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JPH098260A - Optoelectronic integrated circuit and optical information transmission system - Google Patents

Optoelectronic integrated circuit and optical information transmission system

Info

Publication number
JPH098260A
JPH098260A JP7147887A JP14788795A JPH098260A JP H098260 A JPH098260 A JP H098260A JP 7147887 A JP7147887 A JP 7147887A JP 14788795 A JP14788795 A JP 14788795A JP H098260 A JPH098260 A JP H098260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
signal
light receiving
receiving element
light
Prior art date
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Granted
Application number
JP7147887A
Other languages
Japanese (ja)
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JP3612794B2 (en
Inventor
Goro Sasaki
吾朗 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GIJUTSU KENKYU KUMIAI SHINJOHO
GIJUTSU KENKYU KUMIAI SHINJOHO SHIYORI KAIHATSU KIKO
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
GIJUTSU KENKYU KUMIAI SHINJOHO
GIJUTSU KENKYU KUMIAI SHINJOHO SHIYORI KAIHATSU KIKO
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GIJUTSU KENKYU KUMIAI SHINJOHO, GIJUTSU KENKYU KUMIAI SHINJOHO SHIYORI KAIHATSU KIKO, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical GIJUTSU KENKYU KUMIAI SHINJOHO
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Abstract

PURPOSE: To provide an optoelectronic integrated circuit which has a small size and does not consume much power and from which a stable output can be obtained and an optical information transmission system which can transmit optical information at a high speed. CONSTITUTION: An optoelectronic integrated circuit is constituted by providing a plurality of light receiving elements PDij, light receiving element selecting sections 120 and 121 which designate one of the light receiving elements, and an output buffer 130 which outputs the electric signal corresponding to an optical signal arriving at the designated light receiving element and outputs a signal 24 from the light receiving element designated by the selecting sections 120 and 121 in response to an address signal 200 inputted from the outside. An optical information transmission system is provided with a plurality of light connecting nodes and an optical signal transmission line which is exclusively used for transmitting optical signals from the optical signal transmitting section of one light connecting node to the optical information receiving section of another light connecting node. The optoelectronic integrated circuit can be suitably used for the optical information receiving section.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信などで
使用される、光を受信して電気信号に変換する光電子集
積回路、および、これを用いる光情報伝送システムに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optoelectronic integrated circuit used in optical fiber communication or the like for receiving light and converting it into an electric signal, and an optical information transmission system using the optoelectronic integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ通信の発展に伴い、この分野
で使用される光送受信器や光情報伝送網は高速性や小型
化が要求されている。これらの要求を満たすため、受光
素子とトランジスタとを組み合わせた光電子集積回路
や、光電子集積回路と光伝送路網を用いた光情報伝送シ
ステムが、研究・試作されている。
2. Description of the Related Art With the development of optical fiber communication, optical transceivers and optical information transmission networks used in this field are required to have high speed and small size. In order to meet these requirements, an optoelectronic integrated circuit in which a light receiving element and a transistor are combined, and an optical information transmission system using an optoelectronic integrated circuit and an optical transmission line network have been studied and prototyped.

【0003】光電子集積回路として、例えば、「S. Cha
ndrasekhar, etal., IEEE Photon.Technol. Lett., vo
l.3, No.9, 1991, pp.823-825 」や「矢野ら、1991
年電子情報通信学会春季大会、C−179」に示される
ような光電子集積回路が報告されている。
As an optoelectronic integrated circuit, for example, "S. Cha.
ndrasekhar, et al., IEEE Photon.Technol. Lett., vo
l.3, No.9, 1991, pp.823-825 "and" Yano et al., 1991.
The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Spring Meeting, C-179 ”, has been reported.

【0004】図8は、従来の光電子集積回路の回路図で
ある。この図に示される光電子集積回路では、8個のフ
ォトダイオードPD1ないしPD8と、多数のトランジ
スタや抵抗、および、フォトダイオードPD1ないしP
D8それぞれに対応する同数の出力端子OP1ないしO
P8とが、半導体基板上に形成されて、それぞれのフォ
トダイオードPDi(i=1,2,3,..,8)に入射した光の光
量に応じた電気信号を、そのフォトダイオードに対応す
る出力端子OPiから、半導体基板外部に取り出してい
た。そして、この光電子集積回路の出力端子OPiから
出力されたそれぞれの信号を、別に設けたセレクタ回路
に入力して、所望の1つのフォトダイオードが受信した
光信号を選択して取り出していた。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional optoelectronic integrated circuit. In the optoelectronic integrated circuit shown in this figure, eight photodiodes PD1 to PD8, a large number of transistors and resistors, and photodiodes PD1 to P8 are provided.
The same number of output terminals OP1 to O corresponding to each D8
P8 is formed on the semiconductor substrate, and an electric signal corresponding to the light amount of the light incident on each photodiode PDi (i = 1,2,3 ,. It was taken out of the semiconductor substrate from the output terminal OPi. Then, each signal output from the output terminal OPi of this optoelectronic integrated circuit is input to a separately provided selector circuit to select and take out an optical signal received by one desired photodiode.

【0005】又、従来、光情報伝送システムとして、例
えば、「C. Lin, "OptoelectronicTechnology and Ligh
twave Communications Systems", Chap.18, Van Nostra
ndReinhold (1989) 」に示されるような光情報伝送シス
テムがある。
Further, conventionally, as an optical information transmission system, for example, "C. Lin," Optoelectronic Technology and Ligh
twave Communications Systems ", Chap. 18, Van Nostra
ndReinhold (1989) ”.

【0006】図9は、従来の光情報伝送システムの光伝
送路網トポロジである。従来の光情報伝送システムで
は、複数の光接続ノードは、スター状(図9(a))、
バス状(図9(b))またはループ状(図9(c))の
トポロジの光伝送路網で接続されて、1つの光接続ノー
ドから出力された光信号は、この光伝送路網を経由し
て、他の光接続ノードへ伝送される。
FIG. 9 shows an optical transmission line network topology of a conventional optical information transmission system. In the conventional optical information transmission system, the plurality of optical connection nodes are star-shaped (FIG. 9A),
An optical signal output from one optical connection node connected by an optical transmission line network having a bus (FIG. 9 (b)) or loop (FIG. 9 (c)) topology passes through this optical transmission line network. It is transmitted via another optical connection node.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光電子集積
回路では、集積化しようとするフォトダイオードの数が
増加すると、単純にはそのフォトダイオード数に比例し
て半導体基板面積が増加する。しかし、半導体基板上に
形成されるフォトダイオードの個数に応じて、それぞれ
の出力端子からの電気信号を、その半導体基板が実装さ
れているパッケージ外部へ取り出す為のボンディングパ
ッドも増える。これらのボンディングパッドを半導体基
板上の周辺部に配置する必要があるため、実際には、フ
ォトダイオードの集積度は半導体基板上のボンディング
パッドの数に制約されるという問題点がある。更に、ボ
ンディングパッド数が増えると、半導体基板を実装する
パッケージが大きくなり、又、実装不良の割合が増加す
るという問題点もある。
In the above conventional optoelectronic integrated circuit, when the number of photodiodes to be integrated increases, the area of the semiconductor substrate increases simply in proportion to the number of photodiodes. However, depending on the number of photodiodes formed on the semiconductor substrate, the number of bonding pads for taking out the electric signal from each output terminal to the outside of the package on which the semiconductor substrate is mounted increases. Since these bonding pads need to be arranged in the peripheral portion on the semiconductor substrate, there is a problem that the integration degree of the photodiode is actually limited by the number of bonding pads on the semiconductor substrate. Further, as the number of bonding pads increases, the size of the package for mounting the semiconductor substrate increases, and the rate of mounting defects increases.

【0008】又、通常、フォトダイオードから直接出力
される信号は弱いので、増幅回路を設けて増幅する必要
がある。もし、増幅回路を光電子集積回路内に設けると
すれば、それぞれのフォトダイオードに対応して同数の
増幅回路を設ける必要があるため、半導体基板面積は更
に大きくなり、又、消費電力が大きくなるという問題点
がある。一方、増幅回路を光電子集積回路とは別に設け
ると、光電子集積回路から出力されたフォトダイオード
出力が、セレクタ回路を経て増幅回路に到達するまでに
雑音が混入して誤動作やクロストークを招くという問題
点がある。
Further, since the signal directly output from the photodiode is usually weak, it is necessary to provide an amplifier circuit for amplification. If the amplifier circuits are provided in the optoelectronic integrated circuit, it is necessary to provide the same number of amplifier circuits corresponding to the respective photodiodes, which further increases the semiconductor substrate area and power consumption. There is a problem. On the other hand, if the amplifier circuit is provided separately from the optoelectronic integrated circuit, noise may be mixed in the photodiode output from the optoelectronic integrated circuit before it reaches the amplifier circuit via the selector circuit, resulting in malfunction or crosstalk. There is a point.

【0009】従来の光情報伝送システムでは、光伝送路
網に接続される複数の光接続ノードが同時に光信号を伝
送する場合に問題がある。即ち、スター状の光伝送路網
の場合には、第1の光接続ノードから他の第2の光接続
ノードへ光信号を伝送するに際して、これらとは別の第
3の光接続ノードを経由することがある。又、バス状ま
たはループ状の光伝送路網の場合には、1本の光ファイ
バに対して同時に光信号を出力することができる光接続
ノードは唯1つに限られ、その他の光接続ノードは、光
信号が伝送されてくるのを待っている状況であり、処理
が実質的に停止している。従って、複数の光接続ノード
から同時に光信号を出力することはできないので、光情
報伝送速度向上に関して問題がある。
The conventional optical information transmission system has a problem when a plurality of optical connection nodes connected to the optical transmission line network simultaneously transmit optical signals. That is, in the case of a star-shaped optical transmission line network, when transmitting an optical signal from the first optical connection node to another second optical connection node, a third optical connection node other than these is used. I have something to do. In the case of a bus-shaped or loop-shaped optical transmission line network, the number of optical connection nodes that can simultaneously output optical signals to one optical fiber is limited to one, and other optical connection nodes Is a situation where the optical signal is waiting to be transmitted, and the processing is substantially stopped. Therefore, since it is not possible to output optical signals from a plurality of optical connection nodes at the same time, there is a problem in improving the optical information transmission speed.

【0010】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、小型で、消費電力が少なく、安定した
出力を得ることができる光電子集積回路、及び、この光
電子集積回路を用いるのに好適で光情報伝送を高速に行
うことができる光情報伝送システムを提供することを目
的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and is a small-sized optoelectronic integrated circuit which consumes less power and can obtain a stable output, and uses this optoelectronic integrated circuit. It is an object of the present invention to provide an optical information transmission system which is suitable for and can perform optical information transmission at high speed.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光電子集積
回路は、(1)入射する光の光量を光量に応じた電気信
号に変換する光電変換素子と、受光素子選択信号に応じ
て電気信号を出力制御するスイッチ素子と、をそれぞれ
備える複数の受光素子と、(2)アドレス信号を入力
し、アドレス信号に応じて複数の受光素子の内の何れか
の受光素子を指示する受光素子選択信号を出力する受光
素子選択部と、(3)受光素子選択信号によって指示さ
れた受光素子から出力される電気信号を入力して、電気
信号に応じた出力信号を出力する出力部と、を備えて、
半導体基板上にモノリシックに形成されることを特徴と
する。
An optoelectronic integrated circuit according to the present invention comprises: (1) a photoelectric conversion element for converting the quantity of incident light into an electric signal according to the quantity of light; and an electric signal according to a light receiving element selection signal. A plurality of light receiving elements each including a switch element for controlling the output of the light receiving element, and (2) a light receiving element selection signal for inputting an address signal and designating any one of the plurality of light receiving elements according to the address signal. And (3) an output unit for receiving an electric signal output from the light receiving element designated by the light receiving element selection signal and outputting an output signal according to the electric signal. ,
It is characterized in that it is monolithically formed on a semiconductor substrate.

【0012】光電変換素子は、フォトダイオードであ
り、スイッチ素子は、エミッタ端子がフォトダイオード
のカソード端子に接続するnpn型バイポーラトランジ
スタであり、出力部は、受光素子選択信号によって指定
された受光素子のnpn型バイポーラトランジスタのコ
レクタ端子に流れる電流信号を入力して電流信号に応じ
た電圧信号に変換して出力する、こととしてもよい。こ
の時、受光素子選択信号は、npn型バイポーラトラン
ジスタのベース端子に入力してもよいし、フォトダイオ
ードのアノード端子に入力してもよい。
The photoelectric conversion element is a photodiode, the switch element is an npn-type bipolar transistor whose emitter terminal is connected to the cathode terminal of the photodiode, and the output section is the light receiving element designated by the light receiving element selection signal. A current signal flowing through the collector terminal of the npn-type bipolar transistor may be input, converted into a voltage signal corresponding to the current signal, and output. At this time, the light receiving element selection signal may be input to the base terminal of the npn bipolar transistor or the anode terminal of the photodiode.

【0013】光電変換素子は、フォトダイオードであ
り、スイッチ素子は、エミッタ端子がフォトダイオード
のアノード端子に接続するpnp型バイポーラトランジ
スタであり、出力部は、受光素子選択信号によって指定
された受光素子のpnp型バイポーラトランジスタのコ
レクタ端子に流れる電流信号を入力して電流信号に応じ
た電圧信号に変換して出力する、こととしてもよい。こ
の時、受光素子選択信号は、pnp型バイポーラトラン
ジスタのベース端子に入力してもよいし、フォトダイオ
ードのカソード端子に入力してもよい。
The photoelectric conversion element is a photodiode, the switch element is a pnp-type bipolar transistor whose emitter terminal is connected to the anode terminal of the photodiode, and the output section is the light receiving element designated by the light receiving element selection signal. The current signal flowing to the collector terminal of the pnp bipolar transistor may be input, converted into a voltage signal corresponding to the current signal, and output. At this time, the light receiving element selection signal may be input to the base terminal of the pnp bipolar transistor or the cathode terminal of the photodiode.

【0014】フォトダイオードはpin型フォトダイオ
ードであるのが好ましい。複数の受光素子は半導体基板
上に2次元状に配列されるのが好ましい。半導体基板は
InPであるのが好ましい。
The photodiode is preferably a pin type photodiode. It is preferable that the plurality of light receiving elements are two-dimensionally arranged on the semiconductor substrate. The semiconductor substrate is preferably InP.

【0015】本発明に係る光情報伝送システムは、第1
の数の光接続ノードの間で光伝送路網を介して光情報を
送受信する光情報伝送システムであって、光接続ノード
は、(1)自己以外の光接続ノードにそれぞれ送信する
情報信号を出力する情報信号部と、(2)情報信号をそ
れぞれ入力し、それぞれで特定された他の光接続ノード
へ向けて送信する光信号を発生する第2の数の発光素子
と、(3)入射する光の光量を光量に応じた電気信号に
変換する光電変換素子と、受光素子選択信号に応じて電
気信号を出力制御するスイッチ素子と、をそれぞれ備
え、それぞれ特定された自己以外の光接続ノードから到
達する信号を受信する第3の数の受光素子と、(4)第
3の数の受光素子の内の光信号が到達している受光素子
を検索して、当該受光素子を示すアドレス信号を生成す
る受光素子検索部と、(5)アドレス信号を入力し、ア
ドレス信号に応じて第3の受光素子の内の何れかの受光
素子を指示する受光素子選択信号を出力する受光素子選
択部と、(6)受光素子選択信号によって指示された受
光素子から出力される電気信号を入力して、電気信号に
応じた出力信号を出力する出力部と、を備え、光伝送路
網は、全ての光接続ノードにおける第2の数の発光素子
のそれぞれから出力された光信号を、それぞれの発光素
子ごとに1対1に特定される光接続ノードの受光素子に
伝送する光伝送路を備える、ことを特徴とする。
The optical information transmission system according to the present invention is the first
Is an optical information transmission system for transmitting and receiving optical information between a number of optical connection nodes via an optical transmission line network, wherein the optical connection node includes (1) information signals to be transmitted to optical connection nodes other than itself. An information signal section to be output, (2) a second number of light emitting elements which respectively input the information signal and generate an optical signal to be transmitted to another optical connection node specified by each, (3) incidence A photoelectric conversion element for converting the amount of light to be converted into an electric signal according to the amount of light, and a switch element for controlling the output of the electric signal according to the light receiving element selection signal, respectively. From the third number of light-receiving elements that receive the signal that arrives from (4) the light-receiving element of the third number of light-receiving elements to which the optical signal has arrived, and an address signal that indicates the light-receiving element. And a light receiving element search unit that generates (5) A light receiving element selection unit that inputs an address signal and outputs a light receiving element selection signal that indicates any one of the third light receiving elements according to the address signal, and (6) a light receiving element selection signal And an output unit for receiving an electric signal output from the light receiving element instructed by and outputting an output signal according to the electric signal. The optical transmission line network has a second number in all optical connection nodes. The optical transmission path for transmitting the optical signal output from each of the light emitting elements to the light receiving element of the optical connection node specified for each light emitting element on a one-to-one basis.

【0016】第2の数の発光素子はアレイ状に配置され
たLEDまたはレーザダイオードであってもよい。
The second number of light emitting elements may be LEDs or laser diodes arranged in an array.

【0017】第3の数の受光素子は、アレイ状に配置さ
れたフォトダイオードであってもよいし、半導体基板上
にアレイ状に形成されたフォトダイオードであってもよ
い。
The third number of light receiving elements may be photodiodes arranged in an array or photodiodes formed in an array on a semiconductor substrate.

【0018】光伝送路は、光信号を入力する入力端が、
特定された発光素子の発光面に対面して配置された光フ
ァイバの入射端面であってもよいし、光信号を出力する
出力端が、特定された受光素子の受光面に対面して配置
された光ファイバの出射端面であってもよい。
The optical transmission line has an input end for inputting an optical signal,
It may be the incident end face of the optical fiber arranged facing the light emitting surface of the specified light emitting element, or the output end for outputting an optical signal is arranged facing the light receiving surface of the specified light receiving element. It may be the emitting end face of the optical fiber.

【0019】第2の数は第1の数よりも1少ない数であ
ってもよいし、第3の数は第1の数よりも1少ない数で
あってもよい。
The second number may be one less than the first number, and the third number may be one less than the first number.

【0020】光伝送路網は、全ての光接続ノードにお
ける第2の数の発光素子ごとに特定される光入力端子
と、全ての光接続ノードにおける第3の数の受光素子
ごとに特定される光出力端子と、全ての光接続ノード
における第2の数の発光素子ごとに特定される光入力端
子に入力した光信号を、自己以外の光接続ノードにおけ
る第3の数の受光素子ごとに特定される光出力端子へ伝
送する中継用光伝送路と、を備える接続ボックスと、全
ての光接続ノードにおける第2の数の発光素子から出力
された光信号を接続ボックスの特定された光入力端子へ
伝送する送信用光伝送路と、全ての光接続ノードにおけ
る第3の数の受光素子へ接続ボックスの特定された光出
力端子に入力した光信号を伝送する受信用光伝送路と、
を備えるものであってもよい。
The optical transmission line network is specified for each of the second number of light emitting elements in all the optical connection nodes and for each of the third number of light receiving elements in all the optical connection nodes. The optical signal input to the optical output terminal and the optical input terminal that is specified for each of the second number of light emitting elements in all the optical connection nodes is specified for each of the third number of light receiving elements in the optical connection nodes other than itself. Connected optical transmission line for transmitting to the optical output terminal, and optical signals output from the second number of light emitting elements in all optical connection nodes are specified optical input terminals of the connection box. An optical transmission line for transmission to transmit to the optical transmission line, and an optical transmission line for reception to transmit the optical signal input to the specified optical output terminal of the connection box to the third number of light receiving elements in all the optical connection nodes,
May be provided.

【0021】送信用光伝送路はアレイファイバであって
もよいし、受信用光伝送路はアレイファイバであっても
よい。
The transmission optical transmission line may be an array fiber, and the reception optical transmission line may be an array fiber.

【0022】[0022]

【作用】本発明に係る光電子集積回路は上述のように構
成されるので以下のように作用する。
Since the optoelectronic integrated circuit according to the present invention is constructed as described above, it operates as follows.

【0023】受光素子選択部にアドレス信号が入力され
ると、そのアドレス信号に応じた受光素子選択信号が出
力される。この受光素子選択信号は、複数の受光素子の
内の何れかの受光素子を指示する。受光素子選択信号に
より指定された受光素子では、スイッチ素子がオン状態
となり、光電変換素子に入射して光電変換された電気信
号は、受光素子から出力される。それ以外の受光素子で
は、スイッチ素子がオフ状態となり、光電変換素子に入
射して光電変換された電気信号は、受光素子から出力さ
れない。これによって、アドレス信号に応じた受光素子
選択信号によって選択された受光素子からのみ電気信号
が出力され、その電気信号は、出力部に入力し、その電
気信号に応じた出力信号に変換されて出力される。
When an address signal is input to the light receiving element selection section, a light receiving element selection signal corresponding to the address signal is output. The light receiving element selection signal indicates any one of the plurality of light receiving elements. In the light receiving element designated by the light receiving element selection signal, the switch element is turned on, and the electric signal incident on the photoelectric conversion element and photoelectrically converted is output from the light receiving element. In the other light receiving elements, the switch element is turned off, and the electric signal incident on the photoelectric conversion element and photoelectrically converted is not output from the light receiving element. As a result, an electric signal is output only from the light receiving element selected by the light receiving element selection signal corresponding to the address signal, and the electric signal is input to the output unit, converted into an output signal corresponding to the electric signal, and output. To be done.

【0024】光電変換素子がフォトダイオードであり、
スイッチ素子が、エミッタ端子がフォトダイオードのカ
ソード端子に接続するnpn型バイポーラトランジスタ
である場合には、npn型バイポーラトランジスタのベ
ース端子またはフォトダイオードのアノード端子に入力
される受光素子選択信号によって、フォトダイオードで
光電変換された電気信号が、npn型バイポーラトラン
ジスタのコレクタ端子に電流信号として出力されるのが
制御される。このコレクタ端子に出力される電流信号
は、出力部に入力されて、電圧信号に変換されて出力さ
れる。
The photoelectric conversion element is a photodiode,
When the switch element is an npn-type bipolar transistor whose emitter terminal is connected to the cathode terminal of the photodiode, the photodiode is selected according to the light-receiving element selection signal input to the base terminal of the npn-type bipolar transistor or the anode terminal of the photodiode. It is controlled that the electric signal photoelectrically converted by is output as a current signal to the collector terminal of the npn-type bipolar transistor. The current signal output to the collector terminal is input to the output section, converted into a voltage signal, and output.

【0025】光電変換素子がフォトダイオードであり、
スイッチ素子が、エミッタ端子がフォトダイオードのア
ノード端子に接続するpnp型バイポーラトランジスタ
である場合には、pnp型バイポーラトランジスタのベ
ース端子またはフォトダイオードのカソード端子に入力
される受光素子選択信号によって、フォトダイオードで
光電変換された電気信号が、pnp型バイポーラトラン
ジスタのコレクタ端子に電流信号として出力されるのが
制御される。このコレクタ端子に出力される電流信号
は、出力部に入力されて、電圧信号に変換されて出力さ
れる。
The photoelectric conversion element is a photodiode,
When the switch element is a pnp-type bipolar transistor whose emitter terminal is connected to the anode terminal of the photodiode, the photodiode is selected by a light-receiving element selection signal input to the base terminal of the pnp-type bipolar transistor or the cathode terminal of the photodiode. It is controlled that the electric signal photoelectrically converted by is output as a current signal to the collector terminal of the pnp bipolar transistor. The current signal output to the collector terminal is input to the output section, converted into a voltage signal, and output.

【0026】フォトダイオードがpin型フォトダイオ
ードである場合には、低い動作電圧で動作し、半導体基
板上に集積化するに好適である。複数の受光素子が半導
体基板上に2次元状に配列される場合には、光伝送路と
受光素子との位置調整を容易に行える。半導体基板がI
nPである場合には、その基板上に形成されるフォトダ
イオードは、広い波長帯域の光信号を受信し得る。
When the photodiode is a pin photodiode, it operates at a low operating voltage and is suitable for integration on a semiconductor substrate. When the plurality of light receiving elements are two-dimensionally arranged on the semiconductor substrate, the positions of the optical transmission line and the light receiving elements can be easily adjusted. The semiconductor substrate is I
In the case of nP, the photodiode formed on the substrate can receive an optical signal in a wide wavelength band.

【0027】又、本発明に係る光情報伝送システムは上
述のように構成されるので以下のように作用する。
Since the optical information transmission system according to the present invention is constructed as described above, it operates as follows.

【0028】第1の数の光接続ノードそれぞれにおい
て、自己以外の光接続ノードにそれぞれ送信される情報
信号は、情報信号部から出力されて、第2の数の発光素
子に入力される。光信号は、その情報信号に応じて発光
素子から出力され、その発光素子ごとに特定された光伝
送路を介して、発光素子ごとに特定された光接続ノード
の受光素子へ伝送される。その光信号が到達した光接続
ノードにおいて、受光素子検索部により、第3の数の受
光素子の内、光信号が到達している受光素子が検索さ
れ、光信号が到達している受光素子を示すアドレス信号
が生成される。このアドレス信号は、受光素子選択部に
入力され、そのアドレス信号に応じた受光素子選択信号
が生成される。この受光素子選択信号は、複数の受光素
子の内の何れかの受光素子を指示する。受光素子選択信
号により指定された受光素子では、スイッチ素子がオン
状態となり、光電変換素子に入射して光電変換された電
気信号は、受光素子から出力される。それ以外の受光素
子では、スイッチ素子がオフ状態となり、光電変換素子
に入射して光電変換された電気信号は、受光素子から出
力されない。これによって、アドレス信号に応じた受光
素子選択信号によって選択された受光素子からのみ電気
信号が出力され、その電気信号は、出力部に入力し、そ
の電気信号に応じた出力信号に変換されて出力される。
In each of the first number of optical connection nodes, the information signal transmitted to each of the optical connection nodes other than itself is output from the information signal section and input to the second number of light emitting elements. The optical signal is output from the light emitting element according to the information signal, and is transmitted to the light receiving element of the optical connection node specified for each light emitting element through the optical transmission path specified for each light emitting element. At the optical connection node to which the optical signal has arrived, the light receiving element search unit searches the light receiving elements to which the optical signal has reached among the third number of light receiving elements, and detects the light receiving element to which the optical signal has reached. An address signal indicating is generated. This address signal is input to the light receiving element selection section, and a light receiving element selection signal corresponding to the address signal is generated. The light receiving element selection signal indicates any one of the plurality of light receiving elements. In the light receiving element designated by the light receiving element selection signal, the switch element is turned on, and the electric signal incident on the photoelectric conversion element and photoelectrically converted is output from the light receiving element. In the other light receiving elements, the switch element is turned off, and the electric signal incident on the photoelectric conversion element and photoelectrically converted is not output from the light receiving element. As a result, an electric signal is output only from the light receiving element selected by the light receiving element selection signal corresponding to the address signal, and the electric signal is input to the output unit, converted into an output signal corresponding to the electric signal, and output. To be done.

【0029】第2の数の発光素子がアレイ状に配置され
たLEDまたはレーザダイオードである場合、光信号
は、これらLEDまたはレーザダイオードから出力され
る。第3の数の受光素子がアレイ状に配置されたフォト
ダイオードである場合、または、第3の数の受光素子が
半導体基板上にアレイ状に形成されたフォトダイオード
である場合には、光信号は、これらフォトダイオードで
受光される。そして、これらの場合、光接続ノードは小
型化される。
When the second number of light emitting elements are LEDs or laser diodes arranged in an array, an optical signal is output from these LEDs or laser diodes. When the third number of light receiving elements is a photodiode arranged in an array, or when the third number of light receiving elements is a photodiode formed in an array on a semiconductor substrate, an optical signal Are received by these photodiodes. Then, in these cases, the optical connection node is downsized.

【0030】光伝送路へ光信号を入力する入力端が、特
定された発光素子の発光面に対面して配置された光ファ
イバの入射端面である場合には、その発光面から出力し
た光信号は、その対面する位置にある光ファイバの入射
端面に入射する。光伝送路から光信号を出力する出力端
が、特定された受光素子の受光面に対面して配置された
光ファイバの出射端面である場合には、その光ファイバ
の出射端面から出力した光信号は、その対面する位置に
ある受光素子の受光面に到達し受光される。
When the input end for inputting the optical signal to the optical transmission line is the incident end face of the optical fiber arranged facing the light emitting surface of the specified light emitting element, the optical signal output from the light emitting surface. Is incident on the incident end face of the optical fiber at the position where it faces. If the output end that outputs the optical signal from the optical transmission line is the output end face of the optical fiber that is arranged facing the light receiving surface of the specified light receiving element, the optical signal output from the output end face of the optical fiber Reaches the light-receiving surface of the light-receiving element at the position where it faces and is received.

【0031】第2の数が第1の数よりも1少ない数であ
る場合には、光接続ノードの発光素子それぞれは自己以
外の光接続ノードに無駄なく1対1に対応する。第3の
数が第1の数よりも1少ない数である場合には、光接続
ノードの受光素子それぞれは自己以外の光接続ノードに
無駄なく1対1に対応する。
When the second number is smaller than the first number by one, the light emitting elements of the optical connection nodes correspond to the optical connection nodes other than their own one to one without waste. When the third number is one less than the first number, each of the light receiving elements of the optical connection node corresponds to the optical connection nodes other than its own one to one without waste.

【0032】光伝送路網が接続ボックスと送信用光伝送
路と受信用光伝送路とを備える場合には、発光素子から
出力された光信号は、その発光素子に特定された送信用
光伝送路を伝送され、その発光素子に特定された接続ボ
ックスの光入力端子に到達する。さらに、その光信号
は、その発光素子に特定された接続ボックスの中継用光
伝送路を伝送され、その発光素子に特定された接続ボッ
クスの光出力端子に到達する。そして、その光信号は、
その発光素子に特定された受信用光伝送路を伝送され、
その発光素子に特定された他の光接続ノードの受光素子
に到達し、その受光素子で受信される。
When the optical transmission line network includes a connection box, a transmission optical transmission line, and a reception optical transmission line, the optical signal output from the light emitting element is the transmission optical transmission specified by the light emitting element. The light is transmitted through the path and reaches the optical input terminal of the connection box specified for the light emitting element. Further, the optical signal is transmitted through the relay optical transmission line of the connection box specified by the light emitting element and reaches the optical output terminal of the connection box specified by the light emitting element. And the optical signal is
Transmitted through the receiving optical transmission line specified for the light emitting element,
The light reaches the light receiving element of another optical connection node specified by the light emitting element, and is received by the light receiving element.

【0033】送信用光伝送路がアレイファイバである場
合には、光接続ノードの発光素子から出力された光信号
はこのアレイファイバを経由して接続ボックスの光入力
端子へ伝送される。受信用光伝送路がアレイファイバで
ある場合には、接続ボックスの光出力端子から出力され
た光信号はこのアレイファイバを経由して光接続ノード
の受光素子へ伝送される。
When the transmission optical transmission line is an array fiber, the optical signal output from the light emitting element of the optical connection node is transmitted to the optical input terminal of the connection box via the array fiber. When the receiving optical transmission line is an array fiber, the optical signal output from the optical output terminal of the connection box is transmitted to the light receiving element of the optical connection node via the array fiber.

【0034】[0034]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。尚、図面の説明において同一の要素に
は同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0035】(第1の実施例)先ず、第1の実施例につ
いて説明する。本実施例は、外部から与えられるアドレ
ス信号に応じて複数の受光素子から1つの受光素子が選
択されて、その1つの受光素子から出力される信号を外
部に出力する光電子集積回路である。図1は、第1の実
施例に係る光電子集積回路の構成図である。
(First Embodiment) First, the first embodiment will be described. This embodiment is an optoelectronic integrated circuit in which one light receiving element is selected from a plurality of light receiving elements according to an address signal given from the outside, and the signal output from the one light receiving element is output to the outside. FIG. 1 is a configuration diagram of an optoelectronic integrated circuit according to the first embodiment.

【0036】本実施例に係る光電子集積回路は、(1)
半導体基板100上に2次元状に形成された複数の受光
素子からなる受光部110と、(2)外部から入力され
るアドレス信号200の値に応じて受光部110内の複
数の受光素子の内の1つの受光素子を指示する受光素子
選択信号を出力する受光素子選択部120および121
と、(3)受光素子選択部120および121から出力
された受光素子選択信号で指示された受光素子からの出
力を増幅して半導体基板100外部に向けて出力する出
力バッファ130と、を備える。
The optoelectronic integrated circuit according to this embodiment has (1)
A light receiving section 110 formed of a plurality of light receiving elements formed two-dimensionally on the semiconductor substrate 100, and (2) a plurality of light receiving elements in the light receiving section 110 according to the value of an address signal 200 input from the outside. Light receiving element selection units 120 and 121 for outputting a light receiving element selection signal indicating one light receiving element
And (3) an output buffer 130 that amplifies the output from the light receiving element designated by the light receiving element selection signals output from the light receiving element selection units 120 and 121 and outputs the amplified output to the outside of the semiconductor substrate 100.

【0037】半導体基板100は、この光電子集積回路
が受光すべき光の波長に対して感度よい受光素子を形成
することができる材料であることが好ましい。一般に光
ファイバ通信には、GaAs基板上に形成され0.8μ
mないし1.0μm帯の波長の光を出力する発光素子、
或いは、InP基板上に形成され1.3μmないし1.
55μm帯の波長の光を出力する発光素子が使用され
る。これらの波長帯域の光を効率よく受光する受光素子
を形成するために、半導体基板100は、InPを用い
るのが好ましい。
The semiconductor substrate 100 is preferably made of a material capable of forming a light receiving element sensitive to the wavelength of light to be received by this optoelectronic integrated circuit. Generally, for optical fiber communication, 0.8μ is formed on the GaAs substrate.
a light emitting element that outputs light with a wavelength of m to 1.0 μm band,
Alternatively, it is formed on the InP substrate and has a thickness of 1.3 μm to 1.
A light emitting element that outputs light having a wavelength of 55 μm band is used. InP is preferably used for the semiconductor substrate 100 in order to form a light receiving element that efficiently receives light in these wavelength bands.

【0038】受光部110は、半導体基板100上に2
次元状に複数の受光素子が形成されてなる。受光素子
は、入射した信号光の光量に応じた電気信号に変換する
光電変換素子と、その電気信号を出力制御するスイッチ
素子とからなる。光電変換素子として例えばフォトダイ
オードが形成される。スイッチ素子として例えばトラン
ジスタが形成される。本実施例の説明においては、受光
部110は、64(=8×8)個の受光素子PDij
(i,j=0,1,2,..,7)が2次元状に配置されているとす
る。尚、受光部110において第 (i+1)行第 (j+1)列
(i,j=0,1,2,..,7)にある受光素子を符号PDijで表
す。
The light receiving section 110 is provided on the semiconductor substrate 100.
A plurality of light receiving elements are formed in a dimension. The light receiving element includes a photoelectric conversion element that converts an electric signal according to the amount of incident signal light and a switch element that controls the output of the electric signal. For example, a photodiode is formed as the photoelectric conversion element. For example, a transistor is formed as the switch element. In the description of the present embodiment, the light receiving unit 110 includes 64 (= 8 × 8) light receiving elements PDij.
(I, j = 0,1,2, .., 7) are two-dimensionally arranged. The light receiving element in the (i + 1) th row and the (j + 1) th column (i, j = 0,1,2, ..., 7) of the light receiving unit 110 is denoted by reference symbol PDij.

【0039】受光素子選択部120と121は、半導体
基板100外部から入力されたアドレス信号200を入
力し、そのアドレス信号200の値に応じて、受光部1
10内の64個の受光素子PDij(i,j=0,1,2,..,7)
の内から1つの受光素子PDmnを指示する受光素子選
択信号を出力する。受光素子の個数が64個である場合
には、アドレス信号200の値は6ビット(=log2
64)でよい。
The light receiving element selection sections 120 and 121 receive the address signal 200 input from the outside of the semiconductor substrate 100, and the light receiving section 1 according to the value of the address signal 200.
64 light receiving elements PDij (i, j = 0,1,2, .., 7) in 10
Among them, a light receiving element selection signal for instructing one light receiving element PDmn is output. When the number of light receiving elements is 64, the value of the address signal 200 is 6 bits (= log 2
64).

【0040】例えば、受光素子選択部120は、6ビッ
トのアドレス信号200の値の内の上位3ビット信号2
10の値を入力して、指定されるべき受光素子の行位置
mを指定する行選択信号220を出力する。受光素子選
択部121は、6ビットのアドレス信号200の値の内
の下位3ビット信号211の値を入力して、指定される
べき受光素子の列位置nを指定する列選択信号221を
出力する。受光素子選択部120から出力された行選択
信号220の値と受光素子選択部121から出力された
列選択信号221の値とから、受光部110から1つの
受光素子PDmnが指定される。
For example, the light receiving element selection unit 120 uses the higher 3 bit signal 2 of the value of the 6 bit address signal 200.
A value of 10 is input and a row selection signal 220 designating the row position m of the light receiving element to be designated is output. The light-receiving element selection unit 121 inputs the value of the lower 3-bit signal 211 of the value of the 6-bit address signal 200, and outputs a column selection signal 221 designating the column position n of the light-receiving element to be designated. . One light receiving element PDmn is designated by the light receiving unit 110 based on the value of the row selection signal 220 output from the light receiving element selection unit 120 and the value of the column selection signal 221 output from the light receiving element selection unit 121.

【0041】出力バッファ130は、受光素子選択部1
20および121で指定された1つの受光素子PDmn
からの出力230を増幅して、半導体基板100外部に
向けて出力信号240を出力する。
The output buffer 130 is the light receiving element selection unit 1
One light receiving element PDmn designated by 20 and 121
Output 230 is amplified and an output signal 240 is output to the outside of the semiconductor substrate 100.

【0042】次に、1つの受光素子の構成について説明
する。図2は、1つの受光素子の回路図である。
Next, the structure of one light receiving element will be described. FIG. 2 is a circuit diagram of one light receiving element.

【0043】受光素子は、光電変換素子であるpin型
フォトダイオードと、スイッチ素子であるバイポーラト
ランジスタとを含んで構成される。pin型フォトダイ
オードは、アバランシュフォトダイオードが要求するよ
うな高い動作電圧が必要でなく、集積化に好適である。
バイポーラトランジスタは、電界効果型トランジスタに
比べてしきい値電圧が一定であって、比較器機能を実現
するのに好適である。
The light receiving element includes a pin type photodiode which is a photoelectric conversion element and a bipolar transistor which is a switching element. The pin photodiode does not require a high operating voltage required by the avalanche photodiode and is suitable for integration.
The bipolar transistor has a constant threshold voltage as compared with a field effect transistor, and is suitable for realizing a comparator function.

【0044】図2(a)に示した受光素子は、pin型
フォトダイオード300とnpn型バイポーラトランジ
スタ310とから構成され、pin型フォトダイオード
300のカソード端子300cとnpn型バイポーラト
ランジスタ310のエミッタ端子310eとが接続され
る。
The light receiving element shown in FIG. 2A is composed of a pin type photodiode 300 and an npn type bipolar transistor 310, and a cathode terminal 300c of the pin type photodiode 300 and an emitter terminal 310e of the npn type bipolar transistor 310. And are connected.

【0045】このような受光素子が、光電子集積回路の
受光部110に2次元状に配置される。全ての受光素子
のnpn型バイポーラトランジスタのコレクタ端子が共
通にされて、出力バッファ130の入力端に接続され
る。或いは、全ての受光素子のpin型フォトトランジ
スタのアノード端子が共通にされて、出力バッファ13
0の入力端に接続されてもよい。
Such a light receiving element is two-dimensionally arranged in the light receiving portion 110 of the optoelectronic integrated circuit. The collector terminals of the npn-type bipolar transistors of all the light receiving elements are made common and connected to the input end of the output buffer 130. Alternatively, the anode terminals of the pin type phototransistors of all the light receiving elements are made common and the output buffer 13
It may be connected to the input terminal of 0.

【0046】この受光素子が受光素子選択部120およ
び121で指定されている時には、npn型バイポーラ
トランジスタ310のコレクタ端子310cの電位およ
びベース端子310bの電位は、pin型フォトダイオ
ード300のアノード端子300aの電位よりも高電位
に設定される。指定されていない時には、npn型バイ
ポーラトランジスタ310のコレクタ端子310cの電
位またはベース端子310bの電位は、pin型フォト
ダイオード300のアノード端子300aの電位よりも
低電位に設定される。
When this light receiving element is designated by the light receiving element selecting sections 120 and 121, the potentials of the collector terminal 310c and the base terminal 310b of the npn bipolar transistor 310 are the same as those of the anode terminal 300a of the pin type photodiode 300. The potential is set higher than the potential. When not specified, the potential of the collector terminal 310c of the npn type bipolar transistor 310 or the potential of the base terminal 310b is set to be lower than the potential of the anode terminal 300a of the pin type photodiode 300.

【0047】そして、受光素子が受光素子選択部120
および121で指定されている時には、npn型バイポ
ーラトランジスタ310のコレクタ端子310cとpi
n型フォトダイオード300のアノード端子300aと
の間に流れる電流信号は、出力バッファ130に入力
し、出力バッファ130で増幅され電圧信号に変換され
る。
The light receiving element is the light receiving element selection section 120.
And 121, the collector terminals 310c and pi of the npn-type bipolar transistor 310
The current signal flowing between the n-type photodiode 300 and the anode terminal 300a is input to the output buffer 130, amplified by the output buffer 130, and converted into a voltage signal.

【0048】例えば、npn型バイポーラトランジスタ
310のコレクタ端子310cには常に1Vが印加され
ている。そして、この受光素子が受光素子選択部120
および121で指定されている時には、npn型バイポ
ーラトランジスタ310のベース端子310bには0V
が、pin型フォトダイオード300のアノード端子3
00aには−2Vが、印加される。指定されていない時
には、npn型バイポーラトランジスタ310のベース
端子310bには−4Vが、pin型フォトダイオード
300のアノード端子300aには−2Vが、印加され
る。又、指定されていない時には、npn型バイポーラ
トランジスタ310のベース端子310bには0Vが、
pin型フォトダイオード300のアノード端子300
aには2Vが、印加されてもよい。
For example, 1V is always applied to the collector terminal 310c of the npn bipolar transistor 310. This light receiving element is the light receiving element selection unit 120.
And 121, 0V is applied to the base terminal 310b of the npn bipolar transistor 310.
Is the anode terminal 3 of the pin type photodiode 300.
A voltage of -2 V is applied to 00a. When not specified, -4V is applied to the base terminal 310b of the npn bipolar transistor 310 and -2V is applied to the anode terminal 300a of the pin photodiode 300. When not specified, 0V is applied to the base terminal 310b of the npn bipolar transistor 310,
Anode terminal 300 of pin type photodiode 300
2V may be applied to a.

【0049】このように、受光素子選択部120から出
力される行選択信号220および受光素子選択部121
から出力される列選択信号221に応じて、npn型バ
イポーラトランジスタ310のコレクタ端子310cと
ベース端子310bおよびpin型フォトダイオード3
00のアノード端子300aの各電位を設定すれば、受
光素子選択部120および121で指定されている受光
素子PDmnについては、pin型フォトダイオード3
00には逆バイアス電圧が印加され、且つ、npn型バ
イポーラトランジスタ310のコレクタ端子310cと
エミッタ端子310eとの間は低抵抗状態になるので、
pin型フォトダイオード300が受光した光の光量に
応じて発生した電流が、npn型バイポーラトランジス
タ310のコレクタ端子310cとpin型フォトダイ
オード300のアノード端子300aとの間に流れる。
それ以外の受光素子については、pin型フォトダイオ
ード300には順バイアス電圧が印加されるので、pi
n型フォトダイオード300に入射した光の光量に応じ
た電流が、npn型バイポーラトランジスタ310のコ
レクタ端子310cとpin型フォトダイオード300
のアノード端子300aとの間には流れることはない。
従って、出力バッファ130には、受光素子選択部12
0および121で指定された受光素子PDmnのpin
型フォトダイオードが受光した光信号に応じて発生した
電流信号230のみが入力される。
In this way, the row selection signal 220 and the light receiving element selecting section 121 output from the light receiving element selecting section 120.
In response to a column selection signal 221 output from the npn-type bipolar transistor 310, the collector terminal 310c and the base terminal 310b of the npn-type bipolar transistor 310 and the pin-type photodiode 3
If the respective potentials of the anode terminal 300a of 00 are set, for the light receiving elements PDmn designated by the light receiving element selection units 120 and 121, the pin type photodiode 3 is selected.
A reverse bias voltage is applied to 00, and a low resistance state exists between the collector terminal 310c and the emitter terminal 310e of the npn-type bipolar transistor 310.
A current generated according to the amount of light received by the pin photodiode 300 flows between the collector terminal 310c of the npn bipolar transistor 310 and the anode terminal 300a of the pin photodiode 300.
For other light receiving elements, a forward bias voltage is applied to the pin type photodiode 300.
A current corresponding to the amount of light incident on the n-type photodiode 300 is applied to the collector terminal 310c of the npn-type bipolar transistor 310 and the pin-type photodiode 300.
Does not flow to the anode terminal 300a.
Therefore, the output buffer 130 includes the light receiving element selection unit 12
Pin of the light receiving element PDmn designated by 0 and 121
Only the current signal 230 generated according to the optical signal received by the photodiode is input.

【0050】図2(b)に示した受光素子は、pin型
フォトダイオード320とpnp型バイポーラトランジ
スタ330とから構成され、pin型フォトダイオード
320のアノード端子320aとpnp型バイポーラト
ランジスタ330のエミッタ端子330eとが接続され
る。
The light receiving element shown in FIG. 2B is composed of a pin photodiode 320 and a pnp bipolar transistor 330, and an anode terminal 320a of the pin photodiode 320 and an emitter terminal 330e of the pnp bipolar transistor 330. And are connected.

【0051】この場合も、図2(a)の場合と同様に、
pin型フォトトランジスタ320のカソード端子32
0cの電位に対して、pnp型バイポーラトランジスタ
330のコレクタ端子330cおよびベース端子330
bの電位を適切に設定することにより、この受光素子が
受光素子選択部120および121で指定されている時
にのみ、pin型フォトダイオード320が受光した光
の光量に応じて発生した電流が、pnp型バイポーラト
ランジスタ330のコレクタ端子330cとpin型フ
ォトダイオード320のカソード端子320cとの間に
流れる。
Also in this case, as in the case of FIG.
Cathode terminal 32 of pin type phototransistor 320
With respect to the potential of 0c, the collector terminal 330c and the base terminal 330 of the pnp bipolar transistor 330.
By appropriately setting the potential of b, the current generated according to the light amount of the light received by the pin photodiode 320 is pnp only when this light receiving element is designated by the light receiving element selection units 120 and 121. Flows between the collector terminal 330c of the bipolar transistor 330 and the cathode terminal 320c of the pin photodiode 320.

【0052】以上のように構成すれば、受光素子PDi
j(i,j=0,1,2,..,7)の内から受光素子選択部120お
よび121によって指定された1つの受光素子PDmn
に到達した光信号に応じて発生した電流信号は、出力バ
ッファ130に入力して、出力バッファ130において
電圧信号に変換されて、出力信号240として光電子集
積回路から取り出される。従って、出力信号240を取
り出すのに必要な端子数は1つでよいので、光電子集積
回路の半導体基板のサイズやパッケージは小さい。又、
出力バッファを1つだけ備えればよいので、消費電力は
少ない。
With the above arrangement, the light receiving element PDi
One light receiving element PDmn designated by the light receiving element selection units 120 and 121 from among j (i, j = 0,1,2, .., 7)
The current signal generated in accordance with the optical signal that has reached is input to the output buffer 130, converted into a voltage signal in the output buffer 130, and taken out as an output signal 240 from the optoelectronic integrated circuit. Therefore, since the number of terminals required to take out the output signal 240 is only one, the size and package of the semiconductor substrate of the optoelectronic integrated circuit are small. or,
Since only one output buffer needs to be provided, power consumption is low.

【0053】本実施例に係る光電子集積回路は以上のよ
うに構成されるので以下のように作用する。
Since the optoelectronic integrated circuit according to this embodiment is configured as described above, it operates as follows.

【0054】例えば、半導体基板100外部から入力さ
れたアドレス信号200の値が2進表記で101011
2 であるとする。この時、受光素子選択部120に入力
される3ビットのアドレス信号210の値は1012
あり、受光素子選択部120から出力される行選択信号
220の値は5である。受光素子選択部121に入力さ
れる3ビットのアドレス信号211の値は0112 であ
り、受光素子選択部121から出力される列選択信号2
21の値は3である。従って、このアドレス信号210
の値は、受光素子PD53が指定されるべきことを示し
ている。
For example, the value of the address signal 200 input from the outside of the semiconductor substrate 100 is 101011 in binary notation.
Let's say 2 . At this time, the value of the 3-bit address signal 210 input to the light receiving element selection unit 120 is 101 2 , and the value of the row selection signal 220 output from the light receiving element selection unit 120 is 5. The value of the 3-bit address signal 211 inputted to the light receiving element selection unit 121 is 011 2, column selection signal 2 output from the light receiving element selection unit 121
The value of 21 is 3. Therefore, this address signal 210
The value of indicates that the light receiving element PD53 should be designated.

【0055】従って、受光部110内の64個の受光素
子PDij(i,j=0,1,2,..,7)の内、PD53のみが指
定された状態となる。即ち、PD53を構成するpin
型フォトダイオードとバイポーラトランジスタの各端子
に所定の電位が印加されて、PD53を構成するpin
型フォトダイオードが受光した光の光量に応じて発生し
た電流信号230のみが、出力バッファ130に入力
し、電圧信号に変換され適当に増幅され、出力信号24
0として半導体基板100外部へ出力される。
Therefore, of the 64 light receiving elements PDij (i, j = 0,1,2, ..., 7) in the light receiving section 110, only the PD 53 is in the designated state. That is, the pin that constitutes the PD53
A predetermined potential is applied to each terminal of the photodiode and the bipolar transistor to form the PD 53.
Only the current signal 230 generated according to the amount of light received by the photodiode is input to the output buffer 130, converted into a voltage signal and appropriately amplified, and the output signal 24
It is output as 0 to the outside of the semiconductor substrate 100.

【0056】(第2の実施例)次に、第2の実施例につ
いて説明する。本実施例は、それぞれ光情報送信部と光
情報受信部とを有する複数の光接続ノードの相互間を光
伝送路網で接続して、これら光接続ノード間で光信号を
伝送する光情報伝送システムである。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. The present embodiment is an optical information transmission in which a plurality of optical connection nodes each having an optical information transmission unit and an optical information reception unit are connected to each other by an optical transmission line network, and an optical signal is transmitted between these optical connection nodes. System.

【0057】図3は、第2の実施例に係る光情報伝送シ
ステムの構成図である。図4は、光接続ノードの光情報
送信部の光電子集積回路と光伝送路の配置図である。図
5は、光接続ノードの光情報受信部の光電子集積回路と
光伝送路の配置図である。尚、図3では、説明を簡便に
する為に光接続ノードの個数を4としているが、更に多
数の光接続ノードがある場合でも同様である。
FIG. 3 is a block diagram of an optical information transmission system according to the second embodiment. FIG. 4 is a layout diagram of the optoelectronic integrated circuit and the optical transmission line of the optical information transmitting unit of the optical connection node. FIG. 5 is a layout diagram of the optoelectronic integrated circuit and the optical transmission line of the optical information receiving unit of the optical connection node. In FIG. 3, the number of optical connection nodes is set to 4 for the sake of simplicity of description, but the same applies when there are more optical connection nodes.

【0058】本実施例に係る光情報伝送システムは、
(1)光信号を送信する光情報送信部と光信号を受信す
る光情報受信部とをそれぞれ有する光接続ノード400
ないし403と、(2)光接続ノード400ないし40
3の間で光信号を伝送する光伝送路網500、とからな
る。
The optical information transmission system according to this embodiment is
(1) Optical connection node 400 having an optical information transmitter for transmitting an optical signal and an optical information receiver for receiving an optical signal
Through 403, and (2) optical connection nodes 400 through 40
And an optical transmission line network 500 for transmitting an optical signal between the three.

【0059】光接続ノード400ないし403のそれぞ
れは光情報送信部と光情報受信部とを備える。例えば、
光接続ノード400は、光情報送信部400Tと光情報
受信部400Rとを備える。1つの光接続ノードの光情
報送信部から出力された光信号は、他の1つの光接続ノ
ードの光情報受信部へ、光伝送路網500を介して伝送
される。
Each of the optical connection nodes 400 to 403 includes an optical information transmitter and an optical information receiver. For example,
The optical connection node 400 includes an optical information transmitter 400T and an optical information receiver 400R. The optical signal output from the optical information transmitter of one optical connection node is transmitted to the optical information receiver of another optical connection node via the optical transmission line network 500.

【0060】光接続ノード400の光情報送信部400
Tは、自己以外の光接続ノードの数である3個(または
それ以上の)の発光素子を備え、自己以外の光接続ノー
ドそれぞれに対応する発光素子から、その自己以外の光
接続ノードの光情報受信部へ向けて光信号を出力する。
光情報送信部400Tは、例えば、アレイ状に配列され
た発光素子を備えてもよい。又、図4に示すように半導
体基板600上に発光素子LEDij(i,j=1,2,3,..)
がアレイ状に形成された光電子集積回路を備えてもよ
い。この場合、発光素子として例えばLEDやレーザダ
イオードが形成される。尚、第 (i+1)行第 (j+1)列(i,
j=0,1,2,..)にある発光素子LEDを符号LEDijで
表す。他の光接続ノード401ないし403の光情報送
信部も同様である。
Optical information transmission section 400 of optical connection node 400
T is provided with three (or more) light emitting elements, which is the number of optical connection nodes other than itself, from the light emitting elements corresponding to the respective optical connection nodes other than itself, The optical signal is output to the information receiving unit.
The optical information transmitter 400T may include, for example, light emitting elements arranged in an array. In addition, as shown in FIG. 4, light emitting elements LEDij (i, j = 1,2,3, ..) are formed on the semiconductor substrate 600.
May be provided with an optoelectronic integrated circuit formed in an array. In this case, for example, an LED or a laser diode is formed as the light emitting element. Note that the (i + 1) th row and the (j + 1) th column (i,
The light emitting element LED at j = 0,1,2, ..) is represented by the symbol LEDij. The same applies to the optical information transmission units of the other optical connection nodes 401 to 403.

【0061】光情報送信部400Tが、図4に示すよう
な半導体基板600上に発光素子LEDij(i,j=1,2,
3,..)がアレイ状に形成された光電子集積回路を備える
場合には、この光電子集積回路とは別に設けられる情報
信号部(図示せず)から、光信号を送信しようとする相
手の光接続ノードに対応した発光素子に対して、送信す
べき情報信号が入力される。光電子集積回路は、指定さ
れた発光素子から、情報信号に応じた光信号を出力す
る。
The optical information transmitting section 400T has the light emitting element LEDij (i, j = 1,2,
3, ..) is provided with an optoelectronic integrated circuit formed in an array, the information signal section (not shown) provided separately from the optoelectronic integrated circuit is used to transmit the light of the other party to which the optical signal is transmitted. An information signal to be transmitted is input to the light emitting element corresponding to the connection node. The optoelectronic integrated circuit outputs an optical signal corresponding to the information signal from the designated light emitting element.

【0062】光接続ノード400の光情報受信部400
Rは、自己以外の光接続ノードの数である3個(または
それ以上の)受光素子を備え、自己以外の光接続ノード
それぞれに対応する受光素子で、その自己以外の光接続
ノードの発光部から到達する光信号を入力する。光情報
受信部400Rは、例えば、アレイ状に配列された受光
素子を備えてもよい。又、図5に示すように前述の第1
の実施例で説明した光電子集積回路を備えてもよい。他
の光接続ノード401ないし403の光情報受信部も同
様である。
Optical information receiving section 400 of optical connection node 400
R is a light-receiving element that includes three (or more) light-receiving elements, which is the number of optical connection nodes other than itself, and that corresponds to each of the optical connection nodes other than itself, and that is the light emitting unit of the optical connection nodes other than itself Input the optical signal that arrives from. The optical information receiver 400R may include, for example, light receiving elements arranged in an array. In addition, as shown in FIG.
The optoelectronic integrated circuit described in the above embodiment may be provided. The same applies to the optical information receiving units of the other optical connection nodes 401 to 403.

【0063】光情報受信部400Rが、図5に示すよう
な前述の第1の実施例で説明した光電子集積回路を備え
る場合には、以下のようにして光信号を受信する。光情
報受信部400Rには、更にこの光電子集積回路を制御
する受光素子検索部(図示せず)が設けられる。この受
光素子検索部は、光電子集積回路の受光素子PDij
(i,j=1,2,3,..)それぞれに対応するアドレス信号20
0の値を順次出力して、光電子集積回路に対して入力さ
せ、同時に、光電子集積回路の出力バッファ130から
出力される出力信号240を入力して監視して、光信号
を受光している受光素子PDijを検索する。受光素子
検索部は、光電子集積回路の出力バッファ130から出
力される出力信号240が、光電子集積回路の何れかの
受光素子PDijが光信号を受けてその光信号に応じて
出力した信号であると判断すると、その時のアドレス信
号200の値が示す受光素子PDmnが光信号を受光し
ていると判断する。以降、受光素子検索部は、そのアド
レス信号200の値を出力して光電子集積回路に入力さ
せ、その受光素子PDmnが受光する光信号に応じて出
力される出力信号240を入力し、必要に応じてその出
力信号240の内容を処理、表示あるいは保存をする。
受光素子検索部は、その受光素子PDmnに光信号が伝
送され終えたと判断すると、再び、光信号を受光してい
る受光素子PDijを検索する。
When the optical information receiving section 400R includes the optoelectronic integrated circuit described in the first embodiment as shown in FIG. 5, it receives an optical signal as follows. The optical information receiving section 400R is further provided with a light receiving element searching section (not shown) for controlling the optoelectronic integrated circuit. This light receiving element search unit is used for the light receiving element PDij of the optoelectronic integrated circuit.
(I, j = 1,2,3, ..) Address signal 20 corresponding to each
A value of 0 is sequentially output to be input to the optoelectronic integrated circuit, and at the same time, an output signal 240 output from the output buffer 130 of the optoelectronic integrated circuit is input and monitored to receive an optical signal. The element PDij is searched. The light receiving element search unit determines that the output signal 240 output from the output buffer 130 of the optoelectronic integrated circuit is a signal output by one of the light receiving elements PDij of the optoelectronic integrated circuit upon receiving the optical signal. If judged, it is judged that the light receiving element PDmn indicated by the value of the address signal 200 at that time is receiving the optical signal. After that, the light receiving element search unit outputs the value of the address signal 200 to input it to the optoelectronic integrated circuit, inputs the output signal 240 output according to the optical signal received by the light receiving element PDmn, and if necessary. The contents of the output signal 240 are processed, displayed or stored.
When the light receiving element search unit determines that the optical signal has been transmitted to the light receiving element PDmn, it again searches for the light receiving element PDij receiving the optical signal.

【0064】光伝送路網500は、1つの光接続ノード
40i(i=0,1,2,3 )の光情報送信部40iTから出力
される光信号を、他の1つの光接続ノード40j(j=0,
1,2,3 、j≠i)の光情報受信部40jRへ伝送する光
伝送路5ij(i,j=0,1,2,3、j≠i)からなる。これ
ら光伝送路5ij(i,j=0,1,2,3 、j≠i)として例え
ば光ファイバが用いられる。
In the optical transmission line network 500, an optical signal output from the optical information transmitter 40iT of one optical connection node 40i (i = 0,1,2,3) is transferred to another optical connection node 40j ( j = 0,
The optical transmission line 5ij (i, j = 0,1,2,3, j ≠ i) is transmitted to the optical information receiving unit 40jR of 1,2,3, j ≠ i). Optical fibers, for example, are used as the optical transmission lines 5ij (i, j = 0,1,2,3, j ≠ i).

【0065】光伝送路網500の入射端と光接続ノード
の光情報送信部の光電子集積回路とは、図4のように配
置される。例えば、光伝送路501ないし503それぞ
れの入射端は、光接続ノード400の光情報送信部40
0Tの発光素子の発光面に対面して配置される。
The incident end of the optical transmission line network 500 and the optoelectronic integrated circuit of the optical information transmitter of the optical connection node are arranged as shown in FIG. For example, the incident ends of the optical transmission lines 501 to 503 are connected to the optical information transmitter 40 of the optical connection node 400.
It is arranged so as to face the light emitting surface of the 0T light emitting element.

【0066】光伝送路網500の出射端と光接続ノード
の光情報受信部の光電子集積回路とは、図5のように配
置される。例えば、光伝送路510、520および53
0それぞれの出射端は、光接続ノード400の光情報受
信部400Rの個々の受光素子の受光面に対面して配置
される。
The emission end of the optical transmission line network 500 and the optoelectronic integrated circuit of the optical information receiving section of the optical connection node are arranged as shown in FIG. For example, the optical transmission lines 510, 520 and 53.
The respective 0 emission ends are arranged so as to face the light receiving surfaces of the individual light receiving elements of the optical information receiving section 400R of the optical connection node 400.

【0067】例えば、光接続ノード400の光情報送信
部400Tから光接続ノード401の光情報受信部40
1Rへ光信号を伝送する光伝送路501は、光接続ノー
ド400の光情報送信部400Tの発光素子の内、光接
続ノード401の光情報受信部401Rに向けて光信号
を送信する為の発光素子から出力される光信号を入力す
る。光伝送路501は、光接続ノード401の光情報受
信部401Rの受光素子の内、光接続ノード400の光
情報送信部400Tから到達する光信号を受信する為の
受光素子に対して光信号を出力する。
For example, the optical information transmitter 400T of the optical connection node 400 to the optical information receiver 40 of the optical connection node 401.
The optical transmission line 501 for transmitting an optical signal to the 1R emits light for transmitting an optical signal toward the optical information receiving unit 401R of the optical connection node 401 among the light emitting elements of the optical information transmitting unit 400T of the optical connection node 400. The optical signal output from the device is input. The optical transmission line 501 transmits an optical signal to a light receiving element of the optical information receiving unit 401R of the optical connection node 401 for receiving an optical signal arriving from the optical information transmission unit 400T of the optical connection node 400. Output.

【0068】以上のように構成すれば、例えば、光接続
ノード400から光接続ノード401へ光伝送路501
を介して光信号を伝送している最中であっても、光接続
ノード402と光接続ノード403との間で光伝送路5
23または532を介して光信号を伝送することができ
る。
With the above configuration, for example, from the optical connection node 400 to the optical connection node 401, the optical transmission line 501
Even when the optical signal is being transmitted via the optical transmission line 5 between the optical connection node 402 and the optical connection node 403.
Optical signals can be transmitted via 23 or 532.

【0069】本実施例に係る光情報伝送システムは以上
のように構成されるので以下のように作用する。例え
ば、光接続ノード400から光接続ノード401へ光信
号を伝送する場合について説明する。
The optical information transmission system according to this embodiment is configured as described above, and thus operates as follows. For example, a case of transmitting an optical signal from the optical connection node 400 to the optical connection node 401 will be described.

【0070】光接続ノード400の光情報送信部400
Tでは、情報信号部より、光信号を送信しようとする相
手の光接続ノード401に対応する発光素子へ、送信す
べき情報信号が入力され、情報信号に応じた光信号がそ
の発光素子から出力される。その発光素子から出力され
た光信号は、その発光素子の発光面に対面した位置に配
置されている光伝送路501の入射端に入射し、光伝送
路501内を伝送されて、光伝送路501の出射端から
出力される。光伝送路501の出射端から出力された光
信号は、光伝送路501の出射端に対面する位置にあ
る、光接続ノード401の光情報受信部401Rの光電
子集積回路にある1つの受光素子の受光面に照射され
る。
Optical information transmitter 400 of optical connection node 400
At T, an information signal to be transmitted is input from the information signal section to a light emitting element corresponding to the optical connection node 401 of the other party to which the optical signal is to be transmitted, and an optical signal corresponding to the information signal is output from the light emitting element. To be done. The optical signal output from the light emitting element is incident on the incident end of the optical transmission line 501 arranged at a position facing the light emitting surface of the light emitting element, is transmitted through the optical transmission line 501, and is transmitted through the optical transmission line 501. It is output from the emission end of 501. The optical signal output from the output end of the optical transmission line 501 is output from one of the light receiving elements in the optoelectronic integrated circuit of the optical information receiving unit 401R of the optical connection node 401 at a position facing the output end of the optical transmission line 501. The light receiving surface is irradiated.

【0071】光接続ノード401の光情報受信部401
Rでは、受光素子検索部が、光電子集積回路の受光素子
それぞれに対応するアドレス信号200の値を順次出力
して、そのアドレス信号200の値を光電子集積回路に
入力し、同時に、光電子集積回路の出力バッファ130
から出力される出力信号240を監視することにより、
光信号が到達した受光素子を検索する。その結果、受光
素子検索部は、光伝送路501の出射端に対面する位置
にある受光素子に光信号が到達していることを知る。そ
して、受光素子検索部は、光電子集積回路に対し、その
受光素子に対応するアドレス信号200の値を入力し続
けて、光電子集積回路の出力バッファ130から出力さ
れる出力信号240を入力する。
Optical information receiving section 401 of optical connection node 401
In R, the light receiving element search unit sequentially outputs the value of the address signal 200 corresponding to each light receiving element of the optoelectronic integrated circuit, inputs the value of the address signal 200 to the optoelectronic integrated circuit, and at the same time, outputs the value of the optoelectronic integrated circuit. Output buffer 130
By monitoring the output signal 240 output from
The light receiving element to which the optical signal arrives is searched. As a result, the light receiving element search unit knows that the optical signal reaches the light receiving element located at the position facing the emission end of the optical transmission path 501. Then, the light receiving element search unit continues to input the value of the address signal 200 corresponding to the light receiving element to the optoelectronic integrated circuit, and inputs the output signal 240 output from the output buffer 130 of the optoelectronic integrated circuit.

【0072】(第3の実施例)次に、第3の実施例につ
いて説明する。本実施例は、接続ボックスを設けて、そ
の接続ボックスと光接続ノードとの間を接続用光伝送路
で接続して光伝送路網を形成して、光接続ノード間で光
信号の伝送を行う光情報伝送システムである。図6は、
第3の実施例に係る光情報伝送システムの構成図であ
る。図7は、第3の実施例に係る光情報伝送システムに
用いられる接続ボックスの構成図である。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, a connection box is provided, and the connection box and the optical connection node are connected by a connection optical transmission line to form an optical transmission line network, and optical signals are transmitted between the optical connection nodes. This is an optical information transmission system. FIG.
It is a block diagram of the optical information transmission system which concerns on a 3rd Example. FIG. 7 is a configuration diagram of a connection box used in the optical information transmission system according to the third embodiment.

【0073】本実施例に係る光情報伝送システムは、
(1)光信号を送信する光情報送信部と光信号を受信す
る光情報受信部とをそれぞれ有する光接続ノード400
ないし403と、(2)光接続ノード400ないし40
3それぞれの発光素子それぞれに対応する光入力端子
と、光接続ノード400ないし403それぞれの受光素
子それぞれに対応する光出力端子と、任意の1つの光接
続ノードの任意の1つの発光素子に対応する光入力端子
と他の任意の1つの光接続ノードの任意の1つの受光素
子に対応する光出力端子との間で光信号を伝送する中継
用光伝送路、とを備える接続ボックス700と、(3)
光接続ノード400ないし403それぞれについて、発
光素子それぞれとそれに対応する接続ボックス700の
光入力端子との間、および、受光素子それぞれとそれに
対応する接続ボックス700の光出力端子との間で光信
号を伝送する接続用光伝送路800ないし803と、か
らなる。
The optical information transmission system according to this embodiment is
(1) Optical connection node 400 having an optical information transmitter for transmitting an optical signal and an optical information receiver for receiving an optical signal
Through 403, and (2) optical connection nodes 400 through 40
3 Optical input terminals corresponding to the respective light emitting elements, optical output terminals corresponding to the light receiving elements of the optical connection nodes 400 to 403, and a single light emitting element of an arbitrary one optical connection node. A connection box 700 including a relay optical transmission line for transmitting an optical signal between an optical input terminal and an optical output terminal corresponding to any one light receiving element of any one other optical connection node; 3)
For each of the optical connection nodes 400 to 403, an optical signal is transmitted between each light emitting element and the corresponding optical input terminal of the connection box 700, and between each light receiving element and the corresponding optical output terminal of the connection box 700. Connection optical transmission lines 800 to 803 for transmission.

【0074】接続ボックス700は、光接続ノード4
0iの光情報送信部40iT(i=0,1,2,3 )の発光素子
それぞれに対応する光入力端子7ijT(j=0,1,2,3 、
j≠i)と、光接続ノード40iの光情報受信部40
iR(i=0,1,2,3 )の受光素子それぞれに対応する光出
力端子7jiR(j=0,1,2,3 、j≠i)と、光入力端
子7ijT(i,j=0,1,2,3 、j≠i)に入力された光信
号を光出力端子7ijRへ伝送する中継用光伝送路7i
jと、を備える。
The connection box 700 is an optical connection node 4
Optical input terminals 7ijT (j = 0,1,2,3, corresponding to the light emitting elements of the optical information transmitter 40iT (i = 0,1,2,3) of 0i)
j ≠ i), and the optical information receiving unit 40 of the optical connection node 40i
The light output terminals 7jiR (j = 0,1,2,3, j ≠ i) corresponding to the light receiving elements of iR (i = 0,1,2,3) and the light input terminals 7ijT (i, j = 0) , 1,2,3, j ≠ i), the optical signal for relay 7iR for transmitting the optical signal input to the optical output terminal 7ijR
j and.

【0075】光入力端子7ijT(i,j=0,1,2,3 、j≠
i)は、光接続ノード40iの光情報送信部40iTか
ら接続用光伝送路80iを経由して伝送されてきた光信
号を、中継用光伝送路7ijへ中継する。中継用光伝送
路7ij(i,j=0,1,2,3 、j≠i)は、光入力端子7i
jTに入力した光信号を光出力端子7ijRへ伝送す
る。これら中継用光伝送路7ij(i,j=0,1,2,3 、j≠
i)は例えば光ファイバが用いられる。光出力端子7i
jR(i,j=0,1,2,3 、j≠i)は、中継用光伝送路7i
jから伝送されてきた光信号を、接続用光伝送路80j
を経由して光接続ノード40jの光情報受信部40jR
へ向けて中継する。
Optical input terminal 7ijT (i, j = 0,1,2,3, j ≠
In (i), the optical signal transmitted from the optical information transmitter 40iT of the optical connection node 40i via the connection optical transmission line 80i is relayed to the relay optical transmission line 7ij. The optical transmission line for relay 7ij (i, j = 0,1,2,3, j ≠ i) is connected to the optical input terminal 7i.
The optical signal input to jT is transmitted to the optical output terminal 7ijR. These relay optical transmission lines 7ij (i, j = 0,1,2,3, j ≠
For i), for example, an optical fiber is used. Optical output terminal 7i
jR (i, j = 0,1,2,3, j ≠ i) is a relay optical transmission line 7i
the optical signal transmitted from the connection
Optical information receiving unit 40jR of the optical connection node 40j via
Relay to.

【0076】接続用光伝送路800ないし803それぞ
れは、光接続ノード400ないし403と接続ボックス
700との間で、光信号を伝送する。即ち、接続用光伝
送路80i(i=0,1,2,3 )は、光接続ノード40iの光
情報送信部40iTの発光素子それぞれから出力した光
信号を、その発光素子に対応する接続ボックス700の
光入力端子7ijT(j≠i)へ伝送する送信用光伝送
路、及び、光接続ノード40iの光情報受信部40iR
の受光素子それぞれへ、その受光素子に対応する接続ボ
ックス700の光出力端子7jiR(j≠i)から光信
号を伝送する受信用光伝送路からなる。
The connection optical transmission lines 800 to 803 transmit optical signals between the optical connection nodes 400 to 403 and the connection box 700, respectively. That is, the connection optical transmission line 80i (i = 0,1,2,3) uses the optical signals output from the respective light emitting elements of the optical information transmitting unit 40iT of the optical connection node 40i to connect to the corresponding connection box. An optical transmission line for transmission for transmission to the optical input terminal 7ijT (j ≠ i) of 700, and an optical information receiving unit 40iR of the optical connection node 40i.
To each of the light receiving elements, the receiving optical transmission line for transmitting an optical signal from the optical output terminal 7jiR (j ≠ i) of the connection box 700 corresponding to the light receiving element.

【0077】以上のような構成にすれば、接続ボックス
700と接続用光伝送路800ないし803との接続、
及び、光接続ノード400ないし403と接続用光伝送
路800ないし803との接続が容易となり、光情報伝
送システムを容易にかつ確実に構築することができる。
又、接続用光伝送路800ないし803としてアレイフ
ァイバを用いれば、更に、接続ボックス700、光接続
ノード400ないし403および接続用光伝送路800
ないし803との間の接続が容易となる。
With the above configuration, the connection between the connection box 700 and the connection optical transmission lines 800 to 803,
Also, the optical connection nodes 400 to 403 and the connection optical transmission lines 800 to 803 can be easily connected, and the optical information transmission system can be easily and surely constructed.
If an array fiber is used as the connection optical transmission lines 800 to 803, the connection box 700, the optical connection nodes 400 to 403, and the connection optical transmission line 800 can be further provided.
To 803 is facilitated.

【0078】本実施例に係る光情報伝送システムは以上
のように構成されるので以下のように作用する。例え
ば、前述の第2の実施例と同じく、光接続ノード400
から光接続ノード401へ光信号を伝送する場合につい
て説明する。
The optical information transmission system according to this embodiment is configured as described above, and thus operates as follows. For example, as in the second embodiment described above, the optical connection node 400
A case of transmitting an optical signal from the optical connection node 401 to the optical connection node 401 will be described.

【0079】光接続ノード400では、前述の第2の実
施例の場合と同様に、光信号を送信する。光信号を送信
しようとする相手の光接続ノード401に対応する、光
情報送信部400Tの発光素子から出力された光信号
は、その発光素子の発光面に対面した位置に配置されて
いる接続用光伝送路800の内の1本の光伝送路の入射
端に入射する。この光信号は、その光伝送路内を伝送さ
れて、接続ボックス700の光入力端子701Tに到達
し、中継用光伝送路701内を伝送されて、光出力端子
701Rに到達する。そして、この光信号は、接続ボッ
クス700の光出力端子701Rに接続されている、接
続用光伝送路801の内の1本の光伝送路に入力し、そ
の光伝送路内を伝送されて、その光伝送路の出射端から
出力される。この光伝送路の出射端から出力された光信
号は、この光伝送路の出射端に対面する位置にある、光
接続ノード401の光情報受信部401Rにある1つの
受光素子の受光面に照射される。光接続ノード401で
は、前述の第2の実施例の場合と同様に、光信号を受信
する。
The optical connection node 400 transmits an optical signal as in the case of the second embodiment described above. The optical signal output from the light emitting element of the optical information transmitting unit 400T, which corresponds to the optical connection node 401 of the other party to which the optical signal is to be transmitted, is for connection arranged at a position facing the light emitting surface of the light emitting element. It is incident on the incident end of one of the optical transmission lines 800. This optical signal is transmitted through the optical transmission line, reaches the optical input terminal 701T of the connection box 700, is transmitted through the relay optical transmission line 701, and reaches the optical output terminal 701R. Then, this optical signal is input to one of the optical transmission lines 801 for connection, which is connected to the optical output terminal 701R of the connection box 700, and is transmitted in the optical transmission line, It is output from the emission end of the optical transmission line. The optical signal output from the emission end of the optical transmission line is applied to the light receiving surface of one light receiving element in the optical information receiving unit 401R of the optical connection node 401, which is located at a position facing the emission end of the optical transmission line. To be done. The optical connection node 401 receives the optical signal as in the case of the second embodiment described above.

【0080】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、種々の変形が可能である。例えば、光電子集積
回路の半導体基板上に発光素子または受光素子は1次元
状に配列されていても構わない。光電子集積回路に形成
される発光素子または受光素子の個数は任意で構わな
い。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, the light emitting elements or the light receiving elements may be arranged one-dimensionally on the semiconductor substrate of the optoelectronic integrated circuit. The number of light emitting elements or light receiving elements formed in the optoelectronic integrated circuit may be arbitrary.

【0081】又、光電子集積回路の半導体基板上に複数
の発光素子と発光素子選択部とが形成され、光電子集積
回路は、これら複数の発光素子の内の1つを指定するア
ドレス信号と、光信号に変換されて出力されるべき電気
信号とを入力して、発光素子選択部がアドレス信号に従
って指定した1つの発光素子から光信号を出力してもよ
い。光情報伝送システムの光接続ノードは、このような
光電子集積回路を備えてもよい。
Further, a plurality of light emitting elements and a light emitting element selection section are formed on a semiconductor substrate of the optoelectronic integrated circuit, and the optoelectronic integrated circuit has an address signal for designating one of the plurality of light emitting elements and an optical signal. An electric signal to be converted into a signal and output may be input, and the light emitting element selection unit may output an optical signal from one light emitting element designated according to the address signal. The optical connection node of the optical information transmission system may include such an optoelectronic integrated circuit.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明によ
れば、光電子集積回路の半導体基板上に、複数の受光素
子、複数の受光素子の内の1つを指定する受光素子選択
部、及び、指定された受光素子に到達した光信号に応じ
た電気信号を出力する出力バッファを形成し、外部から
入力するアドレス信号に応じて受光素子選択部により指
定された1つの受光素子からの信号のみを出力する。従
って、受光素子の集積個数が増えても、出力端子の個数
は1個で済み、半導体基板のサイズは受光素子の個数に
のみ略依存し、半導体基板を実装するパッケージは小さ
くて済み、実装不良の割合は小さい。又、半導体基板上
に1個の出力バッファが形成されるので、消費電力は小
さく、雑音やクロストークの問題は発生しない。
As described in detail above, according to the present invention, a plurality of light receiving elements, a light receiving element selecting section for designating one of the plurality of light receiving elements, and a light receiving element selecting section on a semiconductor substrate of an optoelectronic integrated circuit, , A signal from one light receiving element that is designated by the light receiving element selection unit according to an address signal input from the outside by forming an output buffer that outputs an electrical signal corresponding to the optical signal that reaches the designated light receiving element Is output. Therefore, even if the number of integrated light receiving elements increases, the number of output terminals only needs to be one, the size of the semiconductor substrate substantially depends only on the number of light receiving elements, and the package for mounting the semiconductor substrate can be small, resulting in poor mounting. Is small. In addition, since one output buffer is formed on the semiconductor substrate, power consumption is small and noise and crosstalk problems do not occur.

【0083】受光素子として、光電変換素子であるpi
n型フォトダイオードと、スイッチ素子であるバイポー
ラトランジスタとを組み合わせれば、低い動作電圧で動
作可能であり集積化に好適であり、又、しきい値電圧が
一定であって比較器機能を実現するのに好適である。
As the light receiving element, pi which is a photoelectric conversion element
A combination of an n-type photodiode and a bipolar transistor, which is a switching element, enables operation at a low operating voltage and is suitable for integration, and has a constant threshold voltage to realize a comparator function. It is suitable for

【0084】光電子集積回路の半導体基板としてInP
基板を用いれば、一般に光伝送路通信でよく用いられ
る、0.8μmないし1.0μm帯の波長の光を出力す
るGaAs基板上に形成される発光素子、或いは、1.
3μmないし1.55μm帯の波長の光を出力するIn
P基板上に形成される発光素子から出力されるこれらの
波長帯域の光を効率よく受光することができる受光素子
を形成することができる。
InP as a semiconductor substrate for an optoelectronic integrated circuit
If a substrate is used, a light emitting element formed on a GaAs substrate that outputs light having a wavelength in the 0.8 μm to 1.0 μm band, which is generally used in optical transmission line communication, or 1.
In that outputs light with a wavelength of 3 μm to 1.55 μm band
It is possible to form a light receiving element that can efficiently receive light in these wavelength bands output from the light emitting element formed on the P substrate.

【0085】本発明に係る光情報伝送システムでは、複
数の光接続ノード間で、1つの光接続ノードの光情報送
信部から他の1つの光接続ノードの光情報受信部へ光信
号を伝送するに際して、送信側の光接続ノードと受信側
の接続ノードとの対に対して専用の光伝送路を設ける。
従って、同時刻において複数の光接続ノードから光信号
を伝送することができるので、光情報伝送速度を向上さ
せることができる。更に、接続ボックスを用いれば、光
伝送路網を容易かつ確実に構築することができる。
In the optical information transmission system according to the present invention, an optical signal is transmitted from the optical information transmitting section of one optical connecting node to the optical information receiving section of another one optical connecting node among a plurality of optical connecting nodes. At this time, a dedicated optical transmission line is provided for the pair of the optical connection node on the transmission side and the connection node on the reception side.
Therefore, since optical signals can be transmitted from a plurality of optical connection nodes at the same time, the optical information transmission speed can be improved. Furthermore, by using the connection box, the optical transmission line network can be easily and surely constructed.

【0086】光情報送信部の発光素子がアレイ状に配置
されたLEDまたはレーザダイオードである場合、光情
報送信部の受光素子がアレイ状に配置されたフォトダイ
オードである場合、光情報送信部の受光素子が半導体基
板上にアレイ状に形成されたフォトダイオードである場
合、光伝送路網の入力端面が発光素子の発光面に対面し
て配置される場合、又、光伝送路網の出力端面が受光素
子の受光面に対面して配置される場合には、光情報伝送
システムは更に容易に構築される。
When the light emitting elements of the optical information transmitting section are LEDs or laser diodes arranged in an array, when the light receiving elements of the optical information transmitting section are photodiodes arranged in an array, When the light receiving element is a photodiode formed in an array on a semiconductor substrate, when the input end face of the optical transmission line network is arranged to face the light emitting face of the light emitting element, or when the output end face of the optical transmission line network is arranged. Is arranged facing the light receiving surface of the light receiving element, the optical information transmission system can be constructed more easily.

【0087】本発明に係る光情報伝送システムに本発明
に係る光電子集積回路を用いれば、上述のそれぞれの特
質を活かした光情報伝送システムを構築することができ
る。
By using the optoelectronic integrated circuit according to the present invention in the optical information transmission system according to the present invention, it is possible to construct an optical information transmission system utilizing the above respective characteristics.

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

【図1】第1の実施例に係る光電子集積回路の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optoelectronic integrated circuit according to a first embodiment.

【図2】受光素子の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a light receiving element.

【図3】第2の実施例に係る光情報伝送システムの構成
図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of an optical information transmission system according to a second embodiment.

【図4】光接続ノードの光電子集積回路の送信部と光伝
送路の配置図である。
FIG. 4 is a layout diagram of a transmitter and an optical transmission line of an optoelectronic integrated circuit of an optical connection node.

【図5】光接続ノードの光電子集積回路の受信部と光伝
送路の配置図である。
FIG. 5 is a layout diagram of a receiver and an optical transmission line of an optoelectronic integrated circuit of an optical connection node.

【図6】第3の実施例に係る光情報伝送システムの構成
図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical information transmission system according to a third embodiment.

【図7】第3の実施例に係る光情報伝送システムに用い
られる接続ボックスの構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a connection box used in the optical information transmission system according to the third embodiment.

【図8】従来の光電子集積回路の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional optoelectronic integrated circuit.

【図9】従来の光情報伝送システムの光伝送路網トポロ
ジである。
FIG. 9 is an optical transmission line network topology of a conventional optical information transmission system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…半導体基板、110…受光部、120,121
…受光素子選択部、130…出力バッファ、PD00,
・・,PD77…受光素子、200…アドレス信号、24
0…出力信号、300,320…pin型フォトダイオ
ード、310…npn型バイポーラトランジスタ、33
0…pnp型バイポーラトランジスタ、400,40
1,402,403…光接続ノード、500…光伝送路
網、700…接続ボックス、800,801,802,
803…接続用光伝送路。
100 ... Semiconductor substrate, 110 ... Light receiving part, 120, 121
... Light receiving element selection unit, 130 ... Output buffer, PD00,
.., PD77 ... Light receiving element, 200 ... Address signal, 24
0 ... Output signal, 300, 320 ... Pin type photodiode, 310 ... Npn type bipolar transistor, 33
0 ... pnp type bipolar transistor, 400, 40
1, 402, 403 ... Optical connection node, 500 ... Optical transmission line network, 700 ... Connection box, 800, 801, 802
803 ... Optical transmission line for connection.

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射する光の光量を前記光量に応じた電
気信号に変換する光電変換素子と、受光素子選択信号に
応じて前記電気信号を出力制御するスイッチ素子と、を
それぞれ備える複数の受光素子と、 アドレス信号を入力し、前記アドレス信号に応じて前記
複数の受光素子の内の何れかの受光素子を指示する前記
受光素子選択信号を出力する受光素子選択部と、 前記受光素子選択信号によって指示された前記受光素子
から出力される前記電気信号を入力して、前記電気信号
に応じた出力信号を出力する出力部と、 を備えて、半導体基板上にモノリシックに形成されるこ
とを特徴とする光電子集積回路。
1. A plurality of light receiving devices each including a photoelectric conversion element for converting a light amount of incident light into an electric signal corresponding to the light amount, and a switch element for controlling output of the electric signal according to a light receiving device selection signal. An element, an address signal is input, and a light-receiving element selection unit that outputs the light-receiving element selection signal that indicates one of the plurality of light-receiving elements according to the address signal, and the light-receiving element selection signal And an output unit that inputs the electric signal output from the light receiving element instructed by the output unit and outputs an output signal according to the electric signal, and is formed monolithically on a semiconductor substrate. Optoelectronic integrated circuit.
【請求項2】 前記光電変換素子は、フォトダイオード
であり、 前記スイッチ素子は、エミッタ端子が前記フォトダイオ
ードのカソード端子に接続するnpn型バイポーラトラ
ンジスタであり、 前記出力部は、前記受光素子選択信号によって指定され
た前記受光素子の前記npn型バイポーラトランジスタ
のコレクタ端子に流れる電流信号を入力して前記電流信
号に応じた電圧信号に変換して出力する、 ことを特徴とする請求項1記載の光電子集積回路。
2. The photoelectric conversion element is a photodiode, the switch element is an npn-type bipolar transistor whose emitter terminal is connected to the cathode terminal of the photodiode, and the output section is the light receiving element selection signal. 2. The photoelectron according to claim 1, wherein a current signal flowing through the collector terminal of the npn-type bipolar transistor of the light receiving element designated by is input, converted into a voltage signal corresponding to the current signal, and output. Integrated circuit.
【請求項3】 前記受光素子選択信号は、前記npn型
バイポーラトランジスタのベース端子に入力する、こと
を特徴とする請求項2記載の光電子集積回路。
3. The optoelectronic integrated circuit according to claim 2, wherein the light receiving element selection signal is input to a base terminal of the npn-type bipolar transistor.
【請求項4】 前記受光素子選択信号は、前記フォトダ
イオードのアノード端子に入力する、ことを特徴とする
請求項2記載の光電子集積回路。
4. The optoelectronic integrated circuit according to claim 2, wherein the light receiving element selection signal is input to an anode terminal of the photodiode.
【請求項5】 前記光電変換素子は、フォトダイオード
であり、 前記スイッチ素子は、エミッタ端子が前記フォトダイオ
ードのアノード端子に接続するpnp型バイポーラトラ
ンジスタであり、 前記出力部は、前記受光素子選択信号によって指定され
た前記受光素子の前記pnp型バイポーラトランジスタ
のコレクタ端子に流れる電流信号を入力して前記電流信
号に応じた電圧信号に変換して出力する、 ことを特徴とする請求項1記載の光電子集積回路。
5. The photoelectric conversion element is a photodiode, the switch element is a pnp-type bipolar transistor whose emitter terminal is connected to the anode terminal of the photodiode, and the output section is the light receiving element selection signal. 2. The photoelectron according to claim 1, wherein a current signal flowing through the collector terminal of the pnp-type bipolar transistor of the light receiving element designated by is input, converted into a voltage signal corresponding to the current signal, and output. Integrated circuit.
【請求項6】 前記受光素子選択信号は、前記pnp型
バイポーラトランジスタのベース端子に入力する、こと
を特徴とする請求項5記載の光電子集積回路。
6. The optoelectronic integrated circuit according to claim 5, wherein the light receiving element selection signal is input to a base terminal of the pnp bipolar transistor.
【請求項7】 前記受光素子選択信号は、前記フォトダ
イオードのカソード端子に入力する、ことを特徴とする
請求項5記載の光電子集積回路。
7. The optoelectronic integrated circuit according to claim 5, wherein the light receiving element selection signal is input to a cathode terminal of the photodiode.
【請求項8】 前記フォトダイオードはpin型フォト
ダイオードである、ことを特徴とする請求項2または5
記載の光電子集積回路。
8. The photodiode according to claim 2, wherein the photodiode is a pin photodiode.
The optoelectronic integrated circuit described.
【請求項9】 前記複数の受光素子は前記半導体基板上
に2次元状に配列される、ことを特徴とする請求項1記
載の光電子集積回路。
9. The optoelectronic integrated circuit according to claim 1, wherein the plurality of light receiving elements are arranged two-dimensionally on the semiconductor substrate.
【請求項10】 前記半導体基板はInPである、こと
を特徴とする請求項1記載の光電子集積回路。
10. The optoelectronic integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is InP.
【請求項11】 第1の数の光接続ノードの間で光伝送
路網を介して光情報を送受信する光情報伝送システムで
あって、 前記光接続ノードは、 自己以外の光接続ノードにそれぞれ送信する情報信号を
出力する情報信号部と、 前記情報信号をそれぞれ入力し、それぞれで特定された
他の光接続ノードへ向けて送信する光信号を発生する第
2の数の発光素子と、 入射する光の光量を前記光量に応じた電気信号に変換す
る光電変換素子と、受光素子選択信号に応じて前記電気
信号を出力制御するスイッチ素子と、をそれぞれ備え、
それぞれ特定された自己以外の光接続ノードから到達す
る信号を受信する第3の数の受光素子と、 前記第3の数の受光素子の内の光信号が到達している受
光素子を検索して、当該受光素子を示すアドレス信号を
生成する受光素子検索部と、 前記アドレス信号を入力し、前記アドレス信号に応じて
前記第3の受光素子の内の何れかの受光素子を指示する
前記受光素子選択信号を出力する受光素子選択部と、 前記受光素子選択信号によって指示された前記受光素子
から出力される前記電気信号を入力して、前記電気信号
に応じた出力信号を出力する出力部と、 を備え、 前記光伝送路網は、全ての前記光接続ノードにおける前
記第2の数の発光素子のそれぞれから出力された光信号
を、それぞれの前記発光素子ごとに1対1に特定される
前記光接続ノードの前記受光素子に伝送する光伝送路を
備える、 ことを特徴とする光情報伝送システム。
11. An optical information transmission system for transmitting and receiving optical information between a first number of optical connection nodes via an optical transmission line network, wherein the optical connection node is an optical connection node other than itself. An information signal unit that outputs an information signal to be transmitted, a second number of light emitting elements that respectively input the information signal and generate an optical signal to be transmitted to another optical connection node specified by each, A photoelectric conversion element for converting the light quantity of the light into an electric signal according to the light quantity, and a switch element for controlling the output of the electric signal according to a light receiving element selection signal, respectively,
A third number of light receiving elements that receive signals arriving from optical connection nodes other than the specified one and a light receiving element to which the optical signal of the third number of light receiving elements reach are searched for. A light-receiving element search unit that generates an address signal indicating the light-receiving element, and the light-receiving element that inputs the address signal and indicates one of the third light-receiving elements in accordance with the address signal A light receiving element selection unit that outputs a selection signal; an output unit that inputs the electrical signal output from the light receiving element instructed by the light receiving element selection signal and outputs an output signal according to the electrical signal; Wherein the optical transmission line network specifies an optical signal output from each of the second number of light emitting elements in all of the optical connection nodes on a one-to-one basis for each of the light emitting elements. light An optical transmission path for transmitting the light receiving element of the connection node, an optical information transmission system, characterized in that.
【請求項12】 前記第2の数の発光素子はアレイ状に
配置されたLEDまたはレーザダイオードである、こと
を特徴とする請求項11記載の光情報伝送システム。
12. The optical information transmission system according to claim 11, wherein the second number of light emitting elements are LEDs or laser diodes arranged in an array.
【請求項13】 前記第3の数の受光素子はアレイ状に
配置されたフォトダイオードである、ことを特徴とする
請求項11記載の光情報伝送システム。
13. The optical information transmission system according to claim 11, wherein the third number of light receiving elements are photodiodes arranged in an array.
【請求項14】 前記第3の数の受光素子は半導体基板
上にアレイ状に形成されたフォトダイオードである、こ
とを特徴とする請求項11記載の光情報伝送システム。
14. The optical information transmission system according to claim 11, wherein the third number of light receiving elements are photodiodes formed in an array on a semiconductor substrate.
【請求項15】 前記光伝送路は、光信号を入力する入
力端が、特定された前記発光素子の発光面に対面して配
置された光ファイバの入射端面である、ことを特徴とす
る請求項11記載の光情報伝送システム。
15. The optical transmission line is characterized in that an input end for inputting an optical signal is an incident end face of an optical fiber arranged to face a light emitting surface of the specified light emitting element. Item 11. The optical information transmission system according to item 11.
【請求項16】 前記光伝送路は、光信号を出力する出
力端が、特定された前記受光素子の受光面に対面して配
置された光ファイバの出射端面である、ことを特徴とす
る請求項11記載の光情報伝送システム。
16. The optical transmission path is characterized in that an output end for outputting an optical signal is an emission end face of an optical fiber arranged to face a light receiving surface of the specified light receiving element. Item 11. The optical information transmission system according to item 11.
【請求項17】 前記第2の数は前記第1の数よりも1
少ない数である、ことを特徴とする請求項11記載の光
情報伝送システム。
17. The second number is one more than the first number.
The optical information transmission system according to claim 11, characterized in that the number is small.
【請求項18】 前記第3の数は前記第1の数よりも1
少ない数である、ことを特徴とする請求項11記載の光
情報伝送システム。
18. The third number is one more than the first number.
The optical information transmission system according to claim 11, characterized in that the number is small.
【請求項19】 前記光伝送路網は、 全ての前記光接続ノードにおける前記第2の数の発光素
子ごとに特定される光入力端子と、 全ての前記光接続ノードにおける前記第3の数の受光素
子ごとに特定される光出力端子と、 全ての前記光接続ノードにおける前記第2の数の発光素
子ごとに特定される前記光入力端子に入力した光信号
を、自己以外の光接続ノードにおける前記第3の数の受
光素子ごとに特定される前記光出力端子へ伝送する中継
用光伝送路と、 を備える接続ボックスと、 全ての前記光接続ノードにおける前記第2の数の発光素
子から出力された光信号を、前記接続ボックスの特定さ
れた前記光入力端子へ伝送する送信用光伝送路と、 全ての前記光接続ノードにおける前記第3の数の受光素
子へ、前記接続ボックスの特定された前記光出力端子に
入力した光信号を伝送する受信用光伝送路と、 を備えることを特徴とする請求項11記載の光情報伝送
システム。
19. The optical transmission line network comprises: an optical input terminal specified for each of the second number of light emitting elements in all the optical connection nodes; and a third number of optical input terminals in all the optical connection nodes. An optical signal input to an optical output terminal specified for each light receiving element and an optical input terminal specified for each of the second number of light emitting elements in all the optical connection nodes is supplied to an optical connection node other than itself. A connection box including a relay optical transmission line that transmits to the optical output terminal specified for each of the third number of light receiving elements, and outputs from the second number of light emitting elements in all the optical connection nodes The optical transmission line for transmitting the generated optical signal to the specified optical input terminal of the connection box, and the third number of light receiving elements in all the optical connection nodes are specified in the connection box. Was The optical information transmission system according to claim 11, further comprising: a reception optical transmission line that transmits an optical signal input to the optical output terminal.
【請求項20】 前記送信用光伝送路はアレイファイバ
である、ことを特徴とする請求項19記載の光情報伝送
システム。
20. The optical information transmission system according to claim 19, wherein the transmission optical transmission line is an array fiber.
【請求項21】 前記受信用光伝送路はアレイファイバ
である、ことを特徴とする請求項19記載の光情報伝送
システム。
21. The optical information transmission system according to claim 19, wherein the receiving optical transmission line is an array fiber.
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