CN1825150A - 光信号输入装置及使用该装置的电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种光信号输入装置及使用该装置的电子设备，该光信号输入装置不减小聚光透镜的NA，入射到镜面上的光信号可满足全反射的条件。准直透镜(142)将从发光元件(161)输出的光信号(激光)(13)从发散光变为平行光。聚光透镜(104)将平行光向光波导通路(135)一端侧的波导通路口(138)聚光。光波导通路(135)将从该波导通路口(138)输入的光信号由45°镜面(135a)反射，在其长度方向上进行波导。将聚光透镜(104)的光轴相对准直透镜(142)的光轴向光波导通路(135)另一端侧(a侧)偏移距离d，使从准直透镜(142)输出的平行光移位，以使其主光线位置从透镜(104)的光轴位置向光波导通路(135)一端侧(b侧)离开距离d。

Description

光信号输入装置及使用该装置的电子设备
技术领域
本发明涉及适用于例如LSI(Large Scale Integrated circuit)等半导体芯片间的信号传送的优良的光信号输入装置及使用该装置的电子设备。详细地说，本发明涉及如下的光信号输入装置等，即，将从发光元件输出的光信号通过准直透镜从发散光变为平行光，然后，由聚光透镜将该平行光向光波导通路一端侧的波导通路口聚光，通过将聚光透镜的光轴相对准直透镜的光轴向光波导通路的另一端侧偏移规定距离，不减小聚光透镜的数值孔径(NA：numerical aperture)，入射到镜面上的光信号可满足全反射条件。
背景技术
目前，通过形成于LSI芯片内的硅上的晶体管、电容器等进行形成于前端的元件间相互之间或这些元件的区段的相互之间的信号传播及动作电源供给的后端的连接配线，全部通过经由形成于绝缘膜基板上的金属线的电传送而进行。但是，伴随基于目前的计量等级的细微化的元件动作速度的高速度化，即MPU(Micro Processing Unit)高功能化，芯片内所需要的数据接受量显著高速化且大容量化，该动作节拍显著高速化。
其中，在将数据及动作节拍信号电气地进行配信的金属配线中产生有各种问题。作为这些问题的代表列举：金属配线的电阻、寄生电容造成的信号RC(register and Capacitor)信号延迟、阻抗误匹配、EMC(Electro MagneticCompatibility)/EMI(Electro Magnetic Interference)、串扰造成的信号恶化及传送错误等问题、及显著的微细化造成的信号传送所需要的耗电增大、多层化造成的配线长度增大及成品率的降低等问题。
作为用于解决上述问题的安装技术之一，列举：将母板上的LSI芯片间直接进行光连接的“芯片间光互连”。为实现该芯片间的光互连而提案有将从面发光激光器(下面称作VCSEL)输出的光束一次准直，在输入波导通路时聚光这样的“光I/O封装”(参照非专利文献1)。
图25表示作为该“光I/O封装”的光信号输入装置500的结构。该光信号输入装置500由如下部件构成：将从作为输出光信号的发光元件的VCSEL(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser)511、VCSEL侧透镜基板512、将从VCSEL511输出的光信号从发散光变为平行光的准直透镜513、聚光透镜512，其用于将从准直透镜513输出的平行光向光波导通路530一端侧的波导通路口531聚光；波导通路侧透镜基板522。
从VCSEL511输出的光信号(激光)540通过透镜基板512，入射到准直透镜513上，从发散光变为平行光。而且，该平行光入射到聚光透镜521上，通过透镜基板522聚光在光波导通路530一端侧的波导通路口531上。从该波导通路口531输入的光信号入射到具有45°倾斜角的镜面532上并进行反射，通过光波导通路530而被波导。
根据该光信号输入装置500，例如图26所示，即使在产生制造公差，波导通路侧的位置相对VCSEL侧偏移的情况下，也可以将入射到聚光透镜512上的光信号的光路折曲，聚光在光波导通路530的波导通路口531上，可构成对制造公差要求不高，传播损失少的透镜模块。另外，图26的虚线表示未产生制造公差时的聚光透镜521、透镜基板522、光波导通路530等的位置。
非专利文献1：電子情報通信学会論文誌C Vol.J64-C No.9 pp.793-799(2001)
图25所示的光信号输入装置500在从VCSEL511到光波导通路530的波导通路口531的光信号(激光)的传播中，可得到足够的结合效率。但是，当考虑在光波导通路530内入射到镜面532上的光信号的全反射时，则由于入射到聚光透镜521上的平行光的偏移方向的不同，而会存在有在镜面532上光信号的一部分不会全反射而透过镜面532的情况。
例如，由于制造公差的产生，从而如图27所示，会存在入射到聚光透镜521上的平行光向a方向(与图26的偏移方向b相反的方向)偏移的情况。此时，在从VCSEL511到光波导通路530的波导通路口531的光信号(激光)的传播中也可得到足够的结合效率。
但是，入射到光波导通路530内的光信号相对镜面530的入射角度，相对于该镜面532接近90°。在此，若由镜面532全反射的区域αa为图28所示的状态，则存在于该区域αa之外的区域αb上的光不会被镜面532反射而透过该镜面532，不在光波导通路530中传播。因此，区域αb内的光全部损失。即，当光波导通路530的向镜面532的入射角度接近90°时，不能满足由该镜面532全反射的条件，而存在光量损失增大的问题。
另外，为减少从区域αb偏离的光，而减小向光波导通路530的输入光的NA。通常，为将光源、准直透镜、光波导通路间的角度错位吸收，光源和镜设计成共同作用关系(成像关系)设置。在此，为减小聚光透镜521的NA，而需要将该聚光透镜521的焦距伸长。
但是，成像透镜的焦距和成像倍率的关系由“成像倍率＝像方焦距/物方焦距”表示(参照图29)。这样，由于成像透镜的焦距(像方焦距)与成像倍率为成比例的关系，故当将聚光透镜521的焦距增大时，镜面532的光源像的成像倍率变大。即，若将聚光透镜521的NA减小，则在波导通路口531的光源像的尺寸(下面称作“聚光直径”)增大。
图30表示将聚光透镜521的NA减小的情况。此时，如图31A所示，光信号540的全部光存在于区域αa内。但此时，由于将聚光透镜521的NA减小，故如图31B所示，聚光直径Da不收纳于波导通路口531，产生光量损失。另外，图31B的聚光系统Db是在图27的聚光透镜521的NA中的系统。
这样，在图25所示的光信号输入装置500中，当为降低光波导通路530的在镜面532的损失而减小聚光透镜521的NA时，由波导通路口531遮光的光量增大，另一方面，当为降低由波导通路口531遮光的光量而增大聚光透镜521的NA，减小成像倍率时，在产生制造公差时，存在有不被镜面532全反射而透过的光量增大的问题。
发明内容
本发明的目的在于，不减小聚光透镜的NA，使入射到镜面上的光信号满足全反射的条件。
本发明提供的光信号输入装置，具有：发光元件，其输出光信号；准直透镜，其将从所述发光元件输出的光信号从发散光变为平行光；聚光透镜，其使从所述准直透镜输出的平行光向光波导通路一端侧的波导通路口聚光，其特征在于，使所述聚光透镜的光轴相对准直透镜的光轴向光波导通路的另一端侧偏移规定距离。
本发明提供的电子设备，其由多个电子零件构成，在这多个电子零件所具有的第一电子零件和第二电子零件之间进行使用光信号的信号传送，其特征在于，设置用于将光信号向光波导通路输入的光信号输入装置，该光信号输入装置具有：发光元件，其输出光信号；准直透镜，其将从该发光元件输出的光信号从发散光变为平行光；聚光透镜，其将从该准直透镜输出的平行光向光波导通路一端侧的波导通路口聚光，将聚光透镜的光轴相对准直透镜的光轴向光波导通路的另一端侧偏移规定距离。
在本发明中，从发光元件输出的光信号通过准直透镜从发散光变为平行光。而且，该平行光由聚光透镜聚光在光波导通路一端侧的波导通路口。在此，聚光透镜的光轴相对准直透镜的光轴向光波导通路另一端侧偏移规定距离。此时，平行光进行偏移，以使主光线位置从聚光透镜的光轴位置向光波导通路一端侧离开规定距离。
例如，规定距离如下设定，将表示相对于镜面的临界角的直线和沿该镜面的直线之间的区域二等分的直线构成入射到该镜面上的光信号的主光线位置，其中，所述镜面是将从波导通路口输入光波导通路内的光信号入射的倾斜的镜面。另外，规定距离例如如下设定，从波导通路口输入光波导通路内的光信号的主光线相对聚光透镜的光轴的倾斜小于或等于将表示相对于镜面的临界角的直线和沿该镜面的直线之间的区域二等分的直线相对聚光透镜的光轴的倾斜，其中，所述镜面是将从波导通路口输入光波导通路内的光信号入射的倾斜的镜面。
这样，通过将聚光透镜的光轴相对准直透镜的光轴向光波导通路的另一端侧偏移规定距离，从而不减小聚光透镜的NA，入射到镜面上的光信号满足全反射条件。此时，由于不减小聚光透镜的NA，故不会产生在波导通路的聚光直径增大，由该波导通路口遮光的光量增大的问题。
这样，通过将聚光透镜的光轴相对准直透镜的光轴向光波导通路的另一端侧偏移规定距离，可将制造公差的容许范围增大，可得到耐制造公差强的结构。另外，可使该制造公差的容许范围最大是如下情况，即，将表示相对于镜面的临界角的直线和沿该镜面的直线之间的区域二等分的直线作为入射到该镜面上的光信号的主光线位置。
根据本发明，将从发光元件输出的光信号由准直透镜从发散光变为平行光，然后，由聚光透镜将该平行光向光波导通路一端侧的波导通路口聚光，此时，将聚光透镜的光轴相对准直透镜的光轴向光波导通路的另一端侧偏移规定距离，不减小聚光透镜的NA，入射到镜面上的光信号可满足全反射条件。
附图说明
图1是作为实施例的光电复合装置的概略剖面图；
图2是作为实施例的光电复合装置的概略立体图；
图3(A)、(B)是表示IC插口结构的概略立体图；
图4(A)、(B)是表示插件的结构的概略立体图；
图5(A)、(B)是表示光波导通路阵列的结构的概略立体图及概略平面图；
图6(A)～(E)是表示光波导通路阵列、发光元件阵列及光接收元件阵列的详细结构的图；
图7是表示插件及光波导通路阵列的定位机构的部分的图；
图8是表示具有准直透镜、聚光透镜的光学系统的信号输入装置的结构的图；
图9是用于说明求取光信号的理想主光线位置的方法的图；
图10是用于说明求取聚光透镜的光轴的偏移量的方法的图；
图11是用于说明本发明的透镜系统的设计方法的图；
图12是表示由现有方法设计的透镜系统之一例的图；
图13是表示将本发明的聚光透镜再设计后的透镜系统之一例的图；
图14是表示将本发明的聚光透镜再设计后的透镜系统另一例的图；
图15是表示准直透镜、聚光透镜的非球面函数的系数之一例的图；
图16(A)、(B)是表示将聚光透镜的光轴偏移前和偏移后的聚光透镜系统、平行光入射区域的图；
图17(A)、(B)是用于说明将聚光透镜的光轴偏移前和偏移后的聚光透镜相互之间的位置干涉的图；
图18(A)、(B)是用于说明将聚光透镜的光轴偏移前和偏移后的聚光透镜相互之间的位置干涉的图；
图19是用于说明聚光透镜的光轴未偏移时的制造公差的容许范围的图；
图20是用于说明将聚光透镜的光轴偏移时的制造公差的容许范围的图；
图21是表示计算机系统的结构的框图；
图22是用于说明光配线的结构例的图；
图23是表示游戏机的结构的框图；
图24是表示服务器的结构的框图；
图25是表示具有现有的准直透镜、聚光透镜的光学系统的光信号输入装置的结构的图；
图26是用于说明产生制造公差时的图；
图27是用于说明产生制造公差时的光量损失的图；
图28是用于说明全反射区域和透过区域的图；
图29是用于说明焦距和成像倍率的关系的图；
图30是用于说明减小聚光透镜的NA时的图；
图31是用于说明减小聚光透镜的NA时的光信号的区域和聚光系统的图。
符号说明
10...光信号输入装置；11...发光元件侧透镜基板；12...波导通路侧透镜基板；13...光信号；13C...主光线；13U...上光线；13D...下光线；100...光电复合装置；101...印刷线路板；102、102a、102b...IC插口；102d...凹部；103...光波导通路阵列；104...透镜；105、105a、105b...插件；106...发光元件阵列；107...光接收元件阵列；108、108a、108b...半导体芯片；111...定位用销；112...定位用孔；113...定位用贯通孔；131...芯层；132、133...包层；135...发送信号用光波导通路；135a...发送信号用光波导通路的端部(45°镜面)；136...接收信号用光波导通路；136a...接收信号用光波导通路的端部(45°镜面)；137...壁板；138...波导通路口；141、143...透镜阵列；142、144...透镜；161...发光元件；163...光接收元件；200...计算机系统；210...光配线；300...游戏机；400...服务器
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1表示作为实施例的光电复合装置100的概略剖面图。
该光电复合装置100具有安装在印刷线路板(母板)101上的IC插口102a、102b和设于这些IC插口102a、102b上的透镜一体型的光波导通路阵列103。IC插口102a、102b分别构成为具有十字型槽状的凹部102d的凹凸结构。如现有公知技术，IC插口102a、102b使用例如绝缘性树脂，例如加入玻璃的PES(聚乙烯硫化物)树脂、加入玻璃的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)树脂等，使用具有凹凸结构的模具形成。
如后述，光波导通路阵列103具有多个通道量的光波导通路。该光波导通路阵列103架设于IC插口102a与IC插口102b之间。该光波导通路阵列103的两端部分别配置于IC插口102a、102b的槽状的凹部102d内。如后述，该光波导通路阵列103构成由上下的包层夹着芯层的结构，但也可以与上侧的包层一体地形成透镜104。
另外，光电复合装置100具有分别固定于IC插口102a、102b的凸面上的插件105a、105b。在插件105a的背面安装有作为光元件的发光元件阵列106及光接收元件107，且在其表面安装有半导体芯片108a，例如CPU。此时，发光元件阵列106及光接收元件阵列107通过插件105a的内部与半导体芯片108a连接。另外，在半导体芯片108a的上面设有作为散热器的铝制散热片109。
同样，在插件105b的背面安装有作为光元件的发光元件阵列106及光接收元件阵列107，且在其表面安装有半导体芯片108b。此时，发光元件阵列106及光接收元件阵列107经由插件105b的内部与半导体芯片108b连接。
发光元件阵列106构成为排列有多个发光元件，例如面发光激光器的结构。另外，光接收元件阵列107构成为排列有多个光接收元件，例如光敏二极管的结构。上述的光波导通路阵列103在上述的发光元件阵列106的各发光元件及光接收元件阵列107的各光接收元件上分别相对而设置各通道的光波导通路。在此，发光元件发出入射到光波导通路上的光信号。光接收元件接收从光波导通路射出的光信号。
其次，对在上述的光电复合装置100的插件105a、105b及光波导通路阵列103的定位机构进行说明。
插件105a、105b具有在其背面向下埋设竖立的定位用销111。该定位用销111通过焊接在例如设于插件105a、105b背面的金属焊盘(图1中未图示)，从而安装在该插件105a、105b的背面。该定位用销111由可通过形成于后述的光波导通路阵列103上的定位用贯通孔113的第一直径前端部111t、和不能通过该定位用贯通孔113的第二直径基部111b构成。基部111b焊接在插件105a、105b上。
另外，在IC插口102a、102b的凹部102d的底面具有用于插入上述的插件105a、105b的定位用销111的定位用孔112。该定位用孔112的直径形成得比定位用销111的前端部111t的直径稍小。例如，在定位用销111的前端部111t的直径为2.1mm(＝2.1mm)时，定位用孔112的直径为2.0mm(＝2.0mm)。由此，在定位用销111的前端部111t插入到定位用孔112时，由于定位用孔112的树脂变形而构成压入状态，抑制定位后的松动。
另外，光波导通路阵列103在两端部具有用于通过上述的插件105a、105b的定位用销111的定位用贯通孔113。该定位用贯通孔113的直径与上述的定位用孔112的直径同样，形成得比定位用销111的前端部111t的直径稍小。例如，在定位用销111的前端部111t的直径为2.1mm(＝2.1mm)时，定位用贯通孔113的直径为2.0mm(＝2.0mm)。由此，在定位用销111的前端部111t通过定位用贯通孔113时，由于定位用贯通孔113的树脂变形而构成压入状态，抑制定位后的松动。
插件105a、105b及光波导通路阵列103的定位以如下的方法进行，将上述的插件105a、105b的定位用销111贯通光波导通路阵列103的定位用贯通孔113而插入到IC插口102a、102b的定位用孔112中。
此时，在定位用销111的基部111b及前端部111t的分界的台阶部分，光波导通路阵列103构成按压在IC插口102a、102b的面上的状态。由此，可防止光波导通路阵列103从IC插口的面浮起，可避免各光波导通路的光入射面及光射出面因倾斜造成的光量损失。
另外，省略详细说明，但插件105a、105b分别例如在其四角给予向IC插口102a、102b侧的作用力，在按压在IC插口102a、102b上的状态下固定在该IC插口102a、102b上。
图2表示上述的光电复合装置100的概略立体图。另外，图2中，印刷线路板101及铝制散热片109的图示省略。
其次，进一步对构成上述的光电复合装置100的各部件进行详细说明。图3A、B表示IC插口102(与IC插口102a、102b分别对应)的结构。图3A是从表面侧看到的IC插口102的概略立体图，图3B是从背面侧看到的IC插口102的概略立体图。
如图3A所示，IC插口102的表面侧形成为具有十字形槽状的凹部102d的凹凸结构。凹部102d的深度比光波导通路阵列103的厚度大，在安装时，在光波导通路阵列103和发光元件阵列106及光接收元件阵列107之间形成空间。
在该IC插口102的凸面上设有多个棒状、板簧状、涡卷状等的电极销121，该电极销用于与在固定于所述凸面上的插件105a、105b(参照图1)背面设置的电极焊盘151电接触。另外，图3A表示棒状的电极销121。
另外，如图3B所示，在该IC插口102的背面设有多个例如焊锡焊盘等的电极接触器122，该电极接触器用于与印刷线路板101(参照图1)上的电极电连接。该电极接触器122在IC插口102内与设于上述凸面上的电极销121电连接。
如图3A所示，在该IC插口102的凹部102d底面设有用于插入上述的设于插件105a、105b背面的定位用销111的定位用孔112。如后述，由于在插件105a、105b的背面分别设有八个定位用销111，故也可以设置八个定位用孔112。另外，图3A中仅显示四个。
另外，在该IC插口102上，可利用十字形槽状的凹部102d从最大四个方向设置四个光波导通路阵列103(参照图1)。因此，在上述的八个定位用孔112中，与各自的方向对应的每两个定位用孔112用于插入与从各自的方向设置的光波导通路阵列103对应的两个定位用销111。
图4A、B表示插件105(分别与插件105a、105b对应)的结构。图4A是从表面侧看到的插件105的概略立体图，图4B是从背面侧看到的插件105的概略立体图。
如图4A所示，在插件105的表面安装有半导体芯片108(相当于半导体芯片108a、108b)。另外，安装的半导体芯片的个数不限于一个。如图4B所示，在该插件105的背面安装有发光元件阵列106及光接收元件阵列107。如上所述，由于可在插件105上从最大四个方向设置四个光波导通路阵列103，故在该插件105的背面，与从各自的方向设置的光波导通路阵列103对应而安装有四组发光元件阵列106及光接收元件阵列107。这些发光元件阵列106及光接收元件阵列107经由插件105与半导体芯片108连接。
如图4B所示，在该插件105的背面设有多个用于与上述的设于IC插口102的凸面上的电极销121(参照图3)电接触的电极焊盘151。
另外，如图4B所示，在该插件105的背面朝向下方埋设竖立有金属制的定位用销111。该定位用销111与上述的设于IC插口102上的八个定位用孔112对应而设有八个。
图5A、B表示光波导通路阵列103的结构。图5A是从表面侧看到的光波导通路阵列103的概略立体图，图5B是光波导通路阵列103的概略平面图。
在光波导通路阵列103的两端部分别设有用于使上述的通过插件105(插件105a、105b)的定位用销111(参照图4)的定位用贯通孔113。在各端部沿宽度方向隔开规定间隔设有第一孔113p及第二孔113q作为定位用贯通孔113。
在此，第一孔113p是圆孔。例如，在定位用销111的前端部111t的直径为2.1mm时，该第一孔113p的直径为2.0mm。另外，第二孔113q形成为长孔，其长径方向与光波导通路阵列103的宽度方向一致。例如，在定位用销111的前端部111t的直径为2.1mm时，该第二孔113q的短径为2.0mm，其长径为3.0mm。
由于不仅在该光波导通路阵列113的第一孔113p内贯通插件105的第一定位用销111，还在该光波导通路阵列103的第二孔113q内贯通插件105的第二定位用销111，由此可进行光波导通路阵列103的止转。另外，通过将第二孔113q设为长孔，可吸收插件105的第一、第二定位用销111、111的宽度方向的位置偏移。
其次，参照图6对光波导通路阵列103、发光元件阵列106及光接收元件阵列107进行详细说明。
图6C是从表面侧看到的光波导通路阵列103的立体图，图6D是沿横向(长度方向)剖切光波导通路阵列103的剖面图，图6E是沿纵向(宽度方向)剖切光波导通路阵列103的剖面图。图6C仅表示光波导通路阵列103的一侧端部，但另一侧端部也为同样结构。
光波导通路103基本上为由上下的包层132、133夹着芯层131的结构。此时，通过使芯层131的折射率比包层132、133的折射率高，从而构成光波导通路。例如，使用UV固化光学用树脂(例如折射率为1.6)作为芯层131的材料，使用光学用射出成型树脂(例如折射率为1.5)作为包层132、133的材料。
在芯层131上形成有多个通道的光波导通路，即多个发送信号用光波导通路135及多个接收信号用光波导通路136。另外，在另一侧端部，发送信号用光波导通路135成为接收信号用光波导通路136，接收信号用光波导通路136成为发送信号用光波导通路135。
此时，发送信号用光波导通路135及接收信号用光波导通路136在光波导通路阵列103的宽度方向上交替配置。另外，使在光波导通路阵列103的宽度方向上排列的多个发送信号用光波导通路135的端部位置沿长度方向依次偏移。同样，使在光波导通路阵列103的宽度方向上排列的多个接收信号用光波导通路136的端部位置沿长度方向依次偏移。另外，多个发送信号用光波导通路135的端部比多个接收信号用光波导通路136的端部更靠近位于光波导通路阵列103的端部侧。
发送信号用光波导通路135的端部135a构成45°镜面。由此，可将由发光元件阵列106的发光元件产生的光信号由该端部135a向光波导通路135的长度方向侧反射，可有效地送出该光信号。另外，接收信号用光波导通路136的端部136a也构成45°镜面。由此，可将由光波导通路136传送的光信号由该端部136a向光接收元件阵列107的光接收元件侧反射，可有效地接收该光信号。
另外，与各发送信号用光波导通路135的端部135a及各接收信号用光波导通路136的端部136a分别对应，与上侧的包层132一体形成透镜104。此时，与发送信号用光波导通路135的端部135a对应的透镜104起到将来自发光元件阵列106的发光元件侧的平行光聚光在该端部135a的聚光透镜的作用。另一方面，与接收信号用光波导通路136的端部136a对应的透镜104起到将来自该端部136a的发散光变为平行光的准直透镜的作用。
另外，在光波导通路阵列103的端部，使上侧的包层132的两侧及前侧向下方延伸，在两侧面及前面形成有规定高度的壁板137。这样，通过形成壁板137，即使在光波导通路阵列103被按压在IC插口102a、102b的面上的状态下，光波导通路135、136的部分也会处于从IC插口102a、102b的面浮起的状态下，可良好地避免破损等。
作为定位用贯通孔113的第一孔113p及第二孔113q形成于上侧的包层132上。
图6A表示发光元件阵列106及安装于该阵列上的透镜阵列141(图1中未图示)。发光元件阵列106对应上述的光波导通路阵列103的多个发送信号用光波导通路135的端部135a而具有多个发光元件161。该发光元件161例如为面发光激光器，从下面侧射出作为光信号的激光。另外，在该发光元件阵列106的上面侧设有经由金属配线与各发光元件161连接的电极焊盘162。另外，在透镜阵列141上形成有与发光元件阵列106的多个发光元件161分别对应的多个透镜142。该透镜142起到将来自发光元件161的发散光变为平行光的准直透镜的作用。
图6B表示光接收元件阵列107及安装于该阵列上的透镜阵列143(图1中未图示)。光接收元件阵列107对应上述的光波导通路阵列103的多个接收信号用光波导通路136的端部136a而具有多个光接收元件163。该光接收元件163例如为光敏二极管，从下面侧入射作为光信号的激光。另外，在该光接收元件阵列107的上面侧设有经由金属配线与各光接收元件163连接的电极焊盘164。另外，在透镜阵列143上形成有与光接收元件阵列107的多个光接收元件163分别对应的多个透镜144。该透镜144起到将来自光波导通路阵列103的接收信号用光波导通路136侧的平行光聚光在光接收元件163的光入射面上的聚光透镜的作用。
其次，对图1所示的光电复合装置100的制造方法之一例进行说明。
首先，在印刷线路板101上安装IC插口102a、102b。此时，将印刷线路板101上的电极和IC插口102a、102b背面的电极接触器122位置对齐，将印刷线路板101上的电极和IC插口102a、102b电连接而进行安装。另外，在印刷线路板101上预先进行其它电子零件等的安装及电气配线。
其次，在IC插口102a、102b上设置光波导通路阵列103，构成在这些插口102a、102b之间架设有光波导通路阵列103的状态。此时，光波导通路阵列103的两端部分别配置于IC插口102a、102b的槽状凹部102d内。此时，设于IC插口102a、102b上的光波导通路阵列103的长度最好比这些IC插口102a、102b的距离长。由此，可在使光波导通路阵列103挠曲的状态下进行固定，可将在IC插口102a、102b的印刷线路板101上的定位误差吸收。
然后，在IC插口102a的凸面上固定插件105a。此时，通过将设于插件105a背面的八个定位用销111的前端部111t通过插入到设于IC插口102a的凹部102d底面上的定位用孔112中，而进行插件105a的定位。此时，与光波导通路阵列103对应的两个定位用销111在通过该光波导通路阵列103的定位用贯通孔113(第一孔113p、第二孔113q)之后，插入到定位用孔112中。由此，光波导通路阵列103的定位也同时进行。
这样，在IC插口102的凸面上固定插件105a时，在该插件105a上，例如在其四角赋予向IC插口102a侧的作用力，使该插件105a成为按压在IC插口102a上的状态。
其次，在安装于插件105a表面上的半导体芯片108a的上面设置铝制的散热片109。由此，可将由半导体芯片108a产生的热通过散热片109而有效地散热。
然后，在IC插口102b的凸面上固定插件105b。此时，通过将设于插件105b背面的八个定位用销111的前端部111t通过插入到设于IC插口102b的凹部102d底面上的定位用孔112中，而进行插件105b的定位。此时，与光波导通路阵列103对应的两个定位用销111在通过该光波导通路阵列103的定位用贯通孔113(第一孔113p、第二孔113q)之后，插入到定位用孔112中。由此，光波导通路阵列103的定位也同时进行。
另外，在IC插口102b的凸面上固定插件105b时，在该插件105b，例如其四角赋予向IC插口102b侧的作用力，使该插件105b成为按压在IC插口102b上的状态。
图7是将IC插口102a侧的插件105a及光波导通路阵列103的定位机构的部分放大表示的图。在该图7中，与图1、图6对应的部分使用相同的符号表示。
在插件105a的表面安装有半导体芯片108a。此时，在插件105a表面的电极焊盘152和半导体芯片108a下面的电极焊盘181之间设有焊锡焊盘154，将半导体芯片108a焊接在插件105a的表面上。
另外，在插件105a的背面安装有发光元件阵列106。此时，在插件105a背面的电极焊盘153和发光元件阵列106上面的电极焊盘162之间设有焊锡焊盘155，将发光元件阵列106焊接在插件105a的背面上。另外，在该发光元件阵列106的下面安装有透镜阵列141。
另外，光波导通路阵列103的端部配置于IC插口102a的槽状凹部102d上。定位用销111通过与设于插件105a背面的金属焊盘156进行焊接，从而在该插件105a的背面朝向下方埋设竖立。该定位用销111的前端部111t贯通光波导通路阵列103的定位用贯通孔113，插入(压入)到IC插口102a的定位用孔112中。由此，插件105a及光波导通路阵列103双方的定位同时进行。
在此，来自发光元件阵列106的发光元件161的光信号由安装于该发光元件阵列106上的透镜阵列141的透镜(准直透镜)142从发散光变成平行光，然后，该平行光由与光波导通路阵列103上面侧的包层132一体形成的透镜(聚光透镜)104而聚光在发送信号用光波导通路135一端侧的波导通路口138上。而且，从该波导通路口138输入光波导通路135内的光信号入射到该光波导通路135的端部(镜面)135a上，由该端部135a向光波导通路135的长度方向侧反射。
此时，透镜(聚光透镜)104的光轴相对透镜(准直透镜)142的光轴向光波导通路135的另一端侧偏移规定距离，从透镜142输出的平行光移位，使其主光线位置从透镜104的光轴位置向光波导通路135的一端侧离开规定距离。由此，可不减小透镜104的NA，而使入射到反射面上的光信号满足全反射条件。另外，有关如何设定偏移量等在后文中叙述。
上述的图7表示IC插口102a侧的插件105a及光波导通路阵列103的定位机构的部分。说明省略，但在IC插口102b侧的插件105b及光波导通路阵列103的定位机构的部分也相同。
说明上述的光电复合装置100(参照图1、图6、图7)的动作。
在IC插口102a侧，来自半导体芯片108a的电信号通过插件105a的内部而向安装于插件105a背面的发光元件阵列106的发光元件(例如面发光激光器)161供给，从该发光元件161产生对应电信号而进行强度调制的光信号。
来自该发光元件161的光信号由安装于发光元件106上的透镜阵列141的透镜142从发散光变为平行光。该平行光由与光波导通路阵列103上面侧的包层132一体形成的透镜104聚光在发送信号用光波导通路135一端侧的波导通路口138。而且，从该波导通路口138输入光波导通路135内的光信号入射到端部(45°镜面)135a上，向光波导通路135的长度方向侧反射。由此，由IC插口102a侧的发光元件阵列106的发光元件161产生的光信号通过发送信号用光波导通路135发送到IC插口102b侧。
在IC插口102b侧，通过接收信号用光波导通路136(在IC插口102a侧为发送信号用光波导通路135)而送出的光信号由端部(45°镜面)136a向光接收元件阵列107光接收元件163侧反射。该反射的光信号由与光波导通路阵列103上面侧的包层132一体形成的透镜104从发散光变为平行光。该平行光由安装于光接收元件阵列107上的透镜阵列143的透镜144聚光，入射到光接收元件(例如光敏二极管)163的光入射面上。
而且，光信号由光接收元件163从光信号变换成电信号。该电信号通过插件105b的内部，供给到安装于插件105b表面上的半导体芯片108b。由此，来自安装于IC插口102a侧的插件105a上的半导体芯片108a的电信号供给到安装于IC插口102b侧的插件105b上的半导体芯片108b。
另外，说明省略，但同样也从IC插口102b侧的半导体芯片108b向IC插口102a侧的半导体芯片108a供给电信号。
其次，对具有发光元件161、透镜142(在此为“准直透镜142”)、透镜104(在此为“聚光透镜104”)的作为光学系统的光信号输入装置10详细进行说明。图8表示该光信号输入装置10的结构。在该图8中，与图7对应的部分使用同一符号，适宜地省略其详细说明。
该信号输入装置10具有：输出光信号的例如由面发光激光器(VCSEL)构成的发光元件161；发光元件侧透镜基板11；将从发光元件161输出的光信号从发散光变为平行光的准直透镜142；用于将从准直透镜142输出的平行光聚光在送信侧光波导通路135一端侧的波导通路口138上的聚光透镜104；波导通路侧透镜基板12。
作为发光元件侧透镜基板11，对应覆盖透镜阵列141的基板部分及发光元件阵列106的发光元件161的前面侧的保护膜等。另外，作为波导通路侧透镜基板12，对应一体形成聚光透镜104的光波导通路阵列103上面侧的包层132。
从发光元件161输出的光信号(激光)13通过透镜基板11入射到准直透镜142，从发散光变为平行光。而且，该平行光入射到聚光透镜104上，通过透镜基板122聚光在发送信号用光波导通路135一端侧的波导通路口138上。从该波导通路口138输入的光信号入射到具有45°倾斜角的端部135a(在此为“镜面135a”)，进行反射，通过光波导通路135进行波导。
在此，聚光透镜104的光轴相对准直透镜142的光轴向光波导通路135的另一端侧(a侧)偏移距离d，且从准直透镜142输出的平行光进行移位，使其主光线位置从聚光透镜104的光轴位置向光波导通路135的一端侧(b侧)离开距离d。由此，可不减小聚光透镜104的NA，而使入射到镜面135a上的光信号满足全条件反射。此时，由于不减小聚光透镜104的NA，故不会存在如下的状况，即，在波导通路口138的聚光直径增大，由该波导通路口138遮光的光量增大。
对上述的光信号输入装置10的设计方法进行说明。
首先，对发光元件侧的透镜系统的设计进行说明。由发光元件161的光信号13的放射角度和准直幅度决定透镜基板11的厚度。而且，设计准直透镜142，以将在该透镜基板11内一边扩宽一边行进的光信号准直。
其次，参照图9对波导通路侧的透镜系统的设计进行说明。由光波导通路135和其周围的材质算出由光波导通路135的镜面135a全反射的限界角度即临界角θa。沿光波导通路135的镜面135a的直线L1和表示示临界角θa的直线L2之间的区域Wa构成可全反射的区域。求出将该区域Wa二等分的直线，换言之是将直线L1、L2构成的角二等分的直线即二等分线L3。该二等分线L3成为光信号13的主光线的理想位置。在光信号13的主光线前进到该二等分线L3时，可使向光波导通路135入射的光的NA最大。另外，图9的直线L4表示聚光透镜104(参照图8)的光轴。
而且，求出聚光透镜104的光轴L4相对准直透镜142的光轴的偏移量即距离d。由于光信号13的主光线的理想位置定为二等分线13，故如图10所示，可知光信号13相对聚光透镜104的光轴的倾斜角θb。从该倾斜角θb和聚光透镜104的焦距Fa，由(1)式求出作为偏移量的距离d。
d＝Fa×tanθb     ...(1)
而且，如上所述，由于决定了发光元件侧的透镜系统和波导通路侧的透镜系统的偏移量(距离d)，故设计聚光透镜104，以使在具有该偏移量的状态下将光信号聚光在波导通路口138。
其次，说明上述的光信号输入装置10的设计方法的具体例。该具体例如以下的设计规格。即，发光元件161的光源尺寸为30μm，发光元件161的光源放射角度(全角)为20°，准直透镜142、聚光透镜104及光波导通路135的折射率为1.5，透镜基板11、12的折射率为1.4，作为平行光宽幅的准直宽幅小于或等于170μm，波导通路口138为30μm□。
最初，由现有方法设计透镜，然后，使聚光透镜104的光轴偏移，再次设计该聚光透镜104。
首先，进行现有方法进行的透镜设计的说明。决定作为平行光的宽幅准直宽幅D(参照图8)。该准直宽幅D由基于光波导通路135的集成度的准直透镜142及聚光透镜104的透镜阵列的集成度、制造上的透镜SAG及透镜直径限界、或透镜基板11、12的耐装配的最低限的厚度等制造上的限制及规格决定。由该准直宽幅D和发光元件161的光源放射角度决定发光元件侧透镜基板11的厚度。而且，设计准直透镜142，以在透镜基板11中一边扩宽一边行进的光信号从发散光变为平行光。
然后，设计聚光透镜104，以使平行光聚光成光波导通路135的波导通路口138的大小。在此，如图11所示，由于树脂和空气的折射率差，在光波导通路的镜面135a满足全反射条件的临界角θa的位置成为相对聚光透镜104的光轴倾斜约3.2°的位置。由于发光元件161的光源尺寸和波导通路口138的尺寸都为30μm，故构成等倍的透镜系统。即，准直透镜142和聚光透镜104是焦距相同的透镜系统。
图12表示由现有方法设计的透镜系统。实线表示从发光元件161的光源中心射出的主光线13C、上光线13U、下光线13D，虚线表示从发光元件161的光源上端射出的各光线。此时，向波导通路口138聚光的直径约为30μm，但上光线13U的入射角度约为9.9°，在镜面135a透过(参照图11)。
其次，说明聚光透镜104的再设计。聚光透镜104的焦距约为500μm，该透镜系统的全反射区域为约48.2°(＝45°+3.2°)的区域(参照图11)，因此，在聚光透镜104的光轴的偏移量(距离d)约为200μm时，光信号13的主光线13C到达理想的主光线位置。假设，当设计主光线13C到达理想的主光线位置那样的透镜时，则构成图13所示的透镜系统。
但是，由该图13也可知，当设计聚光透镜104以使主光线13C通过理想光线位置时，会存在透镜的突出高度SAG变得过深，难以进行该聚光透镜104的制造的情况。
因此，主光线13C通过理想的主光线位置的偏移量最好为偏移量的上限。即，如下设定偏移量(距离d)，使主光线13C相对聚光透镜104的光轴的倾斜小于或等于上述的二等分线L3相对聚光透镜104的光轴的倾斜。
在该例中，由于只要使光线6.7°(＝9.9°-3.2°)量进入全反射区域即可，因此，只要偏移大于或等于500μm×tan6.7°＝58.7μm≈59μm即可。实际上根据制造公差及光束的强度分布等将偏移量最优化。图14表示将偏移量(距离d)设为70μm时的透镜系统。此时的上光线13U的入射角度约为2.9°，聚光直径为30μm。
这样设计的透镜系统中，对波导通路口138的聚光直径也满足在镜面135a的全反射条件。图15表示此时的准直透镜142及聚光透镜104的(2)式的非球面函数SAG(h)的关系。
数1
SAG ( h ) = Cv × h 2 1 + 1 - Cv 2 × h 2 × ( K + 1 ) + A × h 4 - - - ( 2 )
其次，参照图16、图17、图18对通过将聚光透镜104的光轴偏移来加大聚光透镜104的直径的情况进行说明。
考虑通过将聚光透镜104的光轴偏移来增大透镜直径，限制了波导通路的集成度。图16A、16B分别表示将聚光透镜104的光轴偏移前和偏移后的聚光透镜104的直径、及入射平行光(准直光)13的区域。图16A表示将聚光透镜104的光轴偏移前的状态。在该状态下，聚光透镜104的直径小，平行光103入射到该聚光透镜104的中央区域。
图16B表示将聚光透镜104的光轴偏移后的状态。在该状态下，聚光透镜104的直径增大，平行光13入射到从该聚光透镜104的中央偏移的区域。另外，图16B的虚线所示的圆是为比较将光轴偏移前的聚光透镜104而表示的。由该图16B可知，即使在聚光透镜104的直径增大的情况下，由在聚光透镜104中在使用的区域的增加的区域也是图16B中由点划线的框P1表示的区域。
图17A、B分别表示的是：在与光波导通路阵列的各光波导通路135的端部对应而将聚光透镜104配置成阵列状的情况下，将聚光透镜104的光轴偏移前和偏移后的聚光透镜104的直径及入射平行光(准直光)13的区域。图17A表示将聚光透镜104的光轴偏移前的状态。在该状态下，聚光透镜104的直径小，聚光透镜104相互之间不产生位置干涉。
图17B表示将聚光透镜104的光轴偏移后的状态。在该状态下，聚光透镜104的直径增大，聚光透镜104相互之间产生位置干涉。但是，产生该位置干涉的区域是图17B中由点划线的框P2表示的区域，由于不是入射平行光13而实际使用的区域，故没有任何问题。此时，作为聚光透镜104，也可以仅成形入射平行光13而实际使用的区域，此时，聚光透镜104相互之间没有位置干涉。
这样，在将聚光透镜104的光轴偏移的情况下，即使聚光透镜104的直径增大，聚光透镜104相互之间产生位置干涉，产生该位置干涉的区域也不是入射平行光13而实际使用的区域。因此，即使通过将聚光透镜104的光轴偏移来增大聚光透镜104的直径，光波导通路阵列的光波导通路135的集成度也不会降低。
图18A、18B分别表示的是：在与邻接的光波导通路135的端部位置沿长度方向偏移而配置的光波导通路阵列的各光波导通路135的端部对应，将聚光透镜104配置成阵列状的情况下，将聚光透镜104的光轴偏移前和偏移后的聚光透镜104的直径及入射平行光(准直光)13的区域。详细说明省略，但即使在该图18A、18B的情况下，也可以说与上述的图17A、17B的情况相同。
其次，对制造公差的容许范围进行说明。
首先，如现有例，参照图19对不进行聚光透镜104的光轴偏移的情况进行说明。此时，即使在要解决上述发明的课题的项目中，如上所述，当考虑在镜面135a的全反射时，根据聚光透镜104的光轴的偏移方向的不同也有对制造公差要求高的情况。即，如虚线所示，对聚光透镜104的光轴向a侧偏移的制造公差的要求不高，但如点划线所示，对聚光透镜104的光轴向b侧偏移的制造公差的要求高。此时，向a侧偏移的制造公差的容许范围为q1，向b侧偏移的制造公差的容许范围为q2，q2＜q1。其结果是制造公差的容许范围为q2。
其次，参照图20对本发明的聚光透镜104的光轴偏移的情况进行说明。此时，也考虑在镜面135a的全反射而设计偏移量。如虚线所示地聚光透镜104的光轴向a侧偏移的制造公差的容许范围q3与如点划线所示地聚光透镜104的光轴向b侧偏移的制造公差的容许范围q4相等，制造公差的容许范围为q4。
但是，在q3＝q4的情况是可能给予以光信号13的主光线13C为理想光线位置的偏移量的情况(参照图13)。在给予现实的偏移量的情况下(参照图14)，q4＜q3，但是，当与没有进行图19所示的聚光透镜104的光轴偏移的情况相比时，q2＜q4，结果是，在进行聚光透镜104的光轴偏移时，可增大制造公差的容许范围，对制造公差的要求不高。
根据上述的光电复合装置100，透镜(聚光透镜)104的光轴相对透镜(准直透镜)142的光轴向光波导通路135的另一端侧偏移规定距离，不减小透镜104的NA，入射到镜面上的光信号可满足全反射条件。此时，不减小透镜104的NA，而使在波导通路口138的聚光直径增大，由该波导通路口138遮光的光量不会增大。
另外，根据上述的光电复合装置100，透镜(聚光透镜)104的光轴相对透镜(准直透镜)142的光轴向光波导通路135的另一端侧偏移规定距离，可相对透镜142的光轴增大透镜104的光轴偏移的制造公差的容许范围，对制造公差的要求不高。
其次，简单说明可实际上适用于上述的光电复合装置100的电子设备之一例。
图21表示计算机系统200的结构。该计算机系统200具有：CPU(CentralProcessing Unit)201、作为存储控制器的北桥芯片(north bridge)202、DRAM(Dynamic Random Access Memory)203、作为I/O控制器的南桥芯片(southbridge)204、总线205、网络接口(网络I/F)206、存储装置207、其它输入输出装置(I/O装置)208。
北桥芯片202经由光配线211与CPU201连接。另外，南桥芯片204经由光配线212与北桥芯片202连接，同时，经由光配线211与CPU201连接。另外，DRAM203经由光配线213与北桥芯片202连接。CPU201基于OS(Operating System)及应用程序控制各部分。北桥芯片202统一控制向存储器203的存取。
总线205介由电气配线214与南桥芯片204连接。另外，网络接口206、存储装置207及其它I/O装置208分别与总线205连接。存储装置207为HDD(Hard Disk Drive)、DVD(Digital Versatile Disk)驱动器、CD(CompactDisc)驱动器等。I/O装置208为视频输入装置、串行及并行接口等。
图22表示光配线210(与光配线211～213分别对应)的结构例。该光配线210具有N通道量的光传送系统(220-1～220-N)。光传送系统220-1～220-N分别由从第一电路(第一电子零件)向第二电路(第二电子零件)传送光信号的第一传送系统221、和从第二电路向第一电路传递光信号的第二传送系统222构成。
第一传送系统221具有并行/串行变换器(P/S变换器)、驱动放大器221b、作为发光元件的半导体激光器221c、光波导通路221d、作为光接收元件的光敏二极管221e、变压阻抗放大器(TIA)221f、I/V变换放大器(IVA)221g及串行/并行变换器(S/P变换器)221h。此时，P/S变换器221a、驱动放大器221b及半导体激光器221c配置在第一电路侧，光敏二极管221e、TIA221f、IVA221g及S/P变换器221h配置于第二电路侧，光波导通路221d配置于第一电路和第二电路之间。
同样，第二传送系统221具有P/S变换器222a、驱动放大器222b、半导体激光器222c、光波导通路222d、光敏二极管222e、TIA222f、IVA222g及S/P变换器222h。此时，P/S变换器222a、驱动放大器222b及半导体激光器222c配置在第二电路侧，光敏二极管222e、TIA222f、IVA222g及S/P变换器222h配置于第一电路侧，光波导通路222d配置于第二电路和第一电路之间。
在此，S/P变换器221a、222a分别将要传送的数据，例如b0～b7八位并行数据变换为串行数据。驱动放大器221b、222b分别基于由S/P变换器221a、222a得到的串行数据来驱动半导体激光器221c、222c，从该半导体激光器221c、222c产生与串行数据对应的光信号。在TIA221f、222f分别将来自光敏二极管221e、222e的光电变换得到的电流信号向后续的I/V变换放大器221g、222g供给时，得到阻抗匹配。IVA221g、222g分别将TIA221f、222f的输出信号即电流信号变换为电压信号。S/P变换器221h、222h分别将IVA221g、222g的输出信号即传送来的串行数据变换为并行数据。
对从第一电路向第二电路传送数据时的动作进行说明。在第一电路侧，要传送的八位并行数据由P/S变换器221a变换为串行数据，该串行数据被供给向驱动放大器221b。由该驱动放大器221b驱动半导体激光器221c，从该半导体激光器221c产生与串行数据对应的光信号。而且，该光信号通过光波导通路221d传送到第二电路侧。
在第二电路侧，由光波导通路221d传送来的光信号照射到光敏二极管221e上。由来自该光敏二极管221e的光电变换得到的电流信号经由阻抗匹配用的TIA221f而向IVA221g供给，变换成电压信号。而且，该IVA221g的输出信号即传送来的串行数据由S/P变换器221h变换为并行数据。
这样，从第一电路向第二电路进行数据的传送。另外，详细说明省略，但从第二电路向第一电路传送数据时的动作也相同地进行。在图22所示的光配线210中，由于具有N通道量的光传送系统220-1～220-N，故可并行进行N通道量的数据的发送接收。
在上述的计算机系统200中，在未图示的印刷线路板(母板)上安装分别构成作为上述的电子零件的CPU201、北桥芯片202、DRAM203、南桥芯片204及总线205的半导体芯片。此时，可在CPU201、北桥芯片202、DRAM203及南桥芯片204的部分适用于图1所示的光电复合装置100，在CPU201与北桥芯片202之间、DRAM203与北桥芯片202之间、北桥芯片202与南桥芯片204之间，可良好地进行使用光信号的信号传送。
图23表示游戏机300的结构。该游戏机300具有如下基本结构：CPU301，其基于游戏应用程序等各种应用程序进行信号处理及内部结构要素的控制；图形处理器(GP)302，其进行图像处理；网络接口(网络I/F)303，其用于与互联网等网络进行连接；IO处理器(IOP)304，其进行接口处理；光盘控制部306，其进行DVD及CD等光盘305的读出控制及该读出的数据的解码；DRAM307，其作为与主CPU301连接的主存储器；IOP存储器308，其用于保持IO处理器304执行的命令及数据；OS-ROM309，其主要存储运行系统用的程序；声音处理单元(SUP)310，其进行声音信号的处理；声音缓冲器311，其存储压缩波形数据。
主CPU301和网络I/F303由光配线312连接。主CPU301和图形处理器302由光配线313连接。主CPU301和IO处理器304由SBUS314连接。IO处理器304与光盘控制部306、OS-ROM309及声音处理单元310由SSBUS315连接。
主CPU301执行存储于OS-ROM309内的程序、及从光盘305读出并寄存于DRAM307内、或经由通信网络下载的各种游戏应用程序等。图形处理器302例如进行在视频游戏中的构图处理等，将视频信号输出到显示器上。
在IO处理器304上连接有与控制器(未图示)连接的控制端口321、装入存储卡(未图示)的存储卡插槽322、USB连接端子323及IEEE1394连接端子324。由此，IO处理器304在经由控制端口321连接的控制器、经由存储卡插槽322连接的存储卡、经由USB连接端子323连接的未图示的手机及个人计算机之间进行数据的发送接收及协议变换等。
声音处理单元310基于来自主CPU301的命令以规定的抽样频率对存储于声音缓冲器311内的压缩波形数据等进行再生，由此将各种声音合成，将音频信号输出到扬声器。
另外，光配线312、313分别如上述图22所示那样构成，在主CPU301和网络I/F303之间、及主CPU301和图形处理器302之间由光信号进行数据的发送接收。
在上述的游戏机300中，在未图示的印刷线路板(母板)上安装上述的主CPU301等作为基本结构电子零件的半导体芯片。
此时，主CPU301、图形处理器302及网络I/F303的部分适用于图1所示的光电复合装置100，在主CPU301和网络I/F303之间、主CPU301和图形处理器302之间良好地进行使用光信号的信号传送。
图24表示服务器400的结构。该服务器400具有CPU401、402、芯片组403、网络接口(网络I/F)404、存储器405、PCI桥406、路由器407为基本结构。
在芯片组403上经由光配线411、412连接有CPU401、402，且经由光配线413连接有网络I/F404。另外，在芯片组403上由电气配线连接有存储器405、PCI桥406及路由器407。网络I/F404进行与网络的连接。芯片组403控制CPU401、402、网络I/F404、存储器405及PCI桥406等。
在PCI桥406上经由PCI总线414连接有存储装置等PCI器件415～416。路由器407例如由开关卡(スイツチカ一ド)421及线卡(ラインカ一ド)422～425构成。线卡422～425是进行数据包的前处理的处理器，开关卡421是根据地址切换数据包的目的地的开关。
另外，光配线411～413分别如上述图22所示那样构成，在CPU401、402和芯片组403之间、及芯片组403和网络I/F404之间由光信号进行数据的发送接收。
在上述的服务器400中，在未图示的印刷线路板(母板)上安装上述的主CPU401、402、芯片组403等作为基本结构电子零件的半导体芯片。
此时，在CPU401、401、芯片组403、网络I/F404的部分可适用于图1所示的光电复合装置100，可在CPU401、402和芯片组403之间、及芯片组403和网络I/F404之间良好地进行使用光信号的信号传送。
产业上的可利用性
本发明将从发光元件输出的光信号由准直透镜从发散光变为平行光，然后，将该平行光由聚光透镜聚光在光波导通路一端侧的波导通路口，由此，不减小聚光透镜的NA，入射到光波导通路的镜面上的光信号可满足全反射的条件，可适用于例如LSI等半导体芯片间的光信号传送。

Claims (4)

1、一种光信号输入装置，具有：发光元件，其输出光信号；准直透镜，其将从所述发光元件输出的光信号从发散光变为平行光；聚光透镜，其将从上述准直透镜输出的平行光向光波导通路一端侧的波导通路口聚光，其特征在于，使所述聚光透镜的光轴相对所述准直透镜的光轴向所述光波导通路的另一端侧偏移规定距离。
2、如权利要求1所述的光信号输入装置，其特征在于，所述规定距离如下设定，将表示相对于镜面的临界角的直线与沿该镜面的直线之间的区域二等分的直线作为入射到所述镜面上的光信号的主光线位置，其中，所述镜面是将从所述波导通路口输入所述光波导通路内的光信号射入的倾斜的镜面。
3、如权利要求1所述的光信号输入装置，其特征在于，所述规定距离如下设定，从所述波导通路口输入所述光波导通路内的光信号的主光线相对所述聚光透镜的光轴的倾斜小于或等于将表示相对于镜面的临界角的直线与沿该镜面的直线之间的区域二等分的直线相对所述聚光透镜的光轴的倾斜，其中，所述镜面是将从所述波导通路口输入所述光波导通路内的光信号射入的倾斜的镜面。
4、一种电子设备，其由多个电子零件构成，在该多个电子零件所具有的第一电子零件与第二电子零件之间进行使用有光信号的信号传送，其特征在于，设置用于将所述光信号输入光波导通路的光信号输入装置，所述光信号输入装置具有：发光元件，其输出光信号；准直透镜，其将从所述发光元件输出的光信号从发散光变为平行光；聚光透镜，其将从所述准直透镜输出的平行光向所述光波导通路一端侧的波导通路口聚光，将所述聚光透镜的光轴相对所述准直透镜的光轴向所述光波导通路的另一端侧偏移规定距离。
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