JPH01211701A - 光空間配線用分配器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は集積回路実装基板間あるいは集積回路素子間を
相互に結合するための新しい光空間配線技術に関し、特
にレンズアレイを用いた光空間配線用分配器に関するも
のである。

「従来の技術〕 従来、集積回路実装基板間や集積回路素子間の信号の授
受は電気的配線により行なわれているのが一般的である
。ところで、集積回路の高密度化。

＝　１− 高速化が進むにつれ、従来の電気的配線では配線の複雑
化、信号相互の干渉、信号授受における遅延等の問題が
生じており、を気的配線におけるこれらの問題点を解決
するために光空間配線が提案されている。この光空間配
線は空間を伝播する光により任意の端子間の信号の授受
を行なおうとするものであり、発光素子、受光素子、各
種空間素子（反射板２分波・合波器、レンズなど）によ
り構成されている。

一方、光空間配線を用いて集積回路素子の一出力を複数
の集積回路素子へ入力信号として接続したり、集積回路
を駆動するためのクロック信号を多数の集積回路に分配
するためには、光を空間的に分配する光空間配線用分配
器が必要である。

この光空間配線用分配器としては、ホログラムを用いた
もの、レンズアレイによるものが提案されており、その
分配器としてレンズアレイを用いたクロック信号分配の
一例を第８図に示す。同図において、１は円形の凸レン
ズ１□〜１ｎを複数個配列したレンズアレイ、２は発光
索子、３、〜３ｎは集積回路実装基板５上に形成された
複数の受光素子、４１〜４ｎは同じく集積回路実装基板
５上に形成された複数の集積回路である。ここで、発光
素子２はクロック信号６で変調された光２１を空間に放
射する。そして、この空間的に広がｐながら伝搬する光
２１はレンズアレイ１を通過することにより分波され、
集積回路実装基板５上の所定の位置に配置された受光素
子３１〜３ｎに集光される。さらに、これら受光素子３
１〜３ｎは光信号を電気信号に変換したのち、近傍の各
集積回路４１〜４ｎにクロックを供給するものとなって
いる。

なお、符号２２は分配された光を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、光空間配線用分配器としてレンズアレイを用い
る場合、従来の円形のレンズ１１〜１ｎでは、レンズ個
々が円形であるためレンズを密に配列することができず
、レンズ間の隙間ａを通過し受光素子３１〜３ｎに集光
されない光３１が存在するため、過剰損失が避けられな
い。また、過剰損失が大きいために、光の分配数を多く
することができないという問題があった。

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すべく
なされたものであり、その目的は、低損失、多分配数の
光空間配線用分配器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、光を空間的に分配させるべくレンズを複数個
配列した光空間配線分配器において、前記各レンズの形
状を、六角形、四角形または三角形のいずれか１つとし
、これらレンズを密に配列してレンズアレイを構成した
ことを特徴とする。

〔作用〕

したがって、本発明においては、光を空間的に分配させ
るレンズを六角形、四角形または三角形のいずれかとす
ることにより、これらレンズを隙間なく密に配列できる
こととなり、隙間を通過する光による過剰損失を低減化
し、分配数を増加させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明のＷ、理的な構成を示す概念図でるり、
ここでは、光空間配線用分配器としてレンズアレイを用
いたクロック信号分配の一例を示す。

ナなわち、本発明では、正六角形のレンズ８１〜８ｎ　
（この例ではｎは７個を示す）からなυこれらレンズ８
１〜８ｎを密に配列してレンズアレイ分配器７を構成し
、この分配器７によって発光索子２から放射さｊ＋、−
Ｃ＜る光２１を空間的に分配させることにより、集積回
路実装基板５上の所定の位置に配置された各受光素子３
１〜３ｎに集光させるものとなっている。なお、図中、
同一符号は同一または相当部分を示している。

このように、本発明によると、光を分配させるレンズと
して正六角形レンズ８１〜８ｎを用い、これらレンズ８
１〜８ｎ（（密に配列してレンズアレイ分配器Ｙを構成
することにより、このレンズアレイ分配器７は、各レン
ズ８１〜８ｎ間の隙間のない配列が可能となる。その結
果、従来円形であったレンズ列ではレンズとレンズの隙
間ａｉ透過する光３１（第８図参照）が過剰損失となっ
ていたが、正六角形のレンズ列では隙間を透過する光に
よる過剰損失はなくなる。従って、レンズ８１〜８ｎを
正六角形とし、隙間なく密に配列することにより、この
レンズアレイを、低損失、多分配数の空間光分配器とす
ることができる。

ただし、本発明は、レンズアレイを構成する各レンズの
形状を六角形の他に四角形または三角形とし、これらレ
ンズを密に複数個配列しても、上述と同様の作用、効果
が得られるものであり、以下、実施例につき詳述する。

実施例１ 第２図は本発明の第１の実施例を示すものである。同図
において、８はレンズの一方の面が凸型で、他方の面が
平面になっている正六角形の半レンズ８□〜８ｎからな
りこれらレンズ８１〜８ｎを密に配列してなるレンズア
レイであり、このレンズアレイ８の平面になっている面
には全反射板９が密着して配置され、これらレンズアレ
イ８と全反射板９とにより光空間配線用分配器７が構成
されている。

ここで、集積回路実装基板５の中央部には発光素子２が
配置されていて、この発光素子２は、クロック信号や周
辺の集積回路からの出力信号で変調された光２１をその
基板５の上方に放射する。

そして、この基板５の上方にはレンズアレイ８、つまり
正六角形半レンズ８１〜８ｎと全反射板９により構成さ
れている光空間配線用分配器７が置かれている。しかし
て、発光素子２から放射された光２１は空間的に広がり
ながら伝搬し、光空間配線用分配器Ｉに到達する。この
分配器に到達した光は、正六角形半レンズ８１〜８ｎを
通過後、全反射板９により反射され再び正六角形半レン
ズ８１〜８ｎを通過して下方、すなわち基板５の方向に
伝搬していく、このとき、発光素子２から放射される光
は、前記半レンズ８１〜８ｎ−全反射板９−半レンズ８
、〜８ｎを通過するため、基板５の受光素子３１〜３ｎ
Ｋ集光され、この受光素子３１〜３ｎでは受光した光２
２を電気信号に変換し、周辺の集積回路４１〜４ｎに接
続することになる。

このように本実施例によると、正六角形の半レンズ８１
〜８ｎと全反射板９とからなる光空間配線用分配器は、
光を反射させる機能と光を集光させる機能とを合わせ持
つとともに、半レンズ８１〜８ｎを正六角形とし、密に
配列しているため、円形の半レンズを用いた場合に比べ
分配器自体の過剰損失が少なく、分配数を増加させるこ
とが可能である。

実施例２ 第３図は本発明の第２の実施例を示すものであり、ここ
で、光空間配線用分配器Ｔは、非常に薄い半反射板１０
とその両面に位置合わせして配置した二組の正六角形半
レンズ８１〜８ｎにより構成されている。このように、
半反射板１０を正六角形半レンズ８１〜８ｎで挾む構造
とすることにより、分配器Ｔに入射した元のうち半反射
板１０により反射される光２２１．該半反射板１０を通
過する光２２２の両者に対して集光作用を持たせること
ができる。この分配器を用いれは、第３図に示すように
、分配器７０両側に集積回路実装基板５−１゜５−２を
配置し、基板５−１上の発光素子２から放射された光２
１をその基板５−１上の受光素子３１〜３ｎおよび基板
５−２上の受光素子３１〜３ｎに集光させることが可能
である。従って光の透過２反射、集光の機能を同時に備
えている分配器はボログラムを用いてはできないもので
あり、正六角形半レンズ８１〜８ｎｌ用いることによる
過剰損失の低減化に加えて分配数、光空間配線の自由度
を増加させることが可能である。

実施例３ 第４図は本発明の第３の実施例を示すもので、本実施例
の光空間配線用分配器は、四角形レンズ１１１〜１１ｎ
を縦横に配列してレンズアレイ分配器７が構成されてい
る。このように、四角形レンズ１１１〜１１ｎを複数個
配列しても、隙間のない密なレンズの配列が可能であり
、分配器の低損失化。

多分配化かり能である。

実施例４ 第５図は本発明の第４の実施例を示すもので、不実施例
の光空間配線用分配器は、三角形レンズ１２１〜１２ｎ
を密に配列してレンズアレイ分配器Ｔが構成されている
。このように三角形レンズ１２１〜１２ｎを用いても分
配器の低損失化、多分配化が可能である。

実施例５ 第６図は本発明の第５の実施例を示すもので、本実施例
の光空間配線用分配器は、異なる大きさ′）５角形Ｌ／
７，２’１２１ａ〜１２□８を複数個配列してレンズア
レイ分配器７が構成されている。このように異なる大き
さの五角形レンズ１２１ａ−１２ｎ＆を密に配列するこ
とにより、分配器への入射光分布が一様でなくても分配
比の偏差を小さく抑えることが可能である。

実施例６ 第７図は本発明の第６の実施例を示すもので、本実施例
の光空間配線用分配器は、一方向に伸延した六角形レン
ズ８．＆−５ｎａを密に配列してレンズアレイ分配器７
が構成されている。このように一方向に伸延した形の多
角形レンズを用いることにより、分配器で分配した光は
集積回路実装基板５（第１図参照）上で一方向に伸延し
た光分布となり、縦列に配列した複数の受光素子３１〜
３ｎで同時に受光することが可能である。

なお、本発明は、以上に挙げた実施例の他に、実施例３
，４，５．６と実施例２，３とを互いに組み合わせたも
のも同様に実施でき、多くの変形が可能でおる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、レンズアレイを用いた光
空間配線用分配器において、従来円形であったレンズ形
状を六角形、四角形または三角形のいずれかとすること
により、レンズを複数個配列したときに生じていた隙間
をなくシ、レンズを密に配列することが可能になる。こ
れにより、分配器の過剰損失を低減化し、分配数を増加
させることができる。

従って、本発明の光空間配線用分配器によれば、従来の
光空間配線用分配器に比べて過剰損失２分配数の点で利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成に関する概念図、第２図は本発明
の第１の実施例の構成図、第３図は本発明の第２の実施
例の構成図、第４図は本発明の第３の実施例の構成図、
第５図は本発明の第４の実施例の構成図、第６図は本発
明の第５の実施例の構成図、第７図は本発明の第６の実
施例の構成図、第８図は従来のレンズアレイを用いた光
空間配線用分配器の構成図である。 ２・・・・発光素子、３、〜３ｎ・・・・受光素子、４
１〜４ｎ・・・・集積回路、５　、５−１．Ｌ２・・・
・集積回路実装基板、６・・・・クロック信号、７・・
・・レンズアレイ分配器、８１〜３ｎ。 ８１＆〜８ｎ＆・・・・六角形レンズ、９・・・・全反
射板、１０・・・・半反射板、１１１〜１１ｎ・・・寺
門角形レンズ、１２□〜１２ｎ　＋　１２１＆〜１２ｎ
＆・・・・三角形レンズ。 特許出願人　　日本電信電話株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光を空間的に分配させるべくレンズを複数個配列した
   光空間配線用分配器において、前記各レンズの形状を、
   六角形、四角形または三角形のいずれか１つとし、これ
   らレンズを密に配列してレンズアレイを構成してなるこ
   とを特徴とする光空間配線用分配器。