JP2002040281A - 光データバス及び光電気混載基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出射光信号の強度が均一であり、実装時に
広い面積が不要であり、受光素子と発光素子とのアレイ
化が容易な光データバス、及び前記光データバスを有す
る光電気混載基板の提供。 【解決手段】 光信号を透過する透光性材料で形成され
てなる板状の部材であり、一端部に、平面的に見て複数
の段差を設けることにより形成され、光信号が入出射す
る複数の光入出射部（８）と、他端部に形成され、前記
光入出射部から入射した光信号を前記入出射部に向かっ
て反射する反射部（１０）とを備える光伝送路（２）を
有してなり、前記光伝送路（２）が、平面的に見て互い
に重なり合わないように、厚さ方向に積層されてなるこ
とを特徴とする光データバス（１００）、及び前記光デ
ータバス（１００）を有する光電気混載基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光データバス及び
光電気混載基板に関し、特に、回路基板に形成された複
数の電子回路の間において光信号の伝送を担う光データ
バス、及び前記回路基板と前記光データバスとを有する
光電気混載基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】超大規模集積回路(VLSI)の開発により、
データ処理システムで使用する回路基板(ドーターボー
ド)の回路機能が大幅に増大してきている。回路機能が
増大するにつれて各回路基板に対する信号接続数が増大
する為、各回路基板(ドーターボード)間をバス構造で接
続するデータバスボード(マザーボード)には多数の接続
コネクタと接続線を必要とする並列アーキテクチャが採
用されている。接続線の多層化と微細化により並列化を
進めることにより、並列バスの動作速度の向上が図られ
てきた。しかし接続配線間容量や接続配線抵抗に起因す
る信号遅延により、システムの処理速度が並列バスの動
作速度によって制限されることもある。また、並列バス
接続配線の高密度化による電磁ノイズ(EMI:Electromagn
etic Interference)の問題もシステムの処理速度向上
に対しては大きな制約となる。そこで、主に幹線系で脚
光を浴びている光インターコネクションが、基板間の電
気配線の分野にも応用されるようになってきている。

【０００３】従来提案された光インターコネクション技
術としては、たとえば、特開平２−４１０４２号公報に
記載の、各回路基板の表裏両面に発光/受光デバイスを
配置し、システムフレームに組み込まれた回路基板のう
ち、隣接する回路基板上の発光／受光デバイス間を空間
的に光で結合した各回路基板相互間のループ伝送用の直
列光データ・バスがある。

【０００４】前記直列光データ・バスでは、ある１枚の
回路基板から送られた光信号が隣接する回路基板で光／
電気変換され、さらにその回路基板でもう一度電気／光
変換されて次に隣接する回路基板に光信号を送るという
ように、各回路基板が順次直列に配列され、各回路基板
上で光電気変換、電気/光変換を繰り返しながらシステ
ムフレームに組み込まれたすべての回路基板間に伝達さ
れる。

【０００５】このため、信号伝達速度は、各回路基板上
に配置された受光/発光デバイスの光／電気変換速度及
び電気／光変換速度に依存すると同時にその制約を受け
る。また、各回路基板相互間のデータ伝送には、各回路
基板上に配置された受光／発光デバイスにより、自由空
間を介在させた光結合を用いているため、隣接する光デ
ータ伝送路間の干渉(クロストーク)が発生し、データの
伝送不良が生じることが予想される。また、システムフ
レーム内の環境、例えば埃などにより光信号が散乱する
ことによりデータの伝送不良が発生することも予想され
る。

【０００６】特開昭６１−１９６２１０号公報において
は、プレート表面に配置された回折格子、反射素子によ
り構成された光路を介して回路基板間を光学的に結合す
る光学接続装置が提案されている。

【０００７】しかし、前記光学接続装置においては、１
点から発せられた光を固定された１点にしか接続できな
いために、電気バスの様に全ての回路基板間を網羅的に
接続することができない。

【０００８】また、分岐素子を具備した光接続装置を使
用した各回路基板相互間のデータ伝送に関しても、いく
つかの提案がなれている。

【０００９】更に、分岐された光信号の強度を均一化す
るスターカプラが、特開平９−１８４９４１号公報に記
載されている。このスターカプラは、概略的には複数の
光ファイバの片端を束ねて固定し、その一方の端面に複
数の光ファイバを覆う広さの導光路を当接し、他方の端
面に光拡散反射手段を備えている。

【００１０】前記スターカプラを用いて回路基板相互間
のデータ伝送を行う場合、接続基板数が多くなると受発
光素子と接続するファイバの本数が多くなり、構成が複
雑になり、装置が大型化するという問題が生じる。

【００１１】特開２０００−８１５２４号公報において
は、同一基板上の、一対の発光受光素子間の光送受信
を、基板に設けた貫通穴を通して行う光送受信システム
が提案されている。前記光送受信システムにおいては、
同一面にある発光受光素子間の通信も、二つの貫通穴と
光導波路を使うことによって可能である。

【００１２】しかし、前記光送受信システムにおいて
は、バックプレーンバスのように複数のチップあるいは
ドーターボード間を接続して通信を行うことはできず、
また一つのチップあるいはドーターボードから複数のチ
ップあるいはドーターボードへのブロードキャスト通信
ができない。

【００１３】また、特開平５−１０２６８１号公報にお
いては、電子回路の形成されたプリント配線板に複数の
穴を設け、前記各穴中に光コネクタを取り付け、光コネ
クタの任意の対を接続する光伝送路をプリント配線板の
表面上又は内部に設け、外部プリント配線板の電気コネ
クタが嵌合接続される電気コネクタを装着した光・電気
両用バックボードが提案されている。

【００１４】しかし、前記光・電気両用バックボードに
おいても、バックプレーンバスのように複数のドーター
ボード間を接続して通信を行うことはできず、また一つ
のドーターボードから複数のドーターボードへのブロー
ドキャスト通信はできない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】これに対して、特願平
１１−２５４０５７号明細書に記載した光分岐装置を複
数用いて光データバスを形成すれば、出射される光信号
の強度が概ね均一であり、光の利用効率の高い光バスシ
ステムが提供できる。

【００１６】しかしながら図９に概略図を示したよう
に、前記光データバスにおいて、平面状に光分岐装置を
並べて光伝送路を形成した場合には、光伝送路が広い面
積を占め、したがって、基板の表面に前記光分岐装置を
実装すると、他の実装部品の配置が制約されるという問
題があった。また、前記光分岐装置を前記基板の裏面に
実装して光伝送路を形成する場合には、電子回路基板上
の受発光素子と前記光分岐装置との結合に４５度面や光
導波路などの光結合用の部品が必要であった。

【００１７】本発明は、出射される光信号の強度が概ね
均一であり、光の利用効率が高いだけでなく、実装時に
広い面積が不要であり、したがって受光素子と発光素子
とを近接させてアレイ化することが容易であり、更に、
信号の劣化や電磁ノイズの影響を受け難い光データバ
ス、及び前記光データバスを有する光電気混載基板を提
供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光信号を透過する透光性材料で形成されてなる板状
の部材であり、一端部に、平面的に見て複数の段差を設
けることにより形成され、光信号が入出射する複数の光
入出射部と、他端部に形成され、前記光入出射部から入
射した光信号を前記入出射部に向かって反射する反射部
とを備える光伝送路を有してなり、前記光伝送路が、平
面的に見て互いに重なり合わないように、厚さ方向に積
層されてなることを特徴とする光データバスに関する。

【００１９】前記光データバスは、光伝送路が厚さ方向
に積層されているから、実装面積が小さくて済むという
特長がある。

【００２０】請求項２に記載の発明は、前記光伝送路を
通じて光信号を授受するドーターボードを前記光伝送路
に接続したときに、前記ドーターボードから出射して前
記光伝送路を前記反射部に向かって進行する光信号の光
路長が、前記光信号のそれぞれについて等しくなるよう
に、前記光伝送路の寸法が決定されてなる光データバス
に関する。

【００２１】前記光データバスにおいては、発光素子か
ら前記光伝送路を通って受光素子までの光路長が、何れ
の光伝送路についても一定にできるから、複数組の発光
素子と受光素子とを使用して光信号を授受するときも、
前記光信号の間にスキューが生じることがない。

【００２２】請求項３に記載の発明は、前記光伝送路を
通じて光信号を授受するドーターボードを前記光伝送路
に接続したときに、前記光伝送路が、前記ドーターボー
ドに対して平面的に見て斜めに位置するように前記光伝
送路が積層されてなる光データバスに関する。

【００２３】前記光データバスを用いた光電気混載基板
においては、ドーターボードをマザーボードの側縁に対
して等距離に配置できるから、実装効率が特に高い。

【００２４】請求項４に記載の発明は、電子回路を少な
くとも１つ備えてなるドーターボードと、前記ドーター
ボードを装着する複数のコネクタが一方の面に載置され
たマザーボードと、前記マザーボードにおける前記コネ
クタが載置された側の面に載置され、前記コネクタに前
記ドーターボードを装着すると前記ドーターボードにお
ける電子回路に電気的に接続され、前記電子回路からの
電気信号を光信号に変換して前記光信号を送出する光信
号送出手段、及び前記マザーボードにおける前記面に載
置され、前記コネクタに前記ドーターボードを装着する
と前記ドーターボードにおける電子回路に電気的に接続
され、光信号を受光して電気信号に変換して前記電子回
路に伝達する前記光信号受取手段と、前記マザーボード
における前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段が
載置された側とは反対側に載置され、一端部に形成さ
れ、光信号が入出射する複数の光入出射部と、他端部に
形成され、前記光入出射部から入射した光信号を前記入
出射部に向かって反射する反射部とを備える光伝送路を
有する光データバスと、前記マザーボードに穿設され、
前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段と前記光デ
ータバスにおける光入出射部とを光学的に接続するスル
ーホールとを備える光電気混載基板に関する。

【００２５】前記光電気混載基板においては、前記ドー
ターボードを前記コネクタに装着すると、前記ドーター
ボード上の電子回路が、前記前記光信号送出手段及び前
記光信号受取手段と電気的に結合される。

【００２６】したがって、一のドーターボード上の電子
回路から、他のドーターボード上の電子回路に、前記光
データ−バスを介して信号を送ることができる。

【００２７】更に、前記光電気混載基板においては、前
記光信号送出手段及び前記光信号受取手段と前記光デー
タバスにおける光入出射部とが、マザーボードに穿設さ
れたスルーホールによって光学的に接続されているか
ら、前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段と前記
光データバスにおける光入出射部との間の光学的結合
が、外光によって乱されることがない。

【００２８】

【発明の実施の形態】１．光データバス １−１ 第１実施形態 本発明に係る光データバスの一例を図１に示す。図１に
おいて、前記データバスを上方から見たところを（ａ）
に、側方から見たところを（ｂ）に、斜め上から見たと
ころを（ｃ）に示す。

【００２９】光データバス１００に使用される光伝送路
を図２に示す。図２において、（ａ）は、前記光伝送路
の全体形状を示し、（ｂ）は、光信号が、上方から、前
記光伝送路における光入出射部のうちの１つに入射し、
光入出射部から上方に向かって出射するところを示す。

【００３０】光伝送路２は、図１及び図２に示すよう
に、光信号を透過する透光性材料で形成された略長方形
の平面形状を有する長尺板状の部材であり、光信号が進
行する平版状のコア部４と、コア部４の表面を覆う層状
のクラッド部６とを有する。コア部４及びクラッド部６
の何れも、透光性材料で形成されるが、クラッド部６
に、前記コア部４よりも屈折率の低い材料を使用するこ
とにより、光伝送路２に入射した光信号は、コア部４と
クラッド部６との界面で全反射する。

【００３１】ここで、本発明で用いる光源としては、半
導体レーザ及び発光ダイオードが挙げられる。

【００３２】前記透光性材料としては、具体的にはポリ
メチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ４−メ
チルペンテン−１やエチレン・プロピレン共重合体など
のアモルファスポリオレフィン、及び弗化ビニリデンや
テトラフルオロエチレンなどの弗素系樹脂のような透明
プラスチック材料、並びに石英、石英ガラス、弗化物系
ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、燐酸ガラス、及び弗燐
酸ガラスなどの透明ガラス系材料等が挙げられる。

【００３３】光伝送路２の一端側には、図１及び図２に
示すように、平面的に見て４つの段差２ｂが幅方向に形
成されている。ここで、「平面的に見る」ことは、図１
に示す光データバス１００に後述するドーターボード１
２を接続する方向、換言すれば図１における上方から見
ることと言い替えることもできる。

【００３４】段差２ｂの部分における一端側の面２ａ
は、図２に示すように、光伝送路２の上面に対して４５
°の角度を成すように形成され、４つの光入出射部８が
形成されている。４つの光入出射部８は、何れも、光伝
送路２の上面における段差２ｂの近傍から入射した光信
号の経路を、コア部４における他端側に向かう方向に９
０°屈曲させ、又、他端側における反射部１０から反射
した光信号の経路を９０°屈曲させて光伝送路２の上面
から出射させる機能を有する。光入出射部８を形成する
一端側の面２ａを、以下、光伝送路２の前記一端部側か
ら他端部側に向かって、それぞれ光信号反射面８Ａ、８
Ｂ、８Ｃ、及び８Ｄということがある。光信号反射面８
Ａ〜８Ｄは、何れも入射及び出射する光信号の損失がな
いように、鏡面状に仕上ることが好ましい。

【００３５】光伝送路２の一端側には、図１及び図２に
示すように、光入出射部８から光伝送路２内に入射した
光信号を反射する反射部１０が形成されている。反射部
１０は、前記他端面を研磨加工するか、又は前記他端面
を研磨し、更に入射光を広がり角θで反射・拡散させる
ホログラム面などを形成するかすることにより形成でき
る。前記他端面にホログラム面を形成する方法として
は、前記他端面に直接ホログラム面を形成する方法のほ
か、透過型ビーム整形ディフューザにおけるホログラム
面に反射面を形成した反射型ビーム整形ディフューザ
を、ホログラム面を形成していない側の面において前記
他端面に貼り合わせる方法などが挙げられる。

【００３６】一の光入出射部８から光伝送路２の内部に
入射した光信号が、前記ホログラム面を形成した反射部
１０で反射される状態を図３に示す。図３における反射
部１０の左端から反射部１０寄りの光信号反射面８Ｄを
見たときの図３における光伝送路２の左側の長辺に対す
る角度をφとすると、広がり角θは、前記角度φより大
きいことが好ましく、特に、３φ以上であることが好ま
しい。広がり角θが前記角度φより大きければ、図３に
示すように、前記一の光入出射面８の何れかから入射し
た光信号Ｓは、光伝送路２の側面において少なくとも１
回全反射するから、光信号Ｓは、光伝送路２の内部に一
様に拡散する。

【００３７】以下において、光信号Ｓが、光信号反射面
８Ａを有する光入出射部８に入射した場合を例にとっ
て、一の光入出射部８から入射した光信号Ｓが、光伝送
路２の内部でどのように反射・拡散されて光入出射部８
から出射するかについて説明する。

【００３８】図２において（ｂ）に示すように、光信号
Ｓが光信号反射面８Ａに向かって光伝送路２の上面に対
して直角に入射すると、光信号Ｓは、光信号反射面８Ａ
で、入射方向に対して直角の方向に全反射し、反射部１
０に向かって進行する。

【００３９】反射部１０に入射した光信号Ｓは、図３に
示すように、広がり角θで光伝送路２における光入出射
部８が形成された側の端部に向かって反射・拡散するか
ら、光信号Ｓは、光伝送路２の側面において少なくとも
１回全反射する。したがって、光信号Ｓは、光伝送路２
の内部において、入射方向に対して直角の方向に沿って
ほぼ一様に拡散する。

【００４０】光伝送路２の内部に拡散した光信号Ｓは、
図２において（ｂ）に示すように、光信号反射面８Ａ〜
８Ｄにおいて前記拡散方向に対して直角の方向、即ち図
２における光伝送路２の上面に対して直角の方向に反射
され、光伝送路２の上面から出射する。したがって、光
信号反射面８Ａ〜８Ｄのそれぞれに対応する光入出射部
８から出射した光信号の強度は、何れもほぼ同一であ
る。

【００４１】光信号反射面８Ｂ〜８Ｄの何れかに入射し
た光信号も、同様に光伝送路２の内部を反射部１０に向
かって進行して反射部１０において反射・拡散されるこ
とにより、光伝送路２の内部に一様に拡散する。そし
て、光信号反射面８Ａ〜８Ｄに対応する光入出射部８か
ら、ほぼ一様の強度を有する光信号が出射する。

【００４２】光データバス１００について以下に説明す
る。

【００４３】図１に示すように、光データバス１００に
おいては、４枚の光伝送路２が、平面的に見て互いに重
ならないように、それぞれ幅方向、即ち短辺に対して平
行な方向に沿ってずらした状態で厚さ方向に積層されて
いる。以下、前記４枚の光伝送路２を、図１における上
方から下方に向かって、それぞれ光伝送路２Ａ、光伝送
路２Ｂ、光伝送路２Ｃ、及び光伝送路２Ｄということが
ある。光伝送路２Ａ〜２Ｄにおける光信号反射面８Ａ〜
８Ｄは、図１における上方から見て、何れも光伝送路２
の幅方向に沿って一列に配置されている。

【００４４】光データバス１００においては、１枚の光
伝送路２により授受できる光信号のビット幅は電気信号
における１ビットに相当する。したがって光データバス
１００全体では、４ビットの電気信号に相当する光信号
を授受できる。

【００４５】また、光データバス１００においては、光
伝送路２を幅方向にずらして積層されているが、光伝送
路２を長手方向、言い替えれば、長い辺に平行な方向に
ずらして積層した光データバスも、本発明の光データバ
スに包含される。

【００４６】光データバス１００を、図１に示すよう
に、光伝送路２Ａ〜２Ｄを通して光信号を授受する複数
のドーターボード１２、及びドーターボード１２に電気
的に接続され、光データバス１００を構成する４枚の光
伝送路２Ａ〜２Ｄのそれぞれに光信号を入出射する光電
変換部１４と組合せることにより、本発明の光電気混載
基板が構成できる。尚、ドーターボード１２に形成され
た電子回路は、本発明の光電気混載基板における電子回
路に相当し、光電変換部１４は、本発明の光電気混載基
板における光信号送出手段及び光信号受取手段に相当す
る。

【００４７】図１に示す例においては、ドーターボード
１２は４枚設けられ、光データバス１００の上方に、光
データバス１００における光伝送路２の長手方向に対し
て直角の方向に沿って、互いに並行に配設されている。
そして、光電変換部１４は、各ドーターボード１２につ
き４個づつ設けられている。以下、前記４枚のドーター
ボード１２を、図１に示すように、光伝送路２の前記他
端側から前記一端側に向かってドーターボード１２Ａ、
ドーターボード１２Ｂ、ドーターボード１２Ｃ、ドータ
ーボード１２Ｄということがある。また、それぞれのド
ーターボード１２に設けられた４個の光電変換部１４の
内、光伝送路２Ａに光信号を入出射するものを、光電変
換部１４ａといい、光伝送路２Ｂに光信号を入出射する
ものを、光電変換部１４ｂといい、光伝送路２Ｃに光信
号を入出射するものを、光電変換部１４ｃといい、光伝
送路２Ｄに光信号を入出射するものを、光電変換部１４
ｄということがある。

【００４８】但し、ドーターボード１２の枚数は４枚に
は限定されず、また、光データバス１００の上方以外の
場所に配設されていてもよい。また、１枚のドーターボ
ード１２における光電変換部１４の個数は、光データバ
スにおける光伝導路の枚数に応じて増減できる。

【００４９】ドーターボード１２としては、具体的に
は、例えばＣＰＵアップグレード基板、メモリ増設基
板、デュアルプロセッシング基板、画像処理基板、及び
外部インタフェース接続基板などがある。前記電子回路
は、本発明の光電気混載基板における電子回路に相当す
る。

【００５０】光電変換部１４は、たとえば特定の電圧を
印加するなどすると発光して光信号を送出する発光素子
と、ドーターボード１２における電子回路からのデジタ
ル電気信号を電圧信号に変換して前記発光素子を発光さ
せる電気−光変換回路と、光信号を受光して電気信号に
変換する受光素子と、前記受光素子からの電気信号を前
記電子回路が処理できるデジタル電気信号に変換する光
−電気変換回路とを備える光電変換装置から構成され
る。前記発光素子としては、例えば発光ダイオード及び
半導体レーザなどが挙げられる。前記受光素子として
は、例えばフォトダイオードなどが挙げられる。

【００５１】前記光電気混載基板においては、光データ
バス１００と、ドーターボード１２との間で以下のよう
にして光信号が授受される。

【００５２】以下、ドーターボード１２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃ、及び１２Ｄの間で、光伝送路２Ａを介して光信号
を授受する場合を例にとって説明する。

【００５３】たとえば、ドーターボード１２Ａにおける
光電変換部１４ａから光伝送路２Ａの光信号反射面８Ａ
に向かって下方に出射された光信号は、前記光信号反射
面８Ａに入射する。

【００５４】光信号反射面８Ａに入射した光信号は、光
伝送路２についての説明のところで述べ、図２及び図３
に示したように、光伝送路２Ａ内部に一様に拡散し、光
伝送路２Ａにおける光信号反射面８Ｂ〜８Ｄにおいて経
路を９０°曲げられ、光信号反射面８Ｂ〜８Ｄを有する
入出射部から上方に出射する。

【００５５】上方に出射した光信号は、それぞれ、ドー
ターボード１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄにおける光電変
換部１４ａで受光され、デジタル電気信号に変換されて
ドーターボード１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄ上の電子回
路に伝達される。

【００５６】ドーターボード１２Ｂにおける光電変換部
１４ａから出射された光信号も、同様にして光伝送路２
Ａによってドーターボード１２Ａ、１２Ｃ、及び１２Ｄ
の光電変換部１４ａに伝達されてデジタル電気信号に変
換され、前記ドーターボード１２Ａ、１２Ｃ、及び１２
Ｄのそれぞれの電子回路に伝達される。

【００５７】ドーターボード１２Ｃ及び１２Ｄの光電変
換部１４ａから出射された光信号についても同様にし
て、光伝送路２Ａを通って前記光信号を出射したドータ
ーボード１２以外のドーターボード１２における光電変
換部１４ａに伝達され、前記光電変換部１４ａにおいて
デジタル信号に変換され、前記ドーターボード１２上の
電子回路に伝達される。

【００５８】ドーターボード１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、
及び１２Ｄの間で、光伝送路２Ｂ〜２Ｄを介して光信号
を授受する場合も同様である。

【００５９】第１実施形態に係る光データバス１００に
おいては、光入出射部８から出射される光信号の強度が
概ね均一であるから光の利用効率が高い。しかも、実装
時に広い面積が不要であるから、前記光データバス１０
０を有する光電気混載基板は、コンパクトであるにもか
かわらず、多数のドーターボード１２が装着できる。

【００６０】又、ドーターボード１２Ａ、１２Ｂ、１２
Ｃ、及び１２Ｄにおいては、光電変換部１４ａ〜１４ｄ
を互いに近接して配設できるから、４個の光電変換部１
４ａ〜１４ｄをアレイ化することが容易である。又、ド
ーターボード１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄにお
いては、電子回路と光電変換部１４ａ〜１４ｄとの配線
を短くできるので、前記配線が周囲の電磁ノイズを拾っ
たり、前記電子回路からの電気信号が前記配線を通過す
る間に劣化したりする可能性を減らすことができる。

【００６１】更に、前記光データバスにおいては、光伝
送路２Ａ〜２Ｄ内を伝達される光信号は、隣接する光伝
送路２との間の界面で全反射され、隣接する光伝送路２
に漏洩することがない故に、所謂クロストークが生じる
ことが殆どない。

【００６２】１−２ 第２実施形態 本発明に係る光データバスの別の例を図４に示す。前記
データバスを上方から見たところを図４における（ａ）
に示し、側方から見たところを図４における（ｂ）に示
す。図４において、図１〜図３と同一の符号は、特に断
らない限り、図１〜図３において前記符号が示す構成要
素と同様の構成要素を示す。

【００６３】図４に示すように、第２実施形態に係る光
データバス１１０においては、光伝送路２Ａ〜２Ｄの厚
みをｔとすると、上から２層目の光伝送路２Ｂは、光入
出射面最上層の光伝送路２Ａと、光信号反射面８Ａと光
信号反射面８Ｂとの間、光信号反射面８Ｂと光信号反射
面８Ｃとの間、及び光信号反射面８Ｃと光信号反射面８
Ｄとの間の距離、言い替えればピッチ長Ｌが同一である
が、光信号反射面８Ｄから反射部１０までの距離がｔ’
だけ短い。したがって、光伝送路２Ｂにおける各入出射
部８から入射し、光伝送路２Ｂの反射部１０に向かって
進行する光信号の光路長は、光伝送路２Ａにおける各入
出射部８から入射し、光伝送路２Ａの反射部１０に向か
って進行する光信号の光路長よりもｔ’だけ短い。

【００６４】同様に、光伝送路２Ｃは、光伝送路２Ｂ
と、ピッチ長Ｌが等しいが、光信号反射面８Ｄから反射
部１０までの距離がｔ’だけ短く、光伝送路２Ｄは、光
伝送路２Ｃと、ピッチ長Ｌが等しいが、光信号反射面８
Ｄから反射部１０までの距離がｔ’だけ短い。

【００６５】光データバス１１０は、前述の点以外は、
光データバス１００と同様の構成を有している。

【００６６】図４において（ｂ）に示すように、光伝送
路２Ａとの間で光信号を授受する光電変換部１４ａは、
光伝送路２Ａにほぼ密着しているが、光伝送路２Ｂとの
間で光信号を授受する光電変換部１４ｂは、光伝送路２
Ｂとは、光伝送路２Ａの厚みｔだけ隔たっている。

【００６７】したがって、たとえば、ドーターボード１
２Ａにおける光電変換部１４ａから出射した光信号Ａ
は、直ちに光伝送路２Ａに入射するが、ドーターボード
１２Ａにおける光電変換部１４ｂから出射した光信号Ｂ
は、空気中を距離ｔだけ進行してから光伝送路２Ｂに入
射する。

【００６８】ここで、前述のように、光伝送路２Ｂに入
射してから、光伝送路２Ｂにおける反射部１０で反射さ
れるまでの光信号Ｂの光路長は、光伝送路２Ａに入射し
てから、光伝送路２Ａにおける反射部１０で反射される
までの光信号Ａの光路長光よりもｔ’だけ短い。

【００６９】したがって、光伝送路２Ａ及び２Ｂにおけ
る屈折率をｎ₀とし、空気中の屈折率をｎ₁とすると、ｎ
₀ｔ’＝ｎ₁ｔ、即ちｔ’＝（ｎ₁／ｎ₀）ｔとなるように
ｔ’を定めれば、光電変換部１４ｂから出射されてから
光伝送路２Ｂに入射し、光伝送路２Ｂにおける反射部１
０で反射されるまでの光信号Ｂの光路長は、光電変換部
１４ａから出射されてから、光伝送路２Ａに入射し、光
伝送路２Ａにおける反射部１０で反射されるまでの光信
号Ａの光路長と等しくなる。

【００７０】したがって、ｔ’を上のように定めれば、
一のドーターボード１２における光電変換部１４から送
出された光信号が、他のドーターボード１２における光
電変換部１４に受光されるまでの、前記光信号が光伝送
路２Ａを経由するときの光路長は、前記光信号が光伝送
路２Ｂを経由するときの光路長と等しい。

【００７１】同様に、ｔ’を上のように定めれば、前記
光信号が光伝送路２Ｃ又は２Ｄを経由する場合の光路長
は、前記光信号が光伝送路２Ａを経由するの光路長と等
しい。

【００７２】このように、一のドーターボード１２から
他のドーターボード１２に伝送される光信号の光路長
は、光伝送路２Ａ〜２Ｄの何れを経由する場合も同一で
ある。

【００７３】したがって、光データバス１１０は、光デ
ータバス１００の有する特長に加えて、光信号が通過す
る光伝送路２が異なっても時間遅れが生じず、光データ
バス１００よりも更に良質の信号を伝達できるという特
長を有する。

【００７４】１−３ 第３実施形態 本発明に係る光データバスの更に別の例を図５に示す。
前記データバスを上方から見たところを図５における
（ａ）に示し、側方から見たところを図５における
（ｂ）に示す。図５において、図１〜図３と同一の符号
は、特に断らない限り、図１〜図３において前記符号が
示す構成要素と同様の構成要素を示す。

【００７５】図５に示すように、第３実施形態に係る光
データバス１２０においては、ドーターボード１２Ａ〜
１２Ｄを光伝送路２Ａ〜２Ｄに接続したときに、光伝送
路２Ａ〜２Ｄが、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄに対し
て平面的に見て斜めに位置するように光伝送路２Ａ〜２
Ｄが積層されている。具体的には、光伝送路２Ａ〜２Ｄ
における光入出射部８が重ならないように、光伝送路２
Ａ〜２Ｄが、平面的に見て、幅方向だけでなく長手方向
にもずらして積層されている。

【００７６】光データバス１２０は、前記の点以外は、
図４に示す第３実施形態の光データバス１１０と同様で
ある。

【００７７】光データバス１２０を用いた場合は、図５
において（ａ）に示すように、ドーターボード１２Ａ〜
１２Ｄは、上方から見て光データバス１２０に対して斜
めに配置できるから、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄの
端縁が、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄが載置されるマ
ザーボード（図示せず。）の端縁に対して揃うように、
ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄを前記マザーボード上に
配置できる。

【００７８】一般にマザーボード上にドーターボードを
載置する際、前記ドーターボードの端縁がマザーボード
の端縁に対して揃うように載置すれば、スペースが節約
できる。

【００７９】したがって、第３実施形態に係る光データ
バスを使用すれば、実装効率の高い光電気混載基板を作
製できる。

【００８０】２．光電気混載基板 ２−１ 第１実施形態 本発明の光電気混載基板の一例を図６に示す。前記光電
気混載基板を上方から見たところを、図６における
（ａ）に示し、前記光電気混載基板の厚さ方向の断面を
図６における（ｂ）に示す。図６において、図１〜図３
と同一の符号は、前記符号が図１〜図３において示す構
成要素と同一の構成要素を示す。

【００８１】第１実施形態に係る光電気混載基板２００
は、長方形の平面形状を有するマザーボード２０を備え
る。

【００８２】マザーボード２０の一方の面には、図６に
示すように、第１実施形態に係る光データ−バスについ
ての説明のところで述べたドーターボード１２Ａ〜１２
Ｄをマザーボード２０に電気的、機械的に接続するコネ
クタ１６Ａ〜１６Ｄが設けられている。尚、図６以下に
おいて、コネクタ１６Ｃ及び１６Ｄは省略されている。
コネクタ１６Ａにはドーターボード１２Ａが、コネクタ
１６Ｂにはドーターボード１２Ｂが装着される。又、コ
ネクタ１６Ｃ及び１６Ｄには、それぞれドーターボード
１２Ｃ及び１２Ｄが装着される。以下、コネクタ１６Ａ
〜１６Ｄを総称して「コネクタ１６」ということがあ
る。

【００８３】マザーボード２０におけるコネクタ１６Ａ
〜１６Ｄが設けられた側の面とは反対側の面には、図６
に示すように、図１に示す光データバス１００が載置さ
れている。光データバス１００は、図６において（ｂ）
に示すように、光伝送路２Ａにおける光信号が入射する
側の面がマザーボード２０に当接するように載置されて
いる。

【００８４】コネクタ１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれには、
第１実施形態に係る光データバスについての説明のとこ
ろで述べた光電変換部１４ａ〜１４ｄが設けられてい
る。光電変換部１４ａ〜１４ｄは、コネクタ１６Ａ〜１
６Ｄのそれぞれにドーターボード１２Ａ〜１２Ｄを差し
込むと、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄ上の所定の電子
回路に電気的に接続されるように形成されている。光電
変換部１４ａ〜１４ｄは、それぞれ、マザーボード２０
を挟んで光データバス１００の各光伝送路２Ａ〜２Ｄに
おける光信号反射面８Ａ〜８Ｄ（光入出射部８）とは反
対側に位置するように形成されている。

【００８５】マザーボード２０における各光伝送路２Ａ
〜２Ｄにおける光信号反射面８Ａ〜８Ｄに対応する位
置、即ち光入出射部８に対応する位置には、スルーホー
ル３０が設けられている。したがって、スルーホール３
０を通して光電変換部１４ａ〜１４ｄと光信号反射面８
Ａ〜８Ｄ（光入出射部８）との間で光信号を授受するこ
とができる。

【００８６】したがって、光電気混載基板２００におい
ては、電気伝送の部分と光伝送の部分を共存させること
ができる。

【００８７】尚、図６に示す光電気混載基板２００にお
いては、第１実施形態に係る光データバスを使用した
が、前記光データバスに代えて第２実施形態に係る光デ
ータバスを使用してもよい。

【００８８】第１実施形態に係る光電気混載基板におい
ては、前述のように、コネクタ１６Ａ〜１６Ｄと光デー
タバス１００とがマザーボード２０を挟んで反対側に設
けられ、光電変換部１４ａ〜１４ｄは、コネクタ１６Ａ
〜１６Ｄのそれぞれに一体に形成されている。したがっ
て、前記光電気混載基板は、実装効率が高い。

【００８９】又、ドーターボード１２Ｂ、１２Ｃ、及び
１２Ｄ上の電子回路と光電変換部１４ａ〜１４ｄとは、
コネクタ１６において電気的に接続されるから、前記電
子回路と光電変換部１４ａ〜１４ｄとを接続する配線が
周囲の電磁ノイズを拾ったり、前記電子回路からの電気
信号が前記配線を通過する間に劣化したりすることは殆
どない。したがって、前記光電気混載基板を用いた電子
装置は、信頼性が高い。

【００９０】２−２ 第２実施形態 本発明に係る光電気混載基板の別の例を図７に示す。前
記光電気混載基板を上方から見たところを、図７におけ
る（ａ）に示し、前記光電気混載基板の厚さ方向の断面
を図７における（ｂ）に示す。図７において、図６と同
一の符号は、前記符号が図６において示す構成要素と同
一の構成要素を示す。

【００９１】図７に示すように、第２実施形態に係る光
電気混載基板２１０においては、光データバスとして、
第３実施形態に係る光データバス、即ち図５に示す光デ
ータバス１２０を使用している。

【００９２】光電気混載基板２１０は、前記の点以外は
光データバス２００と同様である。

【００９３】光電気混載基板２１０においては、光デー
タバス１２０を使用することにより、コネクタ１６Ａ〜
１６Ｄの端縁が、マザーボード２０の長辺に対して揃う
ようにコネクタ１６Ａ〜１６Ｄを配設できる。

【００９４】したがって、光電気混載基板２１０は、光
電気混載基板２００の有する特長に加えて、更に実装効
率に優れるという特長を有する。

【００９５】２−３ 第３実施形態 本発明に係る光電気混載基板の更に別の例を図８に示
す。前記光電気混載基板を上方から見たところを、図８
における（ａ）に示し、前記光電気混載基板の厚さ方向
の断面を図８における（ｂ）に示す。図８において、図
６と同一の符号は、前記符号が図６において示す構成要
素と同一の構成要素を示す。

【００９６】図８に示すように、第３実施形態に係る光
電気混載基板２２０は、第１及び第２の実施形態に係る
光電気混載基板と同様に、マザーボード２０の一方の面
にコネクタ１６Ａ〜１６Ｄが載置され、他方の面には、
第１実施形態に係る光データバス１００が、光信号の入
射する側の面がマザーボード２０に当接するように載置
されている。

【００９７】マザーボード２０におけるコネクタ１６Ａ
〜１６Ｄが載置された側の面には、更に、光電変換部１
４ａ〜１４ｄが４組設けられている。前記４組の光電変
換部１４ａ〜１４ｄは、それぞれ、マザーボード２０を
挟んで光データバス１００の各光伝送路２Ａ〜２Ｄにお
ける光信号反射面８Ａ〜８Ｄ（光入出射部８）とは反対
側に位置する。前記４組の光電変換部１４ａ〜１４ｄ
は、コネクタ１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれと、マザーボー
ド２０上に設けられた電気配線１８により電気的に接続
されている。

【００９８】マザーボード２０における光電変換部１４
ａ〜１４ｄと光信号反射面８Ａ〜８Ｄとの間には、光信
号が通過するスルーホール３０が穿設されている。

【００９９】第３実施形態に係る光電気混載基板２２０
においては、光電変換部１４ａ〜１４ｄとコネクタ１６
Ａ〜１６Ｄとを分離して配置することができるから、光
電気混載基板２２０は、第１実施形態に係る光電気混載
基板の有する特長に加え、より柔軟なレイアウトが可能
になるという特長を有する。

【０１００】

【発明の効果】本発明によれば、出射される光信号の強
度が概ね均一であり、光の利用効率が高いだけでなく、
実装時に広い面積が不要であり、したがって受光素子と
発光素子とを近接させてアレイ化することが容易であ
り、更に、信号の劣化や電磁ノイズの影響を受け難い光
データバス、及び前記光データバスを有し、実装効率が
高い上に、外部からのノイズの影響を受け難く、信頼性
に優れた光電気混載基板が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明に係る光データバスの一例を
示す平面図及び側面図である。

【図２】 図２は、図１に示す光データバスにおける光
伝送路を示す斜視図及び側面図である。

【図３】 図３は、図２に示す光伝送路内において光信
号が反射、拡散する状態を示す該略図である。

【図４】 図４は、本発明に係る光データバスの別の例
を示す平面図及び側面図である。

【図５】 図５は、本発明に係る光データバスの更に別
の例を示す平面図及び側面図である。

【図６】 図６は、本発明に係る光電気混載基板の一例
を示す平面図及び厚さ方向の断面図である。

【図７】 図７は、本発明に係る光電気混載基板の別の
例を示す平面図及び厚さ方向の断面図である。

【図８】 図８は、本発明に係る光電気混載基板の更に
別の例を示す平面図及び厚さ方向の断面図である。

【図９】 図９は、従来の光データバスの一例を示す平
面図である。

【符号の説明】

２ 光伝送路 ２Ａ 光伝送路 ２Ｂ 光伝送路 ２Ｃ 光伝送路 ２Ｄ 光伝送路 ８ 光入出射部 ８Ａ 光信号反射面 ８Ｂ 光信号反射面 ８Ｃ 光信号反射面 ８Ｄ 光信号反射面 １０ 反射部 １２ ドーターボード １２Ａ ドーターボード １２Ｂ ドーターボード １２Ｃ ドーターボード １２Ｄ ドーターボード １４ 光電変換部 １４ａ 光電変換部 １４ｂ 光電変換部 １４ｃ 光電変換部 １４ｄ 光電変換部 ２０ マザーボード ３０ スルーホール １００ 光データバス １１０ 光データバス １２０ 光データバス ２００ 光電気混載基板 ２１０ 光電気混載基板 ２２０ 光電気混載基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 健 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 山田 秀則 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 岡田 純二 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 逆井 一宏 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 経塚 信也 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 浜田 勉 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 石田 裕規 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 高梨 紀 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 三浦 昌明 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 小林 健一 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 久保寺 忠 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 脇田 城治 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 手塚 克己 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社岩槻事業所内 (72)発明者 清水 崇彦 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社岩槻事業所内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 CA32 CA38 CA39 5E338 AA03 AA16 BB71 BB75 CC01 CC10 CD12 EE32

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光信号を透過する透光性材料で形成され
   てなる板状の部材であり、一端部に、平面的に見て複数
   の段差を設けることにより形成され、光信号が入出射す
   る複数の光入出射部と、他端部に形成され、前記光入出
   射部から入射した光信号を前記入出射部に向かって反射
   する反射部とを備える光伝送路を有してなり、 前記光伝送路が、平面的に見て互いに重なり合わないよ
   うに、厚さ方向に積層されてなることを特徴とする光デ
   ータバス。
2. 【請求項２】 前記光伝送路を通じて光信号を授受する
   ドーターボードを前記光伝送路に接続したときに、前記
   ドーターボードから出射して前記光伝送路を前記反射部
   に向かって進行する光信号の光路長が、前記光信号のそ
   れぞれについて等しくなるように、前記光伝送路の寸法
   が決定されてなる請求項１に記載の光データバス。
3. 【請求項３】 前記光伝送路を通じて光信号を授受する
   ドーターボードを前記光伝送路に接続したときに、前記
   光伝送路が、前記ドーターボードに対して平面的に見て
   斜めに位置するように前記光伝送路が積層されてなる請
   求項１または２に記載の光データバス。
4. 【請求項４】 電子回路を少なくとも１つ備えてなるド
   ーターボードと、 前記ドーターボードを装着する複数のコネクタが一方の
   面に載置されたマザーボードと、 前記マザーボードにおける前記コネクタが載置された側
   の面に載置され、前記コネクタに前記ドーターボードを
   装着すると前記ドーターボードにおける電子回路に電気
   的に接続され、前記電子回路からの電気信号を光信号に
   変換して前記光信号を送出する光信号送出手段、及び前
   記マザーボードにおける前記面に載置され、前記コネク
   タに前記ドーターボードを装着すると前記ドーターボー
   ドにおける電子回路に電気的に接続され、光信号を受光
   して電気信号に変換して前記電子回路に伝達する前記光
   信号受取手段と、 前記マザーボードにおける前記光信号送出手段及び前記
   光信号受取手段が載置された側とは反対側に載置され、
   一端部に形成され、光信号が入出射する複数の光入出射
   部と、他端部に形成され、前記光入出射部から入射した
   光信号を前記入出射部に向かって反射する反射部とを備
   える光伝送路を有する光データバスと、前記マザーボー
   ドに穿設され、前記光信号送出手段及び前記光信号受取
   手段と前記光データバスにおける光入出射部とを光学的
   に接続するスルーホールとを備える光電気混載基板。