JPH0944272A - ボード間光インタコネクション装置 - Google Patents
ボード間光インタコネクション装置Info
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- JPH0944272A JPH0944272A JP19869495A JP19869495A JPH0944272A JP H0944272 A JPH0944272 A JP H0944272A JP 19869495 A JP19869495 A JP 19869495A JP 19869495 A JP19869495 A JP 19869495A JP H0944272 A JPH0944272 A JP H0944272A
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- boards
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボードの位置がずれても、そのずれを光学系
で容易に調整し、隣接ボード間において光ビームを正確
にアライメントし得るボード間光インタコネクション装
置を提供する。 【解決手段】 隣接するボード２−１間に頂角可変プリ
ズム２−７を配設し、一方のボードの面発光レーザアレ
イ２−２からの光信号ビームが他方のボードの所望のデ
ィテクタアレイ２−４に入射するように光ビーム検出セ
ンサ２−５からの信号を頂角可変プリズム２−７にフィ
ードバックし、これにより頂角可変プリズムを介して一
方のボードの面発光レーザアレイ２−２から他方のボー
ドのディテクタアレイ２−４への光信号ビームの進行方
向を制御している。
で容易に調整し、隣接ボード間において光ビームを正確
にアライメントし得るボード間光インタコネクション装
置を提供する。 【解決手段】 隣接するボード２−１間に頂角可変プリ
ズム２−７を配設し、一方のボードの面発光レーザアレ
イ２−２からの光信号ビームが他方のボードの所望のデ
ィテクタアレイ２−４に入射するように光ビーム検出セ
ンサ２−５からの信号を頂角可変プリズム２−７にフィ
ードバックし、これにより頂角可変プリズムを介して一
方のボードの面発光レーザアレイ２−２から他方のボー
ドのディテクタアレイ２−４への光信号ビームの進行方
向を制御している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路を搭載
し、ブックシェルフ状に実装されたボード間における超
高速、超高密度、大容量の信号を光を用いて接続するボ
ード間光インタコネクション装置に関する。
し、ブックシェルフ状に実装されたボード間における超
高速、超高密度、大容量の信号を光を用いて接続するボ
ード間光インタコネクション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在実用化されているボード間接続は、
電気信号を基本としており、その性能は電気コネクタの
ピン密度、伝送できる信号の速度で決定される。現在の
コネクタピン密度は約１本／ｍｍ2 である。現状では、
１００Ｍｂｐｓの速度で数ｃｍ電気信号を送るには１Ｗ
程度が必要であり、放熱に考慮する必要がある。また、
高速の信号がボード間を通ると、ＥＭＣノイズが発生す
ることが問題となっている。このためボード間を電気信
号で結ぶ場合、数１００Ｍｂｐｓ、コネクタ密度１本／
ｍｍ2 が限界と言われている。しかしながら、信号速
度、コネクタ密度は、年々増加する傾向にあり、この限
界に近付いている。この限界を打ち破るために、光によ
るボード間インタコネクションが注目されている。
電気信号を基本としており、その性能は電気コネクタの
ピン密度、伝送できる信号の速度で決定される。現在の
コネクタピン密度は約１本／ｍｍ2 である。現状では、
１００Ｍｂｐｓの速度で数ｃｍ電気信号を送るには１Ｗ
程度が必要であり、放熱に考慮する必要がある。また、
高速の信号がボード間を通ると、ＥＭＣノイズが発生す
ることが問題となっている。このためボード間を電気信
号で結ぶ場合、数１００Ｍｂｐｓ、コネクタ密度１本／
ｍｍ2 が限界と言われている。しかしながら、信号速
度、コネクタ密度は、年々増加する傾向にあり、この限
界に近付いている。この限界を打ち破るために、光によ
るボード間インタコネクションが注目されている。
【０００３】ボード間の光インタコネクションとして
は、従来、半導体レーザとディテクタ間を光ファイバで
介した光インタコネクションモジュール、ボード間のバ
ス接続を可能にしたＤ−ファイバによる光インタコネク
ション（P.Healey,"Chapter 7Multidimensional Switch
ing Systems in Photonics in Switching,Vol.II,"Edit
ed by J.E.Midwinter,Pressed by Academic Press(Lond
on)）、ホログラムをバックプレーンに用いた光インタ
コネクション（R.C.Kim,"An Optical Holographic Back
plane Interconnect system,J.Lightwave.Tech,vol.9,
p.1650-1656,1991)、光のバックプレーンにフリースペ
ースのインタコネクションとスマートピクセルを利用し
た光バックプレーン（T.Szymanski and H.S.Hinton,Arc
hitecture ofa Terabit Free-space photonic backplan
e,The international conferece onoptical computing
technical digest,OC'94,Edinburgh,Scotland,August 2
2-25,1944)WD2/221)、ボード間を直接光ビームで結ぶフ
リースペース光インタコネクション等が提案されてい
る。
は、従来、半導体レーザとディテクタ間を光ファイバで
介した光インタコネクションモジュール、ボード間のバ
ス接続を可能にしたＤ−ファイバによる光インタコネク
ション（P.Healey,"Chapter 7Multidimensional Switch
ing Systems in Photonics in Switching,Vol.II,"Edit
ed by J.E.Midwinter,Pressed by Academic Press(Lond
on)）、ホログラムをバックプレーンに用いた光インタ
コネクション（R.C.Kim,"An Optical Holographic Back
plane Interconnect system,J.Lightwave.Tech,vol.9,
p.1650-1656,1991)、光のバックプレーンにフリースペ
ースのインタコネクションとスマートピクセルを利用し
た光バックプレーン（T.Szymanski and H.S.Hinton,Arc
hitecture ofa Terabit Free-space photonic backplan
e,The international conferece onoptical computing
technical digest,OC'94,Edinburgh,Scotland,August 2
2-25,1944)WD2/221)、ボード間を直接光ビームで結ぶフ
リースペース光インタコネクション等が提案されてい
る。
【０００４】この中で図７に示すようなフリースペース
光インタコネクションは、超高密度であり、低スキュー
であり、電気ノイズがなく、光の結合ロスが少ないなど
の優れた特徴を有する。ここで、７−１は電気回路等が
搭載されたボード、７−２はレーザ等の発光素子と受光
素子を搭載した光回路、７−３はボード間の光ビームを
示す。フリースペース光インタコネクションでは、光の
コネクタを用いないので、超高密度に光ビームの配線が
できる。また、ボード間を直接光ビームが同じ距離飛ぶ
ので、バックプレーンを介する場合に比べて、光のパス
は総て同じとなり、低スキューとなる。ファイバ形の光
インタコネクションではレーザからの光出力をシングル
モードファイバなどに結合する場合に、通常大きなロス
（約１０ｄＢ）が生じてしまうが、フリースペース光イ
ンタコネクションの場合には、光を遮るものがない限
り、基本的にロスは０である。
光インタコネクションは、超高密度であり、低スキュー
であり、電気ノイズがなく、光の結合ロスが少ないなど
の優れた特徴を有する。ここで、７−１は電気回路等が
搭載されたボード、７−２はレーザ等の発光素子と受光
素子を搭載した光回路、７−３はボード間の光ビームを
示す。フリースペース光インタコネクションでは、光の
コネクタを用いないので、超高密度に光ビームの配線が
できる。また、ボード間を直接光ビームが同じ距離飛ぶ
ので、バックプレーンを介する場合に比べて、光のパス
は総て同じとなり、低スキューとなる。ファイバ形の光
インタコネクションではレーザからの光出力をシングル
モードファイバなどに結合する場合に、通常大きなロス
（約１０ｄＢ）が生じてしまうが、フリースペース光イ
ンタコネクションの場合には、光を遮るものがない限
り、基本的にロスは０である。
【０００５】この一例としては、低密度、低速ではある
が、ボード上に４×４のＬＥＤとディテクタを配置し、
このボード４枚並べて２０Ｍｂｐｓフリースペースボー
ド間光インタコネクションを実現している（T.Sakano,
T.Matsumoto,and K.Noguchi"Three-dimensional board-
to-board free-space interconnects and their applic
ation to the prototype multiprocessor system*COSIN
E-III,Applied Optics,vol.34,pp.1815-1822,1995参
照）。
が、ボード上に４×４のＬＥＤとディテクタを配置し、
このボード４枚並べて２０Ｍｂｐｓフリースペースボー
ド間光インタコネクションを実現している（T.Sakano,
T.Matsumoto,and K.Noguchi"Three-dimensional board-
to-board free-space interconnects and their applic
ation to the prototype multiprocessor system*COSIN
E-III,Applied Optics,vol.34,pp.1815-1822,1995参
照）。
【０００６】さらに高速なボード間フリースペース光イ
ンタコネクションとしては、D.Z.Tsang が微動台を用い
て半導体レーザからのコリメートした光ビームを２４ｃ
ｍ飛ばし、チャンネル当り１Ｇｂｐｓのスピードで２０
チャンネルの光インタコネクションを実現している（D.
Z.Tsang,"one-gigabit per second free-space optical
interconnection,"Applied Optics vol.29,2034-2037,
1990参照）。
ンタコネクションとしては、D.Z.Tsang が微動台を用い
て半導体レーザからのコリメートした光ビームを２４ｃ
ｍ飛ばし、チャンネル当り１Ｇｂｐｓのスピードで２０
チャンネルの光インタコネクションを実現している（D.
Z.Tsang,"one-gigabit per second free-space optical
interconnection,"Applied Optics vol.29,2034-2037,
1990参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フリー
スペース光インタコネクションは光の経路が確定されて
しまえば非常によい特性を示すが、ボードの抜き差しな
どによって、ボードの位置が変化してしまうと、位置合
わせに微動台などを用いなくてはならず非常に煩雑であ
るという問題点があった。
スペース光インタコネクションは光の経路が確定されて
しまえば非常によい特性を示すが、ボードの抜き差しな
どによって、ボードの位置が変化してしまうと、位置合
わせに微動台などを用いなくてはならず非常に煩雑であ
るという問題点があった。
【０００８】ＬＥＤ等のビームが非常に太い場合（１ｍ
ｍ以上）には荒いアライメントで十分であるので、この
ような問題は生じないが、超高密度の光ビーム（１ｍｍ
ピッチ以下）を扱う場合には、このアライメントの問題
がフリースペース光インタコネクションで最も重要な問
題となる。
ｍ以上）には荒いアライメントで十分であるので、この
ような問題は生じないが、超高密度の光ビーム（１ｍｍ
ピッチ以下）を扱う場合には、このアライメントの問題
がフリースペース光インタコネクションで最も重要な問
題となる。
【０００９】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ボードの位置がずれても、そ
のずれを光学系で容易に調整し、隣接ボード間において
光ビームを正確にアライメントし得るボード間光インタ
コネクション装置を提供することにある。
その目的とするところは、ボードの位置がずれても、そ
のずれを光学系で容易に調整し、隣接ボード間において
光ビームを正確にアライメントし得るボード間光インタ
コネクション装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、電気回路を搭載した複数
のボードをブックシェルフ状に実装してボード間の信号
をやり取りするボード間光インタコネクション装置であ
って、各ボードの一方の面側には光信号ビームを出力す
る半導体レーザアレイおよび位置検出用ビームを出力す
るレーザを搭載し、各ボードの他方の面側には前記光信
号ビームを受光するディテクタアレイおよび前記位置検
出用ビームを検出する位置検出素子を搭載し、隣接する
ボード間において一方のボードの半導体レーザアレイか
ら他方のボードのディテクタアレイへの光信号ビームの
進行方向を制御するように隣接するボード間に偏光制御
素子を配設し、前記半導体レーザアレイからの光信号ビ
ームが所望のディテクタアレイに入射するように前記位
置検出素子からの信号を前記偏光制御素子にフィードバ
ックするフィードバック手段を有することを要旨とす
る。
め、請求項１記載の本発明は、電気回路を搭載した複数
のボードをブックシェルフ状に実装してボード間の信号
をやり取りするボード間光インタコネクション装置であ
って、各ボードの一方の面側には光信号ビームを出力す
る半導体レーザアレイおよび位置検出用ビームを出力す
るレーザを搭載し、各ボードの他方の面側には前記光信
号ビームを受光するディテクタアレイおよび前記位置検
出用ビームを検出する位置検出素子を搭載し、隣接する
ボード間において一方のボードの半導体レーザアレイか
ら他方のボードのディテクタアレイへの光信号ビームの
進行方向を制御するように隣接するボード間に偏光制御
素子を配設し、前記半導体レーザアレイからの光信号ビ
ームが所望のディテクタアレイに入射するように前記位
置検出素子からの信号を前記偏光制御素子にフィードバ
ックするフィードバック手段を有することを要旨とす
る。
【００１１】請求項１記載の本発明にあっては、隣接す
るボード間に偏光制御素子を配設し、一方のボードの半
導体レーザアレイからの光信号ビームが他方のボードの
所望のディテクタアレイに入射するように位置検出素子
からの信号を偏光制御素子にフィードバックし、これに
より偏光制御素子を介して一方のボードの半導体レーザ
アレイから他方のボードのディテクタアレイへの光信号
ビームの進行方向を制御している。
るボード間に偏光制御素子を配設し、一方のボードの半
導体レーザアレイからの光信号ビームが他方のボードの
所望のディテクタアレイに入射するように位置検出素子
からの信号を偏光制御素子にフィードバックし、これに
より偏光制御素子を介して一方のボードの半導体レーザ
アレイから他方のボードのディテクタアレイへの光信号
ビームの進行方向を制御している。
【００１２】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、前記偏光制御素子は、プリズム
と、該プリズム内に充填され、前記プリズムと屈折率の
一致した液体と、前記プリズムの頂角を可変制御する可
変制御手段とを有することを要旨とする。
記載の発明において、前記偏光制御素子は、プリズム
と、該プリズム内に充填され、前記プリズムと屈折率の
一致した液体と、前記プリズムの頂角を可変制御する可
変制御手段とを有することを要旨とする。
【００１３】請求項２記載の本発明にあっては、偏光制
御素子はプリズム、プリズムと屈折率の一致した液体、
可変制御手段からなり、可変制御手段によりプリズムの
頂角を可変制御することによりプリズムを通る光の屈折
率を可変制御し、これにより前記光信号ビームの信号方
向を制御し得る。
御素子はプリズム、プリズムと屈折率の一致した液体、
可変制御手段からなり、可変制御手段によりプリズムの
頂角を可変制御することによりプリズムを通る光の屈折
率を可変制御し、これにより前記光信号ビームの信号方
向を制御し得る。
【００１４】更に、請求項３記載の本発明は、請求項２
記載の発明において、前記液体が冷却剤としてボード間
を循環するように構成されていることを要旨とする。
記載の発明において、前記液体が冷却剤としてボード間
を循環するように構成されていることを要旨とする。
【００１５】請求項３記載の本発明にあっては、液体が
冷却剤としてボード間を循環し、ボード内の発熱を抑制
することができる。
冷却剤としてボード間を循環し、ボード内の発熱を抑制
することができる。
【００１６】請求項４記載の本発明は、請求項１ないし
３のいずれかに記載の発明において、前記半導体レーザ
アレイおよび前記ディテクタアレイがそれぞれ光ビーム
のコリメータ用のマイクロレンズアレイを有することを
要旨とする。
３のいずれかに記載の発明において、前記半導体レーザ
アレイおよび前記ディテクタアレイがそれぞれ光ビーム
のコリメータ用のマイクロレンズアレイを有することを
要旨とする。
【００１７】また、請求項５記載の本発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の発明において、前記隣接す
るボード間において前記半導体レーザアレイからの像を
前記ディテクタアレイの位置に結像するように配設され
た複数のマクロレンズを有することを要旨とする。
ないし３のいずれかに記載の発明において、前記隣接す
るボード間において前記半導体レーザアレイからの像を
前記ディテクタアレイの位置に結像するように配設され
た複数のマクロレンズを有することを要旨とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。
の形態について説明する。
【００１９】図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態
のボード間光インタコネクション装置に適用し得る本発
明の偏光制御素子を構成する頂角可変プリズムの構造を
示す図である。図１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ基板
が四角形および円形の頂角可変プリズムの構成を示す斜
視図であり、図１（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ頂角が
０度およびθ度の場合の頂角可変プリズムの断面図であ
る。
のボード間光インタコネクション装置に適用し得る本発
明の偏光制御素子を構成する頂角可変プリズムの構造を
示す図である。図１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ基板
が四角形および円形の頂角可変プリズムの構成を示す斜
視図であり、図１（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ頂角が
０度およびθ度の場合の頂角可変プリズムの断面図であ
る。
【００２０】図１（ａ）〜（ｄ）において、１−１は角
形のガラス基板、１−２は丸形のガラス基板、１−３，
１−４は頂角を変えるためのガラスの回転中心である。
１−５は頂角可変プリズムに充填された屈折率マッチン
グ液、１−６はシリコンゴムなどで構成された可とう性
部であり、パルスモータおよび電磁コイル等によりプリ
ズムが自由に動くことを可能にしている。
形のガラス基板、１−２は丸形のガラス基板、１−３，
１−４は頂角を変えるためのガラスの回転中心である。
１−５は頂角可変プリズムに充填された屈折率マッチン
グ液、１−６はシリコンゴムなどで構成された可とう性
部であり、パルスモータおよび電磁コイル等によりプリ
ズムが自由に動くことを可能にしている。
【００２１】プリズムによる光の屈折角δは以下の式で
与えられる。
与えられる。
【００２２】δ＝（ｎ−１）θ ここで、ｎは屈折率、θは頂角である。通常ガラスの屈
折率は１．５程度であるので、頂角θの約半分光を曲げ
ることが可能である。このような頂角可変プリズムは、
ビデオカメラの手振れ補正素子として、広く用いられて
おり、容易に入手可能である。
折率は１．５程度であるので、頂角θの約半分光を曲げ
ることが可能である。このような頂角可変プリズムは、
ビデオカメラの手振れ補正素子として、広く用いられて
おり、容易に入手可能である。
【００２３】図２は、本発明の第１の実施形態に係るボ
ード間光インタコネクション装置の構成を示す図であ
る。同図に示すボード間光インタコネクション装置は、
図１に示した偏光制御素子である頂角可変プリズムを使
用したものである。
ード間光インタコネクション装置の構成を示す図であ
る。同図に示すボード間光インタコネクション装置は、
図１に示した偏光制御素子である頂角可変プリズムを使
用したものである。
【００２４】図２において、２−１は電気回路を搭載す
るボード、２−２は面発光レーザアレイ、２−３は面発
光レーザアレイからの光をコリメートビームにしたり、
コリメートビームを集光したりするマイクロレンズアレ
イ、２−４はこのビームアレイを受ける光ディテクタア
レイ、２−５はビームの位置を検出する光ビーム位置セ
ンサ、２−６は、位置センサ２−５からの信号を頂角可
変プリズム２−７へフィードバックして、常に面発光レ
ーザアレイ２−２からの信号を面ディテクタアレイ２−
４に結合するようにするフィードバック回路、２−７は
頂角可変プリズム、２−８は各面発光レーザからの光ビ
ームアレイ、２−９は位置検出用の光ビーム、２−１０
はボードを差し込むコネクタである。
るボード、２−２は面発光レーザアレイ、２−３は面発
光レーザアレイからの光をコリメートビームにしたり、
コリメートビームを集光したりするマイクロレンズアレ
イ、２−４はこのビームアレイを受ける光ディテクタア
レイ、２−５はビームの位置を検出する光ビーム位置セ
ンサ、２−６は、位置センサ２−５からの信号を頂角可
変プリズム２−７へフィードバックして、常に面発光レ
ーザアレイ２−２からの信号を面ディテクタアレイ２−
４に結合するようにするフィードバック回路、２−７は
頂角可変プリズム、２−８は各面発光レーザからの光ビ
ームアレイ、２−９は位置検出用の光ビーム、２−１０
はボードを差し込むコネクタである。
【００２５】このように構成することにより、ボードの
抜き差しをして、ボードの位置がずれても、位置検出セ
ンサ２−５のある場所に常に位置検出ビーム２−９が当
たるようにフィードバック回路２−６を介して頂角可変
プリズム２−７を調節することにより、常に面発光レー
ザ２−２の光は光ディテクタ２−４に結合させることが
できる。通常ボードの位置ずれは±１ｍｍ程度あるが、
この方法を用いることにより１００μｍ径の光ビームを
±１０μｍの精度で合わせることが可能である。
抜き差しをして、ボードの位置がずれても、位置検出セ
ンサ２−５のある場所に常に位置検出ビーム２−９が当
たるようにフィードバック回路２−６を介して頂角可変
プリズム２−７を調節することにより、常に面発光レー
ザ２−２の光は光ディテクタ２−４に結合させることが
できる。通常ボードの位置ずれは±１ｍｍ程度あるが、
この方法を用いることにより１００μｍ径の光ビームを
±１０μｍの精度で合わせることが可能である。
【００２６】図３は、図２に示したボードの表と裏の実
装例を示した図面である。３−１はボード、３−２はＭ
ＣＭ等のＬＳＩを搭載した部分であり、３−３はマイク
ロレンズ付きの面発光レーザであり、３−４はマイクロ
レンズ付きディテクタアレイ、３−５は位置検出用の位
置センサである。このように高速の電気信号を処理する
のはボードの中心で行い、その周りに光インタコネクシ
ョン用の面発光レーザ３−３、面ディテクタ３−４を配
置している。このようにすることにより高速の電気信号
が伝搬する距離を最短にすることが可能となる。
装例を示した図面である。３−１はボード、３−２はＭ
ＣＭ等のＬＳＩを搭載した部分であり、３−３はマイク
ロレンズ付きの面発光レーザであり、３−４はマイクロ
レンズ付きディテクタアレイ、３−５は位置検出用の位
置センサである。このように高速の電気信号を処理する
のはボードの中心で行い、その周りに光インタコネクシ
ョン用の面発光レーザ３−３、面ディテクタ３−４を配
置している。このようにすることにより高速の電気信号
が伝搬する距離を最短にすることが可能となる。
【００２７】図４は、本発明の第２の実施形態に係るボ
ード間光インタコネクション装置の構成を示す図であ
る。同図に示すボード間光インタコネクション装置は、
１枚のボード全体に対して１つの頂角可変プリズム４−
７を設けた点が図２に示したものと異なるものであり、
その他の構成は図２に示すものと同じであり、同じ構成
要素には同じ符号が付されている。
ード間光インタコネクション装置の構成を示す図であ
る。同図に示すボード間光インタコネクション装置は、
１枚のボード全体に対して１つの頂角可変プリズム４−
７を設けた点が図２に示したものと異なるものであり、
その他の構成は図２に示すものと同じであり、同じ構成
要素には同じ符号が付されている。
【００２８】図４に示すボード間光インタコネクション
装置では、ボード上の面発光レーザアレイ２−２、面デ
ィテクタアレイ２−４の位置関係がすべてのボードにお
いて同じであるので、ボード１枚に対して１個の頂角可
変プリズム４−７で十分である。なお、図４において、
４−１，４−２は頂角可変プリズム４−７内に充填した
液体を循環させるためのパイプである。これはボードの
冷却のためのものであり、頂角可変プリズム４−７内の
液体を冷却剤として循環させることによりボード内の発
熱を抑えることができる。
装置では、ボード上の面発光レーザアレイ２−２、面デ
ィテクタアレイ２−４の位置関係がすべてのボードにお
いて同じであるので、ボード１枚に対して１個の頂角可
変プリズム４−７で十分である。なお、図４において、
４−１，４−２は頂角可変プリズム４−７内に充填した
液体を循環させるためのパイプである。これはボードの
冷却のためのものであり、頂角可変プリズム４−７内の
液体を冷却剤として循環させることによりボード内の発
熱を抑えることができる。
【００２９】図５は、本発明の第３の実施形態に係るボ
ード間光インタコネクション装置の構成を示す図であ
る。同図に示すボード間光インタコネクション装置は、
図２においてマイクロレンズアレイ２−３の代わりにマ
クロレンズ５−１を使用したものであり、その他の構成
は図２と同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付さ
れている。
ード間光インタコネクション装置の構成を示す図であ
る。同図に示すボード間光インタコネクション装置は、
図２においてマイクロレンズアレイ２−３の代わりにマ
クロレンズ５−１を使用したものであり、その他の構成
は図２と同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付さ
れている。
【００３０】図５において、面発光レーザアレイ２−
２、マクロレンズ５−１、頂角可変プリズム２−７、デ
ィテクタアレイ２−４間の距離は同じ２ｆである。な
お、ｆはマクロレンズ５−１の焦点距離である。図２の
ボード間光インタコネクション装置では、光ビームを曲
げることにより面発光レーザと面ディテクタを結合して
いるが、図５のボード間光インタコネクション装置で
は、結像系において面発光レーザと面ディテクタとを結
合している。ここで、面発光レーザの発光パターンはレ
ンズ２枚を用いたテレセントリック光学系により光ディ
テクタに結像される。
２、マクロレンズ５−１、頂角可変プリズム２−７、デ
ィテクタアレイ２−４間の距離は同じ２ｆである。な
お、ｆはマクロレンズ５−１の焦点距離である。図２の
ボード間光インタコネクション装置では、光ビームを曲
げることにより面発光レーザと面ディテクタを結合して
いるが、図５のボード間光インタコネクション装置で
は、結像系において面発光レーザと面ディテクタとを結
合している。ここで、面発光レーザの発光パターンはレ
ンズ２枚を用いたテレセントリック光学系により光ディ
テクタに結像される。
【００３１】図６は、本発明の第４の実施形態に係るボ
ード間光インタコネクション装置の構成を示す図であ
る。本実施形態では、ボード間の光バス接続を示してい
る。図６において、６−１は面発光レーザ、６−２は面
ディテクタ、６−３は頂角可変プリズム、６−４は偏光
ビームスプリッタ、６−５はプリズムミラー、６−６は
プリズムミラー、６−７はλ／４板、６−８は光ビー
ム、６−９は可変偏光制御素子（例えば液晶素子）であ
る。面発光レーザアレイ６−１から出射した光ビームは
偏光ビームスプリッタ６−４、λ／４板６−７、プリズ
ムミラー６−５で左右２方向に出射される。偏光制御素
子６−９で偏光が変化を受けないと光はそのボードを通
過する。偏光制御素子６−９によって偏波を制御する
と、そのボードの偏光ビームスプリッタ６−４で光が曲
げられ、面ディテクタ６−２に結合される。その際の光
のビームの進行方向制御は頂角可変プリズム６−３によ
って行われる。頂角可変プリズムの応答速度はｍｓｅｃ
と速く、機械的振動によって、ビームがずれても、即座
に修正される。
ード間光インタコネクション装置の構成を示す図であ
る。本実施形態では、ボード間の光バス接続を示してい
る。図６において、６−１は面発光レーザ、６−２は面
ディテクタ、６−３は頂角可変プリズム、６−４は偏光
ビームスプリッタ、６−５はプリズムミラー、６−６は
プリズムミラー、６−７はλ／４板、６−８は光ビー
ム、６−９は可変偏光制御素子（例えば液晶素子）であ
る。面発光レーザアレイ６−１から出射した光ビームは
偏光ビームスプリッタ６−４、λ／４板６−７、プリズ
ムミラー６−５で左右２方向に出射される。偏光制御素
子６−９で偏光が変化を受けないと光はそのボードを通
過する。偏光制御素子６−９によって偏波を制御する
と、そのボードの偏光ビームスプリッタ６−４で光が曲
げられ、面ディテクタ６−２に結合される。その際の光
のビームの進行方向制御は頂角可変プリズム６−３によ
って行われる。頂角可変プリズムの応答速度はｍｓｅｃ
と速く、機械的振動によって、ビームがずれても、即座
に修正される。
【００３２】以上説明してきたように、頂角可変プリズ
ムをボード間の光インタコネクションに用いることによ
り、ボードの抜き差しなどにより、ボードの位置がずれ
ても、そのずれを光学系によって調整して、光のインタ
コネクションを実現することができる。
ムをボード間の光インタコネクションに用いることによ
り、ボードの抜き差しなどにより、ボードの位置がずれ
ても、そのずれを光学系によって調整して、光のインタ
コネクションを実現することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
隣接するボード間に偏光制御素子を配設し、一方のボー
ドの半導体レーザアレイからの光信号ビームが他方のボ
ードの所望のディテクタアレイに入射するように位置検
出素子からの信号を偏光制御素子にフィードバックし、
これにより偏光制御素子を介して一方のボードの半導体
レーザアレイから他方のボードのディテクタアレイへの
光信号ビームの進行方向を制御しているので、ボードの
抜き差し等によりボードの位置がずれても、そのずれを
容易に調整し、ボード間において光ビームを正確にアラ
イメントすることができる。
隣接するボード間に偏光制御素子を配設し、一方のボー
ドの半導体レーザアレイからの光信号ビームが他方のボ
ードの所望のディテクタアレイに入射するように位置検
出素子からの信号を偏光制御素子にフィードバックし、
これにより偏光制御素子を介して一方のボードの半導体
レーザアレイから他方のボードのディテクタアレイへの
光信号ビームの進行方向を制御しているので、ボードの
抜き差し等によりボードの位置がずれても、そのずれを
容易に調整し、ボード間において光ビームを正確にアラ
イメントすることができる。
【００３４】また、本発明によれば、偏光制御素子はプ
リズム、プリズムと屈折率の一致した液体、可変制御手
段からなり、可変制御手段によりプリズムの頂角を可変
制御することによりプリズムを通る光の屈折率を容易に
可変制御し、これにより光信号ビームの信号方向を適確
に制御し得る。
リズム、プリズムと屈折率の一致した液体、可変制御手
段からなり、可変制御手段によりプリズムの頂角を可変
制御することによりプリズムを通る光の屈折率を容易に
可変制御し、これにより光信号ビームの信号方向を適確
に制御し得る。
【００３５】更に、本発明によれば、液体が冷却剤とし
てボード間を循環し、ボード内の発熱を抑制することが
できる。
てボード間を循環し、ボード内の発熱を抑制することが
できる。
【図１】本発明の実施形態のボード間光インタコネクシ
ョン装置に適用し得る本発明の偏光制御素子を構成する
頂角可変プリズムの構造を示す図である。
ョン装置に適用し得る本発明の偏光制御素子を構成する
頂角可変プリズムの構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るボード間光イン
タコネクション装置の構成を示す図である。
タコネクション装置の構成を示す図である。
【図３】図２のボード間光インタコネクション装置に使
用されているボードの表と裏の実装例を示す図である。
用されているボードの表と裏の実装例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るボード間光イン
タコネクション装置の構成を示す図である。
タコネクション装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るボード間光イン
タコネクション装置の構成を示す図である。
タコネクション装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係るボード間光イン
タコネクション装置の構成を示す図である。
タコネクション装置の構成を示す図である。
【図７】フリースペースボード間光インタコネクション
装置を示す斜視図である。
装置を示す斜視図である。
１−１，１−２ ガラス基板 １−５ 屈折率マッチング液 １−６ 可とう性部 ２−１ ボード ２−２ 面発光レーザアレイ ２−３ マイクロレンズアレイ ２−４ 光ディテクタアレイ ２−５ 光ビーム位置センサ ２−６ フィードバック回路 ２−７，４−７ 頂角可変プリズム ５−１ マクロレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/18 Ｇ０６Ｆ 1/04 ３３０Ｚ (72)発明者 日野 滋樹 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 電気回路を搭載した複数のボードをブッ
クシェルフ状に実装してボード間の信号をやり取りする
ボード間光インタコネクション装置であって、各ボード
の一方の面側には光信号ビームを出力する半導体レーザ
アレイおよび位置検出用ビームを出力するレーザを搭載
し、各ボードの他方の面側には前記光信号ビームを受光
するディテクタアレイおよび前記位置検出用ビームを検
出する位置検出素子を搭載し、隣接するボード間におい
て一方のボードの半導体レーザアレイから他方のボード
のディテクタアレイへの光信号ビームの進行方向を制御
するように隣接するボード間に偏光制御素子を配設し、
前記半導体レーザアレイからの光信号ビームが所望のデ
ィテクタアレイに入射するように前記位置検出素子から
の信号を前記偏光制御素子にフィードバックするフィー
ドバック手段を有することを特徴とするボード間光イン
タコネクション装置。 - 【請求項２】 前記偏光制御素子は、プリズムと、該プ
リズム内に充填され、前記プリズムと屈折率の一致した
液体と、前記プリズムの頂角を可変制御する可変制御手
段とを有することを特徴とする請求項１記載のボード間
光インタコネクション装置。 - 【請求項３】 前記液体は、冷却剤としてボード間を循
環するように構成されていることを特徴とする請求項２
記載のボード間光インタコネクション装置。 - 【請求項４】 前記半導体レーザアレイおよび前記ディ
テクタアレイは、それぞれ光ビームのコリメータ用のマ
イクロレンズアレイを有することを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載のボード間光インタコネクシ
ョン装置。 - 【請求項５】 前記隣接するボード間において前記半導
体レーザアレイからの像を前記ディテクタアレイの位置
に結像するように配設された複数のマクロレンズを有す
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
のボード間光インタコネクション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19869495A JP3334739B2 (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | ボード間光インタコネクション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19869495A JP3334739B2 (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | ボード間光インタコネクション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0944272A true JPH0944272A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3334739B2 JP3334739B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=16395482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19869495A Expired - Fee Related JP3334739B2 (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | ボード間光インタコネクション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334739B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6872007B2 (en) | 2002-09-24 | 2005-03-29 | Tektronix, Inc. | Optical line-of-sight inter-board data transfer |
| DE112006002858T5 (de) | 2005-10-21 | 2008-10-02 | Advantest Corp. | Verbindungsvorrichtung, Verbindungssystem, optischer Wellenleiter und Verbindungsverfahren |
| WO2009104558A1 (ja) * | 2008-02-19 | 2009-08-27 | 日本電気株式会社 | 光インターコネクション装置 |
| JP2010530715A (ja) * | 2007-06-18 | 2010-09-09 | 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． | ミスアライメント耐性自由空間光学トランシーバ |
| JP2010531112A (ja) * | 2007-06-22 | 2010-09-16 | 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 |
| 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 |
| JP2011512729A (ja) * | 2008-01-31 | 2011-04-21 | 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． | 自由空間光相互接続 |
| JP2011520381A (ja) * | 2008-05-07 | 2011-07-14 | 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． | 双方向データ送信用のアレイ、システム、及び方法 |
| JP2012507857A (ja) * | 2008-10-31 | 2012-03-29 | 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． | フォトニック要素を光学的に結合するための装置 |
| JP2013536475A (ja) * | 2010-08-25 | 2013-09-19 | オラクル・インターナショナル・コーポレイション | 傾斜スタックチップパッケージにおける光通信 |
-
1995
- 1995-08-03 JP JP19869495A patent/JP3334739B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6872007B2 (en) | 2002-09-24 | 2005-03-29 | Tektronix, Inc. | Optical line-of-sight inter-board data transfer |
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| 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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| US8345424B2 (en) | 2008-02-19 | 2013-01-01 | Nec Corporation | Optical interconnection device |
| JP2011520381A (ja) * | 2008-05-07 | 2011-07-14 | 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． | 双方向データ送信用のアレイ、システム、及び方法 |
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| JP2012507857A (ja) * | 2008-10-31 | 2012-03-29 | 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． | フォトニック要素を光学的に結合するための装置 |
| US9784953B2 (en) | 2008-10-31 | 2017-10-10 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Device for optically coupling photonic elements |
| JP2013536475A (ja) * | 2010-08-25 | 2013-09-19 | オラクル・インターナショナル・コーポレイション | 傾斜スタックチップパッケージにおける光通信 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3334739B2 (ja) | 2002-10-15 |
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