JPH04121134U - 光論理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光信号を電気信号に変換することなく、その
論理積等の論理出力を求めることができること。 【構成】 明レベルと暗レベルとを持つ少なくとも２つ
の光信号を同時に受光する受光素子と、この受光素子と
電源電圧との間に接続された抵抗素子とを設け、かつ抵
抗素子の抵抗値と受光素子の光信号受光時の内部抵抗値
の関係は、少なくとも２つの光信号の論理和、論理積、
否定の各論理に応じて設定し、前記受光素子と抵抗素子
との接続点の電圧を光論理出力とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、少なくとも２つの光信号の論理和、論理積、否定の論理出力を得る ための光論理回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

各種のパルス信号の論理積、論理和、否定の各論理をトランジスタによって構 成した論理回路で電気的に求めるようにした装置では、小形化と軽量化のために 多数の論理回路あるいは他の回路素子を高密度に配置して構成する場合が多いが 、回路素子等を高密度に配置すると、隣接した回路素子や信号伝送路の信号が誘 導ノイズとして重畳し、信号の品質を劣化させ、誤動作を招く。

【０００３】 そこで、誘導ノイズが重畳するような位置の信号は光信号の形態で伝送し、誘 導ノイズ源から離れた位置で論理積などの信号処理を行う方法が従来から実施さ れている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、光信号の形態で伝送したとしても、最終的には電気的に論理積 等の論理処理を行わなければならないため、例えば２つの信号の論理積を求める 場合、図４に示すように、伝送されてきた光信号Ｐ１とＰ２とを受光素子１，２ で電気信号に変換した後、論理積回路３で論理積を求める構成にする必要がある 。このため、光信号と同じ数の受光素子が必要になり、小形化と軽量化の障害に なるという問題がある。

【０００５】 本考案はこのような問題点に鑑みなされたもので、その技術的課題は、光信号 を電気信号に変換することなく、その論理積等の論理出力を求めることができる 光論理回路を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案による光論理回路は、明レベルと暗レベルとをそれぞれ持つ少なくとも ２つの光信号を同時に受光する受光素子と、この受光素子と電源電圧との間に接 続された抵抗素子とを設け、かつ抵抗素子の抵抗値と受光素子の光信号受光時の 内部抵抗値の関係は、少なくとも２つの光信号の論理和、論理積、否定の各論理 に応じて設定され、前記受光素子と抵抗素子との接続点の電圧を光論理出力とし た。

【０００７】

【作用】

受光素子の内部抵抗は受光光量に比例して小さくなるので、例えば抵抗素子の 抵抗値を受光素子の光信号受光時の内部抵抗値の少なくとも３倍以上に設定して おくと、２つの光信号のうちいずれか一方が明レベルのときは、受光素子と抵抗 素子の接続点電圧は、電源電圧Ｅ（ｖ）の０．７５倍以上になり、論理的には “１”となる。しかし、２つの光信号の両方とも暗レベルであれば、受光素子と 抵抗素子の接続点電圧は０（ｖ）、すなわち論理“０”となる。

【０００８】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例を示す回路図であり、明レベルと暗レベルとをそれ ぞれ持つ少なくとも２つの光信号Ｐ１，Ｐ２を同時に受光する受光素子１と、こ の受光素子１と電源電圧Ｅ（ｖ）との間に接続された抵抗素子４とから構成され 、受光素子１と抵抗素子４との接続点の電圧Ｅ0 （ｖ）が光論理出力として出力 端子５から出力されるようになっている。

【０００９】 この回路構成は、抵抗素子４の抵抗値Ｒと受光素子１の光信号受光時の内部抵 抗値ｒの関係を、表１のように設定することにより、論理和および論理積を求め る光論理回路として動作する。ただし、ｒは２つの光信号Ｐ１，Ｐ２のうち一方 のみが入力されている時の内部抵抗値である。

【００１０】

【表１】

【００１１】 すなわち、光論理和回路として動作させる場合、抵抗素子４の抵抗値Ｒと受光 素子１の光信号受光時の内部抵抗値ｒの関係を「Ｒ／ｒ＝３〜１０」に設定する 。すると、２つの光信号Ｐ１，Ｐ２のうちいずれか一方が明レベルの時は、受光 素子１と抵抗素子４の接続点電圧Ｅ0(v)は、０．７５Ｅ（ｖ）以上になる。しか し、２つの光信号の両方とも暗レベルであれば、受光素子１の内部抵抗値が抵抗 素子４の抵抗値よりも極めて大きいため、受光素子１と抵抗素子４の接続点電圧 Ｅ0(v)はほぼ０（ｖ）となる。したがって、論理“０”と“１”の閾値をＥ ／２（ｖ）に設定し、 論理“１”；Ｅ／２＜Ｅ0 ＜Ｅ 論理“０”；０＜Ｅ0 ＜Ｅ／２ とすると、２つの光信号Ｐ１，Ｐ２のうちいずれか一方が明レベルの時は論理 “１”となり、両方が暗レベルの時は論理“０”となる。

【００１２】 次に、光論理積回路として動作させる場合、抵抗素子４の抵抗値Ｒと受光素子 １の光信号受光時の内部抵抗値ｒの関係を「ｒ／２＜Ｒ＜ｒ」に設定する。する と、２つの光信号Ｐ１，Ｐ２の両方が暗レベルのときは、受光素子１と抵抗素子 ４の接続点電圧Ｅ0(v)はほぼ０（ｖ）となる。また、一方が明レベルになると、 Ｅ0(v)は「Ｅ／３＜Ｅ0 ＜Ｅ／２」となる。しかし、光信号Ｐ１，Ｐ２の両方が 明レベルになると、受光光量が２倍になり、受光素子１の内部抵抗値が「ｒ／２ 」に減少するため、Ｅ0(v)は「Ｅ／２＜Ｅ0 ＜２Ｅ／３」となる。したがって、 論理“０”と“１”の閾値をＥ／２（ｖ）に設定し、 論理“１”；Ｅ／２＜Ｅ0 ＜Ｅ 論理“０”；０＜Ｅ0 ＜Ｅ／２ とすると、２つの光信号Ｐ１，Ｐ２のうちいずれか一方が暗レベルの時は論理 “０”となり、両方が明レベルの時は論理“１”となる。

【００１３】 図２は２入力否定の光論理出力を得る光否定回路の実施例を示す回路図であり 、抵抗素子４を電源電圧Ｅのプラス側に接続し、かつ抵抗素子４の抵抗値Ｒと受 光素子１の光信号受光時の内部抵抗値ｒの関係を、表２のように設定したもので ある。

【００１４】

【表２】

【００１５】 すなわち、２入力光否定回路として動作させる場合、抵抗素子４の抵抗値Ｒと 受光素子１の光信号受光時の内部抵抗値ｒの関係を「Ｒ／ｒ＝３〜１０」に設定 する。すると、２つの光信号Ｐ１，Ｐ２のうちいずれか一方が明レベルの時は、 受光素子１と抵抗素子４の接続点電圧Ｅ0(v)は、０．２５Ｅ（ｖ）以下になる。 しかし、２つの光信号の両方とも暗レベルであれば、受光素子１の内部抵抗値が 抵抗素子４の抵抗値よりも極めて大きいため、受光素子１と抵抗素子４の接続点 電圧Ｅ0(v)はほぼＥ（ｖ）となる。したがって、論理“０”と“１”の閾値を Ｅ／２（ｖ）に設定し、 論理“１”；Ｅ／２＜Ｅ0 ＜Ｅ 論理“０”；０＜Ｅ0 ＜Ｅ／２ とすると、２つの光信号Ｐ１，Ｐ２の両方が暗レベルの時のみ論理“０”となり 、いずれか一方が明レベルの時は論理“０”となる。

【００１６】 ここで、図１の構成の論理積回路を用いた場合、出力端子５から出力される論 理出力の論理“１”と“０”との電圧差が小さく、電源電圧Ｅの変動に対しての 余裕度が小さい。そこで、図３に示すように、出力端子５と受光素子１との間に コンパレ−タ６を設け、その比較基準電圧を抵抗素子７と８によってＥ／２に設 定しておけば、論理出力Ｅ0 は論理“１”＝約Ｅ（ｖ）、論理“０”＝約０（ｖ ）となり、電源電圧Ｅの変動やノイズに対する余裕度が大幅に大きくなる。

【００１７】 なお、上記実施例においては、２入力の論理和、論理積、否定の各論理回路に ついて説明したが、２入力以上の場合についても同様の考え方で構成することが できる。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように本考案の光論理回路においては、明レベルと暗レベルとをそれぞ れ持つ少なくとも２つの光信号を同時に受光する受光素子と、この受光素子と電 源電圧との間に接続された抵抗素子とを設け、かつ抵抗素子の抵抗値と受光素子 の光信号受光時の内部抵抗値の関係は、少なくとも２つの光信号の論理和、論理 積、否定の各論理に応じて設定し、前記受光素子と抵抗素子との接続点の電圧を 光論理出力としたため、光信号を電気信号に変換することなく、その論理積等の 論理出力を求めることができる。したがって、誘導ノイズが重畳しないようにパ ルス信号を光信号の形態で伝送したとしても、各光信号別に受光素子を設ける必 要がなくなり、装置の小形化および軽量化の障害を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の光論理回路の一実施例を示す回路図で
ある。

【図２】本考案の光論理回路の他の実施例を示す回路図
である。

【図３】本考案の光論理回路の第３の実施例を示す回路
図である。

【図４】光信号の論理積を求める従来の論理回路の構成
図である。

【符号の説明】

１ 受光素子 ４ 抵抗素子 ５ 出力端子 ６ コンパレ−タ Ｐ１，Ｐ２ 光信号

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 明レベルと暗レベルとを持つ少なくとも
   ２つの光信号を同時に受光する受光素子と、この受光素
   子と電源電圧との間に接続された抵抗素子とを備え、か
   つ抵抗素子の抵抗値と受光素子の光信号受光時の内部抵
   抗値の関係は、少なくとも２つの光信号の論理和、論理
   積、否定の各論理に応じて設定され、前記受光素子と抵
   抗素子との接続点の電圧を光論理出力としたことを特徴
   とする光論理回路。