JPH04131820A - 光情報入出力装置 - Google Patents
光情報入出力装置Info
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- JPH04131820A JPH04131820A JP2253829A JP25382990A JPH04131820A JP H04131820 A JPH04131820 A JP H04131820A JP 2253829 A JP2253829 A JP 2253829A JP 25382990 A JP25382990 A JP 25382990A JP H04131820 A JPH04131820 A JP H04131820A
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Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
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。
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、光情報処理、光コンピユーテイングといった
分野で様々な提案がなされている、計算機あるいは電子
装置内の電子回路基板同士の配線を光学的に行おうとす
る、いわゆるｒ ｂｏａｒｄ−ｔｏ−ｂｏａｒｄ ｏｐ
ｔｉｃａｌ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｊに関
するものである。
分野で様々な提案がなされている、計算機あるいは電子
装置内の電子回路基板同士の配線を光学的に行おうとす
る、いわゆるｒ ｂｏａｒｄ−ｔｏ−ｂｏａｒｄ ｏｐ
ｔｉｃａｌ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｊに関
するものである。
［従来の技術］
電子＝１算機、半導体技術の進歩はめざましく、ＣＰＵ
の処理速度、メモリの高密度集積化が盛んに進展してい
く中で、近年、コンピュータ内の様々なレベルでの配線
、即ち、チップ内配線（ｉｎｔｒａｃｈｉｐ １ｎｔｅ
ｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ） 、チップ間配線（ｃｈｉ
ｐ−ｔｏ−ｃｈｉｐ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃＮｏｎ）
、回路基板同士の配線（ｂｏａｒｄ−ｔｏ−ｂｏａｒ
ｄ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）等についてのエ
レクトロニクス技術の限界が問題視されている。
の処理速度、メモリの高密度集積化が盛んに進展してい
く中で、近年、コンピュータ内の様々なレベルでの配線
、即ち、チップ内配線（ｉｎｔｒａｃｈｉｐ １ｎｔｅ
ｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ） 、チップ間配線（ｃｈｉ
ｐ−ｔｏ−ｃｈｉｐ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃＮｏｎ）
、回路基板同士の配線（ｂｏａｒｄ−ｔｏ−ｂｏａｒ
ｄ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）等についてのエ
レクトロニクス技術の限界が問題視されている。
つまり、電気には相互干渉、電磁誘導かあり、配線の高
密度化に対して、これらの原理的な現象が極めて根本的
な障害となる。一方、配線を光を用いて行えば光は上記
の様な問題点を持たないため、配線の高密度化の実現可
能性が高い。
密度化に対して、これらの原理的な現象が極めて根本的
な障害となる。一方、配線を光を用いて行えば光は上記
の様な問題点を持たないため、配線の高密度化の実現可
能性が高い。
このような見地から上記様々なレベルの配線（ｉｎｔｅ
ｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ）を光を用いて行おうとする
アプローチ（いわゆるｏｐｔｉｃａｌ １ｎｔｅｒｃｏ
ｎｎｅｃｔｉｏｎ ）が盛んになされている（例えばＣ
ｏｎ１’ｅｒｅｎｃｅＲｅｃｏｒｄ ｏｌ’ １９９０
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｅ
ｅｔｉｎｇｏｎ ０ｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｕｔｉ
ｎｇ、 ｐ、１８２，１６４ ．４０８等） 。
ｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ）を光を用いて行おうとする
アプローチ（いわゆるｏｐｔｉｃａｌ １ｎｔｅｒｃｏ
ｎｎｅｃｔｉｏｎ ）が盛んになされている（例えばＣ
ｏｎ１’ｅｒｅｎｃｅＲｅｃｏｒｄ ｏｌ’ １９９０
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｅ
ｅｔｉｎｇｏｎ ０ｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｕｔｉ
ｎｇ、 ｐ、１８２，１６４ ．４０８等） 。
本発明はその中でもｂｏａｒｄ−ｔｏ−ｂｏａｒｄＩｎ
ｔｅｒｅＯｎｎｅｅｔｉＯｎに対して極めて有用な装置
を提案するものである。
ｔｅｒｅＯｎｎｅｅｔｉＯｎに対して極めて有用な装置
を提案するものである。
ｂｏａｒｄ−ｔｏ−ｂｏａｒｄ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅ
ｃｔｉｏｎに対する従来の提案として、第５．６図のよ
うなものがあった（上記ＱＣ−９０論文集より）。ガラ
ス基板の上に発光素子と受光素子のアレイを備えた基板
ソケットを設け、これを用いてガラス基板（マザーボー
ド）に電子回路基板を接続する（第５図）。ガラス基板
内では光信号が第６図に示すようにジグザグに伝幡し、
１つの基板ソケットから発せられた信号を他の基板ソケ
ットへ伝達する。発光・受光素子と伝幡光とのカップリ
ングはホログラム素子（ＨＯＥ）を用いて行われる。ま
た、ジグザグに光が伝幡する時、回折によって光が拡か
つてしまうため、結像レンズがやはりＨＯＥを用いて作
製されている。
ｃｔｉｏｎに対する従来の提案として、第５．６図のよ
うなものがあった（上記ＱＣ−９０論文集より）。ガラ
ス基板の上に発光素子と受光素子のアレイを備えた基板
ソケットを設け、これを用いてガラス基板（マザーボー
ド）に電子回路基板を接続する（第５図）。ガラス基板
内では光信号が第６図に示すようにジグザグに伝幡し、
１つの基板ソケットから発せられた信号を他の基板ソケ
ットへ伝達する。発光・受光素子と伝幡光とのカップリ
ングはホログラム素子（ＨＯＥ）を用いて行われる。ま
た、ジグザグに光が伝幡する時、回折によって光が拡か
つてしまうため、結像レンズがやはりＨＯＥを用いて作
製されている。
し発明が解決しようとする問題点］
このような方法は、すべての光学素子かガラス基板上に
配置できる事からブレナーな作製技術の応用に適した構
成であるといった利点を持っているが、反面、ＨＯＥを
結像素子として用いる時のＨＯＥレンズの収差低減が極
めて困難であり（結像がオフアクシスであり、特に難し
い）、又、ＨＯＥによる不要回折光のノイズも問題であ
る。
配置できる事からブレナーな作製技術の応用に適した構
成であるといった利点を持っているが、反面、ＨＯＥを
結像素子として用いる時のＨＯＥレンズの収差低減が極
めて困難であり（結像がオフアクシスであり、特に難し
い）、又、ＨＯＥによる不要回折光のノイズも問題であ
る。
また、ガラス基板内を光をジグザグに伝幡させていくた
め、ガラス基板の平行度に極めて高精度が要求される、
総伝幡光路長か短かくしに（く、クロックスキニー等回
路基板間のタイムラグか無視できない可能性かある等の
問題がある。
め、ガラス基板の平行度に極めて高精度が要求される、
総伝幡光路長か短かくしに（く、クロックスキニー等回
路基板間のタイムラグか無視できない可能性かある等の
問題がある。
［問題点を解決するための手段］
電子回路基板に設けられる情報入出力部を、入射する光
束のうち大部分を透過し、一部分を吸収することによっ
てその吸収光を光電検出する光センサアレイと、 入射する光束の透過率を変調する空間変調素子アレイと
をガラス基板上に形成して積層して構成した。
束のうち大部分を透過し、一部分を吸収することによっ
てその吸収光を光電検出する光センサアレイと、 入射する光束の透過率を変調する空間変調素子アレイと
をガラス基板上に形成して積層して構成した。
［作用コ
本発明によれば、ガラス基板上に形成された透明タイプ
の光センサアレイ（光の吸収率が数９゜程度で他は透過
させるタイプの光センサアレイ）により、光通信によっ
て伝送された回路基板外からの情報を回路基板に人力し
、また、同じくガラス基板上に形成された透過型空間光
変調素子アレイにより、ガラス基板を通過する光ビーム
に対して情報を変調して８カし、回路基板から外部への
情報出力を行う。
の光センサアレイ（光の吸収率が数９゜程度で他は透過
させるタイプの光センサアレイ）により、光通信によっ
て伝送された回路基板外からの情報を回路基板に人力し
、また、同じくガラス基板上に形成された透過型空間光
変調素子アレイにより、ガラス基板を通過する光ビーム
に対して情報を変調して８カし、回路基板から外部への
情報出力を行う。
即ち、本発明の先人出力装置を備えた電子回路基板を複
数枚、その光入出力部を対向させて配列あるいは積層配
置しそこに、レーザー光束等のコリメート照明を照射す
る事により、電子回路基板間の光接続（ｂｏａｒｄ−ｔ
ｏ−ｂｏａｒｄ ｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅ
ｃｔｉｏｎ ）が実現できる。
数枚、その光入出力部を対向させて配列あるいは積層配
置しそこに、レーザー光束等のコリメート照明を照射す
る事により、電子回路基板間の光接続（ｂｏａｒｄ−ｔ
ｏ−ｂｏａｒｄ ｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅ
ｃｔｉｏｎ ）が実現できる。
［実施例〕
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は同し
く光路に沿った断面図である。両図を用いて以下説明す
る。
く光路に沿った断面図である。両図を用いて以下説明す
る。
電子回路基板１の取付方向先端部（下端部）に開口窓２
が開けられ、この位置に少くとも２枚以上の透明ガラス
基板３か積層固定されている。ガラス基板３のうち１面
には透明タイプの光センサアレイ４が作製されている。
が開けられ、この位置に少くとも２枚以上の透明ガラス
基板３か積層固定されている。ガラス基板３のうち１面
には透明タイプの光センサアレイ４が作製されている。
光センサアレイ４は、入射光のうち数％程度を吸収して
光電変換する事により、入射光強度を検出し、残りの大
部分の光束はそのまま透過させるようになっている。
光電変換する事により、入射光強度を検出し、残りの大
部分の光束はそのまま透過させるようになっている。
また、他のガラス基板、又は同じガラス基板の他の面に
は透過型空間変調素子アレイ５（以後透過型ＳＬＭと呼
ぶ）が作製されている。
は透過型空間変調素子アレイ５（以後透過型ＳＬＭと呼
ぶ）が作製されている。
光センサアレイ４と透過型ＳＬＭ５の各画素は１対１に
対向して配置されており、各画素を通過する入射光６に
載っている情報を光センサアレイ４で検出して回路基板
１上の電子回路に入力すると共に、透過光７に対して透
過型ＳＬＭにより回路基板１から情報を出力する。
対向して配置されており、各画素を通過する入射光６に
載っている情報を光センサアレイ４で検出して回路基板
１上の電子回路に入力すると共に、透過光７に対して透
過型ＳＬＭにより回路基板１から情報を出力する。
光センサアレイ４は、ガラス基板上に例えばアモルファ
スシリコンやポリシリコン等を成膜パタニングする事に
より作製し、膜の厚み等により光吸収率と透過率か適当
に選ばれる。
スシリコンやポリシリコン等を成膜パタニングする事に
より作製し、膜の厚み等により光吸収率と透過率か適当
に選ばれる。
また、光センサアレイ４はＣｄＳの様なフォトコンダク
タアレイでも構わない。
タアレイでも構わない。
透過型ＳＬＭ５は、例えば強誘電液晶等を用いた空間変
調素子のアレイである。入射光に対して強度変調を行う
場合には偏光膜が必要である事は言うまでもない。また
ガラス基板の外部露出面には、必要に応じて反射防止コ
ーティングを施しておく。
調素子のアレイである。入射光に対して強度変調を行う
場合には偏光膜が必要である事は言うまでもない。また
ガラス基板の外部露出面には、必要に応じて反射防止コ
ーティングを施しておく。
入射光６は例えば半導体レーザ光をコリメートしたもの
である。
である。
第３図は、本発明の光入出力装置を備えた電子回路基板
を複数枚積層配置して、ボード間の光接続を行う構成例
である。各ボードの先入出力部を相互に対向させて積層
配置し、一方の側から半導体レーザ８とコリメータレン
ズ９を用いてコリメート光を入射させ、他方の側にミラ
ー１０を配置して光の往復バスを構成する。
を複数枚積層配置して、ボード間の光接続を行う構成例
である。各ボードの先入出力部を相互に対向させて積層
配置し、一方の側から半導体レーザ８とコリメータレン
ズ９を用いてコリメート光を入射させ、他方の側にミラ
ー１０を配置して光の往復バスを構成する。
例えば、ボード１３から他のボードに信号を伝達する場
合、ボード１３の透過型ＳＬＭ５でコリメート照明光に
対して強度（又は位相）変調を行い、この変調された透
過光がボード１３から（１４） −（１５） −（１４
） −（Ｈ）→（＋２）−（１１）と順に往復伝送して
すべてのボードの光センサアレイ４によって検出、入力
される。
合、ボード１３の透過型ＳＬＭ５でコリメート照明光に
対して強度（又は位相）変調を行い、この変調された透
過光がボード１３から（１４） −（１５） −（１４
） −（Ｈ）→（＋２）−（１１）と順に往復伝送して
すべてのボードの光センサアレイ４によって検出、入力
される。
画素が異なれば同時に異なるボードがトーカになってい
ても構わない。各光センサアレイ４による光の吸収率は
例えば２％程度とすれば、回路基板１を２０段直列に並
べても、 ２０×２ （１−０，０２） −０，４５ となり、どの位置でも十分な光強度を得る事が出来る。
ても構わない。各光センサアレイ４による光の吸収率は
例えば２％程度とすれば、回路基板１を２０段直列に並
べても、 ２０×２ （１−０，０２） −０，４５ となり、どの位置でも十分な光強度を得る事が出来る。
画素があまり細かかったり、伝送距離があまり長かった
りすると、光が回折して拡がってしまうため、適当な画
素寸法と総伝送距離が選ばれる。
りすると、光が回折して拡がってしまうため、適当な画
素寸法と総伝送距離が選ばれる。
第４図はボード間接続の他の例である。
屈折率分布型ロッドレンズ１６を多段に配置してマザー
ボード１７を作製し、各ロッドレンズ１６で結像面を多
数個例えば１１〜Ｉ５の位置に形成してやれば、画素を
細かくしたり、伝送距離を長くしたりしても回折による
解像度劣化は起らない。また、このように結像面で光の
入出力を行えば照明光はコリメート光である必要がなく
、例えばＬＥＤアレイ１８のようなものでもよい。
ボード１７を作製し、各ロッドレンズ１６で結像面を多
数個例えば１１〜Ｉ５の位置に形成してやれば、画素を
細かくしたり、伝送距離を長くしたりしても回折による
解像度劣化は起らない。また、このように結像面で光の
入出力を行えば照明光はコリメート光である必要がなく
、例えばＬＥＤアレイ１８のようなものでもよい。
［発明の効果］
本発明により、電子回路基板間の並列性の高い大規模多
チャネルの光インターコネクションが実現できる。
チャネルの光インターコネクションが実現できる。
しかも、従来例に比べ、ガラス基板の平行度に対する加
工精度がさほど厳しく要求されず、また、光伝送距離も
さほど長くならないため、ボード間のタイムラグの問題
も起りにくくなり、実用性が極めて高いｂｏａｒｄ−ｔ
ｏ−ｂｏａｒｄ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎが実
現できる。
工精度がさほど厳しく要求されず、また、光伝送距離も
さほど長くならないため、ボード間のタイムラグの問題
も起りにくくなり、実用性が極めて高いｂｏａｒｄ−ｔ
ｏ−ｂｏａｒｄ １ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎが実
現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の要部拡大断面図、 第３図は本発明装置を用いて、電子回路ボード間光学接
続を行なう場合の１つの構成例を示す断面図、 第４図は他の構成例を示す断面図、 第５図は従来装置の一例を示す斜視図、第６図は第５図
装置の要部拡大断面図である。 １１１〜１５・・・電子回路基板、２・・・開口窓、３
・・・ガラス基板、４・・光センサアレイ、５・・透過
型空間変調素子アレイ（透過型ＳＬＭ）、６・・・入射
光、７・・・透過光、８・・・半導体レーザ、９・・・
コリメータレンズ、１０・・・ミラー、１６・・・屈折
率分布型ロッドレンズ、１７・・マザーボード、１８・
・・ＬＥＤアレイ。 第 第 図 図 第 図
図の要部拡大断面図、 第３図は本発明装置を用いて、電子回路ボード間光学接
続を行なう場合の１つの構成例を示す断面図、 第４図は他の構成例を示す断面図、 第５図は従来装置の一例を示す斜視図、第６図は第５図
装置の要部拡大断面図である。 １１１〜１５・・・電子回路基板、２・・・開口窓、３
・・・ガラス基板、４・・光センサアレイ、５・・透過
型空間変調素子アレイ（透過型ＳＬＭ）、６・・・入射
光、７・・・透過光、８・・・半導体レーザ、９・・・
コリメータレンズ、１０・・・ミラー、１６・・・屈折
率分布型ロッドレンズ、１７・・マザーボード、１８・
・・ＬＥＤアレイ。 第 第 図 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）電子回路基板に設けられる情報入出力部に、入射す
る光束のうち大部分を透過し、一部分を吸収することに
よってその吸収光を光電検出する光センサアレイと、入
射する光束の透過率を変調する空間変調素子アレイとを
ガラス基板上に形成して積層配置したことを特徴とする
光情報入出力装置。 ２）前記光センサアレイの各素子と、前記空間素子アレ
イの各素子とを１対１に対向させた請求項１に記載の光
情報入出力装置。 ３）前記ガラス基板の外部露出面に反射防止コーティン
グを施した請求項１又は２に記載の光情報入出力装置。 ４）前記電子回路基板の複数枚を、隣接する一方の回路
基板の入出力部の光センサアレイと、他方の回路基板の
入出力部の空間変調素子とが対向するように配置した請
求項１、２、３のいずれか１項に記載の光情報入出力装
置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2253829A JPH04131820A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 光情報入出力装置 |
| EP91308643A EP0477036B1 (en) | 1990-09-21 | 1991-09-23 | Optical information transmitting device |
| EP95103151A EP0658786A3 (en) | 1990-09-21 | 1991-09-23 | Optical information transmitting device and method of manufacturing same |
| DE69115815T DE69115815T2 (de) | 1990-09-21 | 1991-09-23 | Optisches Nachrichtenübertragungsgerät |
| US07/764,005 US5202567A (en) | 1990-09-21 | 1991-09-23 | Optical information transmitting device and method of manufacturing same |
| US08/005,755 US5362961A (en) | 1990-09-21 | 1993-01-19 | Optical information transmitting device and method of manufacturing same |
| US08/232,777 US5500523A (en) | 1990-09-21 | 1994-04-25 | Optical information transmitting device and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2253829A JPH04131820A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 光情報入出力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131820A true JPH04131820A (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=17256713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2253829A Pending JPH04131820A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 光情報入出力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04131820A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010535455A (ja) * | 2007-07-30 | 2010-11-18 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 光インターコネクト |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP2253829A patent/JPH04131820A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010535455A (ja) * | 2007-07-30 | 2010-11-18 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 光インターコネクト |
| US8929741B2 (en) | 2007-07-30 | 2015-01-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optical interconnect |
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