JP2576473B2 - 光配線回路ユニツト - Google Patents
光配線回路ユニツトInfo
- Publication number
- JP2576473B2 JP2576473B2 JP20003486A JP20003486A JP2576473B2 JP 2576473 B2 JP2576473 B2 JP 2576473B2 JP 20003486 A JP20003486 A JP 20003486A JP 20003486 A JP20003486 A JP 20003486A JP 2576473 B2 JP2576473 B2 JP 2576473B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical path
- electric circuit
- optical
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSIチップ間やＨ−IC（ハイブリッドIC）
基板間の接続を光配線で行う光配線回路ユニットに関す
る。
基板間の接続を光配線で行う光配線回路ユニットに関す
る。
最近、電気計算機等においては、電気配線における静
電容量に起因する信号遅延時間やクロストークの問題を
軽減したり、あるいはLSIチップ間やＨ−IC基板間の信
号並列処理による電子計算機の演算スピードの高速化の
ために、光配線が注目されている。
電容量に起因する信号遅延時間やクロストークの問題を
軽減したり、あるいはLSIチップ間やＨ−IC基板間の信
号並列処理による電子計算機の演算スピードの高速化の
ために、光配線が注目されている。
光配線の方法としては、平面光導波路を利用する方法
と、光の空間伝播を利用する方法とがある。
と、光の空間伝播を利用する方法とがある。
平面光導波路を利用する方法の光配線回路は、例えば
小林氏およびその他による「光導波路を用いた光配線回
路の構成」昭和61年度電子通信学会総合全国大会予稿集
４−905を始めとして提案されてプロトタイプが試作さ
れている。
小林氏およびその他による「光導波路を用いた光配線回
路の構成」昭和61年度電子通信学会総合全国大会予稿集
４−905を始めとして提案されてプロトタイプが試作さ
れている。
このタイプの光配線回路は、複数のLSIチップや基板
と光配線回路、光配線回路が同一平面内に配置されるの
で、大きな面積を占めるパッケージとなる。よって、極
めて多数のLSIを用いて複雑／高速の演算を必要とする
大規模な装置やユニットモジュールでは実装上に種々の
問題を生じることがある。
と光配線回路、光配線回路が同一平面内に配置されるの
で、大きな面積を占めるパッケージとなる。よって、極
めて多数のLSIを用いて複雑／高速の演算を必要とする
大規模な装置やユニットモジュールでは実装上に種々の
問題を生じることがある。
一方、光の空間伝播を利用する方法としては、従来よ
りフォトカプラを用いるものがあるが、光を閉じ込めて
伝播するわけではないので光が拡散しやすく、発光素子
と受光素子が対向していなければならないので光配線の
自由度が小さいという問題がある。
りフォトカプラを用いるものがあるが、光を閉じ込めて
伝播するわけではないので光が拡散しやすく、発光素子
と受光素子が対向していなければならないので光配線の
自由度が小さいという問題がある。
本発明は、このような問題を解決した新しい光配線回
路ユニットを提供することを目的とするものである。
路ユニットを提供することを目的とするものである。
本発明では、発光素子および受光素子を含む電気回路
が形成されている２枚の電気回路基板を、上記各素子が
内向きになるようにして対向させ、一方の電気回路基板
の発光素子からの光を、レンズをマトリックス状に配列
した第１のレンズ板により平行光に出射し、この第１の
レンズ板からの平行出射光の光路を、複数の反射素子を
マトリックス状に有する光路シフト板により平行に移動
し、さらに光路シフト板からの出射光を、レンズをマト
リックス状に配列した第２のレンズ板により、他方の電
気回路基板の受光素子に結合するようにして、両電気回
路基板間を光配線で接続させている。
が形成されている２枚の電気回路基板を、上記各素子が
内向きになるようにして対向させ、一方の電気回路基板
の発光素子からの光を、レンズをマトリックス状に配列
した第１のレンズ板により平行光に出射し、この第１の
レンズ板からの平行出射光の光路を、複数の反射素子を
マトリックス状に有する光路シフト板により平行に移動
し、さらに光路シフト板からの出射光を、レンズをマト
リックス状に配列した第２のレンズ板により、他方の電
気回路基板の受光素子に結合するようにして、両電気回
路基板間を光配線で接続させている。
ここで、光路シフト板は、透明な基板にマトリックス
状に明けられた孔のうちの所望の内部に、反射膜または
半透明膜の反射素子を挿入し、かつ屈折率整合を兼ねた
接着剤にて前記した透明な基板に固定した構成となって
おり、第１のレンズ板からの平行出射光の光路を平行に
移動させて第２のレンズ板に入射させるようにしてい
る。
状に明けられた孔のうちの所望の内部に、反射膜または
半透明膜の反射素子を挿入し、かつ屈折率整合を兼ねた
接着剤にて前記した透明な基板に固定した構成となって
おり、第１のレンズ板からの平行出射光の光路を平行に
移動させて第２のレンズ板に入射させるようにしてい
る。
以下本発明の一実施例を、図面に基づいて説明する。
第１図において、本発明の光配線回路ユニット１は１
対の対向している電気回路基板２、３間に配置されてい
る。電気回路基板２、３には、LSIまたは電気回路等の
電気回路部４、５が対向するようにして搭載されてい
る。各電気回路部４には発光素子６および受光素子７
が、そして電気回路部５には発光素子８および受光素子
９がそれぞれ接続されている。
対の対向している電気回路基板２、３間に配置されてい
る。電気回路基板２、３には、LSIまたは電気回路等の
電気回路部４、５が対向するようにして搭載されてい
る。各電気回路部４には発光素子６および受光素子７
が、そして電気回路部５には発光素子８および受光素子
９がそれぞれ接続されている。
光配線回路ユニット１は、複数のレンズ11をマトリッ
クス状に埋め込んだ１対のレンズ板12、13と、両レンズ
板12、13間にあって、レンズ板12または13からの光を後
述するようにして平行移動させる光路シフト板14とから
成っている。
クス状に埋め込んだ１対のレンズ板12、13と、両レンズ
板12、13間にあって、レンズ板12または13からの光を後
述するようにして平行移動させる光路シフト板14とから
成っている。
第２図は上記光路シフト板14の構成の一例を示してい
る。
る。
光路シフト板14の透明な基板15には上下方向を向く円
筒状の穴16がマトリックス状に明けられている。この穴
16内には、ガラス材からなる半球の平面部に反射膜17を
形成した後、１対の半球を接合して球形とした反射素子
18が挿入され、かつ基板15と反射素子18の屈折率整合を
兼ねた接着剤19を充填して固定されている。
筒状の穴16がマトリックス状に明けられている。この穴
16内には、ガラス材からなる半球の平面部に反射膜17を
形成した後、１対の半球を接合して球形とした反射素子
18が挿入され、かつ基板15と反射素子18の屈折率整合を
兼ねた接着剤19を充填して固定されている。
ここで、上記レンズ板12、13のレンズ11が配列されて
いる格子点のピッチは同一である。球形の反射素子18を
配置するマトリックス格子点のピッチ、すなわち光路シ
フト板14の光路移動ピッチは、レンズ板12、13のレンズ
配列ピッチと同一または整数倍となっている。さらに、
電気回路基板２、３の発光素子６、８および受光素子
７、９は、レンズ板12および13のマトリックス格子点と
一致するように形成されている。
いる格子点のピッチは同一である。球形の反射素子18を
配置するマトリックス格子点のピッチ、すなわち光路シ
フト板14の光路移動ピッチは、レンズ板12、13のレンズ
配列ピッチと同一または整数倍となっている。さらに、
電気回路基板２、３の発光素子６、８および受光素子
７、９は、レンズ板12および13のマトリックス格子点と
一致するように形成されている。
また、光路シフト板14に垂直に入射する光を、光路シ
フト板14内で横方向（Ｘ方向）および前後方向（Ｙ方
向）に移動して、再び光路シフト板14から垂直に出射す
るように、複数個の反射素子18の反射膜17の角度関係が
調整して合わせられている。
フト板14内で横方向（Ｘ方向）および前後方向（Ｙ方
向）に移動して、再び光路シフト板14から垂直に出射す
るように、複数個の反射素子18の反射膜17の角度関係が
調整して合わせられている。
光路シフト板14をこのように構成すると、例えば電気
回路基板２で処理され、発光素子６により電気信号から
光信号に変換された光は、レンズ板12のレンズ11により
平行光に変換され、光路シフト板14の反射素子18a、18
b、18cにより移動される。
回路基板２で処理され、発光素子６により電気信号から
光信号に変換された光は、レンズ板12のレンズ11により
平行光に変換され、光路シフト板14の反射素子18a、18
b、18cにより移動される。
光路シフト板14より出射する移動後の平行光は、レン
ズ板13のレンズ11により集束され、電気回路基板３上の
受光素子９に結合し、再び電気信号に変換されて処理さ
れる。
ズ板13のレンズ11により集束され、電気回路基板３上の
受光素子９に結合し、再び電気信号に変換されて処理さ
れる。
なお、下方の電気回路基板３で処理された電気信号も
上記と逆の順序により上方の電気回路基板２に送られる
ことは勿論である。
上記と逆の順序により上方の電気回路基板２に送られる
ことは勿論である。
光路シフト板14の基板15および反射素子18の材質とし
てはBK−７が、反射膜17としては誘電体多層膜が、接着
剤19としてはBK−７と同一屈折率のエポキシ形接着剤が
それぞれ用いられている。
てはBK−７が、反射膜17としては誘電体多層膜が、接着
剤19としてはBK−７と同一屈折率のエポキシ形接着剤が
それぞれ用いられている。
なお、上記反射膜17の代わりに半透過膜を用いれば、
光路シフト板14における光の平行移動の他に光の分岐機
能をも兼用して行うことができて、両電気回路基板２、
３の接続をより効果的に行うことが可能となる。
光路シフト板14における光の平行移動の他に光の分岐機
能をも兼用して行うことができて、両電気回路基板２、
３の接続をより効果的に行うことが可能となる。
レンズ板12、13には、例えば「M.Okiwara、K.Iga、an
d Sada Elektoron.Lett.17452 11981」で提案されてい
るような２次元レンズアレイが用いられている。このレ
ンズアレイは、フォトリソグラフィ技術により、ガラス
基板やプラスチックに正確なピッチでレンズを形成する
ことができる。
d Sada Elektoron.Lett.17452 11981」で提案されてい
るような２次元レンズアレイが用いられている。このレ
ンズアレイは、フォトリソグラフィ技術により、ガラス
基板やプラスチックに正確なピッチでレンズを形成する
ことができる。
LSIチップには、例えばGaAs基板に、電気回路、発光
素子（例えば面発光Al発光ダイオード）、受光素子（例
えばAlGaAsフォトダイオード）をモノシリックに形成し
たOE−ICが用いられる。各素子の位置は、フォトリソグ
ラフィ技術により極めて正確に決めることができる。
素子（例えば面発光Al発光ダイオード）、受光素子（例
えばAlGaAsフォトダイオード）をモノシリックに形成し
たOE−ICが用いられる。各素子の位置は、フォトリソグ
ラフィ技術により極めて正確に決めることができる。
上記の電気回路基板２としてのLSIチップ21、22、レ
ンズ板12、13および光路シフト板14を用いることによ
り、第３図に示すようなLSIパッケージ23を構成するこ
とができる。
ンズ板12、13および光路シフト板14を用いることによ
り、第３図に示すようなLSIパッケージ23を構成するこ
とができる。
LSIパッケージ23は、複数の入出力端子24を有するベ
ース板25の上に、LSIチップ22、レンズ板13、光路シフ
ト板14、レンズ板12およびLSIチップ21がそれぞれ重ね
られた占有面積の小さい重層構造から成っている。上記
の両LSIチップ21、22間の信号のやりとりは、前述した
光配線回路ユニット１を介して行われることは既に説明
した通りである。
ース板25の上に、LSIチップ22、レンズ板13、光路シフ
ト板14、レンズ板12およびLSIチップ21がそれぞれ重ね
られた占有面積の小さい重層構造から成っている。上記
の両LSIチップ21、22間の信号のやりとりは、前述した
光配線回路ユニット１を介して行われることは既に説明
した通りである。
以上説明したように本発明によれば、複数枚のLSIチ
ップ等の電気回路を立体的（３次元）的に重ね合わせ
て、これらの間で信号の処理を行うことができるので、
１枚分の電気回路の受光素子面積でこれらの配置を行う
ことができ、受光素子面積を大幅に節約することができ
る。また、このような立体的な構造で対向する電気回路
間の信号処理を光によって行うので、電子計算機等の高
速演算処理が可能になる。
ップ等の電気回路を立体的（３次元）的に重ね合わせ
て、これらの間で信号の処理を行うことができるので、
１枚分の電気回路の受光素子面積でこれらの配置を行う
ことができ、受光素子面積を大幅に節約することができ
る。また、このような立体的な構造で対向する電気回路
間の信号処理を光によって行うので、電子計算機等の高
速演算処理が可能になる。
しかも本発明によれば、電気回路間に配置された第１
および第２のレンズ板の間に配置されて光路のシフトを
行うための光路シフト板が、透明な基板にマトリックス
状な明けられた孔のうちの所望の内部に、反射膜または
半透過膜の反射素子を挿入し、かつ屈折率整合を兼ねた
接着剤にて前記した透明な基板に固定した構造となって
いるので、光路のシフト量やシフト方向の設定が容易で
あり、光配線の自由度が大きいばかりでなく、半透過膜
を使用した場合には光の分岐や結合も可能になり配線の
分岐、結合が自由に行えるという効果がある。
および第２のレンズ板の間に配置されて光路のシフトを
行うための光路シフト板が、透明な基板にマトリックス
状な明けられた孔のうちの所望の内部に、反射膜または
半透過膜の反射素子を挿入し、かつ屈折率整合を兼ねた
接着剤にて前記した透明な基板に固定した構造となって
いるので、光路のシフト量やシフト方向の設定が容易で
あり、光配線の自由度が大きいばかりでなく、半透過膜
を使用した場合には光の分岐や結合も可能になり配線の
分岐、結合が自由に行えるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す光配線回路ユニットの
分解斜視図、第２図は光配線回路ユニットの要部を構成
する光路シフト板の一部を破断した斜視図、第３図は本
発明の光配線回路ユニットが適用されたLSIパッケージ
の斜視図である。 １……光配線回路ユニット、 ２、３……LSIパッケージ、 ４、５……電気回路部、 ６、８……発光素子、７、９……受光素子、 11……レンズ、12、13……レンズ板、 14……光路シフト板、15……基板、 16……穴、17……反射膜、 18……反射素子、19……接着剤、 21、22……LSIチップ、 23……LSIパッケージ、 25……ベース板。
分解斜視図、第２図は光配線回路ユニットの要部を構成
する光路シフト板の一部を破断した斜視図、第３図は本
発明の光配線回路ユニットが適用されたLSIパッケージ
の斜視図である。 １……光配線回路ユニット、 ２、３……LSIパッケージ、 ４、５……電気回路部、 ６、８……発光素子、７、９……受光素子、 11……レンズ、12、13……レンズ板、 14……光路シフト板、15……基板、 16……穴、17……反射膜、 18……反射素子、19……接着剤、 21、22……LSIチップ、 23……LSIパッケージ、 25……ベース板。
Claims (1)
- 【請求項１】発光素子と受光素子を含む電気回路が形成
されていて互いに対向している２枚の電気回路基板間の
回路を配線する配線回路ユニットにおいて、 前記電気回路基板の発光素子からの光を平行光に変換す
る複数のレンズをマトリックス状に配列した第１のレン
ズ板と、 透明な基板にマトリックス状に明けられた孔のうちの所
望の内部に、反射膜または半透過膜の反射素子を挿入
し、かつ屈折率整合を兼ねた接着剤にて前記透明な基板
に固定しており、前記第１のレンズ板からの平行出射光
の光路を平行に移動させるようにした光路シフト板と、 光路シフト板からの出射光を収束して他方の電気回路基
板の受光素子に結合する複数のレンズをマトリックス状
に配列した第２のレンズ板 とを備えることを特徴とする光配線回路ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20003486A JP2576473B2 (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 光配線回路ユニツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20003486A JP2576473B2 (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 光配線回路ユニツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6356612A JPS6356612A (ja) | 1988-03-11 |
| JP2576473B2 true JP2576473B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=16417719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20003486A Expired - Lifetime JP2576473B2 (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 光配線回路ユニツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576473B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5093879A (en) * | 1990-06-22 | 1992-03-03 | International Business Machines Corporation | Electro-optical connectors |
| US5200631A (en) * | 1991-08-06 | 1993-04-06 | International Business Machines Corporation | High speed optical interconnect |
| JP3107935B2 (ja) * | 1992-12-22 | 2000-11-13 | シャープ株式会社 | 光記録装置および光再生装置並びに光記録再生装置 |
| JP4630409B2 (ja) * | 1999-03-18 | 2011-02-09 | 富士通株式会社 | 光電子集積回路装置 |
| JP4538715B2 (ja) * | 2003-12-02 | 2010-09-08 | ソニー株式会社 | 信号処理装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041327B2 (ja) * | 1982-09-28 | 1985-09-17 | 富士通株式会社 | 光信号結合用レンズ |
| JPS59121008A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-12 | Tokyo Inst Of Technol | 三次元光集積回路 |
| JPS6128240A (ja) * | 1984-07-18 | 1986-02-07 | Kuraray Co Ltd | 基板間信号伝送方式 |
-
1986
- 1986-08-28 JP JP20003486A patent/JP2576473B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6356612A (ja) | 1988-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5848214A (en) | Optically-guiding multichip module | |
| Jahns | Planar packaging of free-space optical interconnections | |
| US6661943B2 (en) | Fiber-free optical interconnect system for chip-to-chip signaling | |
| Parker | Optical interconnection for advanced processor systems: A review of the ESPRIT II OLIVES program | |
| US7316512B2 (en) | Interconnect device | |
| WO1996000919A1 (en) | Passively aligned bi-directional optoelectronic transceiver module assembly | |
| Châteauneuf et al. | 512-channel vertical-cavity surface-emitting laser based free-space optical link | |
| JPH04286191A (ja) | 回路板を相互接続する光学的背面（バックプレーン） | |
| Lukowicz et al. | Optoelectronic interconnection technology in the HOLMS system | |
| KR20010020629A (ko) | 광 도파 장치, 광 송수신 장치, 광 도파 장치의 제조방법, 및 광 송수신 장치의 제조 방법 | |
| JP2576473B2 (ja) | 光配線回路ユニツト | |
| Tewksbury et al. | Optical clock distribution in electronic systems | |
| KR20040067806A (ko) | 광신호 전송 장치 및 신호 처리 장치 | |
| US10365431B2 (en) | Optical interconnect structure | |
| JPH10123350A (ja) | 光バスおよび信号処理装置 | |
| JP2002328256A (ja) | 光配線回路、光配線回路積層体および光電気配線装置 | |
| Li et al. | Three-dimensional optoelectronic stacked processor by use of free-space optical interconnection and three-dimensional VLSI chip stacks | |
| JP3666190B2 (ja) | 光バスおよび信号処理装置 | |
| JP2004320666A (ja) | 光伝送装置、電子回路と光回路が混在した光電融合回路 | |
| Schröder et al. | Demonstration of glass-based photonic interposer for mid-board-optical engines and electrical-optical circuit board (EOCB) integration strategy | |
| US10782480B2 (en) | Integrated optoelectronic chip and lens array | |
| CN111694114A (zh) | 一种光模块 | |
| JPH0798463A (ja) | 空間光接続装置 | |
| KR0155529B1 (ko) | 병렬 광논리처리 시스템 | |
| Kostuk et al. | Multiprocessor optical bus |