JPH05500280A - 光学的相互接続印刷回路構造 - 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】 光学的相互接続印刷回路構造 技術分野 本発明は一般的には高速度通信システムに関し、特に、データ通信システムに関 する。

発明の背景 高速度通信システムは公知である。このようなシステムは代表的には銅ワイヤを 用い、このワイヤ上に伝送される電気的パルスを用いて信号を伝送する。このよ うなシステムはうまく機能するが、データ処理ハードウェアの発展はワイヤに基 づくディジタル通信システムの使用に伴なう欠点を発生している。

年月の経過と共に、データ処理装置のメーカ間の競争により、データ処理装置に 含まれる部品の動作速度を向上せしめかつ寸法の減少及び部品数の減少を図るこ とによってコスト低減の必要性が生じた。動作速度の向上は浮遊容量及び浮遊イ ンダクタンスを含む高周波通信に伴なう問題点を生じた。さらに、伝送距離が大 きくなると、この問題点も重大となる。一般に、最もワイヤに基づくデータ通信 システムは現在の技術において与えられた応用に対して最大速度で動作する。

また、ディジタル処理装置の寸法の減少はディジタル通信システムの問題を一層 悪化させる。この寸法の減少は以前に比較して装置の位置間を近接せしめ、従っ て、新たに熱に伴なう問題を発生し、さらに、電磁的干渉も発生する。

上述の問題点の一解決策として光フアイバ通信装置の使用がされてきた。公知の ごとく光フアイバ技術は高速度通信を提供し、かつ本質的に干渉を発生しない。

他方、光フアイバ装置は巨大な接続装置の困難さを受ける。この巨大な装置は光 フアイバ導波路間の整列（ａ　ｌ　ｉ　ｇｎｍｅｎ　ｔ）のクリティカリティ（ ｃｒｉｔｉｃａｌｉｔｙ）のために必要であった。さらに、光通信をまず電気信 号に変換することなく、光信号を多重の行先に送信することが困難であるという 問題点もある。従って、本発明の目的は、光学的通信システムの使用において上 述の問題点を解決する装置及び方法を提供することにある。

発明の概略 本発明の一実施例に従ってデータ処理モジュールはモジュールの支持構造中に組 込まれた光フアイバ導波路を備えることによって構築される。モジュールと残り のデータ処理システムとの間は、光ファイバ（エツジ）コネクタによって接続が なされている。光フアイバエツジコネクタは光フアイバ導波路の端部を、基板を コネクタに挿入することによって自動的に整列する便利な方法を提供する。光フ アイバコネクタはモジュールレベルでの接続を便利かつ空間に効率的に確立する 時間のかかる問題点を解決し、また、光ファイバに基づく通信システムの迅速な 組立または修理を可能にする。

モジュール内での接続を形成する問題点は導波路を所望の行先へ直接導くことに より、または通常の部品を用いあるいは光フアイバタップ及びスイッチの使用を 介して端処理することにより解決される。公知のごとく、光フアイバタップは原 導波路に現れる信号からファイバ信号の一部を分離して第２の導波路に伝送でき る導波路をもってなされた接続であり、他方、この場合、光フアイバ信号の他の 一部はタップ位置を介して原導波路の残部へ送られる。光フアイバタップは光信 号を複数の装置へ同時に印加できる。

光フアイバタップの機能は導波路内を通過して４５°の角度でカットされたその 端部に突当る光ビームを参照することによって理解できる。この光ビームの一部 は導波路内において入射光と直角に反射される。残りの光ビームは入射光に沿っ てカット端部を通って伝送される。

（やはり４５°でカットされた端部を有する）第２の導波路のカット面は第１の 導波路のカット面と整合して配列され、この結果、第１の導波路の軸は第２の導 波路の軸と直交し、光ビームは第１の導波路中を通過する場合は、光ビームは整 合された４５°のカット面に突当り、その光ビームの一部は第２の導波路中をそ の軸に平行に伝送されることになる。

第１の導波路中にＶ状カット（各側が導波路の軸に対して４５°にカットされて いる）がされ、かつこのＶ状カット（タップ）に適合したチップを有する第２の 導波路がこの■状カットに挿入された場合には、タップ前方の第１の導波路の軸 に沿って通過する光ビームは一部分第２の導波路中に反射される。残りの光ビー ムはそのまま通過して第１の導波路の下方のタップを通る。

光フアイバスイッチはピエゾ電歪または圧電装置を用い、導波路に沿って光情報 を伝送もしくはその伝送を阻止するが、これは公知である。ピエゾ電歪スイッチ は光タップと同様な方法で構築されるが、タップのＶ状挿入物は圧電材料によっ て被覆されている点が異なる。ピエゾ電歪材料は電位の印加によって不透明とな る能力を有し、これにより、光スィッチとなる。光フアイバスイッチは導波路中 に挿入され、導波路の一部となる。光フアイバスイッチが非活性（ｄｅａｃｔ　 １ｖａｔｅｄ）となると、このスイッチがあたかも存在しないように光フアイバ 導波路は機能する。光スィッチへの電気信号の印加によりこの光スィッチが不透 明となり、光信号のすべてを阻止もしくはピエゾ電歪材料の構成成分に依存する 特定の波長の信号を阻止できる。

図面の簡単な説明 図１は基板内の１つの導波路及び光フアイバエツジコネクタを示す基板アセンブ リを示す。

図２は基板アセンブリ及び通常のディジタル信号処理ボードを示し、この基板ア センブリは光信号を隣接するボードに伝送している。

図３は光信号を隣接する通常の信号処理回路ボードに伝送する一方法を示す。

図４は光信号を隣接する通常の信号処理ホードに伝送する第２の方法を示す。

図５は組込まれた２つの導波路及び１つの光相互接続を有する基板を示す。

図６は、２つの導波路、１つの光相互接続、及び１つの光スィッチを有する基板 を示す。

図７は、複数の導波路、複数の光相互接続、及び複数の光スィッチを有する基板 を示す。

図８は、２つの導波路、複数の光相互接続、１つの光相互接続、及び通常の回路 技術を有する基板を示す。

図９は、多重導波路、複数の相互接続、及び通常の回路技術を有する基板を示す 。

発明を実施するための最良の形態 図ＩＡを参照すると、図示のごとく、基板アセンブリ（１０）は基板内にあって 基板の長さ方向を横切る導波路（２０）を有している。基板は標準エポキシガラ ス積層体（たとえばＧ　１０／ＦＲ−４）によって構成でき、その中にまたはそ の上に光部品もしくは他の部品を組込みもしくはこれらの上に装着することもで きる。導波路は、基板（図ＩＢ）内に埋込まれ、また、回路ボード内に埋込まれ たガラスファイバ強化材のような基板に対する機械的サポートを提供する、光フ ァイバ、光フアイバケーブル、もしくは光導管で構成することができるが、これ らは技術上よく知られている。

外部への通信接続を提供するためにかつ光信号を導波路（２０）内に伝送する目 的のために、基板（２１）の−面は表面仕上たとえば研磨され、導波路と外部信 号源との間の光接続を確立する。この光接続はコネクタを使用することによって 行なわれ、該コネクタは外部信号源と基板（１１）内の導波路（２０）とを接続 しかつ自動的に整列させる手段を伴っている。通信接続を提供するコネクタはエ ツジコネクタ（２，３）　（図ＩＣ）の形式で構成でき、これにより、外部光ケ ーブル（２２）と内部導波路（２０）とを密着状態及び適切な整列状態に維持で きる。適切な整列は基板をエツジコネクタに挿入することによって自動的に確立 される。

本発明の一実施例においては、第２の面（２１）（反対面）も表面仕上される。

第２の面（２１）はテストの目的で使用でき、これにより、導波路及びコネクタ の適切な整列を保証しもしくは携帯装置によるシステムへのアクセスを可能にす る。

図２を参照すると、基板（１１）内の導波路盤に接続された、光トランシーバ源 （２４）からの通信信号（３０）を隣接する通信装置（４０）に伝送する方法が 示されている。隣接通信装置（４０）は通常のデータ処理回路ボードであって、 高速度データ通信リンクが隣接する基板アセンブリ（１０）へ信号（３０）を送 信するＬＥＤあるいは信号を受信する光受信器の使用によって形成されている。

本発明の一実施例においては、トランシーバまたは送受信源（２４）は導波路の 物理的延長部（図３の２５）によって構成できる。この延長部は短くかつ基板内 においてほぼ９０°をなしており、また、基板から突出しているので、隣接ボー ド（４０）の光トランシーバに光信号を送出しまり隣接ホード（４０）の光トラ ンシーバからの光信号を受信できる。

他の実施例においては、トランシーバ源（２４）は、光タップの使用もしくは直 接接続によって導波路に接続された光送信／受信レンズ（図４の２５）によって も構成できる。

さらに他の実施例においては、導波路への位置的アクセスは図５に示される構造 によって基板を横切る多数の位置においてもなされる。図５は第１の導波路に実 質的に直角に第２の導波路（２６）を埋込むことによって基板幅の２次元的アク セス領域を提供する方法を示す。従って、第１の導波路（２０）及び第２の導波 路（２６）は光タップの使用及び相互接続導波路（２７）によって相互接続され ることになる。

第３の実施例（図６）においては、ピエゾ電歪スイッチ（２８）が第１の導波路 に挿入され、電気信号の印加により光信号の阻止あるいは通過に用いられている 。このピエゾ電歪スイッチは基板システム内の信号の選択的配向（ｒｏｕｔｉｎ ｇ）を可能にする。

第４の実施例（図７）においては、複数の導波路（２０）が基板中に埋込まれて おり、研磨エツジ（２１）に沿う外部のエツジコネクタとのインターフェイスを 可能にする。

また、複数の第２の導波路（２６）が第１の導波路の群とほぼ直角に埋込まれて いる。第１の導波路（２０）の群と第２の導波路（２６）の群との相互接続はタ ップ及びピエゾ電歪トランスデユーサの使用によってなされている。このような 相互接続及びピエゾ電歪トランスデユーサの使用は光信号の基板内の任意の位置 への及び任意の位置からの配向（ｒｏｕｔｉｎｇ）及び光信号の外部への配向（ ｒ。

ｕｔｉｎｇ）を可能にする。

第５の実施例（図８）においては、導波路が通常の電子データ処理装置を含む基 板に埋込まれている。この実施例においては、エツジコネクタが光接続と共に電 気的接続を含むように変更されている。また、この実施例においては、光信号を 電気信号に及びその逆に変換する電気／光学的変換器（２９）が含まれている。

第６の実施例（図９）においては、通常の電子データ処理部品を有する同一の基 板上に４つの導波路（各方向に２つ）（２０，２６）が示されている。この実施 例においては、２つの導波路（２０）の第１の群または組が２つの導波路（２６ ）の第２の群または組に対してほぼ直角になっている。より多くの導波路を与え られた基板に含ませることができることは明白である。また、各導波路上の電気 ／光学的変換器（２９）に沿った各導波路の交差点にピエゾ電歪データスイッチ （２８）が示されている。明らかに、この実施例は基板内及び基板外の任意の点 間において高速データ伝送を可能にする。導波路（２０）に沿って伝送される光 信号形式で基板（１０）に入力されるデータはＣＰＵ（５０）に導かれ、このＣ ＰＵで、データが消費もしくは他の使用のためにデータ操作によって調整され、 また、記憶されもしくは基板内の他のＣＰＵ（５１）に再送出され、もしくは、 同一もしくは他の導波路（２０，２６）を用いて基板の外部の他の装置に送出さ れる。

要約書 高速データ伝送が光フアイバ信号を用いて行われるディジタル相互かつ内部印刷 回路ボード通信システム。光フアイバ導波路の各接続が回路ボード（１１）に埋 込まれた導波路（２０）の使用及び光フアイバエツジコネクタ（２３）の使用に よって容易に行なわれる。

国際調査報告

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．基板アセンブリ内に通信資源を提供する装置であって、 Ａ）基板（１１）と、 Ｂ）該基板（１１）内に組込まれた第１の組の少なくとも１つの光導波路（２０ ）であって、該導波路及び前記基板上に設けられた少なくとも１つの光部品の間 の導波路の第１の端部に光接続部を有するものと、Ｃ）基板内の少なくとも１つ の光導波路の第２の端部を基板外部の少なくとも１つの光導波路に接続しかつ自 動的に整列させる手段を含み、前記基板と他の外部装置との間の光信号の少なく とも一方向の伝送に使用させる光接続を生じせしめる少なくとも１つのコネクタ と、を有する前記装置。
2. ２．第２の組の少なくとも１つの光導波路（２６）が前記基板内にあって前記第 １の組の少なくとも１つの光導波路に実質的に直角に埋込まれ光タップの使用に よって該第１の組に相互接続され、前記第１の組の１つの光導波路を介して伝送 される光信号の一部が前記第２の組の１つの光導波路を介して伝送される請求項 １に記載の装置。
3. ３．１つの光導波路内の前記光信号は、前記基板上に設けられた光部品の動作に よって、選択的にスイッチされ、調整され、もしくは同一の光導波路もしくは他 の光導波路を介して再伝送される請求項１に記載の装置。
4. ４．１つの光導波路内の光パルスが該光導波路から選択的にスイッチ可能であり 、また、１つもしくはそれ以上の部品内で消費もしくは使用されるために伝送さ れる請求項１に記載の装置。
5. ５．光信号が前記基板アセンブリに対して表面を介して入力されもしくは出力さ れる請求項１に記載の装置。
6. ６．前記基板アセンブリが少なくとも１つの電気／光学的装置を含む請求項１に 記載の装置。
7. ７．Ａ）基板（１１）と、 Ｂ）該基板（１１）内に組込まれた第１の組の少なくとも１つの光導波路（２０ ）であって、該導波路及び前記基板上に設けられた少なくとも１つの光部品の間 の導波路の第１の端部に光接続部を有するもの、 Ｃ）前記基板内の前記少なくとも１つの光導波路の第２の端部を前記基板の外部 の少なくとも１つの導波路に接続しかつ自動的に整列させる手段を含み、前記基 板と他の外部装置との間のデータの少なくとも一方向の伝送に使用される光接続 を生じせしめる少なくとも１つのコネクタと、を有する基板アセンブリ内に通信 資源を提供する方法であって、 Ａ）前記基板内に組込まれた光導波路に少なくとも１つの光トランデューサを相 互接続するステップ、およびＢ）前記基板上に位置する装置内での使用もしくは 再伝送のために外部光装置間に少なくとも一方向の光信号を伝送するステップ、 を具備する前記方法。
8. ８．前記光導波路内の少なくとも１つの位置に光スイッチが設けられ、これによ り、適切な行先へ信号を制限する請求項７に記載の方法。
9. ９．前記基板がさらに前記基板内に前記第１の組の少なくとも１つの光導波路に 実質的に直角に埋込まれ光タップの使用によって該第１の組に相互接続された第 ２の組の少なくとも１つの光導波路（２６）を含み、前記第１の組の１つの光導 波路を介して伝送される光信号の一部が前記第２の組の１つの光導波路を介して 伝送される請求項７に記載の方法にあって、 外部光装置間の少なくとも一方向の光信号を前記基板上の複数の２次元的位置に 位置する装置に伝送する方法ステップを含む前記方法。
10. １０．前記光導波路内の少なくとも１つの位置に光スイッチが設けられ、これに より、適切な行先へ信号を制限する請求項９に記載の方法。
11. １１．光信号が埋込まれた光導波路の使用によって基板内部の光部品に伝送され る請求項７に記載の方法。