コンプリメンタリー光配線装置
【課題】 低速信号伝送時には信頼性を高め、高速信号伝送時には電気回路の負担を軽減することができ、信号伝達の信頼性向上と共に低消費電力化をはかる。
【解決手段】 デジタル電気入力信号に同期した光信号を生成する光送信器100 と、光信号を伝送する光伝送路201,202 と、光信号からデジタル電気入力信号と同じ情報を有するデジタル電気出力信号を生成する光受信器300 とを備えたコンプリメンタリー光配線装置であって、光送信器100 は、入力信号11a の立ち上がりに同期した光信号を光伝送路201 で、立ち下がりに同期した光信号を光伝送路202 で伝送する第１の動作状態と、入力信号11b の立ち上がり及び立ち下がりに同期した光信号を光伝送路201 で伝送し、入力信号11c の立ち上がり及び立ち下がりに同期した光信号を光伝送路202 で伝送する第２の動作状態を有し、２つの動作状態の何れか一方を選択して動作可能である。
【解決手段】 デジタル電気入力信号に同期した光信号を生成する光送信器100 と、光信号を伝送する光伝送路201,202 と、光信号からデジタル電気入力信号と同じ情報を有するデジタル電気出力信号を生成する光受信器300 とを備えたコンプリメンタリー光配線装置であって、光送信器100 は、入力信号11a の立ち上がりに同期した光信号を光伝送路201 で、立ち下がりに同期した光信号を光伝送路202 で伝送する第１の動作状態と、入力信号11b の立ち上がり及び立ち下がりに同期した光信号を光伝送路201 で伝送し、入力信号11c の立ち上がり及び立ち下がりに同期した光信号を光伝送路202 で伝送する第２の動作状態を有し、２つの動作状態の何れか一方を選択して動作可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプリメンタリー光配線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩチップ間の信号伝送における遅延・損失・ノイズなどの問題が重要視されている。特に、パーソナルコンピュータや携帯電話等のモバイル通信機器においては、各種無線電波信号と回路内電気信号のノイズ干渉が問題となっている。こうした状況の中、ＬＳＩチップ間の信号伝送に、電磁ノイズフリーであり、且つ高速・低損失である光信号を適用しようとする機運が高まってきている。
【０００３】
一方、モバイル機器においてはバッテリー等の有限の電力源が使用されるため、機器内の電子部品には低消費電力であることが強く求められる。これは、光を信号伝送手段として用いる場合においても同様であり、これまでに低消費電力光配線装置として、例えば特許文献１、２に記載されたコンプリメンタリー光配線装置が提案されている。
【０００４】
しかし、特許文献１の装置では、１つの電気入力信号を２つの光伝送路にて信号伝達するため、パラレル伝送においては多数の光伝送路が必要になってしまうという問題があった。また、特許文献２の装置では、１つの電気入力信号を１つの光伝送路にて信号伝達するため、信号伝達の信頼性が低いという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２８５１９５号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、信号伝送速度に応じて信号伝達方式を切り替えることができ、信号伝達の信頼性向上と共に低消費電力化をはかり得るコンプリメンタリー光配線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して光信号を生成する光送信器と、前記光信号を伝送する第１及び第２の光伝送路と、前記第１及び第２の光伝送路を介して得られる光信号から前記デジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成する光受信器と、を備えたコンプリメンタリー光配線装置であって、前記光送信器は、１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジに同期した光信号を前記第１の光伝送路により伝送し、且つ前記１つのデジタル電気入力信号の立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第２の光伝送路により伝送する第１の動作状態と、２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第１の光伝送路により伝送し、且つ前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第２の光伝送路により伝送する第２の動作状態を有し、前記２つの動作状態の何れか一方を選択して動作可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、信号伝送速度に応じて信号伝達方式を切り替えることができ、信号伝達の信頼性向上と共に低消費電力化をはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態について説明する前に、まず本発明の概念について触れておく。
【０００９】
特許文献１、２に記載されたような従来のコンプリメンタリー光配線装置は、デジタル電気入力信号の信号遷移に合わせて、デジタル電気入力信号が有する最小パルス幅よりも短いパルス幅を有する電気パルス信号（電気短パルス信号と呼ぶこともできる）によって発光素子を駆動する（すなわち、発光させる）。このうち、特許文献１に記載されたコンプリメンタリー光配線装置は、１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して流れるＣＲ微分電流によって２つの発光素子を交互に発光させ、発生する光信号を２つの光伝送路にて伝送して信号伝達するものである。また、特許文献２に記載されたコンプリメンタリー光配線装置は、１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期してデジタル的に発生させた電気パルス信号によって１つの発光素子を発光させ、発生する光信号を１つの光伝送路にて伝送して信号伝達するものである。
【００１０】
これらコンプリメンタリー光配線装置においては、デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのみを信号伝達することにより、光電力の大幅な低減が可能であるものの、例えば１Ｇｂｐｓ（最小パルス幅１ｎｓ）を超えるような高速信号の伝送においては、電気パルス信号のパルス幅は１ｎｓよりも小さくなり、非常に高速な電気回路が必要になる。即ち、コンプリメンタリー光配線装置において発光素子を発光させるための電気回路や、コンプリメンタリー光配線装置への電気入力信号を生成するための、並列（パラレル）電気信号を直列（シリアル）電気信号に変換・逆変換するシリアライザ・デシリアライザといった電気回路に、非常に大きな負担の懸かる恐れがあった。
【００１１】
電気回路の負担軽減をはかる方法として、高速信号を複数の低速信号に分けて伝送すること（パラレル伝送）が考えられる。しかしながら、特許文献１に記載のコンプリメンタリー光配線装置は、１つの電気入力信号を２つの光伝送路にて信号伝達するため、パラレル伝送においてはより多くの光伝送路が必要になってしまうという課題があった。
【００１２】
一方、特許文献２に記載のコンプリメンタリー光配線装置は、１つの電気入力信号を１つの光伝送路にて信号伝達するため、パラレル伝送においても少数の光伝送路で構成可能である。しかしながら、この装置は、その受信側において、伝送された光パルスの数を数えることによりデジタル電気入力信号と同じデジタル情報（「０」、「１」）を有するデジタル電気出力信号を生成する機構のため、例えばノイズの影響により光パルスを１つでも受信し損ねると、生成されるデジタル電気出力信号の論理が反転してしまう。即ち、信号伝達の信頼性が低いという課題があった。
【００１３】
本発明は上述の課題を鑑みて成されたものであり、低速信号伝送時は２つの光伝送路を用いてシリアル信号伝送を行い、高信頼の信号伝送を実現することが可能であると共に、高速信号伝送時は２つの光伝送路を用いてパラレル信号伝送を行い、電気回路の負担軽減を実現することが可能なコンプリメンタリー光配線装置を得ることができるものである。
【００１４】
一般に、例えばプログラムの命令セットの伝送といった低速信号伝送においては、ＢＥＲ（Bit Error Rate：信号誤り率）が低いことが求められ、逆に、例えば動画などマルチメディア情報の伝送といった高速信号伝送においては、ＢＥＲはそれほど低くなくても良いという傾向がある。上述した本発明の概念は、このような特徴に対応しており、信号伝送速度に応じて柔軟に信号伝達方法を選択して動作可能なものである。
【００１５】
以下、いくつかの本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。なお、図面に記載された回路はあくまで例示的なものに過ぎない点に、特に留意すべきである。例えば、個々の回路素子の種類、個数、接続形態等によって本発明の技術思想が特定されるものではない。即ち、本発明の技術思想は、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の構成例を示す図である。
【００１７】
この装置は、デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１を生成する光送信器１００と、光信号２１を伝送する第１及び第２の光伝送路２０１，２０２と、第１及び第２の光伝送路２０１，２０２を介して得られる光信号２１からデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成する光受信器３００とから構成されている。
【００１８】
光送信器１００と光受信器３００は、例えば異なる基板に設けられる。光送信器１００と光受信器３００とを光伝送路２０１，２０２で接続することにより、異なる基板間のＬＳＩチップ間の信号伝送に用いることができる。しかし、必ずしもこれらを別基板上に設ける必要はなく、光送信器１００、光伝送路２０１，２０２、及び光受信器３００を、同一基板上に設けても良い。
【００１９】
光送信器１００は、１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジに同期した光信号を第１の光伝送路２０１により伝送し、且つ１つのデジタル電気入力信号の立ち下がりエッジに同期した光信号を第２の光伝送路２０２により伝送する第１の動作状態と、２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を第１の光伝送路２０１により伝送し、且つ２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を第２の光伝送路２０２により伝送する第２の動作状態を有し、２つの動作状態の何れか一方を選択して動作可能である。
【００２０】
本実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の構成例を、第１の動作状態と第２の動作状態に分けて示す。図２（ａ）は第１の動作状態、図２（ｂ）は第２の動作状態に対応している。
【００２１】
図２（ａ）（ｂ）中の１１ａは光送信器１００に１つだけ入力される送信側デジタル電気入力信号（以下、１系統のデジタル電気入力信号と記す）、１１ｂは光送信器１００に２つ入力される送信側デジタル電気入力信号のうち一方の送信側デジタル電気入力信号（以下、第１系統のデジタル電気入力信号と記す）、１１ｃは光送信器１００に２つ入力される送信側デジタル電気入力信号のうち他方の送信側デジタル電気入力信号（以下、第２系統のデジタル電気入力信号と記す）である。
【００２２】
また、１２ａは１系統のデジタル電気入力信号１１ａと同じデジタル情報を有する受信側デジタル電気出力信号（以下、１系統のデジタル電気出力信号と記す）、１２ｂは第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂと同じデジタル情報を有する受信側デジタル電気出力信号（以下、第１系統のデジタル電気出力信号と記す）、１２ｃは第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃと同じデジタル情報を有する受信側デジタル電気出力信号（以下、第２系統のデジタル電気出力信号と記す）である。さらに、２１ａは１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジに同期した光信号、２１ｂは１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりエッジに同期した光信号、２１ｃは第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号、２１ｄは第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号である。
【００２３】
光送信器１００は、デジタル電気入力信号１１ａ〜１１ｃからデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ａ〜２１ｄを生成し、光受信器３００は、光信号２１ａ〜２１ｄからデジタル電気出力信号１２ａ〜１２ｃを生成する。
【００２４】
即ち、図２（ａ）の第１の動作状態では、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ａ，２１ｂを別々に、第１及び第２の光伝送路２０１，２０２により光伝送する。図２（ｂ）の第２の動作状態では、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｃを、第１の光伝送路２０１により光伝送し、且つ第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｄを、第２の光伝送路２０２により光伝送する。
【００２５】
図１に示したコンプリメンタリー光配線装置においては、図２（ａ）に示した第１の動作状態と、図２（ｂ）に示した第２の動作状態が、装置そのものの構成を何ら変更することなく、動的に切り替え可能である。切り替え方法については、光送信器１００や光受信器３００において、入力信号に応じて自動で判断して切り替え可能なものであっても良いし、別途制御信号を入力されることで切り替え可能なものであっても良い。これにより、例えば、低速信号については図２（ａ）に示した第１の動作状態（シリアル信号伝送）にて高信頼の信号伝送が可能であり、高速信号については図２（ｂ）に示した第２の動作状態（パラレル信号伝送）にて電気回路負担の小さな信号伝送が可能になる。
【００２６】
図２（ａ）（ｂ）における光送信器１００及び光受信器３００の詳細を示したコンプリメンタリー光配線装置の構成例を図３（ａ）（ｂ）に示す。図３（ａ）は第１の動作状態を示し、図３（ｂ）は第２の動作状態を示している。
【００２７】
図３（ａ）（ｂ）中の１２１は第１の発光素子、１２２は第２の発光素子、１１０はデジタル電気入力信号の最小パルス幅よりも短いパルス幅の電気パルス信号をデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して生成すると共に、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて第１の発光素子１２１及び第２の発光素子１２２を発光させる系統別送信回路である。また、３２１は第１の受光素子、３２２は第２の受光素子、３１０は第１の受光素子３２１が受光して発生する受信電気パルス信号（以下、第１の受信電気パルス信号と記す）、及び第２の受光素子３２２が受光して発生する受信電気パルス信号（以下、第２の受信電気パルス信号と記す）からデジタル電気出力信号を生成する系統別受信回路である。
【００２８】
系統別送信回路１１０は、図３（ａ）に示した第１の動作状態において、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号それぞれにより、別々に、第１及び第２の発光素子１２１，１２２を発光させる。さらに、図３（ｂ）に示した第２の動作状態において、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号それぞれにより、共に第１の発光素子１２１を発光させ、且つ第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号それぞれにより、共に第２の発光素子１２２を発光させるものである。
【００２９】
系統別受信回路３１０は、図３（ａ）に示した第１の動作状態において、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジに同期した光信号２１ａ、及び１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｂより、１系統のデジタル電気入力信号１１ａと同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号１２ａを生成する。また、図３（ｂ）に示した第２の動作状態において、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｃより、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂと同じデジタル情報を有する第１系統のデジタル電気出力信号１２ｂを生成し、且つ第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｄより、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃと同じデジタル情報を有する第２系統のデジタル電気出力信号１２ｃを生成するものである。
【００３０】
このように本実施形態によれば、低速信号については図２（ａ）に示した第１の動作状態（シリアル信号伝送）にて高信頼の信号伝送が可能であり、高速信号については図２（ｂ）に示した第２の動作状態（パラレル信号伝送）にて電気回路負担の小さな信号伝送が可能になる。従って、信号伝送速度に応じて柔軟に信号伝達方法を選択可能なコンプリメンタリー光配線装置を実現でき、低消費電力で、高機能且つ高信頼の電子機器が得られ、情報通信機器の高性能化と省エネルギー化を促進可能という効果を奏する。
【００３１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の送信側の構成例を、図４に示す。図４は、図３（ａ）（ｂ）における系統別送信回路１１０の詳細を示したものである。
【００３２】
図４において、１０１ａは１系統のデジタル電気入力信号１１ａの入力端子、１０１ｂは第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの入力端子、１０１ｃは第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの入力端子、１１１はデジタル電気入力信号から電気パルス信号を生成する系統別電気短パルス発生回路、３１は第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた（立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した）電気パルス信号（第３の電気パルス信号）、３２は１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた（立ち上がりエッジに同期した）電気パルス信号（第１の電気パルス信号）、３３は１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた（立ち下がりエッジに同期した）電気パルス信号（第２の電気パルス信号）、３４は第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた（立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した）電気パルス信号（第４の電気パルス信号）、１１２ａは電気パルス信号３１と電気パルス信号３２のうちどちらか一方を選択して出力可能な第１の選択回路、１１２ｂは電気パルス信号３３と電気パルス信号３４のうちどちらか一方を選択して出力可能な第２の選択回路である。
【００３３】
図４に示した系統別電気短パルス発生回路１１１は、３つの入力端子を有し、第１の動作状態においては入力端子１０１ａに１系統のデジタル電気入力信号１１ａが入力され、第２の動作状態においては入力端子１０１ｂに第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂが、入力端子１０１ｃに第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃが入力されるものである。図４に示したコンプリメンタリー光配線装置の送信側の前段に配置されるシリアライザ等の電気回路は、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて出力を適宜切り替え可能であっても良い。
【００３４】
第１の選択回路１１２ａは、第１の動作状態において１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２を出力し、第２の動作状態において第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１を出力する。第２の選択回路１１２ｂは、第１の動作状態において１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた前記電気パルス信号３３を出力し、第２の動作状態において第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４を出力する。このような構成により、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて、発光素子１２１，１２２によって発生する光信号を切り替え可能になるものである。
【００３５】
図４に示した光送信器の具体的回路構成例を、図５に示す。図５において、１３１ａ〜１３１ｉはインバータ回路、１３２ａ〜１３２ｃはＸＮＯＲ回路、１３３ａ〜１３３ｆはＡＮＤ回路、１３４ａ，１３４ｂはＯＲ回路、１０５ａは第１の動作状態と第２の動作状態を切り替える制御信号を入力するための制御端子である。また、図６は、図５のＡ〜Ｇ各点における電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。
【００３６】
図５における系統別電気短パルス発生回路１１１では、第１の動作状態において、入力端子１０１ａに入力された１系統のデジタル電気入力信号１１ａ（図６、Ａ）と、インバータ回路１３１ｂによって１系統のデジタル電気入力信号１１ａが反転・遅延された電気パルスから、ＸＮＯＲ回路１３２ｂによって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図６、Ｃ及びＥ）が生成される。次に、ＡＮＤ回路１３３ａによって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図６、Ｃ）と、１系統のデジタル電気入力信号１１ａを遅延させた電気パルス（図６、Ｂ）から、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２（図６、Ｄ）が生成されると共に、ＡＮＤ回路１３３ｂによって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図６、Ｅ）と、１系統のデジタル電気入力信号１１ａを反転・遅延させた電気パルス（図６、Ｆ）から、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３（図６、Ｇ）が生成される。
【００３７】
一方、第２の動作状態においては、ＸＮＯＲ回路１３２ａによって、入力端子１０１ａに入力された第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１が生成されると共に、入力端子１０１ｂに入力された第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が生成される。
【００３８】
図５における第１の選択回路１１２ａでは、第１の動作状態において制御端子１０５ａに「０」が入力され、ＡＮＤ回路１３３ｃ，１３３ｄのうち１３３ｄのみが動作状態となり、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２が、ＯＲ回路１３４ａから出力される。また、第２の動作状態において制御端子１０５ａに「１」が入力され、ＡＮＤ回路１３３ｃ，１３３ｄのうち１３３ｃのみが動作状態となり、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１が、ＯＲ回路１３４ａから出力される。
【００３９】
一方、図５における第２の選択回路１１２ｂでは、第１の動作状態において制御端子１０５ａに「０」が入力され、ＡＮＤ回路１３３ｅ，１３３ｆのうち１３３ｅのみが動作状態となり、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３が、ＯＲ回路１３４ｂから出力される。また、第２の動作状態において制御端子１０５ａに「１」が入力され、ＡＮＤ回路１３３ｅ，１３３ｆのうち１３３ｆのみが動作状態となり、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が、ＯＲ回路１３４ｂから出力される。
【００４０】
このように、図５に示したコンプリメンタリー光配線装置の送信側は、コンプリメンタリー光配線装置の送信側の前段に配置されるシリアライザ等の電気回路出力に応じて系統別電気短パルス発生回路１１１が電気パルス信号を生成し、同時に制御端子１０５ａに入力される制御信号に応じて第１及び第２の選択回路１１２ａ，１１２ｂの動作が切り替わることで、第１の動作状態と第２の動作状態を動的に切り替えて動作可能となる。
【００４１】
図４に示した光送信器の別の具体的回路構成例を、図７に示す。図７において、１３６はＮＯＲ回路であり、これ以外の論理回路で図５と同一部分には同一符号を付している。また、図８は、図７のＡ〜Ｇ各点における電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。なお、図６では回路ごとの遅延を考慮しているが、図８では回路ごとの遅延を無視している。
【００４２】
図７に示した光送信器では、１系統のデジタル電気入力信号１１ａから電気パルス信号３２、３３を生成する回路が、図５に示した光送信器と異なる。即ち、第１の動作状態において、入力端子１０１ａに入力された１系統のデジタル電気入力信号１１ａ（図８、Ａ、Ｂ及びＥ）と、１系統のデジタル電気入力信号１１ａをインバータ回路１３１ｂにより反転・遅延させた電気パルス（図８、Ｃ及びＦ）から、ＡＮＤ回路１３３ａによって１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２（図８、Ｄ）が生成されると共に、ＮＯＲ回路１３６によって１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３（図８、Ｇ）が生成される。
【００４３】
このように本実施形態では、コンプリメンタリー光配線装置の光送信器１００、特に系統別送信回路１１０を論理素子のみで実現することができ、コンプリメンタリー光配線装置を簡易な構成で実現することができる。ここで、系統別送信回路１１０を実現するための回路構成は、図５や図７に例を挙げたように、特定のものに限定されず適宜変更可能である。
【００４４】
（第３の実施形態）
図４に示した第２の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の送信側の構成例とは別の構成例を、本発明の第３の実施形態として図９に示す。
【００４５】
図９においては、デジタル電気入力信号の入力端子は第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの入力端子１０１ｂと、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの入力端子１０１ｃの２つのみである。第１の動作状態においては、１系統の電気信号１１ａが入力端子１０１ｂのみに入力されても良いし、入力端子１０１ｃのみに入力されても良いし、１０１ｂ，１０１ｃの両方に入力されても良い。第２の動作状態においては、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂが入力端子１０１ｂに、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃが入力端子１０１ｃに入力される。図９に示したコンプリメンタリー光配線装置の送信側の前段に配置されるシリアライザ等の電気回路は、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて出力を適宜切り替え可能であっても良い。
【００４６】
図９に示した光送信器の具体的回路構成例を、図１０に示す。１３５ａ〜１３５ｃは、それらの制御端子入力が「１」のときにバッファとして機能し（即ち、入力がそのまま出力に伝わり）、それらの制御端子入力が「０」のときにハイインピーダンス状態となる（即ち、入力が出力に伝わらない）トライステートバッファである。１３１ｊはインバータ回路である。トライステートバッファ１３５ａ〜１３５ｃよりも後段の構成は、前記図５と同様である。
【００４７】
図１０における系統別送信回路１１０では、第１の動作状態において、１系統のデジタル電気入力信号１１ａが入力端子１０１ｂに入力されると共に、制御端子１０５ａには「０」が入力される。このとき、トライステートバッファ１３５ａ，１３５ｃはハイインピーダンス状態となって信号を出力しない。一方、トライステートバッファ１３５ｂの制御端子にはインバータ回路１３１ｊを介して「１」が入力されるため、トライステートバッファ１３５ｂは入力信号をそのまま出力する。次に、トライステートバッファ１３５ｂの後段回路によって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２、及び１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３が生成される。第１の選択回路１１２ａ及び第２の選択回路１１２ｂでは、制御端子１０５ａに「０」が入力されているため、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２、及び１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３が、それぞれ選択的に出力される。
【００４８】
一方、第２の動作状態においては、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂが入力端子１０１ｂに、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃが入力端子１０１ｃに入力されると共に、制御端子１０５ａには「１」が入力される。このとき、トライステートバッファ１３５ａ，１３５ｃは入力信号をそのまま出力するが、トライステートバッファ１３５ｂの制御端子にはインバータ回路１３１ｊを介して「０」が入力されるため、トライステートバッファ１３５ｂはハイインピーダンス状態となって信号を出力しない。次に、トライステートバッファ１３５ａ，１３５ｃの後段回路によって、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１、及び第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が生成される。また、制御端子１０５ａに「１」が入力されているため、第１の選択回路１１２ａ及び第２の選択回路１１２ｂでは、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１、及び第２系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が、それぞれ選択的に出力される。
【００４９】
図９に示した光送信器の別の具体的回路構成例を、図１１に示す。図１０とは系統別電気短パルス発生回路１１１の構成が異なっているのみである。図１１において、１４１ａ，１４１ｂは相補型パスゲート、１０６ａ，１０６ｂは負論理のハーフクロック入力端子、１０７ａ，１０７ｂは正論理のハーフクロック入力端子である。ここで、ハーフクロックとは、デジタル電気入力信号の最小ビット幅の２倍に等しい周期を有するクロックである。また、図１２は、図１１のＡ〜Ｉの各点における電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。
【００５０】
図１１における系統別電気短パルス発生回路１１１では、入力端子１０１ｂに入力されたデジタル電気入力信号（図１２、Ａ）から、デジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図１２、Ｂ）が生成される。電気パルス信号はその後、２手に分岐される。そのうち一方は、そのまま電気パルス信号３１として出力される。他方は、負論理のハーフクロック（図１２、Ｃ）と正論理のハーフクロック（図１２、Ｄ）によってゲーティングを行う相補型パスゲート１４１ａによって、デジタル電気入力信号の立ち上がりに応じた電気パルス信号３２（図１２、Ｅ）として出力される。入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号（図１２、Ａ）からは、デジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図１２、Ｆ）が生成され、２手に分岐された後、一方はそのまま電気パルス信号３４として出力され、他方は正論理のハーフクロック（図１２、Ｇ）と負論理のハーフクロック（図１２、Ｈ）によってゲーティングを行う相補型パスゲート１４１ｂによって、デジタル電気入力信号の立ち下がりに応じた電気パルス信号３３（図１２、Ｉ）として出力される。
【００５１】
図１１における系統別送信回路１１０では、第１の動作状態において、１系統のデジタル電気入力信号１１ａが入力端子１０１ｂと入力端子１０１ｃの両方に入力されると共に、制御端子１０５ａには「０」が入力され、第１の選択回路１１２ａ及び第２の選択回路１１２ｂによって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２、及び１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３が、それぞれ選択的に出力される。一方、第２の動作状態においては、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂは入力端子１０１ｂに、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃは入力端子１０１ｃに入力されると共に、制御端子１０５ａには「１」が入力され、第１の選択回路１１２ａ及び第２の選択回路１１２ｂによって、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１、及び第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が、それぞれ選択的に出力される。
【００５２】
図９、図１１に示した光送信器とは別の構成例を、図１３に示す。図１３において、３５は入力端子１０１ｂに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号、３６は入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号である。このように、図１３における系統別電気短パルス発生回路１１１は２つの電気パルス信号のみを出力する。図１３における第１の選択回路１１２ａは、第１の動作状態において電気パルス信号３５の立ち上がりエッジのみを選択的に出力し、第２の動作状態において電気パルス信号３５をそのまま出力する。第２の選択回路１１２ｂは、第１の動作状態において電気パルス信号３６の立ち下がりエッジのみを選択的に出力し、第２の動作状態において電気パルス信号３６をそのまま出力する。
【００５３】
図１３に示した光送信器の具体的回路構成例を、図１４に示す。図１４における系統別電気短パルス発生回路１１１では、入力端子１０１ｂに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３５、及び入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３６が生成される。
【００５４】
また、図１４における第１の選択回路１１２ａでは、第１の動作状態において、相補型パスゲート１４１ａの端子１０６ａに負論理のハーフクロックが、端子１０７ａに正論理のハーフクロックが入力されることにより、入力端子１０１ｂに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がりに応じた電気パルス信号が出力され、第２の動作状態において、端子１０６ａに「０」が、１０７ａに「１」が入力されることにより、入力端子１０１ａに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３５が出力される。一方、第２の選択回路１１２ｂでは、第１の動作状態において、相補型パスゲート１４１ｂの端子１０６ｂに負論理のハーフクロックが、端子１０７ｂに正論理のハーフクロックが入力されることにより、入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号の立ち下がりに応じた電気パルス信号が出力され、第２の動作状態において、端子１０６ｂに「１」が、１０７ｂに「０」が入力されることにより、入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３６が出力される。
【００５５】
このように本実施形態では、デジタル電気入力信号の入力端子が２つ（１０１ｂ，１０１ｃ）であっても、第２の実施形態と同様に、動作状態に応じて第１〜第４の電気パルス信号を選択して出力することができる。
【００５６】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の受信側の回路構成例を、図１５に示す。図１５は、図３（ａ）（ｂ）における系統別受信回路３１０の詳細を示したものである。
【００５７】
図１５において、３０１ａは１系統のデジタル電気出力信号の出力端子、３０１ｂは第１系統のデジタル電気出力信号の出力端子、３０１ｃは第２系統のデジタル電気出力信号の出力端子、３３５ａ〜３３５ｄはトライステートバッファ、３７１ａ，３７１ｂは、１つの入力の立ち上がりもしくは立ち下がりに同期して出力が反転するカウンタ機能を有するＴフリップフロップ（第２，第３の論理素子）、３７５は、２つの入力のうちの一方の入力の立ち上がりもしくは立ち下がりにより出力が立ち上がり、２つの入力のうちの他方の入力の立ち上がりもしくは立ち下がりにより出力が立ち下がるセット・リセット機能を有するＳＲフリップフロップ（第１の論理素子）、３０５ａは第１の動作状態と第２の動作状態を切り替えるための制御信号を入力する制御端子である。この制御端子３０５ａに入力される信号は、トライステートバッファ３３５ａ，３３５ｄに供給されると共に、インバータ３３１を介してトライステートバッファ３３５ｂ，３３５ｃに供給される。
【００５８】
また、図１６は、図１５のフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂ，３７５の入出力電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。
【００５９】
図１５に示した光受信器では、第１の動作状態において、制御端子３０５ａに「０」が入力されることにより、トライステートバッファ３３５ａ，３３５ｄはハイインピーダンス状態となり、トライステートバッファ３３５ｂ，３３５ｃは入力信号をそのまま出力する。その結果、３つのフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂ，３７５のうち、ＳＲフリップフロップ３７５のみが動作し、第１の受信電気パルス信号（図１６、Ｓ）、及び第２の受信電気パルス信号（図１６、Ｒ）によって、１系統のデジタル電気出力信号（図１６、Ｑ）が生成される。一方、第２の動作状態においては、制御端子３０５ａに「１」が入力されることにより、トライステートバッファ３３５ｂ，３３５ｃはハイインピーダンス状態となり、トライステートバッファ３３５ａ，３３５ｄは入力信号をそのまま出力する。その結果、３つのフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂ，３７５のうち、Ｔフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂのみが動作し、第１の受信電気パルス信号（図１６、Ｔ１）から第１系統のデジタル電気出力信号（図１６、Ｑ１）が、第２の受信電気パルス信号（図１６、Ｔ２）から第２系統のデジタル電気出力信号（図１６、Ｑ２）が、それぞれ生成される。
【００６０】
このように、図１５に示した光受信器は、制御端子３０５ａに入力される制御信号に応じて３つのフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂ，３７５のうち、動作するものが切り替わることで、第１の動作状態と第２の動作状態を動的に切り替えて動作可能となるものである。なお、図１５に示した光受信器の後段に配置されるデシリアライザ等の電気回路は、３つの入力端子を有すると共に、図１５に示したコンプリメンタリー光配線装置の第１の動作状態と第２の動作状態のデジタル電気出力信号に応じた電気信号入力端子を有することが望ましい。
【００６１】
図１５に示した光受信器とは別の回路構成例を、図１７に示す。また図１８は、図１７のフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂの入出力電圧波形，及びＸＮＯＲ回路３３２の出力電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図１７における系統別受信回路３１０では前述のように、第２の動作状態において、第１の受信電気パルス信号から、Ｔフリップフロップ３７１ａによって、第１系統のデジタル電気出力信号が出力端子３０１ｂに得られ、第２の受信電気パルス信号から、Ｔフリップフロップ３７１ｂによって、第２系統のデジタル電気出力信号が出力端子３０１ｃに得られる。一方、第１の動作状態においては、受信電気パルス信号（図１８、Ｔ１）から生成されるデジタル電気出力信号（図１８、Ｑ１）と、受信電気パルス信号（図１８、Ｔ２）から生成されるデジタル電気出力信号（図１８、Ｑ２）から、ＸＮＯＲ回路３３２によって、１系統のデジタル電気出力信号（図１８、Ｑ）が出力端子３０１ａに得られる。図１７に示した光受信器はＳＲフリップフロップそのものを有していないが、Ｔフリップフロップ２つとＸＮＯＲ回路によりセット・リセット機能が実現されている点に留意すべきである。
【００６３】
このようにして、図１７に示した光受信器においては、第１の動作状態において出力端子３０１ａから１系統のデジタル電気出力信号が得られると共に、第２の動作状態において出力端子３０１ｂから第１系統のデジタル電気出力信号が、出力端子３０１ｃから第２系統のデジタル電気出力信号が得られる。
【００６４】
（第５の実施形態）
本コンプリメンタリー光配線装置を複数配置したものを、第５の実施形態として簡単に触れておく。前述の実施形態においては、コンプリメンタリー光配線装置は２つの光伝送路を有するものであった。しかしながら、コンプリメンタリー光配線装置を複数配置すれば、並列度をより高めることができる。
【００６５】
例えば、前記図１に示したコンプリメンタリー光配線装置を２つ配置することで、最大４つの光伝送路を用いたパラレル信号伝送が可能となる。このとき、例えば５Ｇｂｐｓの高速信号を４つの１．２５Ｇｂｐｓの信号として伝送可能であり、電気回路の負担を大幅に軽減可能である。
【００６６】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の送信側の具体的構成例を、図１９に示す。図１９において、１０１ｂ，１０１ｂ’は第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの差動入力端子、１０１ｃ，１０１ｃ’は第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの差動入力端子、１０５ａは第１の動作状態と第２の動作状態を切り替える制御信号を入力するための制御端子、１３１ａはインバータ回路、１３７ａ〜１３７ｂは差動バッファ回路、１３８ａ〜１３８ｄは信号を一定時間だけ遅延させる遅延回路、１３９ａ〜１３９ｈは第１及び第２の発光素子１２１，１２２を駆動するためのＮＭＯＳトランジスタ、１４１ａ〜１４１ｂはゲート入力信号に応じてＯＦＦ状態（入力と出力が絶縁された状態）とＯＮ状態（入力と出力が短絡された状態）を取りうる相補型パスゲート、１４２ａ〜１４２ｂは第１及び第２の発光素子１２１，１２２にバイアス電流を流すための抵抗素子である。
【００６７】
遅延回路１３８ａ〜１３８ｄは、図２０に示したような、抵抗素子１４２と容量素子１４３を接続したＣＲ遅延回路であっても良いし、インバータ回路を直列に偶数段接続したバッファ回路であっても良い。
【００６８】
図２１は、第１の動作状態における図１９のＡ１〜Ｆ２各点の概略波形を示すタイミングチャート、図２２及び図２３は、第２の動作状態における図１９のＡ１〜Ｆ２各点の概略波形を示すタイミングチャートである。
【００６９】
図１９に示した光送信器１１０は、２つの差動入力端子を有し、第１の動作状態において差動入力端子１０１ｂ（１０１ｂ’）と１０１ｃ（１０１ｃ’）の両方に１系統のデジタル電気入力信号１１ａ（図２１、Ａ１（Ａ２）とＡ１’（Ａ２’））が入力され、第２の動作状態において差動入力端子１０１ｂ（１０１ｂ’）に第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂ（図２２、Ａ１（Ａ１’））が、差動入力端子１０１ｃ（１０１ｃ’）に第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃ（図２３、Ａ２（Ａ２’））が入力されるものである。そのため、図１９に示したコンプリメンタリー光配線装置の送信側の前段に配置されるシリアライザ等の電気回路は、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて出力を適宜切り替え可能であることが望ましい。
【００７０】
制御端子１０５ａには、第１の動作状態において「０」が入力され、相補型パスゲート１４１ａ〜１４１ｂはＯＦＦ状態となる。このとき、第１の発光素子１２１には、ＮＭＯＳトランジスタ１３９ａ〜１３９ｄのうち１３９ｃ〜１３９ｄのみが回路接続された状態となる。第１の発光素子１２１は、これらＮＭＯＳトランジスタ１３９ｃ〜１３９ｄのゲート入力信号（図２１、Ｄ１とＥ１）によって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジに同期した電気パルス信号（図２１、Ｆ１）によって駆動される。一方、第２の発光素子１２２には、ＮＭＯＳトランジスタ１３９ｅ〜１３９ｈのうち１３９ｇ〜１３９ｈのみが回路接続された状態となる。第２の発光素子１２２は、これらＮＭＯＳトランジスタ１３９ｇ〜１３９ｈのゲート入力信号（図２１、Ｂ１とＣ１）によって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号（図２２１、Ｆ２）によって駆動される。
【００７１】
制御端子１０５ａには、第２の動作状態において「１」が入力され、相補型パスゲート１４１ａ〜１４１ｂはＯＮ状態となる。このとき、第１の発光素子１２１には、ＮＭＯＳトランジスタ１３９ａ〜１３９ｄの全てが回路接続された状態となる。第１の発光素子１２１は、これらＮＭＯＳトランジスタ１３９ａ〜１３９ｄのゲート入力信号（図２２、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１）によって、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号（図２２、Ｆ１）によって駆動される。一方、第２の発光素子１２２には、ＮＭＯＳトランジスタ１３９ｅ〜１３９ｈの全てが回路接続された状態となる。第２の発光素子１２２は、これらＮＭＯＳトランジスタ１３９ｅ〜１３９ｈのゲート入力信号（図２３、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２）によって、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号（図２３、Ｆ２）によって駆動される。
【００７２】
なお、本回路においては差動信号入力の場合を示したが、これはシングルエンド信号入力であっても良い。その場合、差動バッファ１３７ａ，１３７ｂを、シングルエンド信号入力から差動信号を生成可能な差動増幅器に変換すれば良い。
【００７３】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態におけるコンプリメンタリー光配線装置における回路、回路素子、及び機能ブロックはあくまで一例であって、同等の機能を有する他の回路、回路素子、及び回路を構成する部品若しくは部品群で置き換えることが可能である。例えば、実施形態において使用された発光素子については、特に指定されていない限り、発光ダイオードや半導体レーザ等、各種発光素子が使用可能であるし、受光素子については、ＰＩＮフォトダイオード、ＭＳＭフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトコンダクター等、各種受光素子が使用可能である。さらに、光伝送路は光ファイバであっても良いし、光導波路であっても良い。また、発光素子は論理回路によって直接駆動されるとは限らず、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタ等が有する増幅効果を享受する形で駆動されてもよい。入力信号は差動信号であっても良いし、シングルエンド信号であっても良い。
【００７４】
その他、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その主旨と範囲を逸脱することなく種々の変形が可能なことは、述べるまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の構成例を、第１の動作状態と第２の動作状態に分けて示す図。
【図３】第１の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置のより具体的な構成例を、第１の動作状態と第２の動作状態に分けて示す図。
【図４】第２の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光送信器の構成例を示す図。
【図５】図４の光送信器の具体的回路構成例を示す図。
【図６】図４の光送信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図７】図４の光送信器の別の具体的回路構成例を示す図。
【図８】図７の光送信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図９】第３の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光送信器の構成例を示す図。
【図１０】図９の光送信器の具体的回路構成例を示す図。
【図１１】図９の光送信器の別の具体的回路構成例を示す図。
【図１２】図１１の光送信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図１３】第３の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光送信器の別の構成例を示す図。
【図１４】図１３の光送信器の具体的回路構成例を示す図。
【図１５】第４の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光受信器の回路構成例を示す図。
【図１６】図１５の光受信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図１７】第４の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光受信器の別の回路構成例を示す図。
【図１８】図１７の光受信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図１９】本発明の第６の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の送信側の具体的構成例を示す図。
【図２０】図１９の装置に用いた遅延回路の例を示す図。
【図２１】図１９のコンプリメンタリー光配線装置の送信側における第１の動作状態の各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図２２】図１９のコンプリメンタリー光配線装置の送信側における第２の動作状態の各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図２３】図１９のコンプリメンタリー光配線装置の送信側における第２の動作状態の各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７６】
１１ａ〜１１ｃ…デジタル電気入力信号、１２ａ〜１２ｃ…デジタル電気出力信号、２１ａ〜２１ｄ…光信号、３１〜３６…電気パルス信号、１００…光送信器、１１０…系統別送信回路、１１１…系統別電気短パルス発生回路、１１２ａ…第１の選択回路、１１２ｂ…第２の選択回路、１２１…第１の発光素子、１２２…第２の発光素子、２０１…第１の光伝送路、２０２…第２の光伝送路、３００…光受信器、３１０…系統別受信回路、３２１…第１の受光素子、３２２…第２の受光素子、３７１ａ…Ｔフリップフロップ（第２の論理素子）、３７１ｂ…Ｔフリップフロップ（第３の論理素子）、３７５…ＳＲフリップフロップ（第１の論理素子）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプリメンタリー光配線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩチップ間の信号伝送における遅延・損失・ノイズなどの問題が重要視されている。特に、パーソナルコンピュータや携帯電話等のモバイル通信機器においては、各種無線電波信号と回路内電気信号のノイズ干渉が問題となっている。こうした状況の中、ＬＳＩチップ間の信号伝送に、電磁ノイズフリーであり、且つ高速・低損失である光信号を適用しようとする機運が高まってきている。
【０００３】
一方、モバイル機器においてはバッテリー等の有限の電力源が使用されるため、機器内の電子部品には低消費電力であることが強く求められる。これは、光を信号伝送手段として用いる場合においても同様であり、これまでに低消費電力光配線装置として、例えば特許文献１、２に記載されたコンプリメンタリー光配線装置が提案されている。
【０００４】
しかし、特許文献１の装置では、１つの電気入力信号を２つの光伝送路にて信号伝達するため、パラレル伝送においては多数の光伝送路が必要になってしまうという問題があった。また、特許文献２の装置では、１つの電気入力信号を１つの光伝送路にて信号伝達するため、信号伝達の信頼性が低いという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２８５１９５号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、信号伝送速度に応じて信号伝達方式を切り替えることができ、信号伝達の信頼性向上と共に低消費電力化をはかり得るコンプリメンタリー光配線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して光信号を生成する光送信器と、前記光信号を伝送する第１及び第２の光伝送路と、前記第１及び第２の光伝送路を介して得られる光信号から前記デジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成する光受信器と、を備えたコンプリメンタリー光配線装置であって、前記光送信器は、１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジに同期した光信号を前記第１の光伝送路により伝送し、且つ前記１つのデジタル電気入力信号の立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第２の光伝送路により伝送する第１の動作状態と、２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第１の光伝送路により伝送し、且つ前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第２の光伝送路により伝送する第２の動作状態を有し、前記２つの動作状態の何れか一方を選択して動作可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、信号伝送速度に応じて信号伝達方式を切り替えることができ、信号伝達の信頼性向上と共に低消費電力化をはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態について説明する前に、まず本発明の概念について触れておく。
【０００９】
特許文献１、２に記載されたような従来のコンプリメンタリー光配線装置は、デジタル電気入力信号の信号遷移に合わせて、デジタル電気入力信号が有する最小パルス幅よりも短いパルス幅を有する電気パルス信号（電気短パルス信号と呼ぶこともできる）によって発光素子を駆動する（すなわち、発光させる）。このうち、特許文献１に記載されたコンプリメンタリー光配線装置は、１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して流れるＣＲ微分電流によって２つの発光素子を交互に発光させ、発生する光信号を２つの光伝送路にて伝送して信号伝達するものである。また、特許文献２に記載されたコンプリメンタリー光配線装置は、１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期してデジタル的に発生させた電気パルス信号によって１つの発光素子を発光させ、発生する光信号を１つの光伝送路にて伝送して信号伝達するものである。
【００１０】
これらコンプリメンタリー光配線装置においては、デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのみを信号伝達することにより、光電力の大幅な低減が可能であるものの、例えば１Ｇｂｐｓ（最小パルス幅１ｎｓ）を超えるような高速信号の伝送においては、電気パルス信号のパルス幅は１ｎｓよりも小さくなり、非常に高速な電気回路が必要になる。即ち、コンプリメンタリー光配線装置において発光素子を発光させるための電気回路や、コンプリメンタリー光配線装置への電気入力信号を生成するための、並列（パラレル）電気信号を直列（シリアル）電気信号に変換・逆変換するシリアライザ・デシリアライザといった電気回路に、非常に大きな負担の懸かる恐れがあった。
【００１１】
電気回路の負担軽減をはかる方法として、高速信号を複数の低速信号に分けて伝送すること（パラレル伝送）が考えられる。しかしながら、特許文献１に記載のコンプリメンタリー光配線装置は、１つの電気入力信号を２つの光伝送路にて信号伝達するため、パラレル伝送においてはより多くの光伝送路が必要になってしまうという課題があった。
【００１２】
一方、特許文献２に記載のコンプリメンタリー光配線装置は、１つの電気入力信号を１つの光伝送路にて信号伝達するため、パラレル伝送においても少数の光伝送路で構成可能である。しかしながら、この装置は、その受信側において、伝送された光パルスの数を数えることによりデジタル電気入力信号と同じデジタル情報（「０」、「１」）を有するデジタル電気出力信号を生成する機構のため、例えばノイズの影響により光パルスを１つでも受信し損ねると、生成されるデジタル電気出力信号の論理が反転してしまう。即ち、信号伝達の信頼性が低いという課題があった。
【００１３】
本発明は上述の課題を鑑みて成されたものであり、低速信号伝送時は２つの光伝送路を用いてシリアル信号伝送を行い、高信頼の信号伝送を実現することが可能であると共に、高速信号伝送時は２つの光伝送路を用いてパラレル信号伝送を行い、電気回路の負担軽減を実現することが可能なコンプリメンタリー光配線装置を得ることができるものである。
【００１４】
一般に、例えばプログラムの命令セットの伝送といった低速信号伝送においては、ＢＥＲ（Bit Error Rate：信号誤り率）が低いことが求められ、逆に、例えば動画などマルチメディア情報の伝送といった高速信号伝送においては、ＢＥＲはそれほど低くなくても良いという傾向がある。上述した本発明の概念は、このような特徴に対応しており、信号伝送速度に応じて柔軟に信号伝達方法を選択して動作可能なものである。
【００１５】
以下、いくつかの本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。なお、図面に記載された回路はあくまで例示的なものに過ぎない点に、特に留意すべきである。例えば、個々の回路素子の種類、個数、接続形態等によって本発明の技術思想が特定されるものではない。即ち、本発明の技術思想は、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の構成例を示す図である。
【００１７】
この装置は、デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１を生成する光送信器１００と、光信号２１を伝送する第１及び第２の光伝送路２０１，２０２と、第１及び第２の光伝送路２０１，２０２を介して得られる光信号２１からデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成する光受信器３００とから構成されている。
【００１８】
光送信器１００と光受信器３００は、例えば異なる基板に設けられる。光送信器１００と光受信器３００とを光伝送路２０１，２０２で接続することにより、異なる基板間のＬＳＩチップ間の信号伝送に用いることができる。しかし、必ずしもこれらを別基板上に設ける必要はなく、光送信器１００、光伝送路２０１，２０２、及び光受信器３００を、同一基板上に設けても良い。
【００１９】
光送信器１００は、１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジに同期した光信号を第１の光伝送路２０１により伝送し、且つ１つのデジタル電気入力信号の立ち下がりエッジに同期した光信号を第２の光伝送路２０２により伝送する第１の動作状態と、２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を第１の光伝送路２０１により伝送し、且つ２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を第２の光伝送路２０２により伝送する第２の動作状態を有し、２つの動作状態の何れか一方を選択して動作可能である。
【００２０】
本実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の構成例を、第１の動作状態と第２の動作状態に分けて示す。図２（ａ）は第１の動作状態、図２（ｂ）は第２の動作状態に対応している。
【００２１】
図２（ａ）（ｂ）中の１１ａは光送信器１００に１つだけ入力される送信側デジタル電気入力信号（以下、１系統のデジタル電気入力信号と記す）、１１ｂは光送信器１００に２つ入力される送信側デジタル電気入力信号のうち一方の送信側デジタル電気入力信号（以下、第１系統のデジタル電気入力信号と記す）、１１ｃは光送信器１００に２つ入力される送信側デジタル電気入力信号のうち他方の送信側デジタル電気入力信号（以下、第２系統のデジタル電気入力信号と記す）である。
【００２２】
また、１２ａは１系統のデジタル電気入力信号１１ａと同じデジタル情報を有する受信側デジタル電気出力信号（以下、１系統のデジタル電気出力信号と記す）、１２ｂは第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂと同じデジタル情報を有する受信側デジタル電気出力信号（以下、第１系統のデジタル電気出力信号と記す）、１２ｃは第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃと同じデジタル情報を有する受信側デジタル電気出力信号（以下、第２系統のデジタル電気出力信号と記す）である。さらに、２１ａは１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジに同期した光信号、２１ｂは１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりエッジに同期した光信号、２１ｃは第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号、２１ｄは第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号である。
【００２３】
光送信器１００は、デジタル電気入力信号１１ａ〜１１ｃからデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ａ〜２１ｄを生成し、光受信器３００は、光信号２１ａ〜２１ｄからデジタル電気出力信号１２ａ〜１２ｃを生成する。
【００２４】
即ち、図２（ａ）の第１の動作状態では、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ａ，２１ｂを別々に、第１及び第２の光伝送路２０１，２０２により光伝送する。図２（ｂ）の第２の動作状態では、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｃを、第１の光伝送路２０１により光伝送し、且つ第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｄを、第２の光伝送路２０２により光伝送する。
【００２５】
図１に示したコンプリメンタリー光配線装置においては、図２（ａ）に示した第１の動作状態と、図２（ｂ）に示した第２の動作状態が、装置そのものの構成を何ら変更することなく、動的に切り替え可能である。切り替え方法については、光送信器１００や光受信器３００において、入力信号に応じて自動で判断して切り替え可能なものであっても良いし、別途制御信号を入力されることで切り替え可能なものであっても良い。これにより、例えば、低速信号については図２（ａ）に示した第１の動作状態（シリアル信号伝送）にて高信頼の信号伝送が可能であり、高速信号については図２（ｂ）に示した第２の動作状態（パラレル信号伝送）にて電気回路負担の小さな信号伝送が可能になる。
【００２６】
図２（ａ）（ｂ）における光送信器１００及び光受信器３００の詳細を示したコンプリメンタリー光配線装置の構成例を図３（ａ）（ｂ）に示す。図３（ａ）は第１の動作状態を示し、図３（ｂ）は第２の動作状態を示している。
【００２７】
図３（ａ）（ｂ）中の１２１は第１の発光素子、１２２は第２の発光素子、１１０はデジタル電気入力信号の最小パルス幅よりも短いパルス幅の電気パルス信号をデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して生成すると共に、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて第１の発光素子１２１及び第２の発光素子１２２を発光させる系統別送信回路である。また、３２１は第１の受光素子、３２２は第２の受光素子、３１０は第１の受光素子３２１が受光して発生する受信電気パルス信号（以下、第１の受信電気パルス信号と記す）、及び第２の受光素子３２２が受光して発生する受信電気パルス信号（以下、第２の受信電気パルス信号と記す）からデジタル電気出力信号を生成する系統別受信回路である。
【００２８】
系統別送信回路１１０は、図３（ａ）に示した第１の動作状態において、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号それぞれにより、別々に、第１及び第２の発光素子１２１，１２２を発光させる。さらに、図３（ｂ）に示した第２の動作状態において、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号それぞれにより、共に第１の発光素子１２１を発光させ、且つ第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号それぞれにより、共に第２の発光素子１２２を発光させるものである。
【００２９】
系統別受信回路３１０は、図３（ａ）に示した第１の動作状態において、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジに同期した光信号２１ａ、及び１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｂより、１系統のデジタル電気入力信号１１ａと同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号１２ａを生成する。また、図３（ｂ）に示した第２の動作状態において、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｃより、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂと同じデジタル情報を有する第１系統のデジタル電気出力信号１２ｂを生成し、且つ第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号２１ｄより、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃと同じデジタル情報を有する第２系統のデジタル電気出力信号１２ｃを生成するものである。
【００３０】
このように本実施形態によれば、低速信号については図２（ａ）に示した第１の動作状態（シリアル信号伝送）にて高信頼の信号伝送が可能であり、高速信号については図２（ｂ）に示した第２の動作状態（パラレル信号伝送）にて電気回路負担の小さな信号伝送が可能になる。従って、信号伝送速度に応じて柔軟に信号伝達方法を選択可能なコンプリメンタリー光配線装置を実現でき、低消費電力で、高機能且つ高信頼の電子機器が得られ、情報通信機器の高性能化と省エネルギー化を促進可能という効果を奏する。
【００３１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の送信側の構成例を、図４に示す。図４は、図３（ａ）（ｂ）における系統別送信回路１１０の詳細を示したものである。
【００３２】
図４において、１０１ａは１系統のデジタル電気入力信号１１ａの入力端子、１０１ｂは第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの入力端子、１０１ｃは第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの入力端子、１１１はデジタル電気入力信号から電気パルス信号を生成する系統別電気短パルス発生回路、３１は第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた（立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した）電気パルス信号（第３の電気パルス信号）、３２は１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた（立ち上がりエッジに同期した）電気パルス信号（第１の電気パルス信号）、３３は１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた（立ち下がりエッジに同期した）電気パルス信号（第２の電気パルス信号）、３４は第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた（立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した）電気パルス信号（第４の電気パルス信号）、１１２ａは電気パルス信号３１と電気パルス信号３２のうちどちらか一方を選択して出力可能な第１の選択回路、１１２ｂは電気パルス信号３３と電気パルス信号３４のうちどちらか一方を選択して出力可能な第２の選択回路である。
【００３３】
図４に示した系統別電気短パルス発生回路１１１は、３つの入力端子を有し、第１の動作状態においては入力端子１０１ａに１系統のデジタル電気入力信号１１ａが入力され、第２の動作状態においては入力端子１０１ｂに第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂが、入力端子１０１ｃに第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃが入力されるものである。図４に示したコンプリメンタリー光配線装置の送信側の前段に配置されるシリアライザ等の電気回路は、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて出力を適宜切り替え可能であっても良い。
【００３４】
第１の選択回路１１２ａは、第１の動作状態において１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２を出力し、第２の動作状態において第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１を出力する。第２の選択回路１１２ｂは、第１の動作状態において１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた前記電気パルス信号３３を出力し、第２の動作状態において第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４を出力する。このような構成により、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて、発光素子１２１，１２２によって発生する光信号を切り替え可能になるものである。
【００３５】
図４に示した光送信器の具体的回路構成例を、図５に示す。図５において、１３１ａ〜１３１ｉはインバータ回路、１３２ａ〜１３２ｃはＸＮＯＲ回路、１３３ａ〜１３３ｆはＡＮＤ回路、１３４ａ，１３４ｂはＯＲ回路、１０５ａは第１の動作状態と第２の動作状態を切り替える制御信号を入力するための制御端子である。また、図６は、図５のＡ〜Ｇ各点における電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。
【００３６】
図５における系統別電気短パルス発生回路１１１では、第１の動作状態において、入力端子１０１ａに入力された１系統のデジタル電気入力信号１１ａ（図６、Ａ）と、インバータ回路１３１ｂによって１系統のデジタル電気入力信号１１ａが反転・遅延された電気パルスから、ＸＮＯＲ回路１３２ｂによって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図６、Ｃ及びＥ）が生成される。次に、ＡＮＤ回路１３３ａによって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図６、Ｃ）と、１系統のデジタル電気入力信号１１ａを遅延させた電気パルス（図６、Ｂ）から、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２（図６、Ｄ）が生成されると共に、ＡＮＤ回路１３３ｂによって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図６、Ｅ）と、１系統のデジタル電気入力信号１１ａを反転・遅延させた電気パルス（図６、Ｆ）から、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３（図６、Ｇ）が生成される。
【００３７】
一方、第２の動作状態においては、ＸＮＯＲ回路１３２ａによって、入力端子１０１ａに入力された第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１が生成されると共に、入力端子１０１ｂに入力された第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が生成される。
【００３８】
図５における第１の選択回路１１２ａでは、第１の動作状態において制御端子１０５ａに「０」が入力され、ＡＮＤ回路１３３ｃ，１３３ｄのうち１３３ｄのみが動作状態となり、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２が、ＯＲ回路１３４ａから出力される。また、第２の動作状態において制御端子１０５ａに「１」が入力され、ＡＮＤ回路１３３ｃ，１３３ｄのうち１３３ｃのみが動作状態となり、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１が、ＯＲ回路１３４ａから出力される。
【００３９】
一方、図５における第２の選択回路１１２ｂでは、第１の動作状態において制御端子１０５ａに「０」が入力され、ＡＮＤ回路１３３ｅ，１３３ｆのうち１３３ｅのみが動作状態となり、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３が、ＯＲ回路１３４ｂから出力される。また、第２の動作状態において制御端子１０５ａに「１」が入力され、ＡＮＤ回路１３３ｅ，１３３ｆのうち１３３ｆのみが動作状態となり、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が、ＯＲ回路１３４ｂから出力される。
【００４０】
このように、図５に示したコンプリメンタリー光配線装置の送信側は、コンプリメンタリー光配線装置の送信側の前段に配置されるシリアライザ等の電気回路出力に応じて系統別電気短パルス発生回路１１１が電気パルス信号を生成し、同時に制御端子１０５ａに入力される制御信号に応じて第１及び第２の選択回路１１２ａ，１１２ｂの動作が切り替わることで、第１の動作状態と第２の動作状態を動的に切り替えて動作可能となる。
【００４１】
図４に示した光送信器の別の具体的回路構成例を、図７に示す。図７において、１３６はＮＯＲ回路であり、これ以外の論理回路で図５と同一部分には同一符号を付している。また、図８は、図７のＡ〜Ｇ各点における電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。なお、図６では回路ごとの遅延を考慮しているが、図８では回路ごとの遅延を無視している。
【００４２】
図７に示した光送信器では、１系統のデジタル電気入力信号１１ａから電気パルス信号３２、３３を生成する回路が、図５に示した光送信器と異なる。即ち、第１の動作状態において、入力端子１０１ａに入力された１系統のデジタル電気入力信号１１ａ（図８、Ａ、Ｂ及びＥ）と、１系統のデジタル電気入力信号１１ａをインバータ回路１３１ｂにより反転・遅延させた電気パルス（図８、Ｃ及びＦ）から、ＡＮＤ回路１３３ａによって１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２（図８、Ｄ）が生成されると共に、ＮＯＲ回路１３６によって１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３（図８、Ｇ）が生成される。
【００４３】
このように本実施形態では、コンプリメンタリー光配線装置の光送信器１００、特に系統別送信回路１１０を論理素子のみで実現することができ、コンプリメンタリー光配線装置を簡易な構成で実現することができる。ここで、系統別送信回路１１０を実現するための回路構成は、図５や図７に例を挙げたように、特定のものに限定されず適宜変更可能である。
【００４４】
（第３の実施形態）
図４に示した第２の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の送信側の構成例とは別の構成例を、本発明の第３の実施形態として図９に示す。
【００４５】
図９においては、デジタル電気入力信号の入力端子は第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの入力端子１０１ｂと、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの入力端子１０１ｃの２つのみである。第１の動作状態においては、１系統の電気信号１１ａが入力端子１０１ｂのみに入力されても良いし、入力端子１０１ｃのみに入力されても良いし、１０１ｂ，１０１ｃの両方に入力されても良い。第２の動作状態においては、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂが入力端子１０１ｂに、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃが入力端子１０１ｃに入力される。図９に示したコンプリメンタリー光配線装置の送信側の前段に配置されるシリアライザ等の電気回路は、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて出力を適宜切り替え可能であっても良い。
【００４６】
図９に示した光送信器の具体的回路構成例を、図１０に示す。１３５ａ〜１３５ｃは、それらの制御端子入力が「１」のときにバッファとして機能し（即ち、入力がそのまま出力に伝わり）、それらの制御端子入力が「０」のときにハイインピーダンス状態となる（即ち、入力が出力に伝わらない）トライステートバッファである。１３１ｊはインバータ回路である。トライステートバッファ１３５ａ〜１３５ｃよりも後段の構成は、前記図５と同様である。
【００４７】
図１０における系統別送信回路１１０では、第１の動作状態において、１系統のデジタル電気入力信号１１ａが入力端子１０１ｂに入力されると共に、制御端子１０５ａには「０」が入力される。このとき、トライステートバッファ１３５ａ，１３５ｃはハイインピーダンス状態となって信号を出力しない。一方、トライステートバッファ１３５ｂの制御端子にはインバータ回路１３１ｊを介して「１」が入力されるため、トライステートバッファ１３５ｂは入力信号をそのまま出力する。次に、トライステートバッファ１３５ｂの後段回路によって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２、及び１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３が生成される。第１の選択回路１１２ａ及び第２の選択回路１１２ｂでは、制御端子１０５ａに「０」が入力されているため、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２、及び１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３が、それぞれ選択的に出力される。
【００４８】
一方、第２の動作状態においては、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂが入力端子１０１ｂに、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃが入力端子１０１ｃに入力されると共に、制御端子１０５ａには「１」が入力される。このとき、トライステートバッファ１３５ａ，１３５ｃは入力信号をそのまま出力するが、トライステートバッファ１３５ｂの制御端子にはインバータ回路１３１ｊを介して「０」が入力されるため、トライステートバッファ１３５ｂはハイインピーダンス状態となって信号を出力しない。次に、トライステートバッファ１３５ａ，１３５ｃの後段回路によって、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１、及び第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が生成される。また、制御端子１０５ａに「１」が入力されているため、第１の選択回路１１２ａ及び第２の選択回路１１２ｂでは、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１、及び第２系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が、それぞれ選択的に出力される。
【００４９】
図９に示した光送信器の別の具体的回路構成例を、図１１に示す。図１０とは系統別電気短パルス発生回路１１１の構成が異なっているのみである。図１１において、１４１ａ，１４１ｂは相補型パスゲート、１０６ａ，１０６ｂは負論理のハーフクロック入力端子、１０７ａ，１０７ｂは正論理のハーフクロック入力端子である。ここで、ハーフクロックとは、デジタル電気入力信号の最小ビット幅の２倍に等しい周期を有するクロックである。また、図１２は、図１１のＡ〜Ｉの各点における電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。
【００５０】
図１１における系統別電気短パルス発生回路１１１では、入力端子１０１ｂに入力されたデジタル電気入力信号（図１２、Ａ）から、デジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図１２、Ｂ）が生成される。電気パルス信号はその後、２手に分岐される。そのうち一方は、そのまま電気パルス信号３１として出力される。他方は、負論理のハーフクロック（図１２、Ｃ）と正論理のハーフクロック（図１２、Ｄ）によってゲーティングを行う相補型パスゲート１４１ａによって、デジタル電気入力信号の立ち上がりに応じた電気パルス信号３２（図１２、Ｅ）として出力される。入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号（図１２、Ａ）からは、デジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号（図１２、Ｆ）が生成され、２手に分岐された後、一方はそのまま電気パルス信号３４として出力され、他方は正論理のハーフクロック（図１２、Ｇ）と負論理のハーフクロック（図１２、Ｈ）によってゲーティングを行う相補型パスゲート１４１ｂによって、デジタル電気入力信号の立ち下がりに応じた電気パルス信号３３（図１２、Ｉ）として出力される。
【００５１】
図１１における系統別送信回路１１０では、第１の動作状態において、１系統のデジタル電気入力信号１１ａが入力端子１０１ｂと入力端子１０１ｃの両方に入力されると共に、制御端子１０５ａには「０」が入力され、第１の選択回路１１２ａ及び第２の選択回路１１２ｂによって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりに応じた電気パルス信号３２、及び１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりに応じた電気パルス信号３３が、それぞれ選択的に出力される。一方、第２の動作状態においては、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂは入力端子１０１ｂに、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃは入力端子１０１ｃに入力されると共に、制御端子１０５ａには「１」が入力され、第１の選択回路１１２ａ及び第２の選択回路１１２ｂによって、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３１、及び第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３４が、それぞれ選択的に出力される。
【００５２】
図９、図１１に示した光送信器とは別の構成例を、図１３に示す。図１３において、３５は入力端子１０１ｂに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号、３６は入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号である。このように、図１３における系統別電気短パルス発生回路１１１は２つの電気パルス信号のみを出力する。図１３における第１の選択回路１１２ａは、第１の動作状態において電気パルス信号３５の立ち上がりエッジのみを選択的に出力し、第２の動作状態において電気パルス信号３５をそのまま出力する。第２の選択回路１１２ｂは、第１の動作状態において電気パルス信号３６の立ち下がりエッジのみを選択的に出力し、第２の動作状態において電気パルス信号３６をそのまま出力する。
【００５３】
図１３に示した光送信器の具体的回路構成例を、図１４に示す。図１４における系統別電気短パルス発生回路１１１では、入力端子１０１ｂに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３５、及び入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３６が生成される。
【００５４】
また、図１４における第１の選択回路１１２ａでは、第１の動作状態において、相補型パスゲート１４１ａの端子１０６ａに負論理のハーフクロックが、端子１０７ａに正論理のハーフクロックが入力されることにより、入力端子１０１ｂに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がりに応じた電気パルス信号が出力され、第２の動作状態において、端子１０６ａに「０」が、１０７ａに「１」が入力されることにより、入力端子１０１ａに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３５が出力される。一方、第２の選択回路１１２ｂでは、第１の動作状態において、相補型パスゲート１４１ｂの端子１０６ｂに負論理のハーフクロックが、端子１０７ｂに正論理のハーフクロックが入力されることにより、入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号の立ち下がりに応じた電気パルス信号が出力され、第２の動作状態において、端子１０６ｂに「１」が、１０７ｂに「０」が入力されることにより、入力端子１０１ｃに入力されたデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた電気パルス信号３６が出力される。
【００５５】
このように本実施形態では、デジタル電気入力信号の入力端子が２つ（１０１ｂ，１０１ｃ）であっても、第２の実施形態と同様に、動作状態に応じて第１〜第４の電気パルス信号を選択して出力することができる。
【００５６】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の受信側の回路構成例を、図１５に示す。図１５は、図３（ａ）（ｂ）における系統別受信回路３１０の詳細を示したものである。
【００５７】
図１５において、３０１ａは１系統のデジタル電気出力信号の出力端子、３０１ｂは第１系統のデジタル電気出力信号の出力端子、３０１ｃは第２系統のデジタル電気出力信号の出力端子、３３５ａ〜３３５ｄはトライステートバッファ、３７１ａ，３７１ｂは、１つの入力の立ち上がりもしくは立ち下がりに同期して出力が反転するカウンタ機能を有するＴフリップフロップ（第２，第３の論理素子）、３７５は、２つの入力のうちの一方の入力の立ち上がりもしくは立ち下がりにより出力が立ち上がり、２つの入力のうちの他方の入力の立ち上がりもしくは立ち下がりにより出力が立ち下がるセット・リセット機能を有するＳＲフリップフロップ（第１の論理素子）、３０５ａは第１の動作状態と第２の動作状態を切り替えるための制御信号を入力する制御端子である。この制御端子３０５ａに入力される信号は、トライステートバッファ３３５ａ，３３５ｄに供給されると共に、インバータ３３１を介してトライステートバッファ３３５ｂ，３３５ｃに供給される。
【００５８】
また、図１６は、図１５のフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂ，３７５の入出力電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。
【００５９】
図１５に示した光受信器では、第１の動作状態において、制御端子３０５ａに「０」が入力されることにより、トライステートバッファ３３５ａ，３３５ｄはハイインピーダンス状態となり、トライステートバッファ３３５ｂ，３３５ｃは入力信号をそのまま出力する。その結果、３つのフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂ，３７５のうち、ＳＲフリップフロップ３７５のみが動作し、第１の受信電気パルス信号（図１６、Ｓ）、及び第２の受信電気パルス信号（図１６、Ｒ）によって、１系統のデジタル電気出力信号（図１６、Ｑ）が生成される。一方、第２の動作状態においては、制御端子３０５ａに「１」が入力されることにより、トライステートバッファ３３５ｂ，３３５ｃはハイインピーダンス状態となり、トライステートバッファ３３５ａ，３３５ｄは入力信号をそのまま出力する。その結果、３つのフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂ，３７５のうち、Ｔフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂのみが動作し、第１の受信電気パルス信号（図１６、Ｔ１）から第１系統のデジタル電気出力信号（図１６、Ｑ１）が、第２の受信電気パルス信号（図１６、Ｔ２）から第２系統のデジタル電気出力信号（図１６、Ｑ２）が、それぞれ生成される。
【００６０】
このように、図１５に示した光受信器は、制御端子３０５ａに入力される制御信号に応じて３つのフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂ，３７５のうち、動作するものが切り替わることで、第１の動作状態と第２の動作状態を動的に切り替えて動作可能となるものである。なお、図１５に示した光受信器の後段に配置されるデシリアライザ等の電気回路は、３つの入力端子を有すると共に、図１５に示したコンプリメンタリー光配線装置の第１の動作状態と第２の動作状態のデジタル電気出力信号に応じた電気信号入力端子を有することが望ましい。
【００６１】
図１５に示した光受信器とは別の回路構成例を、図１７に示す。また図１８は、図１７のフリップフロップ３７１ａ，３７１ｂの入出力電圧波形，及びＸＮＯＲ回路３３２の出力電圧波形の概形を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図１７における系統別受信回路３１０では前述のように、第２の動作状態において、第１の受信電気パルス信号から、Ｔフリップフロップ３７１ａによって、第１系統のデジタル電気出力信号が出力端子３０１ｂに得られ、第２の受信電気パルス信号から、Ｔフリップフロップ３７１ｂによって、第２系統のデジタル電気出力信号が出力端子３０１ｃに得られる。一方、第１の動作状態においては、受信電気パルス信号（図１８、Ｔ１）から生成されるデジタル電気出力信号（図１８、Ｑ１）と、受信電気パルス信号（図１８、Ｔ２）から生成されるデジタル電気出力信号（図１８、Ｑ２）から、ＸＮＯＲ回路３３２によって、１系統のデジタル電気出力信号（図１８、Ｑ）が出力端子３０１ａに得られる。図１７に示した光受信器はＳＲフリップフロップそのものを有していないが、Ｔフリップフロップ２つとＸＮＯＲ回路によりセット・リセット機能が実現されている点に留意すべきである。
【００６３】
このようにして、図１７に示した光受信器においては、第１の動作状態において出力端子３０１ａから１系統のデジタル電気出力信号が得られると共に、第２の動作状態において出力端子３０１ｂから第１系統のデジタル電気出力信号が、出力端子３０１ｃから第２系統のデジタル電気出力信号が得られる。
【００６４】
（第５の実施形態）
本コンプリメンタリー光配線装置を複数配置したものを、第５の実施形態として簡単に触れておく。前述の実施形態においては、コンプリメンタリー光配線装置は２つの光伝送路を有するものであった。しかしながら、コンプリメンタリー光配線装置を複数配置すれば、並列度をより高めることができる。
【００６５】
例えば、前記図１に示したコンプリメンタリー光配線装置を２つ配置することで、最大４つの光伝送路を用いたパラレル信号伝送が可能となる。このとき、例えば５Ｇｂｐｓの高速信号を４つの１．２５Ｇｂｐｓの信号として伝送可能であり、電気回路の負担を大幅に軽減可能である。
【００６６】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の送信側の具体的構成例を、図１９に示す。図１９において、１０１ｂ，１０１ｂ’は第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの差動入力端子、１０１ｃ，１０１ｃ’は第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの差動入力端子、１０５ａは第１の動作状態と第２の動作状態を切り替える制御信号を入力するための制御端子、１３１ａはインバータ回路、１３７ａ〜１３７ｂは差動バッファ回路、１３８ａ〜１３８ｄは信号を一定時間だけ遅延させる遅延回路、１３９ａ〜１３９ｈは第１及び第２の発光素子１２１，１２２を駆動するためのＮＭＯＳトランジスタ、１４１ａ〜１４１ｂはゲート入力信号に応じてＯＦＦ状態（入力と出力が絶縁された状態）とＯＮ状態（入力と出力が短絡された状態）を取りうる相補型パスゲート、１４２ａ〜１４２ｂは第１及び第２の発光素子１２１，１２２にバイアス電流を流すための抵抗素子である。
【００６７】
遅延回路１３８ａ〜１３８ｄは、図２０に示したような、抵抗素子１４２と容量素子１４３を接続したＣＲ遅延回路であっても良いし、インバータ回路を直列に偶数段接続したバッファ回路であっても良い。
【００６８】
図２１は、第１の動作状態における図１９のＡ１〜Ｆ２各点の概略波形を示すタイミングチャート、図２２及び図２３は、第２の動作状態における図１９のＡ１〜Ｆ２各点の概略波形を示すタイミングチャートである。
【００６９】
図１９に示した光送信器１１０は、２つの差動入力端子を有し、第１の動作状態において差動入力端子１０１ｂ（１０１ｂ’）と１０１ｃ（１０１ｃ’）の両方に１系統のデジタル電気入力信号１１ａ（図２１、Ａ１（Ａ２）とＡ１’（Ａ２’））が入力され、第２の動作状態において差動入力端子１０１ｂ（１０１ｂ’）に第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂ（図２２、Ａ１（Ａ１’））が、差動入力端子１０１ｃ（１０１ｃ’）に第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃ（図２３、Ａ２（Ａ２’））が入力されるものである。そのため、図１９に示したコンプリメンタリー光配線装置の送信側の前段に配置されるシリアライザ等の電気回路は、第１の動作状態と第２の動作状態に応じて出力を適宜切り替え可能であることが望ましい。
【００７０】
制御端子１０５ａには、第１の動作状態において「０」が入力され、相補型パスゲート１４１ａ〜１４１ｂはＯＦＦ状態となる。このとき、第１の発光素子１２１には、ＮＭＯＳトランジスタ１３９ａ〜１３９ｄのうち１３９ｃ〜１３９ｄのみが回路接続された状態となる。第１の発光素子１２１は、これらＮＭＯＳトランジスタ１３９ｃ〜１３９ｄのゲート入力信号（図２１、Ｄ１とＥ１）によって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち上がりエッジに同期した電気パルス信号（図２１、Ｆ１）によって駆動される。一方、第２の発光素子１２２には、ＮＭＯＳトランジスタ１３９ｅ〜１３９ｈのうち１３９ｇ〜１３９ｈのみが回路接続された状態となる。第２の発光素子１２２は、これらＮＭＯＳトランジスタ１３９ｇ〜１３９ｈのゲート入力信号（図２１、Ｂ１とＣ１）によって、１系統のデジタル電気入力信号１１ａの立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号（図２２１、Ｆ２）によって駆動される。
【００７１】
制御端子１０５ａには、第２の動作状態において「１」が入力され、相補型パスゲート１４１ａ〜１４１ｂはＯＮ状態となる。このとき、第１の発光素子１２１には、ＮＭＯＳトランジスタ１３９ａ〜１３９ｄの全てが回路接続された状態となる。第１の発光素子１２１は、これらＮＭＯＳトランジスタ１３９ａ〜１３９ｄのゲート入力信号（図２２、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１）によって、第１系統のデジタル電気入力信号１１ｂの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号（図２２、Ｆ１）によって駆動される。一方、第２の発光素子１２２には、ＮＭＯＳトランジスタ１３９ｅ〜１３９ｈの全てが回路接続された状態となる。第２の発光素子１２２は、これらＮＭＯＳトランジスタ１３９ｅ〜１３９ｈのゲート入力信号（図２３、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２）によって、第２系統のデジタル電気入力信号１１ｃの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した電気パルス信号（図２３、Ｆ２）によって駆動される。
【００７２】
なお、本回路においては差動信号入力の場合を示したが、これはシングルエンド信号入力であっても良い。その場合、差動バッファ１３７ａ，１３７ｂを、シングルエンド信号入力から差動信号を生成可能な差動増幅器に変換すれば良い。
【００７３】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態におけるコンプリメンタリー光配線装置における回路、回路素子、及び機能ブロックはあくまで一例であって、同等の機能を有する他の回路、回路素子、及び回路を構成する部品若しくは部品群で置き換えることが可能である。例えば、実施形態において使用された発光素子については、特に指定されていない限り、発光ダイオードや半導体レーザ等、各種発光素子が使用可能であるし、受光素子については、ＰＩＮフォトダイオード、ＭＳＭフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトコンダクター等、各種受光素子が使用可能である。さらに、光伝送路は光ファイバであっても良いし、光導波路であっても良い。また、発光素子は論理回路によって直接駆動されるとは限らず、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタ等が有する増幅効果を享受する形で駆動されてもよい。入力信号は差動信号であっても良いし、シングルエンド信号であっても良い。
【００７４】
その他、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その主旨と範囲を逸脱することなく種々の変形が可能なことは、述べるまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置の構成例を、第１の動作状態と第２の動作状態に分けて示す図。
【図３】第１の実施形態のコンプリメンタリー光配線装置のより具体的な構成例を、第１の動作状態と第２の動作状態に分けて示す図。
【図４】第２の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光送信器の構成例を示す図。
【図５】図４の光送信器の具体的回路構成例を示す図。
【図６】図４の光送信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図７】図４の光送信器の別の具体的回路構成例を示す図。
【図８】図７の光送信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図９】第３の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光送信器の構成例を示す図。
【図１０】図９の光送信器の具体的回路構成例を示す図。
【図１１】図９の光送信器の別の具体的回路構成例を示す図。
【図１２】図１１の光送信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図１３】第３の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光送信器の別の構成例を示す図。
【図１４】図１３の光送信器の具体的回路構成例を示す図。
【図１５】第４の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光受信器の回路構成例を示す図。
【図１６】図１５の光受信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図１７】第４の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の光受信器の別の回路構成例を示す図。
【図１８】図１７の光受信器における各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図１９】本発明の第６の実施形態に係わるコンプリメンタリー光配線装置の送信側の具体的構成例を示す図。
【図２０】図１９の装置に用いた遅延回路の例を示す図。
【図２１】図１９のコンプリメンタリー光配線装置の送信側における第１の動作状態の各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図２２】図１９のコンプリメンタリー光配線装置の送信側における第２の動作状態の各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【図２３】図１９のコンプリメンタリー光配線装置の送信側における第２の動作状態の各点の電圧波形の概形を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７６】
１１ａ〜１１ｃ…デジタル電気入力信号、１２ａ〜１２ｃ…デジタル電気出力信号、２１ａ〜２１ｄ…光信号、３１〜３６…電気パルス信号、１００…光送信器、１１０…系統別送信回路、１１１…系統別電気短パルス発生回路、１１２ａ…第１の選択回路、１１２ｂ…第２の選択回路、１２１…第１の発光素子、１２２…第２の発光素子、２０１…第１の光伝送路、２０２…第２の光伝送路、３００…光受信器、３１０…系統別受信回路、３２１…第１の受光素子、３２２…第２の受光素子、３７１ａ…Ｔフリップフロップ（第２の論理素子）、３７１ｂ…Ｔフリップフロップ（第３の論理素子）、３７５…ＳＲフリップフロップ（第１の論理素子）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して光信号を生成する光送信器と、
前記光信号を伝送する第１及び第２の光伝送路と、
前記第１及び第２の光伝送路を介して得られる光信号から前記デジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成する光受信器と、
を備えたコンプリメンタリー光配線装置であって、
前記光送信器は、
１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジに同期した光信号を前記第１の光伝送路により伝送し、且つ前記１つのデジタル電気入力信号の立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第２の光伝送路により伝送する第１の動作状態と、２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第１の光伝送路により伝送し、且つ前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第２の光伝送路により伝送する第２の動作状態を有し、前記２つの動作状態の何れか一方を選択して動作可能であることを特徴とするコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項２】
前記光送信器は、前記デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して、前記デジタル電気入力信号の最小パルス幅よりも短いパルス幅の電気パルス信号を生成する系統別送信回路と、前記電気パルス信号で駆動されて前記第１の光伝送路に光信号を送出する第１の発光素子と、前記電気パルス信号で駆動されて前記第２の光伝送路に光信号を送出する第２の発光素子とを有してなり、
前記系統別送信回路は、
前記第１の動作状態において、前記１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジに同期した第１の電気パルス信号を生成して、前記第１の発光素子を駆動し、且つ前記１つのデジタル電気入力信号の立ち下がりエッジに同期した第２の電気パルス信号を生成して、前記第２の発光素子を駆動し、
前記第２の動作状態において、前記２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた第３の電気パルス信号を生成して、前記第１の発光素子を駆動し、且つ前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた第４の電気パルス信号を生成して、前記第２の発光素子を駆動することを特徴とする、請求項１に記載のコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項３】
前記系統別送信回路は、前記第１乃至第４の電気パルス信号を生成する系統別電気短パルス発生回路と、前記第１の電気パルス信号と前記第３の電気パルス信号のうち何れか一方を選択して出力可能な第１の選択回路と、前記第２の電気パルス信号と前記第４の電気パルス信号のうち何れか一方を選択して出力可能な第２の選択回路とを有してなり、
前記第１の選択回路は、前記第１の動作状態において前記第１の電気パルス信号を選択して出力し、且つ前記第２の動作状態において前記第３の電気パルス信号を選択して出力し、
前記第２の選択回路は、前記第１の動作状態において前記第２の電気パルス信号を選択して出力し、且つ前記第２の動作状態において前記第４の電気パルス信号を選択して出力することを特徴とする、請求項２に記載のコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項４】
前記光受信器は、前記第１の光伝送路を介して得られる光信号を受信して第１の受信電気パルス信号を生成する第１の受光素子と、前記第２の光伝送路を介して得られる光信号を受信して第２の受信電気パルス信号を生成する第２の受光素子と、前記第１及び第２の受信電気パルス信号からデジタル電気出力信号を生成する系統別受信回路とを有してなり、
前記系統別受信回路は、
前記第１の動作状態において、前記第１及び第２の受信電気パルス信号から、前記１つのデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成し、
前記第２の動作状態において、前記第１の受信電気パルス信号から前記２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成し、且つ前記第２の受信電気パルス信号から前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成することを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載のコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項５】
前記系統別受信回路は、前記第１の受信電気パルス信号の立ち上がり若しくは立ち下がりにより出力が立ち上がり、前記第２の受信電気パルス信号の立ち上がり若しくは立ち下がりにより前記出力が立ち下がる第１の論理素子と、前記第１の受信電気パルス信号の立ち上がり若しくは立ち下がりに同期して出力が反転する第２の論理素子と、前記第２の受信電気パルス信号の立ち上がり若しくは立ち下がりに同期して出力が反転する第３の論理素子とを有してなり、
前記第１の動作状態において、前記第１の論理素子により前記１つのデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を出力し、
前記第２の動作状態において、前記第２の論理素子により前記２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を出力し、且つ前記第３の論理素子により前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を出力することを特徴とする、請求項４に記載のコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項１】
デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して光信号を生成する光送信器と、
前記光信号を伝送する第１及び第２の光伝送路と、
前記第１及び第２の光伝送路を介して得られる光信号から前記デジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成する光受信器と、
を備えたコンプリメンタリー光配線装置であって、
前記光送信器は、
１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジに同期した光信号を前記第１の光伝送路により伝送し、且つ前記１つのデジタル電気入力信号の立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第２の光伝送路により伝送する第１の動作状態と、２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第１の光伝送路により伝送し、且つ前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期した光信号を前記第２の光伝送路により伝送する第２の動作状態を有し、前記２つの動作状態の何れか一方を選択して動作可能であることを特徴とするコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項２】
前記光送信器は、前記デジタル電気入力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して、前記デジタル電気入力信号の最小パルス幅よりも短いパルス幅の電気パルス信号を生成する系統別送信回路と、前記電気パルス信号で駆動されて前記第１の光伝送路に光信号を送出する第１の発光素子と、前記電気パルス信号で駆動されて前記第２の光伝送路に光信号を送出する第２の発光素子とを有してなり、
前記系統別送信回路は、
前記第１の動作状態において、前記１つのデジタル電気入力信号の立ち上がりエッジに同期した第１の電気パルス信号を生成して、前記第１の発光素子を駆動し、且つ前記１つのデジタル電気入力信号の立ち下がりエッジに同期した第２の電気パルス信号を生成して、前記第２の発光素子を駆動し、
前記第２の動作状態において、前記２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた第３の電気パルス信号を生成して、前記第１の発光素子を駆動し、且つ前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じた第４の電気パルス信号を生成して、前記第２の発光素子を駆動することを特徴とする、請求項１に記載のコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項３】
前記系統別送信回路は、前記第１乃至第４の電気パルス信号を生成する系統別電気短パルス発生回路と、前記第１の電気パルス信号と前記第３の電気パルス信号のうち何れか一方を選択して出力可能な第１の選択回路と、前記第２の電気パルス信号と前記第４の電気パルス信号のうち何れか一方を選択して出力可能な第２の選択回路とを有してなり、
前記第１の選択回路は、前記第１の動作状態において前記第１の電気パルス信号を選択して出力し、且つ前記第２の動作状態において前記第３の電気パルス信号を選択して出力し、
前記第２の選択回路は、前記第１の動作状態において前記第２の電気パルス信号を選択して出力し、且つ前記第２の動作状態において前記第４の電気パルス信号を選択して出力することを特徴とする、請求項２に記載のコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項４】
前記光受信器は、前記第１の光伝送路を介して得られる光信号を受信して第１の受信電気パルス信号を生成する第１の受光素子と、前記第２の光伝送路を介して得られる光信号を受信して第２の受信電気パルス信号を生成する第２の受光素子と、前記第１及び第２の受信電気パルス信号からデジタル電気出力信号を生成する系統別受信回路とを有してなり、
前記系統別受信回路は、
前記第１の動作状態において、前記第１及び第２の受信電気パルス信号から、前記１つのデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成し、
前記第２の動作状態において、前記第１の受信電気パルス信号から前記２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成し、且つ前記第２の受信電気パルス信号から前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を生成することを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載のコンプリメンタリー光配線装置。
【請求項５】
前記系統別受信回路は、前記第１の受信電気パルス信号の立ち上がり若しくは立ち下がりにより出力が立ち上がり、前記第２の受信電気パルス信号の立ち上がり若しくは立ち下がりにより前記出力が立ち下がる第１の論理素子と、前記第１の受信電気パルス信号の立ち上がり若しくは立ち下がりに同期して出力が反転する第２の論理素子と、前記第２の受信電気パルス信号の立ち上がり若しくは立ち下がりに同期して出力が反転する第３の論理素子とを有してなり、
前記第１の動作状態において、前記第１の論理素子により前記１つのデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を出力し、
前記第２の動作状態において、前記第２の論理素子により前記２つのデジタル電気入力信号のうち一方のデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を出力し、且つ前記第３の論理素子により前記２つのデジタル電気入力信号のうち他方のデジタル電気入力信号と同じデジタル情報を有するデジタル電気出力信号を出力することを特徴とする、請求項４に記載のコンプリメンタリー光配線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１０−２８７５１（Ｐ２０１０−２８７５１Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９１０２２（Ｐ２００８−１９１０２２）
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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