基板３Ｓの配置と数の算出を完了したことをスレーブ基板３Ｓが確認する処理としては、自機のフォトディテクタ３１Ｓの入力値の積分値（平均値）の微分係数が、正から０に変化した後、０から負に変化したか否かでしても良い。
【０１２１】
スレーブ基板３Ｓは、マスタ基板３Ｍでスレーブ基板３Ｓの配置と数を決定したと判断すると、後述するＩＤ付与で利用するため、図１１のステップＳＥ４で、自機のフォトディテクタ３１Ｓの入力値を保持する。
【０１２２】
（１−Ｄ）各スレーブ基板３Ｓは、マスタ基板３Ｍで全てのスレーブ基板３Ｓの配置と数の算出を完了したと判断し、自機のフォトディテクタ３１Ｓの入力値を保持すると、図１１のステップＳＥ５で、自機のレーザダイオード３０Ｓを消灯させる。
【０１２３】
各スレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが消灯することで、マスタ基板３Ｍは、フォトディテクタ３１Ｍの入力値が下降する。
【０１２４】
マスタ基板３Ｍでは、自機のレーザダイオード３０Ｍの消灯に応答してスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓが消灯されると、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍの入力値は、全てのスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが消灯するまでは下降し、全てのスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが消灯すると「０」になる。
【０１２５】
そこで、マスタ基板３Ｍは、フォトディテクタ３１Ｍの入力値が０になると、図９のステップＳＤ６で、全てのスレーブ基板３Ｓが応答したと判断し、スレーブ基板３Ｓの配置と数を算出する処理を終了する。
【０１２６】
マスタ基板３Ｍがスレーブ基板３Ｓで応答したことを確認する処理としては、マスタ基板３Ｍは、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値を取得し、フォトディテクタ３１Ｍの入力値が０になったことを、例えば、入力値が十分に小さい正の値と比較して小さいか否かで判断する。
【０１２７】
次に、スレーブ基板３Ｓの配置と数を算出する入力レベルテーブルについて説明する。
【０１２８】
図１３は、光導波路２Ａの円周方向における光のレベルを示すグラフで、図１３では、横軸がフォトディテクタ３１Ｍの正面位置を０°としたときの受光角度θ（０°〜１８０°）を示し、縦軸が入力レベルを示している。
【０１２９】
マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力される図１３に示すような光のレベル分布を、角度θによってＮ分割し、角度θiに対応した入力レベルをＰＤθiと定義する。そして、角度θiに対応した入力レベルＰＤθiを全ての分割に対して持ったベクトルＰＤNを、以下の（１）式で定義する。
ＰＤN＝（ＰＤθ1，ＰＤθ2，・・・，ＰＤθN）・・・（１）
【０１３０】
これにより、スレーブ基板３Ｓの配置を角度θiで規定することで、最大Ｓ個のスレーブ基板３Ｓが配置され得る全ての配置のうち、どこかにスレーブ基板３Ｓが配置され一定光量でレーザダイオード３０Ｓを点灯させたときに、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力される光のレベルから、入力レベルテーブルｔＰＤを予め計算できる。
【０１３１】
Ｓ個のスレーブ基板３Ｓは、０〜３６０°の範囲で２Ｎ−１個の配置をとることができる。すなわち、０〜１８０°をＮ分割するので、円周上では２Ｎ分割される。
【０１３２】
ここで、スレーブ基板３Ｓの配置情報を、以下の（２）式に示す配置ベクトルＷiに置き換える。つまり、配置θ0から配置θ2N-1をベクトルの要素番号に対応付ける。
Ｗi＝（isNode（θ0），isNode（θ1），・・・，isNode（θ2N-1））・・・（２）
ここで、ｉ＝０，１，２，・・・,２2N-1−１である。
【０１３３】
更に、スレーブ基板３Ｓ（マスタ基板３Ｍ）が配置されるまたは配置しないという情報を、１または０の値に対応付ける。すなわち、isNode（θi）＝１は、θiの位置にスレーブ基板３Ｓ（マスタ基板３Ｍ）が存在することを表し、isNode（θi）＝０は、θiの位置にスレーブ基板３Ｓが存在しないことを表す。なお、配置θ0はマスタ基板３Ｍを表し、この要素は常に１にしておく。
【０１３４】
図１４は、マスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓの配置例を示す説明図である。図１４では、配置θ0はマスタ基板３Ｍが配置される箇所である。また、配置θ1，θ2，・・・，θ2N-1は、スレーブ基板３Ｓが配置され得る箇所である。
【０１３５】
例えば、図１４において、配置θ1，θ2及び配置θkにスレーブ基板３Ｓが配置されていることを、配置ベクトルＷiでは以下の（３）式で表すことが出来る。
Ｗi＝［１，１，１，０，・・・，０，１（θk），０，・・・，０］・・・（３）
【０１３６】
逆に考えると、配置ベクトルＷiのうち、値が１に等しい要素番号を調べることで、その要素に対応した位置に、スレーブ基板３Ｓが配置されていることがわかる。
【０１３７】
さて、以下の（４）式に示すように、配置ベクトルＷiとベクトルＰＤNの内積をとることで、スレーブ基板３Ｓが配置ベクトルＷiで特定される位置に配置されている場合、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力される入力レベルを得ることができる。
ｔＰＤwi＝Ｗi・ＰＤN・・・（４）
【０１３８】
１枚のスレーブ基板３Ｓが配置される場所に関する組み合わせは２Ｎ−１箇所あり、それぞれ独立に配置の有無があるので、スレーブ基板３Ｓが配置される場所に関する組み合わせは２2N-1通りある。
【０１３９】
この全ての組み合わせの配置ベクトルＷiに対して、上述したＰＤNとの内積をとることで、以下の（５）式に示す入力レベルテーブルｔＰＤを計算できる。
【０１４０】
【数１】
2009198611.tif 000003
【０１４１】
ここで、入力レベルテーブルｔＰＤは、２2N-1×１次元のベクトル、配置ベクトルＷiは、２2N-1×２Ｎ次元のベクトル、ベクトルＰＤNは、２Ｎ×１次元のベクトルである。
【０１４２】
図１５は、フォトディテクタ３１Ｍにおける入力レベルテーブルｔＰＤと配置ベクトルＷiを対応付けたテーブルの一例を示す説明図で、マスタ基板３Ｍは、フォトディテクタ３１Ｍにおける入力レベルテーブルｔＰＤと配置ベクトルＷiの関係におけるテーブルを持つ。
【０１４３】
これにより、マスタ基板３Ｍは、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値を基にテーブルを検索することで、スレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷiを得ることができる。
【０１４４】
なお、以上の例では、光導波路２Ａの円周方向を等間隔でＮ分割し、２Ｎ−１個の位置にスレーブ基板３Ｓが存在し得るものとして、入力レベルテーブルを作成した。但し、円周方向の等間隔上の位置をスレーブ基板３Ｓの存在し得る位置とする必要はない。
【０１４５】
すなわち、スレーブ基板３Ｓの存在し得る位置が等間隔ではなく、偏った配置であっても、スレーブ基板３Ｓの位置と入力される光のレベルの関係から、上述したように入力レベルテーブルを作成することができる。これにより、スレーブ基板３Ｓの存在し得る位置が偏った配置であっても、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍに入力される光のレベルから、スレーブ基板３Ｓの数と位置を決定することができる。
【０１４６】
図１６は、マスタ基板３Ｍでスレーブ基板３Ｓの配置及び数を算出する処理の一例を示すフローチャートであり、次に、図９のステップＳＤ４で、スレーブ基板３Ｓの配置及び数を算出する処理の詳細について説明する。
【０１４７】
マスタ基板３Ｍは、図９のステップＳＤ３で、光導波路２Ａに接続されている全てのスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓの出力が行われたことを確認したと判断すると、図１６のステップＳＦ１で、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値ＰＤ_ＩＮを取得する。
【０１４８】
マスタ基板３Ｍは、図１６のステップＳＦ２で、スレーブ基板３Ｓの配置に応じて得られるフォトディテクタ３１Ｍの入力値ＰＤ_ＩＮに基づいて、入力レベルテーブルｔＰＤを検索して、スレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷiを取得する。
【０１４９】
マスタ基板３Ｍは、図１６のステップＳＦ３で、入力レベルテーブルｔＰＤから取得したスレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷiに基づいて、スレーブ基板３Ｓの数を算出する。
【０１５０】
マスタ基板３Ｍは、図１６のステップＳＦ４で、入力レベルテーブルｔＰＤから取得したスレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷiに基づいて、スレーブ基板３Ｓの位置を算出する。
【０１５１】
図１７は、入力レベルテーブルを検索する処理の一例を示すフローチャートであり、次に、図１６のステップＳＦ２で、入力レベルテーブルを検索する処理の詳細について説明する。ここで、εは十分小さい正の数である。
【０１５２】
入力レベルテーブルｔＰＤは、光導波路２Ａに接続可能なスレーブ基板３Ｓの数が本例では２Ｎ−１個であるので、スレーブ基板３Ｓが配置され得る場所に合わせて本例では２2N-1通りの組み合わせがある。
【０１５３】
このため、マスタ基板３Ｍは、図１７のステップＳＦ２１〜ＳＦ２４で、フォトディテクタ３１Ｍの入力値ＰＤ_ＩＮと、ｉ番目の入力レベルテーブルｔＰＤiとの差を算出して、フォトディテクタ３１Ｍの入力値ＰＤ_ＩＮに最も近い要素を検索する。
【０１５４】
マスタ基板３Ｍは、図１７のステップＳＦ２３で、ｉ番目の入力レベルテーブルｔＰＤiがＰＤ入力値に十分近いと判断すると、ステップＳＦ２５で、ｉ番目の入力レベルテーブルｔＰＤiに対応した配置ベクトルＷiを取得する。
【０１５５】
図１８は、スレーブ基板３Ｓの数を決定する処理の一例を示すフローチャートであり、次に、図１６のステップＳＦ３で、スレーブ基板３Ｓの数を決定する処理の詳細について説明する。
【０１５６】
マスタ基板３Ｍは、図１８のステップＳＦ３３で、決定した配置ベクトルＷiにおいて、基板が存在することを示す値が１である要素の数を検索する処理を、ステップＳＦ３１，ＳＦ３２，ＳＦ３４，ＳＦ３５で、マスタ基板以外の全ての要素に対して行う。
【０１５７】
図１９は、スレーブ基板３Ｓの位置を決定する処理の一例を示すフローチャートであり、次に、図１６のステップＳＦ４で、スレーブ基板３Ｓの位置を決定する処理の詳細について説明する。
【０１５８】
マスタ基板３Ｍは、図１９のステップＳＦ４３で、決定した配置ベクトルＷiにおいて基板が存在することを示す値が１である要素を検索し、ステップＳＦ４４で、基板が存在することを示す値が１である要素に対応した角度θでスレーブ基板３Ｓが存在する位置を特定する処理を、ステップＳＦ４１，ＳＦ４２，ＳＦ４５，ＳＦ４６で、マスタ基板以外の全ての要素に対して行う。
【０１５９】
３．１．２  マスタ基板がスレーブ基板にＩＤを付与する処理
次に、マスタ基板３Ｍがスレーブ基板３ＳにＩＤを付与するために、マスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓで実行される処理の概要について説明する。
【０１６０】
図２０は、スレーブ基板３ＳにＩＤを付与する処理を示すタイミングチャート、図２１は、スレーブ基板３ＳにＩＤを付与するときのマスタ基板３Ｍの処理を示すフローチャート、図２２は、スレーブ基板３ＳにＩＤを付与するときのスレーブ基板３Ｓの処理を示すフローチャートである。
【０１６１】
マスタ基板３Ｍは、図２１のステップＳＧ１，ＳＧ２で、配置が決められた全てのスレーブ基板３Ｓに対して、順にＩＤ付与の処理を行う。
【０１６２】
マスタ基板３Ｍは、光導波路２Ａに接続されたスレーブ基板３Ｓの配置と数が決定すると、上述した位置と数を決定する処理等で、マスタ基板３Ｍと全てのスレーブ基板３Ｓがレーザダイオードを点灯させたときに、各スレーブ基板３Ｓで得られるフォトディテクタ３１Ｓの入力値を求めることができる。
【０１６３】
すなわち、マスタ基板３Ｍは、図２１のステップＳＧ３で、全てのスレーブ基板３Ｓの位置から、i番目に配置されるスレーブ基板３Ｓに対して、マスタ基板３Ｍ及び他のスレーブ基板３Ｓの配置情報(配置ベクトル)を求める。マスタ基板３Ｍは、自機及びスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード及びフォトディテクタの諸特性が既知で、配置に応じてどの程度減衰した光が入力されるか知っているので、i番目のスレーブ基板３Ｓに対するマスタ基板３Ｍ及び他のスレーブ基板３Ｓの配置情報からi番目のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓに入力する光の入力値ｍＰＤを得る。
【０１６４】
マスタ基板３Ｍは、図２１のステップＳＧ４で、i番目に配置されるスレーブ基板３Ｓに対して求めた入力値ｍＰＤとＩＤの情報をレーザダイオード３０Ｍから出力して、フォトディテクタ３１Ｓの入力値がｍＰＤであるスレーブ基板３ＳにＩＤを付与する。
【０１６５】
光導波路２Ａに接続されている全てのスレーブ基板３Ｓは、図２２のステップＳＨ１で、マスタ基板３Ｍから入力値ｍＰＤとＩＤを受信する。
【０１６６】
スレーブ基板３Ｓは、図２２のステップＳＨ２で、スレーブ基板３Ｓの配置と数を決定する処理において、図１１のフローチャートのステップＳＥ４で保持したフォトディテクタ３１Ｓの実際の入力値ｓＰＤとｍＰＤを比較する。
【０１６７】
そして、スレーブ基板３Ｓは、自機で保持しているフォトディテクタ３１Ｓの入力値と、マスタ基板３Ｍから取得した入力値ｍＰＤが一致すると、図２２のステップＳＨ３でＩＤが自機に付与されたものと判断して、図２２のステップＳＨ４でこのＩＤを保持し、ＰＤ入力値が一致しない場合は、ＩＤを破棄する。
【０１６８】
スレーブ基板３Ｓは、フォトディテクタ３１Ｓの入力値が一致することでＩＤが付与されると、図２２のステップＳＨ５で、ＩＤが付与されたことを示す情報をレーザダイオード３０Ｓで出力して、マスタ基板３Ｍに通知する。
【０１６９】
マスタ基板３Ｍは、スレーブ基板３ＳからＩＤが付与されたことを示す情報を受信すると、図２１のステップＳＧ５で、i番目のスレーブ基板３ＳにＩＤが付与されたことを確認し、ステップＳＧ６及びステップＳＧ２で、i＋１番目のスレーブ基板３Ｓがあれば、同様の処理でＩＤ付与を行い、ＩＤを付与すべき次のスレーブ基板３Ｓが無ければ、全てのスレーブ基板３Ｓに対するＩＤ付与が終了する。
【０１７０】
３．２  スレーブ基板のレーザダイオードの特性が未知の場合の動作の具体例
信号処理装置１Ａは、光導波路２Ａに接続されたマスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓにおいて、レーザダイオードとフォトディテクタの諸特性が既知の場合、マスタ基板３Ｍでスレーブ基板３Ｓの配置を求めてＩＤが付与される。
【０１７１】
また、ＩＤで各スレーブ基板３Ｓを識別して、マスタ基板３Ｍとスレーブ基板３Ｓとの間、及びスレーブ基板３Ｓ同士の間で、光導波路２Ａを利用して光通信が行われる。
【０１７２】
一方、信号処理装置１Ａで当初は想定していなかった波長の光を利用した通信を行うことが想定される。
【０１７３】
光を利用した通信の場合、波長多重伝送等の通信方法が存在するが、光の波長が異なれば、光導波路２Ａにおける減衰特性が変化するため、スレーブ基板３Ｓを識別する処理や、通信ができなくなる可能性がある。
【０１７４】
そこで、マスタ基板３Ｍは、波長等の諸特性が未知のレーザダイオード３０Ｓｎを有した新規のスレーブ基板３Ｓｎが追加されたときに、光導波路２Ａの円周方向におけるスレーブ基板３Ｓｎの配置に応じた未知のレーザダイオード３０Ｓｎの減衰特性を取得して行く。
【０１７５】
これにより、既存のマスタ基板３Ｍで取得した未知のレーザダイオード３０Ｓｎの光導波路２Ａにおける減衰特性を利用して、当初は使用が考慮されていなかった新規のスレーブ基板３Ｓｎに対して、配置を求めてＩＤを付与する処理、及び光により通信を行えるようにする。
【０１７６】
３．２．１  スレーブ基板のレーザダイオードの特性が未知か否かを判断する処理
次に、追加されたスレーブ基板３Ｓｎが、マスタ基板３Ｍにとって諸特性が既知、本例では、既知の波長の光を出力するレーザダイオードを持つか、未知の波長の光を出力するレーザダイオードを持つかを判断する処理について説明する。
【０１７７】
図２３は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎから出力される光の波長が既知か否かを判断するときのマスタ基板３Ｍの処理を示すフローチャートである。
【０１７８】
なお、図２３のフローチャートは、光導波路２Ａに接続されているマスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードとフォトディテクタの諸特性がマスタ基板３Ｍにとって既知であり、かつ、既存のスレーブ基板３Ｓは配置が認識されてＩＤが付与されている場合において、スレーブ基板３Ｓｎが追加されたときに実行される処理である。
【０１７９】
ＩＤ付与後のキャリブレーションとしては、マスタ基板３Ｍは、電源オン後、ＩＤを指定して１つずつ既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓを点灯させる。マスタ基板３Ｍは、個々のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓが点灯したことによる自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値で入力レベルテーブルを参照することで、ＩＤが付与されているスレーブ基板３Ｓに対して、配置θiの確認を行う。
【０１８０】
ここで、ＩＤが付与された既存のスレーブ基板３Ｓの配置が入れ替えられている場合、マスタ基板３Ｍは、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値で入力レベルテーブルｔＰＤを参照して、新たな配置を取得すれば良い。
【０１８１】
マスタ基板３Ｍは、キャリブレーション後、図２３のステップＳＩ１で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板を指定することで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのみ、レーザダイオード３０Ｓｎを点灯させる。
【０１８２】
マスタ基板３Ｍは、図２３のステップＳＩ２で、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値の変化の有無を判断し、入力値に変化がなければ、ステップＳＩ３でスレーブ基板の追加は無いと判断する。
【０１８３】
マスタ基板３Ｍは、図２３のステップＳＩ２で、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値に変化があると、スレーブ基板３Ｓｎの追加があると判断し、ステップＳＩ４で、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値を取得し、入力レベルテーブルｔＰＤを検索する。
【０１８４】
マスタ基板３Ｍは、図２３のステップＳＩ５で、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値と一致する値が入力レベルテーブルｔＰＤに存在するか判断する。
【０１８５】
マスタ基板３Ｍは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎを点灯させたときの自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値と一致する値が、入力レベルテーブルｔＰＤに存在しない場合は、図２３のステップＳＩ６で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎは、諸特性が未知、本例では未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つと判断する。
【０１８６】
一方、マスタ基板３Ｍは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎを点灯させたときの自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値と一致する値が、入力レベルテーブルｔＰＤに存在する場合は、図２３のステップＳＩ７で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θを入力レベルテーブルから取得する。
【０１８７】
マスタ基板３Ｍは、図２３のステップＳＩ８で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎを消灯させた後、ＩＤを指定して１つずつ既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓを点灯させる。
【０１８８】
マスタ基板３Ｍは、図２３のステップＳＩ９で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板を指定することで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値Ａiを取得する。
【０１８９】
マスタ基板３Ｍは、図２３のステップＳＩ１０で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値Ａiが、既存のスレーブ基板３Ｓの配置θiと、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θとの関係から求められるフォトディテクタの入力値と一致しているか判断する。
【０１９０】
すなわち、光導波路２Ａの円周方向において、マスタ基板３Ｍの正面位置を０°としたときの、既存のスレーブ基板３Ｓの配置θiは、上述したキャリブレーションのとき等に求められる。
【０１９１】
また、光導波路２Ａの円周方向において、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの正面位置を０°としたときの、既存のスレーブ基板３Ｓの配置は、既存のスレーブ基板３Ｓの配置θiと追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θとの関係から、以下のように求められる。
θ＜θiの場合：−１８０＋θi−θ
θ＞θiの場合：１８０＋θi−θ
【０１９２】
これにより、マスタ基板３Ｍは、既存のスレーブ基板３Ｓの配置θiと追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θとの関係から、配置θiに存在する既存のスレーブ基板３Ｓから出力された光が、配置θに存在する追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎに入力したときの入力値を、入力レベルテーブルｔＰＤを参照して求めることができる。
【０１９３】
そして、マスタ基板３Ｍは、既存のスレーブ基板３Ｓの配置θiと追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θとの関係から、入力レベルテーブルｔＰＤを参照して求めた追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置におけるフォトディテクタの入力値と、追加されたスレーブ基板３Ｓｎから取得したフォトディテクタ３１Ｓｎの実際の入力値Ａiが一致するか判断する。
【０１９４】
マスタ基板３Ｍは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎから取得したフォトディテクタ３１Ｓｎの実際の入力値Ａiが、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θを利用して求めたフォトディテクタの入力値と一致している場合は、図２３のステップＳＩ１１で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎは、諸特性が既知、本例では既知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つと判断する。
【０１９５】
また、マスタ基板３Ｍは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎから取得したフォトディテクタ３１Ｓｎの実際の入力値Ａiが、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θを利用して求めたフォトディテクタの入力値と一致していない場合は、図２３のステップＳＩ６で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎは、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つと判断する。
【０１９６】
３．２．２  特性が未知のレーザダイオードを持つスレーブ基板の配置を求める処理
次に、追加されたスレーブ基板３Ｓｎがマスタ基板３Ｍにとって未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つ場合に、図６のフローチャートのステップＳＢ１で説明した、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を求める処理の詳細について説明する。
【０１９７】
図２４は、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つスレーブ基板３Ｓｎの配置を求める処理の概要を示す動作説明図、図２５は、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つスレーブ基板３Ｓｎの配置を求めるときのマスタ基板３Ｍの処理を示すフローチャートである。
【０１９８】
なお、図２５のフローチャートでも、光導波路２Ａに接続されているマスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードとフォトディテクタの諸特性がマスタ基板３Ｍにとって既知であり、かつ、既存のスレーブ基板３Ｓは配置が認識されてＩＤが付与されている。
【０１９９】
信号処理装置１Ａにおいて、スレーブ基板３Ｓｎが追加され、追加されたスレーブ基板３Ｓｎが未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つと判断すると、マスタ基板３Ｍは、図２５のステップＳＪ１で、ＩＤを指定して光導波路２Ａに接続されている全ての既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓを点灯させるとともに、自機のレーザダイオード３０Ｍを点灯させる。
【０２００】
既存のスレーブ基板３Ｓでは、ＩＤが付与されているので、自機宛のＩＤを受信することでレーザダイオード３０Ｓが点灯される。一方、ＩＤが付与されていない追加されたスレーブ基板３Ｓｎでは、自機宛のＩＤが無いので、ステップＳＪ１の処理で、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎが点灯されることはない。
【０２０１】
光導波路２Ａに接続されたマスタ基板３Ｍ及び全ての既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードから光が出力されると、図２４（ａ）に示すように、マスタ基板３Ｍにとって諸特性が既知の光が、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの配置に応じたレベルで重ね合わされて、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの諸特性が既知のフォトディテクタ３１Ｓｎに入力される。
【０２０２】
追加されたスレーブ基板３Ｓｎは、自機のフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値が一定値になると、光導波路２Ａに接続されたマスタ基板３Ｍと既存の全てのスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードが点灯したと判断して、フォトディテクタ３１Ｓｎの入力値を保持する。
【０２０３】
マスタ基板３Ｍは、図２５のステップＳＪ２で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板を指定することで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値Ｓxを取得する。
【０２０４】
マスタ基板３Ｍは、図２５のステップＳＪ３で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎから取得したフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値Ｓxから、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を取得する。
【０２０５】
次に、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値から、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を算出する方法について説明する。
【０２０６】
光導波路２Ａの円周方向において、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つスレーブ基板３Ｓｎの配置をθXとする。また、マスタ基板３Ｍの配置をθ0とし、既存のスレーブ基板３Ｓの配置をそれぞれθi（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）とする。
【０２０７】
追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値ＳXは、以下の（６）式のように記述できる。
【０２０８】
【数２】
2009198611.tif 000004
【０２０９】
（６）式において、Ａ0は、既知波長のレーザダイオード３０Ｍ及びレーザダイオード３０Ｓの発光量、σ1 (θ)は、既知波長のレーザダイオード３０Ｍ，３０Ｓの光導波路２Ａの円周方向における角度依存減衰特性で、これらはマスタ基板３Ｍにとって既知の値である。
【０２１０】
また、ｆは、マスタ基板３Ｍの持つ減衰特性のシフト関数で、以下の（７）式及び（８）式のように記述される。
ｆ（ｂ，ａ）＝−１８０＋ａ−ｂ：（ｂ＜ａ）・・・（７）
ｆ（ｂ，ａ）＝１８０＋ａ−ｂ：（ｂ＞ａ）・・・（８）
【０２１１】
図２６は、マスタ基板３Ｍで既知の光の減衰特性を示すグラフで、マスタ基板３Ｍの正面位置を０°とした場合に、既存のスレーブ基板３Ｓが配置される角度θと、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍにおける入力値の関係を示す。
【０２１２】
また、図２７は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎに入力される光の減衰特性を示すグラフで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの正面位置を０°とした場合に、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓが配置される角度θと、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎにおける入力値の関係を示す。
【０２１３】
追加されたスレーブ基板３Ｓｎのフォトディテクタ３１Ｓｎの諸特性と、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードの諸特性は、マスタ基板３Ｍにとって既知であるので、光導波路２Ａの円周方向において、追加されたスレーブ基板３Ｓｎに入力される光の減衰特性は、マスタ基板３Ｍで既知の減衰特性と同じである。
【０２１４】
これにより、マスタ基板３Ｍで既知の減衰特性を、追加されたスレーブ基板３Ｓｎに入力される光の減衰特性に変換するため、（７）式及び（８）式に示すシフト関数ｆは、既存のスレーブ基板３Ｓの配置θiと追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θXの関係から、θi＜θXのときは、以下の（９）式のように記述され、θi＞θXのときは、以下の（１０）式のように記述される。
ｆ（θi，θX）＝−１８０＋θX−θi・・・（９）
ｆ（θi，θX）＝１８０＋θX−θi・・・（１０）
【０２１５】
（９）式及び（１０）式に示すシフト関数ｆを導入することで、図２６に示すマスタ基板３Ｍで既知の減衰特性から、図２７に示す追加されたスレーブ基板３Ｓｎに入力される光の減衰特性が得られる。
【０２１６】
これにより、光導波路２Ａの円周方向において、追加されたスレーブ基板３Ｓｎに対するマスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの配置（角度）が求められる。
【０２１７】
このように、（６）式では、追加されたスレーブ基板３Ｓｎにおけるフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値ＳXは、マスタ基板３Ｍにとって既知の情報のみから構成されている。
【０２１８】
このため、光導波路２Ａの円周方向において、マスタ基板３Ｍがθ0に配置され、単数または複数の既存のスレーブ基板３Ｓがθi（ｉ＝１〜Ｎ）に配置されている中で、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つスレーブ基板３ＳｎがθXに配置されている場合におけるフォトディテクタ３１Ｓｎでの入力値ＳXを算出可能である。
【０２１９】
そして、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで取得されるフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値ＳXと、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θXを、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓが配置され得る場所と、追加されるスレーブ基板３Ｓｎが配置され得る場所の全ての組み合わせで算出して、入力レベルテーブルｔｓＰＤを作成する。
【０２２０】
図２８は、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つスレーブ基板３Ｓｎの配置を求める入力レベルテーブルｔｓＰＤの一例を示す説明図である。
【０２２１】
入力レベルテーブルｔｓＰＤは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで取得されるフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値ＳXと、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θXが対応付けられる。
【０２２２】
これにより、マスタ基板３Ｍは、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードから光を出力したときに、追加されたスレーブ基板３Ｓｎからフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値ＳXを取得し、追加されたスレーブ基板３Ｓｎでの実際の入力値ＳXで入力レベルテーブルｔｓＰＤを検索することで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置θXを求めることができる。
【０２２３】
３．２．３  スレーブ基板の配置に応じて減衰した未知の光の入力値を求める処理
次に、図６のフローチャートのステップＳＢ２で説明した、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓと追加されたスレーブ基板３Ｓｎとの相対位置に応じて減衰した未知波長の光の入力値を、光導波路２Ａの円周方向における複数個所で取得する処理の詳細について説明する、
【０２２４】
図２９は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置と未知波長の光の入力値の関係を求めるときのマスタ基板３Ｍでの処理例を示すフローチャート、図３０は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置と未知波長の光の入力値の関係を求めるときの既存のスレーブ基板３Ｓでの処理例を示すフローチャートである。なお、図２９のフローチャートでは、表記を簡便にするため、マスタ基板３Ｍをｉ＝０の既存のスレーブ基板として表現している。
【０２２５】
マスタ基板３Ｍは、図２９のステップＳＫ１で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板を指定することで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのみ、レーザダイオード３０Ｓｎを点灯させる。
【０２２６】
光導波路２Ａに接続された追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎから光が出力されると、図２４（ｂ）に示すように、マスタ基板３Ｍにとって諸特性が未知の光が、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの配置に応じて減衰して、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの諸特性が既知のフォトディテクタに入力される。
【０２２７】
マスタ基板３Ｍは、図２９のステップＳＫ２〜ＳＫ４で、ＩＤを指定して光導波路２Ａに接続されている全ての既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓの入力値と、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値を取得する。
【０２２８】
光導波路２Ａに接続されている既存のスレーブ基板３Ｓは、図３０のステップＳＬ１で、マスタ基板３ＭからＩＤ＝ｉのスレーブ基板３Ｓに対して、フォトディテクタ３１Ｓの入力値の取得の要求を受ける。
【０２２９】
既存のスレーブ基板３Ｓは、図３０のステップＳＬ２で、マスタ基板３Ｍから通知されたＩＤが自機宛であるか判断し、ＩＤが自機宛であれば、ステップＳＬ３で、マスタ基板３Ｍにフォトディテクタ３１Ｓの入力値を通知する。
【０２３０】
マスタ基板３Ｍは、図２９のステップＳＫ５で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置と、追加されたスレーブ基板３Ｓｎから未知波長の光を出力させて取得した自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタの入力値から、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓに対する追加されたスレーブ基板３Ｓｎの相対位置に応じて減衰した未知波長の光の減衰成分を算出する。
【０２３１】
マスタ基板３Ｍは、図２９のステップＳＫ６で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎから出力された未知波長の光の減衰成分を保持する。
【０２３２】
次に、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓに対する追加されたスレーブ基板３Ｓｎの相対位置と、未知波長の光がマスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓに入力したときのフォトディテクタの入力値から、未知波長の光の減衰成分を算出する方法について説明する。
【０２３３】
追加されたスレーブ基板３Ｓｎから未知波長の光を出力させたときのマスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタの入力値Ａiは、以下の（１１）式のように記述できる。
Ａi＝ＡX・σ2（ｆ（θX，θi））・・・（１１）
【０２３４】
（１１）式において、ＡXは、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎの発光量、σ2（θ）は、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎの光導波路２Ａの円周方向における角度依存減衰特性で、これらはマスタ基板３Ｍにとって未知の値である。
【０２３５】
これに対して、θXは、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎを持つスレーブ基板３Ｓｎの配置である。また、θi（ｉ＝０，１，２，・・・，Ｎ）は、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの配置で、ｉ＝０はマスタ基板３Ｍを示し、ｉ＝１，２，・・・，Ｎは既存のスレーブ基板３Ｓを示す。これらの配置に関する情報は、マスタ基板３Ｍにとって既知の値である。
【０２３６】
上述した（７）式及び（８）式に示すシフト関数から、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓに対する追加されたスレーブ基板３Ｓｎの位置関係がｆ（θX，θi）である場合、（１１）式から、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎから出力された光が、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタにどの程度入力するか算出することができる。
【０２３７】
３．２．４  特性が未知の光の減衰特性を求める処理
次に、図６のフローチャートのステップＳＢ３で説明した、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎから未知波長の光を出力させて、光導波路２Ａの円周方向における複数個所で取得したフォトディテクタの入力値を利用して、未知波長の光の点灯成分から光導波路２Ａの円周方向における減衰特性を算出する処理の詳細について説明する。
【０２３８】
図２９のフローチャートのステップＳＫ５で、マスタ基板３Ｍは、（１１）式に示すように、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタに入力される未知波長の光の減衰成分を得ることができた。
【０２３９】
（１１）式において、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎの発光量ＡXと、未知波長のレーザダイオード３０Ｓｎの角度依存減衰特性σ2（θ）は、別々の未知数であるが、互いの積の値がマスタ基板３Ｍと既存のスレーブ基板３Ｓで観測されるため、以下の（１２）式に示すように、σ′2（θ）という値にまとめられる。よって、Ｎ＋１個の観測値から、σ′2（θ）の分布を求めることに帰着される。
【０２４０】
【数３】
2009198611.tif 000005
【０２４１】
（１２）式において、Ａi（ｉ＝０〜Ｎ）は、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタで取得された実際の観測値で、σ′2（ｆ（θX，θi））が、求めるべき分布曲線である。
【０２４２】
光導波路２Ａの円周方向における減衰特性σ（θ）を、直交展開により表現する。Ｖiを基底関数とする。このとき、減衰特性をＭ次の基底関数で近似する。減衰特性及び基底関数の係数ａiは、以下の（１３）式及び（１４）式のように表現できる。
【０２４３】
【数４】
2009198611.tif 000006
【０２４４】
以下、光導波路２Ａにおける減衰特性を推定する問題は、ある基底関数において、その係数ａiを推定する問題に置き換えることができる。つまり、観測された未知波長の光の減衰成分を利用して、ａiNewを求める問題になる。なお、以下の説明で、既知の減衰特性に関するパラメータを示す場合には、ＸOldとし、未知の減衰特性のパラメータを示す場合には、ＸNewとする。
【０２４５】
以上のことから、光導波路２Ａにおける減衰特性を推定する問題は、以下の（１５）式に示す連立方程式の解を求めることと等価になる。
【０２４６】
【数５】
2009198611.tif 000007
【０２４７】
（１５）式において、減衰特性の形を決定付けるパラメータ（係数）ａiの数をＭとする。このとき、Ｍと観測値の数Ｎ＋１の大小関係によって場合分けをすることができる。
【０２４８】
Ｍ＜Ｎ＋１の場合
観測値の数の方が未知数より多いので、以下の（１６）式に示すように、連立方程式において最小二乗解を求めることで、解を得ることができる。なお、後述するように、既知の減衰特性を初期値とし、観測値毎に適応させて行く手法も可能である。
【０２４９】
【数６】
2009198611.tif 000008
【０２５０】
Ｍ＝Ｎ＋１の場合
観測値の数と未知数が同じ数なので、以下の（１７）式に示すように、連立方程式の解を求めれば良い。なお、後述するように、既知の減衰特性を初期値とし、観測値毎に適応させて行く手法も可能である。
【０２５１】
【数７】
2009198611.tif 000009
【０２５２】
上述した（１７）式で、Ｖ-1の正則性が成立しない場合は、Ｖ-1＝（Ｖ＋ε・Ｉ）-1と、対角成分に小さい値を加えることで、逆行列を算出する。ここで、Ｉは単位行列、εは小さな正数である。
【０２５３】
Ｍ＞Ｎ＋１の場合
未知数が観測値の数より多いので、（１５）式に示す連立方程式を解くことができない。そこで、既知の減衰特性を初期値とし、観測値毎に適応させて行く。つまり、以下の（１８）式におけるａiOldを利用して、（１９）式におけるａiNewを求める問題になる。
【０２５４】
【数８】
2009198611.tif 000010
【０２５５】
図３１は、未知数が観測値の数より多い場合に減衰特性のパラメータを推定する処理を示すフローチャート、図３２は、未知数が観測値の数より多い場合に減衰特性のパラメータを推定する処理の具体例を示すフローチャートである。
【０２５６】
ここで、ａiは、ｉ回目の推定の結果得られるｊ番目のパラメータ、ａjOldは、既知波長の減衰特性のｊ番目のパラメータ、ａjNewは、未知波長の減衰特性のｊ番目のパラメータである。
【０２５７】
基底関数を以下の（２０）式のように定義し、減衰特性を（２１）式のように多項式展開する。
Ｖi＝θi-1，（ｉ＝１，２，・・・，Ｍ）・・・（２０）
σ（θ）＝ａ1＋ａ2・θ＋ａ3・θ2＋・・・ａM・θM-1・・・（２１）
【０２５８】
図３１のステップＳＭ１ａ及び図３２のステップＳＭ１ｂで、推定するパラメータの初期値として、既知の減衰特性のパラメータａjOld（ｊ＝１，２，・・・，Ｍ）を設定する。
【０２５９】
図３１のステップＳＭ２ａ〜ＳＭ６ａ及び図３２のステップＳＭ２ｂ〜ＳＭ６ｂで、Ｎ＋１個の観測値に対して、図３２のステップＳＭ４ｂの（２２）式に示すように、ｉ−１個目までの観測値を利用して推定した減衰特性のパラメータと、ｉ番目の観測値との誤差を算出する。
【０２６０】
そして、図３２のステップＳＭ５ｂの（２３）式に示すように、この算出した誤差を利用して、ｉ回目のパラメータの推定式を得る。
【０２６１】
【数９】
2009198611.tif 000011
【０２６２】
図３１のステップＳＭ７ａ及び図３２のステップＳＭ７ｂで、未知波長の減衰特性のパラメータａkNew＝ａki（ｋ＝１，２，・・・，Ｍ）を得る。
【０２６３】
次に、未知の特性から減衰特性をした実験結果について説明する。図３３は、既知の減衰特性を取得する実験例を示す説明図である。既知の減衰特性としては、波長λの光を出力するレーザダイオードＬＤに対して、光導波路２Ａの中心を向いたフォトディテクタＰＤの減衰特性を取得する。
【０２６４】
図３４は、未知の減衰特性を取得する実験例を示す説明図である。未知の減衰特性としては、波長λの光を出力するレーザダイオードＬＤに対して、光導波路２Ａの中心に対して５°傾けたフォトディテクタＰＤの減衰特性を取得する。
【０２６５】
図３５は、既知の減衰特性と未知の減衰特性を比較したグラフで、既知の減衰特性を実線で示し、未知の減衰特性を二点差線で示す。
【０２６６】
図３６及び図３７は、未知の減衰特性に対して、複数の観測点で値が得られたときに上述した手法で減衰特性を推定した結果を示すグラフである。図３６では、図３５に示す未知の減衰特性に対して、観測点が一様に分布している場合の例として、４０°、６０°、８０°、１００°及び１２０°の観測点の値が得られたときに減衰特性を推定した分布を示しており、実線で推定した減衰特性を示し、二点差線で実際の減衰特性を示す。
【０２６７】
図３７では、図３５に示す未知の減衰特性に対して、観測点がある範囲に偏っている場合の例として、４０°、６０°及び８０°の観測点の値が得られたときに減衰特性を推定した分布を示しており、実線で推定した減衰特性を示し、二点差線で実際の減衰特性を示す。
【０２６８】
観測点が一様に分布している場合、図３６に示すように、光導波路の円周方向について、推定した減衰特性と実際の減衰特性の誤差が小さいことがわかる。
【０２６９】
これに対して、観測点に偏りがある場合、図３７の例では、観測値が得られていない１００°〜１２５°度付近では、推定した減衰特性が実際の減衰特性に対して誤差が大きいことがわかる。
【０２７０】
図３８は、観測点が追加された場合に減衰特性を推定した結果を示すグラフである。図３８では、図３７に示す例から、１２０°の位置が観測点として追加された場合を示し、実線で推定した減衰特性を示し、二点差線で実際の減衰特性を示す。
【０２７１】
図３７に示す推定された減衰特性のパラメータを初期値として、１２０°の位置での観測値を追加して減衰特性を推定すると、図３８に示すように、１００°付近でも推定して減衰特性と実際の減衰特性の誤差が小さくなったことがわかる。
【０２７２】
このように、観測点の数が少ない場合は、光導波路２Ａの円周方向の全体において、減衰特性を得ることができないが、未知のスレーブ基板３Ｓｎが追加されて行くことで、観測点の数が増えると、理想的な減衰特性を推定することができる。
【０２７３】
次に、未知の特性から減衰特性を推定する他の実施の形態について説明する。図３９は、既知の光の減衰特性を示すグラフ、図４０は、未知の光の減衰特性を示すグラフである。
【０２７４】
光導波路２Ａの円周方向において、マスタ基板３Ｍの正面位置を０°として、０°〜１２５°までの範囲で得られる減衰特性を扱うが、測定の結果、３５度付近で非線形なピークＰｅを持つことがわかっている。
【０２７５】
既知の減衰特性から未知の減衰特性を推定する場合、非線形の部分を多項式近似に入れるより、非線形の部分を境界として扱った方が、実験の結果精度が良かった。このため、減衰特性を推定する際に、非線形性が強い部分に関してはそこを境界として扱うことで、減衰特性を推定する区間を分ける。
【０２７６】
次に、推定するパラメータの初期値を設定する方法について説明する。図３５に実線で示す既知の減衰特性を多項式近似した結果を以下の（２４）式に示し、図３５に二点鎖線示す未知の減衰特性を多項式近似した結果を以下の（２５）式に示す。
【０２７７】
【数１０】
2009198611.tif 000012
【０２７８】
（２４）式と（２５）式の解を比べると、係数自体の絶対値が異なっていることがわかる。これは、既知と未知の減衰特性の分布は、位相が異なるだけでなく、伸縮値も異なっているためである。
【０２７９】
このため、以下の（２６）式に示すように、減衰特性σ（θ）を推定する場合に、Ａとφの両方を推定する必要がある。
【０２８０】
【数１１】
2009198611.tif 000013
【０２８１】
そこで、（２６）式においてＡとφの両方を同時に推定する代わりに、推定を行う初期値を以下の（２７）式に示すように設定することで、簡易的にＡの値を模して推定精度を上げる。
ａNew＝ｋ・ａOld・・・（２７）
【０２８２】
（２７）式において、ｋの値を、ｋ＝０．５から０．１刻みで３．０程度まで変化させて推定を行い、最終的に最も誤差が小さくなった近似解を採用している。
【０２８３】
図４１は、減衰特性のパラメータを推定する処理の他の具体例を示すフローチャートである。ここで、図４１の処理で使用するパラメータは以下の通りである。
ｋmin＝０．５，ｋmax＝３，Δｋ＝０．１，Ｎiteration＝５０００，
Ｅth＝０．００２
【０２８４】
図４１のステップＳＮ１〜ＳＮ１３で、パラメータｋの値をｋ＝ｋminからｋmaxまで変化させて、減衰特性を推定する。すなわち、図４１のステップＳＮ３で、推定するパラメータの初期値σestimateを、既知の減衰特性σknownを利用してｋ・σknownに設定する。また、ステップＳＮ４で、推定処理の終了判定を行う閾値ＥthをＴｈに設定する。ここで、Ｔｈは十分小さい数であり、本例では上述したように閾値Ｅth＝０．００２とした。
【０２８５】
図４１のステップＳＮ５〜ステップＳＮ１２で、ｉ−１回の繰り返しで得られたパラメータにより推定した減衰特性と、実際の観測点の値での二乗誤差Ｅ（ｉ）を算出し、算出した二乗誤差Ｅ（ｉ）を利用して、ｉ回目の繰り返しにおけるパラメータ値を得る。更に、パラメータを初期値から推定する際に、二乗誤差が収束するまで推定処理を繰り返す。
【０２８６】
そして、図４１のステップＳＮ１４で、誤差が最小となるパラメータを、最終的な減衰特性として取得する。
【０２８７】
これにより、図３８の実験結果で説明したように、未知のスレーブ基板３Ｓｎが追加されて行くことで、新たに観測点が追加される場合に、観測点が追加される以前の減衰特性の外形を示すパラメータを、図４１フローチャートのステップＳＮ３で、推定するパラメータの初期値に設定することができる。
【０２８８】
従って、未知のスレーブ基板が新たに追加された場合に、最初から推定処理を行う場合と比較して、計算量を少なくすることができる。
【０２８９】
３．３  スレーブ基板のフォトディテクタの特性が未知の場合の動作の具体例
次に、追加されたスレーブ基板３Ｓｎがマスタ基板３Ｍにとって感度が未知のフォトディテクタ３１Ｓｎを持つ場合に、図７のフローチャートのステップＳＣ１で説明した、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を求める処理の詳細、及びステップＳＣ２で説明した、未知感度のフォトディテクタ３１Ｓｎの感度分布を求める処理の詳細について説明する。
【０２９０】
図４２は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置及び未知感度のフォトディテクタ３１Ｓｎの感度分布を求めるときのマスタ基板３Ｍの処理を示すフローチャートである。また、図４３は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置及び未知感度のフォトディテクタ３１Ｓｎの感度分布を求めるときの既存のスレーブ基板３Ｓの処理を示すフローチャートである。更に、図４４は、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置及び未知感度のフォトディテクタ３１Ｓｎの感度分布を求めるときの追加されたスレーブ基板３Ｓｎの処理を示すフローチャートである。
【０２９１】
なお、図４２〜図４４のフローチャートでは、光導波路２Ａに接続されているマスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードとフォトディテクタの諸特性が、マスタ基板３Ｍにとって既知であり、かつ、既存のスレーブ基板３Ｓは配置が認識されてＩＤが付与されている。また、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎの諸特性は、マスタ基板３Ｍにとって既知である。更に、追加されるスレーブ基板３Ｓｎは１個である。
【０２９２】
マスタ基板３Ｍは、図４２のステップＳＯ１で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板を指定することで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのみ、レーザダイオード３０Ｓｎを点灯させ、ステップＳＯ２で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板を指定して、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎを消灯させる。
【０２９３】
追加されたスレーブ基板３Ｓｎは、図４４のステップＳＱ１で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板が指定されることで、マスタ基板３Ｍからレーザダイオード３０Ｓｎの点灯要求を受けると、ステップＳＱ２で、自機のレーザダイオード３０Ｓｎを点灯させる。
【０２９４】
そして、追加されたスレーブ基板３Ｓｎは、図４４のステップＳＱ３で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板が指定されることで、マスタ基板３Ｍからレーザダイオード３０Ｓｎの消灯要求を受けると、ステップＳＱ４で、自機のレーザダイオード３０Ｓｎを消灯させる。
【０２９５】
光導波路２Ａに接続された追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎから光が出力されると、マスタ基板３Ｍにとって諸特性が既知の光が、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの配置に応じて減衰して、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの諸特性が既知のフォトディテクタに入力される。
【０２９６】
マスタ基板３Ｍは、図４２のステップＳＯ３〜ＳＯ５で、ＩＤを指定して光導波路２Ａに接続されている全ての既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタ３１Ｓの入力値と、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値を取得する。なお、図４２のフローチャートでは、既存のスレーブ基板３Ｓの数をＮ個とし、マスタ基板３Ｍを、ｉ＝０の既存のスレーブ基板として示している。
【０２９７】
光導波路２Ａに接続されている既存のスレーブ基板３Ｓは、図４３のステップＳＰ１で、マスタ基板３ＭからＩＤ＝ｉのスレーブ基板３Ｓに対して、フォトディテクタ３１Ｓの入力値の取得要求を受ける。
【０２９８】
既存のスレーブ基板３Ｓは、図４３のステップＳＰ２で、マスタ基板３Ｍから通知されたＩＤが自機のＩＤと一致しているか判断し、ＩＤが自機宛であれば、ステップＳＰ３で、マスタ基板３Ｍにフォトディテクタ３１Ｓの入力値を通知する。
【０２９９】
マスタ基板３Ｍは、図４２のステップＳＯ６で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎのレーザダイオード３０Ｓｎから既知波長の光を出力させて取得した自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタの入力値から、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を算出する。
【０３００】
ここで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで既知波長の光を出力させたときに、ある１つの基板のフォトディテクタの入力値からでは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を一意に決められない場合がある。
【０３０１】
図４５は、配置が一意に決められない減衰特性の一例を示すグラフである。マスタ基板３Ｍにとって既知の減衰特性が、図４５に示すような減衰特性である場合、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置がθ1であるときと、θ2であるときと、θ3であるときでは、マスタ基板３Ｍのフォトディテクタ３１Ｍで取得される入力値ＰＤMは同じである。
【０３０２】
このような場合、マスタ基板３Ｍは、自機のフォトディテクタ３１Ｍの入力値からでは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置を一意に決めることができない。
【０３０３】
そこで、マスタ基板３Ｍは、自機及びｍ番目のスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタの入力値から得られる追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置候補をＷmとする。
【０３０４】
配置候補Ｗmは、追加されたスレーブ基板３Ｓｎが配置され得る位置の数に応じた要素を持ち、追加されたスレーブ基板３Ｓｎが配置されるまたは配置されないという情報が、１または０の値に対応付けられる。
【０３０５】
マスタ基板３Ｍは、自機及び既存の各スレーブ基板３Ｓのフォトディテクタの入力値から、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置をそれぞれ算出し、以下の（２８）式に示すように、配置候補Ｗmで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎが配置され得る位置に対応した要素の値を１に設定する。
Ｗm＝（０，０，１，・・・，１，０，１，・・・）・・・（２８）
【０３０６】
マスタ基板３Ｍと既存の全てのスレーブ基板３Ｓのフォトディテクタの入力値を元に最終的に得られる追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置情報Ｗは、以下の（２９）式に示すように、各配置候補Ｗmの要素毎の論理積をとることで得られる。
Ｗ＝Ｗ1＆・・・＆Ｗm＆・・・＆ＷN・・・（２９）
【０３０７】
マスタ基板３Ｍは、図４２のステップＳＯ６で、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置が取得されると、ステップＳＯ７〜ステップＳＯ１０で、ＩＤを指定して、ｉ番目のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓを点灯させた後、ｉ番目のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオード３０Ｓを消灯させることで、マスタ基板３Ｍと既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードを順番に１個ずつ点灯させる。
【０３０８】
光導波路２Ａに接続されている既存のスレーブ基板３Ｓは、図４３のステップＳＰ３で、マスタ基板３ＭからＩＤ＝ｉのスレーブ基板３Ｓに対して、レーザダイオード３０Ｓの点灯要求を受ける。
【０３０９】
既存のスレーブ基板３Ｓは、図４３のステップＳＰ５で、マスタ基板３Ｍから通知されたＩＤが自機のＩＤと一致しているか判断し、ＩＤが自機宛であれば、ステップＳＰ６で、自機のレーザダイオード３０Ｓを点灯させる。
【０３１０】
既存のスレーブ基板３Ｓは、図４３のステップＳＰ７で、マスタ基板３Ｍからレーザダイオード３０Ｓの消灯要求を受けると、ステップＳＰ８で、自機のレーザダイオード３０Ｓを消灯させる。
【０３１１】
マスタ基板３Ｍと既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードから順番に光が出力されると、マスタ基板３Ｍにとって諸特性が既知の光が、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３Ｓの配置に応じて減衰して、追加されたスレーブ基板３Ｓの諸特性が未知のフォトディテクタ３１Ｓｎに入力される。
【０３１２】
マスタ基板３Ｍは、図４２のステップＳＯ１１で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板を指定することで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎの諸特性が未知のフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値を取得する。
【０３１３】
マスタ基板３Ｍは、図４２のステップＳＯ８〜ステップＳＯ１１で、自機のレーザダイオード３０Ｍの点灯及び消灯と、既存のスレーブ基板３Ｓに対するレーザダイオード３０Ｓの点灯及び消灯要求毎に、追加されたスレーブ基板３Ｓに対するフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値の取得要求を繰り返す。
【０３１４】
追加されたスレーブ基板３Ｓｎは、図４４のステップＳＱ５で、ＩＤの付与されていないスレーブ基板が指定されることで、マスタ基板３Ｍからフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値の取得要求を受けると、ステップＳＱ６で、マスタ基板３Ｍにフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値を通知する。
【０３１５】
マスタ基板３Ｍは、図２のステップＳＯ１２で、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓの配置と追加されたスレーブ基板３Ｓｎの配置との関係と、自機及び既存のスレーブ基板３Ｓのレーザダイオードから光を出力したときに、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで得られた未知のフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値から、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで得られる未知のフォトディテクタ３１Ｓｎの入力値の分布を近似する。
【０３１６】
４．第１の実施の形態の信号処理装置の変形例
図４６は、信号処理装置の変形例を示す構成図である。図１等で説明した光導波路２Ａにおいて、ある基板の正面位置を中心（０°）にして考えると、±１８０°の範囲で光が略対称に減衰する。これにより、マスタ基板３Ｍに対する１８０°の位置、すなわち、マスタ基板３Ｍの正面を０°とした場合に、＋θの位置にあるスレーブ基板３Ｓからの光の入力値と、−θの位置にあるスレーブ基板３Ｓからの光の入力値は略等しくなる。
【０３１７】
また、図４５に示すように、０°〜＋１８０°の範囲及び０°〜−１８０°の範囲の間にも、フォトディテクタで取得される入力値が等しくなる位置がある。
【０３１８】
そこで、光導波路２Ａにおける光の減衰の対称性を崩して、スレーブ基板３Ｓの配置が異なる場合で、マスタ基板３Ｍで入力される光のレベルが同一とならないように、例えば、マスタ基板３Ｍは、２個のフォトディテクタ３１Ｍ1とフォトディテクタ３１Ｍ2を備える。
【０３１９】
フォトディテクタ３１Ｍ1とフォトディテクタ３１Ｍ2は、同一方向からが光が入力したときにレベルに差が出るように、光導波路２Ａの中心に向けた一方のフォトディテクタ３１Ｍ1に対して他方のフォトディテクタ３１Ｍ2は、面方向に所定の角度αで傾斜させて配置される。
【０３２０】
また、配置が異なるスレーブ基板３Ｓで、入力される光のレベルが同一とならないように、スレーブ基板３Ｓは、本例では、２個のフォトディテクタ３１Ｓ1とフォトディテクタ３１Ｓ2を備える。
【０３２１】
フォトディテクタ３１Ｓ1とフォトディテクタ３１Ｓ2は、同一方向からが光が入力したときにレベルに差が出るように、光導波路２Ａの中心に向けた一方のフォトディテクタ３１Ｓ1に対して他方のフォトディテクタ３１Ｓ2は、面方向に所定の角度αで傾斜させて配置される。
【０３２２】
図４７は、複数のフォトディテクタの入力値からマスタ基板３Ｍでスレーブ基板３Ｓの配置及び数を算出する処理の一例を示すフローチャートであり、次に、複数のフォトディテクタの入力値から一意にスレーブ基板３Ｓの配置及び数を算出する処理の詳細について説明する。
【０３２３】
ここで、マスタ基板３Ｍは、図１５で説明した入力レベルテーブルｔＰＤを、フォトディテクタ３１Ｍ1における入力レベルテーブルｔＰＤ1と配置ベクトルＷiの関係におけるテーブルと、フォトディテクタ３１Ｍ2における入力レベルテーブルｔＰＤ2と配置ベクトルＷiの関係におけるテーブルの双方を持つ。
【０３２４】
マスタ基板３Ｍは、図９のステップＳＤ３で、光導波路２Ａに接続されている全てのスレーブ基板３Ｓでレーザダイオード３０Ｓの出力が行われたことを確認したと判断すると、図４７のステップＳＲ１で、自機のフォトディテクタ３１Ｍ1の入力値ＰＤ1_ＩＮと、フォトディテクタ３１Ｍ2の入力値ＰＤ2_ＩＮを取得する。
【０３２５】
マスタ基板３Ｍは、図４７のステップＳＲ２ａで、スレーブ基板３Ｓの配置に応じて得られるフォトディテクタ３１Ｍ1の入力値ＰＤ1_ＩＮに基づいて、入力レベルテーブルｔＰＤ1を検索して、スレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷ1を取得する。
【０３２６】
同様に、マスタ基板３Ｍは、図４７のステップＳＲ２ｂで、スレーブ基板３Ｓの配置に応じて得られるフォトディテクタ３１Ｍ2の入力値ＰＤ2_ＩＮに基づいて、入力レベルテーブルｔＰＤ2を検索して、スレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷ2を取得する。
【０３２７】
マスタ基板３Ｍは、図４７のステップＳＲ３で、フォトディテクタ３１Ｍ1の入力値に基づく配置ベクトルＷ1と、フォトディテクタ３１Ｍ2の入力値に基づく配置ベクトルＷ2から、一意に決められるスレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷiを得る。
【０３２８】
マスタ基板３Ｍは、図４７のステップＳＲ４で、一意に決められたスレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷiに基づいて、スレーブ基板３Ｓの数を算出する。
【０３２９】
マスタ基板３Ｍは、図４７のステップＳＲ５で、一意に決められたスレーブ基板３Ｓの配置ベクトルＷiに基づいて、スレーブ基板３Ｓの位置を算出する。
【０３３０】
図４８は、複数の候補から配置ベクトルを決定する処理の一例を示すフローチャートであり、次に、図４７のステップＳＲ３で、配置ベクトルを決定する処理の詳細について説明する。
【０３３１】
マスタ基板３Ｍは、図４８のステップＳＳ３１〜ＳＳ３６で、フォトディテクタ３１Ｍ1の入力値ＰＤ1_ＩＮから得られたｉ個の配置ベクトルＷ1と、フォトディテクタ３１Ｍ2の入力値ＰＤ2_ＩＮから得られたｊ個の配置ベクトルＷ2を順次比較し、ステップＳＳ３７で、配置ベクトルＷ1と配置ベクトルＷ2が一致しているものを、最終的な配置ベクトルＷiとする。
【０３３２】
なお、光導波路２Ａにおける光の減衰の対称性を崩す手法としては、レーザダイオードを２個備え、光導波路２Ａの中心に向けた一方のレーザダイオードに対して他方のレーザダイオードは、面方向に所定の角度で傾斜させて配置される構成としても良い。
【０３３３】
また、レーザダイオードとフォトディテクタを１個ずつ備え、どちらか一方を、光導波路２Ａの面方向に所定の角度で傾斜させて配置される構成としても良い。
【０３３４】
５．マスタ基板とスレーブ基板との間における情報共有のための通信方法例
上述したように、マスタ基板３Ｍは、スレーブ基板３Ｓとの間で通信を行って、レーザダイオードの点灯及び消灯要求、フォトディテクタの入力値の取得要求、フォトディテクタの入力値の取得等を行って、機能基板間で情報を共有している。
【０３３５】
一方、マスタ基板３Ｍと追加されたスレーブ基板３Ｓｎとの間でも通信が行われ、レーザダイオードの点灯及び消灯要求、フォトディテクタの入力値の取得要求、フォトディテクタの入力値の取得等を行って、機能基板間で情報を共有している。
【０３３６】
ここで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎで、レーザダイオードまたはフォトディテクタの諸特性が未知である場合を考慮して、機能基板間での情報共有は、電気的接続による通信で行う構成としても良い。
【０３３７】
また、マスタ基板３Ｍと既存のスレーブ基板３Ｓ及び追加されるスレーブ基板３Ｓｎは、実際に高速で光通信を行うレーザダイオード及びフォトディテクタ（Ａ群と称す）と、情報共有のためのレーザダイオード及びフォトディテクタ（Ｂ群と称す）を備える構成としても良い。
【０３３８】
Ａ群のレーザダイオード及びフォトディテクタは、実際の通信の仕様によって種々に変わるものである。一方、Ｂ群のレーザダイオード及びフォトディテクタは、通信速度が低速で特に通信のタイミング等のキャリブレーション等を行う必要のない部分の通信に割り当てられ、全機能基板で同じ特性のものを持つとする。そして、実際の通信が始まる前の未知特性のデータ自体はＡ群のレーザダイオードとフォトディテクタで取得するが、情報共有にはＢ群のレーザダイオードとフォトディテクタを利用することとしても良い。
【０３３９】
更に、フォトディテクタの分光感度特性を利用しても良い。すなわち、フォトディテクタは一般的に、ある決まった波長だけの光を受けるものではなく、ある程度幅の広い波長に対応している。例えばＳｉ系なら、４００〜９００ｎｍ程度、ＩｎＧａＡｓ系なら１２００〜１６００ｎｍ程度の波長領域に対応している。
【０３４０】
そのため、マスタ基板３Ｍ及び既存のスレーブ基板３ＳのレーザダイオードとフォトディテクタがＳｉ系で、新たに追加されるスレーブ基板３ＳｎのレーザダイオードとフォトディテクタもＳｉ系であれば、未知の波長であっても光を受けることは可能で、光の有無を識別できる。
【０３４１】
デジタル通信を行うのであれば、光の有無を識別できれば通信が可能であるので、十分大きな光量でレーザダイオードを点灯させれば、Ｓｉ系の波長領域に入っているフォトディテクタで受信が可能である。各機能基板がＩｎＧａＡｓ系のレーザダイオードとフォトディテクタを持つ場合も同様である。
【０３４２】
一方、実際の通信で、大きな光量でレーザダイオードを点灯させることは、レーザダイオードの制御としては無駄に発光させることになる。そこで、追加されたスレーブ基板３Ｓｎが未知特性のレーザダイオード等を持つ場合は、通信が可能な大きな光量で減衰特性をキャリブレーションして適切な通信閾値を求める。そして、実際の通信では、減衰特性に応じた通信閾値を利用することで適切な光量で通信を行えるようにして、効率の良い通信が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０３４３】
本発明は、信号の伝送経路を動的に切り替え可能な１対多、多対１、多対体の光セレクタに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０３４４】
【図１】第１の実施の形態の信号処理装置の概要を示す構成図である。
【図２】本実施の形態の光導波路の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】本実施の形態の光導波路の減衰特性の一例を示すグラフである。
【図４】レーザダイオードとフォトディテクタの諸特性が既知の場合にマスタ基板がスレーブ基板を識別する動作の概要を示すフローチャートである。
【図５】スレーブ基板が追加された信号処理装置の概要を示す構成図である。
【図６】追加されたスレーブ基板のレーザダイオードの諸特性が未知の場合にマスタ基板が減衰特性を取得する動作の概要を示すフローチャートである。
【図７】追加されたスレーブ基板のフォトディテクタの諸特性が未知の場合にマスタ基板が未知のフォトディテクタの諸特性を取得する動作の概要を示すフローチャートである。
【図８】スレーブ基板の配置及び数を決定する処理を示すタイミングチャートである。
【図９】スレーブ基板の配置及び数を決定するときのマスタ基板の処理を示すフローチャートである。
【図１０】スレーブ基板の配置及び数を決定するときのマスタ基板におけるレーザダイオードの出力とフォトディテクタの入力のレベル変化を示すタイムチャートである。
【図１１】スレーブ基板の配置及び数を決定するときのスレーブ基板の処理を示すフローチャートである。
【図１２】スレーブ基板の配置及び数を決定するときのスレーブ基板におけるレーザダイオードの出力とフォトディテクタの入力のレベル変化を示すタイムチャートである。
【図１３】光導波路の円周方向における光のレベルを示すグラフである。
【図１４】マスタ基板とスレーブ基板の配置例を示す説明図である。
【図１５】マスタ基板のフォトディテクタにおける入力レベルテーブルと配置ベクトルを対応付けたテーブルの一例を示す説明図である。
【図１６】マスタ基板でスレーブ基板の配置及び数を算出する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】入力レベルテーブルを検索する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】スレーブ基板の数を決定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】スレーブ基板の位置を決定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図２０】スレーブ基板にＩＤを付与する処理を示すタイミングチャートである。
【図２１】スレーブ基板にＩＤを付与するときのマスタ基板の処理を示すフローチャートである。
【図２２】スレーブ基板にＩＤを付与するときのスレーブ基板の処理を示すフローチャートである。
【図２３】追加されたスレーブ基板から出力される光の波長が既知か否かを判断するときのマスタ基板の処理を示すフローチャートである。
【図２４】未知波長のレーザダイオードを持つスレーブ基板の配置を求める処理の概要を示す動作説明図である。
【図２５】未知波長のレーザダイオードを持つスレーブ基板の配置を求めるときのマスタ基板の処理を示すフローチャートである。
【図２６】マスタ基板で既知の光の減衰特性を示すグラフである。
【図２７】追加されたスレーブ基板に入力される光の減衰特性を示すグラフである。
【図２８】未知波長のレーザダイオードを持つスレーブ基板の配置を求める入力レベルテーブルの一例を示す説明図である。
【図２９】追加されたスレーブ基板の配置と未知波長の光の入力値の関係を求めるときのマスタ基板の処理を示すフローチャートである。
【図３０】追加されたスレーブ基板の配置と未知波長の光の入力値の関係を求めるときの既存のスレーブ基板の処理を示すフローチャートである。
【図３１】未知数が観測値の数より多い場合に減衰特性のパラメータを推定する処理を示すフローチャートである。
【図３２】未知数が観測値の数より多い場合に減衰特性のパラメータを推定する処理の具体例を示すフローチャートである。
【図３３】既知の減衰特性を取得する実験例を示す説明図である。
【図３４】未知の減衰特性を取得する実験例を示す説明図である。
【図３５】既知の減衰特性と未知の減衰特性を比較したグラフである。
【図３６】未知の減衰特性に対して複数の観測点で値が得られたときに減衰特性を推定した結果を示すグラフである。
【図３７】未知の減衰特性に対して複数の観測点で値が得られたときに減衰特性を推定した結果を示すグラフである。
【図３８】観測点が追加された場合に減衰特性を推定した結果を示すグラフである。
【図３９】既知の光の減衰特性を示すグラフである。
【図４０】未知の光の減衰特性を示すグラフである。
【図４１】減衰特性のパラメータを推定する処理の他の具体例を示すフローチャートである。
【図４２】追加されたスレーブ基板の配置及び未知感度のフォトディテクタの感度分布を求めるときのマスタ基板の処理を示すフローチャートである。
【図４３】追加されたスレーブ基板の配置及び未知感度のフォトディテクタの感度分布を求めるときの既存のスレーブ基板の処理を示すフローチャートである。
【図４４】追加されたスレーブ基板の配置及び未知感度のフォトディテクタの感度分布を求めるときの追加されたスレーブ基板の処理を示すフローチャートである。
【図４５】配置が一意に決められない減衰特性の一例を示すグラフである。
【図４６】信号処理装置の変形例を示す構成図である。
【図４７】複数のフォトディテクタの入力値からマスタ基板でスレーブ基板の配置及び数を算出する処理の一例を示すフローチャートである。
【図４８】複数の候補から配置ベクトルを決定する処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０３４５】
１Ａ・・・信号処理装置、２Ａ・・・光導波路、３Ｍ・・・マスタ基板、３Ｓ・・・スレーブ基板、３０Ｍ，３０Ｓ・・・レーザダイオード、３１Ｍ，３１Ｓ・・・フォトディテクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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