JPH0951087A - 光接続集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積回路間を光信号で接続するとき、製造コ
ストを上げることなく、実装寸法を小さくできるように
することを目的とする。 【解決手段】 支持基板１５の下方に設置された発光素
子２０から垂直に出射された光信号２３は、回折型光学
素子１７ａに入射して偏向され、光学基板ユニット１１
内を直進し、反射面１２で全反射され光学基板ユニット
１１中を水平に反射面１３に向かう。そして、この光信
号は、反射面１３で全反射され、回折型光学素子１７ａ
と対称的な位置に設置された反射ミラー１８で反射さ
れ、隣に設置した光学基板ユニット１１に向かう。あと
は同様に反射面１３で全反射され回折型光学素子１７ｂ
で偏向されて出射した光信号２４は、受光素子２２に垂
直に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の集積回路
素子相互や素子内における光接続用の光学基板、及び、
それら光接続された光接続集積回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路技術の進展により、通信
やコンピュータの分野を始めとして映像・音声処理など
各種の情報機器分野の電子システムにおいて、様々な機
能と規模の集積回路素子が多量に用いられている。社会
の高度情報化が進行しつつあるなかで、とりわけマルチ
メディア環境への要求が高まっており、より高速、より
大量の信号・情報処理が求められている。このような情
報処理を行う電子システム全体の処理能力を向上させる
には、それを構成する集積回路チップ自体の高性能化が
必須である。

【０００３】この要求を満たすためのチップでは、素子
の微細化によって高速化を追求する一方、搭載素子数の
増加によって処理能力の拡大を図ってきた。またチップ
の高性能化と同時に、チップ間で大量のデータを高速に
やりとりする必要があり、高速で大容量の素子間相互接
続を実現する努力がなされてきた。これは、実装基板上
でのチップ間の電気配線超を可能な限り短縮すると同時
に、チップの入出力端子数を増大して、できるだけ多数
の配線により一括して大量のデータを伝送することで実
現される。

【０００４】マルチチップモジュール（ＭＣＭ）は、こ
のような要求を満たすものとして注目されている。しか
し、このＭＣＭにおいても、配線密度を上げるために、
配線を微細にしてかつその間隔を狭くしていくと、配線
抵抗が増大すると同時に、配線間の浮遊容量も増大して
いく。結果的に負荷インピーダンスが大きくなって、そ
の充放電のために信号の遅延増，入出力回路の消費電力
増を引き起こす。

【０００５】配線負荷は、配線長が短縮されれば減少す
るが、システムの高速化にともなうチップ寸法の拡大，
チップ数の増大のための総配線長は長くなる一方で、平
均長が必ずしも短くならないのが実際である。また、高
密度配線では、配線間で信号のクロストークが生じやす
く、これは高速の信号ほど、また、配線の間隔が短いほ
ど顕著になる。これらは、電気配線に特有な問題であ
り、根本的な解決は困難である。

【０００６】以上の問題を回避し一層の高速大容量相互
接続を実現するために、光を用いた素子間相互接続が期
待されている。これまで幾つかの方法が提案されている
が、図１３はその一例であり、回折型光学素子を用いて
任意の点間を光接続するものである（文献１：L. A. Be
rgman,W. H. Wu, A.R. Johnston, and R. Nixon, "Holo
graphic opticalinterconnects for VLSI," Optical E
ngineering, Vol. 25, No. 10, 1109, 1986）。

【０００７】この方法では、まず、集積回路素子１１
２，駆動回路１１４やレーザーダイオード１１５，フォ
トダイオード１１３などの発光・受光素子を同一基板の
平面上におく。そして、これらの面から一定間隔隔てて
平行に反射面１１１を設け、その上にホログラム素子
（図示せず）を配置する。ここで、ホログラム素子は、
入射した光を入射角と異なる任意の角度で反射する、回
折型光学素子である。そして、素子面（レーザーダイオ
ード１１５）から発射された光をホログラム素子により
偏向させて、素子面上の任意の点にある受光素子（フォ
トダイオード１１３）に向けて反射することにより信号
を伝達する。

【０００８】またこの変形として、図１４のような構成
とした光伝送によるＭＣＭの構造が提案されている（文
献２：M.R. Feldman, J. E. Morris, I. Turlik, P. Ma
gill, G. Adema, and Y. A. Raja,"Holographic Optica
l Interconnects for VLSIMultichip Modules," IEEE T
rans.Components, Packaging, and ManufacturingTech.
-B, Vol. 17, No. 2, 223,1994）。

【０００９】図１４は、上述した光伝送によるＭＣＭの
構成を示す断面図であり、１２１は基板、１２２は基板
１２１上に配置された光受光部を備えた集積回路素子、
１２３は発光素子、１２４は発光素子１２３より出射し
た光を受けて所定の方向に出射するホログラム素子、１
２５はホログラム素子１２４が配置され、基板１２１に
対向して配置される透明な平坦基板、１２６は平坦基板
１２５に対向して配置された平板反射鏡である。

【００１０】この場合、例えば、図中一番左の発光素子
１２３より出射した光信号は、その上のホログラム素子
１２４を介することで所定の方向に曲げられて平板反射
鏡１２６で反射する。この反射した光信号は、平坦基板
１２５上の反射用ホログラム素子１２６ａを反射して、
再び平板反射鏡１２６を反射し、図中一番右端のホログ
ラム素子１２４を介し、ここで偏向され、その下の集積
回路素子１２２の光受光部に入射する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した方法
では、まず第１に、実装寸法が大きくなるという問題が
あった。つまり、素子面と反射面との間には一定距離が
必要であり、接続しうる点間の距離がこれによって制限
される。このため、接続距離を大きくしようとすれば面
間の距離を大きくしなければならず、大規模なシステム
を構成しようとすると、実装寸法において面積のみなら
ず厚さまでもが増大してしまう。

【００１２】ここで、図１４の方法によれば、この点に
関してはその問題を多少は回避することができる。図１
４の方法によれば、接続高さを空間的に折り返すことに
よって、すなわち回折型光学素子面と反射面との反射を
繰り返すことによって容積を小さくできるからである。
しかしながら、図１４の方法においても、回折型光学面
と反射面との現実的な距離は２ｃｍ以上とまだ大きい。
そして、この方法においては、接続距離が大きくなれば
反射回数が極端に増加し、特に回折型光学素子の製作誤
差の影響が加算されることになる。また一般的に計算機
回折型光学素子の回折効率は高くないので、何度も回折
型光学素子で反射することによって極端に光信号強度が
落ちてしまう。

【００１３】一方、これに対して回折型光学素子の回折
角度を大きくすることが考えられる。しかし、このため
には回折型光学素子パターンの最小ピッチを小さくする
必要があり、そのため高度な微細加工技術を使うことに
なり製造コストが高くなってしまう。また収差の影響も
大きくなるという欠点がある。

【００１４】第二の問題点は、任意点間の最適化に手間
がかかり過ぎ、かつコスト高になることである。すなわ
ち、品種の異なる集積回路素子をつなぐような接続すべ
き点が異なる場合、従来では個々の接続パスに対応した
回折型光学素子を設計し直し、偏向角および偏向方向を
変更しなければならなかった。複雑な回路接続を実現す
る最適な回折型光学素子パターンを得るには、多量のデ
ータからなる計算を多数回にわたって繰り返すことにな
り、長大な計算時間を必要とする。このように、複雑な
最適化を必要とし、結果的に製造コストを上昇させるこ
とにつながる。

【００１５】第三の問題点は、任意点間の接続を実現す
る部品の全部あるいは一部が規格化されていないことで
ある。すなわち、上述したように回折型光学素子を用い
て素子間を光接続する場合、素子の接続を変更する度
に、回折型光学素子の配置を設計し直さなくてはなら
ず、コストが高くなるという問題があった。言い換える
と、一部でも規格化部品を用いることができれば、事前
に大量に規格化部品を製造しておき、異品種の任意点の
接続に対応して最小の最適化を行えば、大幅に製造コス
トを安くすることができる。

【００１６】従来では、個々の発光源と受光素子を接続
するのに回折型光学素子を用いており、第二の問題点で
説明した通り、規格化した部品を用いることができな
い。少なくとも、任意点間を規格化部品で接続する発想
が明示されていなかった。以上述べてきたように、従来
では、実装寸法が大きいこと、最適化に手間がかかるこ
と、規格化部品が使えないこと、結果的に製造コストが
高いことなど多くの問題点があった。

【００１７】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、集積回路間を光信号で接
続するとき、製造コストを上げることなく、実装寸法を
小さくできるようにすることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明の光接続集積回
路は、端面が傾斜して形成された対向配置する第１と第
２の反射面を有し、光を透過する板状の光学基板ユニッ
トと、光学基板ユニットの下方に配置され、光信号を出
力する発光部を備えた第１の集積回路と、光学基板ユニ
ットの下方に配置され、光信号を受光する受光部を備え
た第２の集積回路とを備える。そして、発光部より出力
した光信号を、光学基板ユニットに取り込み、第１の反
射面で反射させて光学基板ユニット内を伝搬し、第２の
反射面で反射させて出射した後、受光部に入射させるこ
とで、第１の集積回路と第２の集積回路とを光接続する
ことを特徴とする。このことにより、光信号は光学基板
ユニット内を、その下方に配置された第１および第２の
集積回路面とほぼ平行に伝搬する。また、第１と第２の
光学基板ユニットを備え、第１の光学基板ユニット内を
伝搬してこの第２の反射面で反射して出射した光信号
を、第２の光学基板ユニットに入射させ、この第１の反
射面で反射させて第２の光学基板ユニット内を伝搬さ
せ、この第２の反射面で反射させて出射した後、受光部
に入射させることで、前記第１の集積回路と第２の集積
回路とを光接続することを特徴とする。このため、光学
基板ユニットを複数備えることで、光学基板ユニットを
大きくしなくても、離れた間を光接続できる。また、第
２の光学基板ユニットは第１の光学基板ユニットの上に
配置し、第１の光学基板ユニットの第２の反射面で反射
した光信号は、この第１の反射面に入射した光信号と同
一の方向に進行して第２の光学基板ユニットの第１の反
射面に入射することを特徴とする。このため、光学基板
ユニット内を、その下方に配置された第１および第２の
集積回路面とほぼ平行に伝搬する光信号は、第１の光学
基板ユニットから第２の光学基板ユニットに移行するこ
とで、その平面内で進行方向を偏向する。また、この発
明の光接続集積回路は、端面が傾斜して形成された対向
配置する第１と第２の屈折面を有し、光を透過する板状
の光学基板ユニットと、光学基板ユニットの下方に配置
され、光信号を出力する発光部を備えた第１の集積回路
と、光学基板ユニットの下方に配置され、光信号を受光
する受光部を備えた第２の集積回路とを備える。そし
て、発光部より出力した光信号を、光学基板ユニット下
部より取り込み、この光学基板ユニットの第１の屈折面
で屈折させ、この屈折させた光信号を、光学基板ユニッ
トの隣に配置した光学基板ユニットの第２の屈折面に入
射させ、この第２の屈折面で屈折させて、その光学基板
ユニット下部より出射させて受光部に入射させること
で、第１の集積回路と第２の集積回路とを光接続するこ
とを特徴とする。このため、光学基板ユニットの第１の
屈折面で屈折した光信号は、第１および第２の集積回路
面とほぼ平行に伝搬していく。そして、この光接続集積
回路は、それら光学基板ユニットを、これと同一材料か
ら構成した板状の支持基板上に載置したことを特徴す
る。このため、各光学基板ユニットが精度良く配置され
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下この発明の１実施の形態を図
を参照して説明する。 実施形態１．図１は、この発明の１実施形態における光
学基板の構成を示す構成図である。ここでは、簡単のた
め、集光用光学素子等は省略しており、発光素子群およ
び受光素子群は電気的に集積回路素子と結合された別々
のチップで実現されているものとする。また説明のた
め、ひとつの光学基板ユニットは、１個の集積回路素子
およびそれらの発光素子群および受光素子群と重なるよ
うに示しているが、後述するように、これらの相対的配
置は図１に限定されるものではない。

【００２０】同図において、１１は合成石英ガラスから
なり、２０×２０×厚み２．５ｍｍの光学基板ユニッ
ト、１２，１３は光学基板ユニット１１の端部に形成さ
れた傾斜角θ１が３７．００゜とされた反射面である。
また、１５は光学基板ユニット１１と同じ材料からなる
支持基板（厚さ３ｍｍ）、１７ａ，１７ｂは支持基板１
５下面の所定位置に形成された回折型光学素子、１８は
支持基板１５下面の所定位置に形成された反射ミラーで
ある。そして、１９は集積回路素子、２０は波長８３０
ｎｍの光信号を出射する発光素子、２２は光信号を受け
る受光素子である。回折型光学素子１７ａは、発光素子
２０から垂直に出射された光信号を所定の方向に偏向し
て光学基板ユニット１１に入射するように作られてい
る。なお、光学基板ユニット１１の波長８３０ｎｍの光
に対する屈折率は１．４５３である。

【００２１】次に光の伝搬経路に沿って、図１の光学基
板の機能を説明する。支持基板１５の下方に設置された
発光素子２０から垂直に出射された光信号２３は、回折
型光学素子１７ａに入射して入射方向からφ（この実施
形態では１６゜）だけ偏向される。支持基板１５と、そ
の上面に接着された光学基板ユニット１１は同じ材料か
らできているので、偏向された光信号は光学基板ユニッ
ト１１内を直進し、反射面１２に入射角３７．００゜で
入射する。

【００２２】本実施形態の場合、臨界角は４３．４９゜
（雰囲気は空気であり、屈折率は１．０００）だから、
光信号は全反射され光学基板ユニット１１中を水平に反
射面１３に向かう。光学基板ユニット１１は中心線を軸
に左右対称だから、この中を伝搬する光信号は、あとは
全く同様に反射面１３で全反射され、回折型光学素子１
７ａと対称的な位置に設置された反射ミラー１８に入射
する。

【００２３】ここでさらに光信号は反射され、隣に設置
した光学基板ユニット１１に向かう。あとは同様に反射
面１３で全反射され回折型光学素子１７ｂに入射する。
そして、回折型光学素子１７ｂで偏向されて出射した光
信号２４は、受光素子２２に垂直に入射する。本実施形
態においては、回折型光学素子１７ａからの偏向角φと
回折型光学素子１７ｂへの入射角は同じである。このた
め、回折型光学素子１７ａ，１７ｂは、回折格子の周期
は同じであるが、ブレーズの向きおよび角度は光信号の
入射方向に応じて作製した。

【００２４】ところで、本実施形態のような自由空間型
光接続においては、一般に発光素子，受光素子と光学基
板との相対的位置精度の合わせが厳しい。本発明の光学
基板においては、光信号の伝搬が、水平面内での相対的
位置には比較的鈍感だが、特に反射面の角度精度や光学
基板ユニット間のあおり精度には敏感である。また本発
明におけるような光学的手段に応用する目的において
は、反射面の面精度を光学的精度（例えばλ／１０）に
研磨するのが望ましい。

【００２５】従来では、図１に示す構造物は、一体物の
直方体の石英母材から、例えばＮＣ加工法によって形成
していた。しかしながら、図１においては隣り合う光学
基板ユニット１１の反射面１３、１２が近接しているた
め、上述のように一体物で形成しようとすると、従来の
光学研磨法が使えず、その面精度が不十分である。本実
施形態１においては、図１に示す光学基板を構成するに
あたって、まず個々の光学基板ユニット１１と支持基板
１５を別個に形成した。このように、別個に形成するの
で、個々の光学基板ユニット１１における反射面は、す
べて周縁に位置することになる。従って、従来の光学研
磨法が適用でき、充分な光学面精度が実現できる。

【００２６】また、回折型光学素子１７ａ，１７ｂおよ
び反射ミラー１８は、支持基板１５の上面１６を光学研
磨した後、下面の所定の位置に形成した。そして、光学
的精度に研磨した光学基板ユニット１１の下面と支持基
板１５の上面１６を密着（エアコンタクト）させた。こ
の際、両方の接触面は、その面精度が光学的精度となっ
ているため、合わせるだけで接着され、一切接着剤を用
いなくても良い。

【００２７】このように、この実施形態１においては、
複数の光学基板ユニット１１を並置するのに、一切接着
剤を用いていないので、接着剤の経時変化による劣化が
ない。また、光学基板ユニット１１と支持基板１５は同
じ材料を用いているので、環境温度が変化しても、両者
の線膨張係数の違いによる密着面の剥離やずれを全く生
じない。

【００２８】また光学基板ユニット１１間のあおりは、
支持基板１５上面の面精度と光学基板ユニット１１下面
の面精度によって決まるが、これらは通常の光学研磨法
が適用できる。このため、その面精度は例えばλ／１０
程度の高精度に仕上げることが可能であり、多数の光学
基板ユニットを並置したとしても、光学基板ユニット全
体のあおり誤差を無視できる程小さくできる。

【００２９】また、この実施形態１による光接続集積回
路では、光学基板ユニット１１と回折型光学素子１７
ａ，１７ｂおよび反射ミラー１８との距離が、支持基板
１５の厚みによって決められるので、非常に高精度に構
成できる。また、この実施形態においては、平坦な支持
基板１５の上に、任意角度の反射面を有する光学基板ユ
ニット１１を並置する単純な構造なので、次の実施形態
で説明するように、多層化の構成に適している。

【００３０】実施形態２．次に，図２を用いて実施形態
１で示した構成を多層化した場合について説明する。同
図において、１５ａ，１５ｂ，１５ｃは支持基板、１７
は支持基板１５ａ下面に形成された回折型光学素子、１
８ａ，１８ｂは支持基板１５ｃ上面に形成された集光機
能を有する反射ミラー、２１ａは光学基板ユニット１１
と同様の支持基板１５ｂ上に配置された光学基板ユニッ
ト、２１ｂは支持基板１５ｂ上に光学基板ユニット２１
ａと隣り合うように配置され、向かい合う端面である反
射面１２ａ，１３ａがほぼ平行に形成された光学基板ユ
ニットであり、他は図１と同様である。

【００３１】この実施形態２において、第１層の支持基
板１５ａと光学基板ユニット１１は、実施形態１で用い
たものと基本的に同じである。本実施形態２では、支持
基板１５ｂの上面に複数の光学基板ユニット２１ａ，２
１ｂを並置した構造を別個に用意し、これを第１層目に
重ねて密着させた。密着方法は、実施形態１で説明した
通り、第１層目の光学基板ユニット１１の上面と支持基
板１５ｂの下面を光学的精度に研磨したうえで、エアコ
ンタクトさせた。

【００３２】さらに上面に、反射ミラー１８ａ，１８ｂ
を形成した別の支持基板１５ｃを第２層目の光学基板ユ
ニット２１ａ，２１ｂの上面に密着させた。第２層目の
光学基板ユニット２１ｂの反射面１２ａと１３ａは、第
１層目の光学基板ユニット１１の反射面１２と１３と異
なり、お互いに平行に向き合っており、回折型光学素子
１７で偏向された光信号を反射面１３ａで集光機能を有
する反射ミラー１８ａ方向に向かわせる構造となってい
る。支持基板１５ａ，１５ｂ，１５ｃの厚みは、光学的
平坦性が保たれれば良く、基本的に大きな制約はない。

【００３３】本実施形態２では、逆に支持基板１５ａ，
１５ｂ，１５ｃの厚みを調整することによって、光信号
の周期長を等しくなるようにした。すなわち、支持基板
１５ｂを薄くし、支持基板１５ｃを厚くすることで、以
下の光路長を等しくなるようにし、かつ全体の厚さを抑
えるように調整した。まず、回折型光学素子１７から光
学基板ユニット２１ｂを経由して反射ミラー１８ａまで
の間の光路長。また、反射ミラー１８ａから反射ミラー
１８ｂまでの光路長。そして、反射ミラー１８ｂから回
折型光学素子１７までの光路長。

【００３４】支持基板１５ａの厚みは、回折型光学素子
１７からの偏向角をあまり大きくせずに第１層の光学基
板ユニット１１どうしの間隔をあけるため、例えば実施
形態１での厚みよりも厚くした。もちろん、各支持基板
１５ａ〜１５ｃの厚みの組合せが、図２に限らないのは
言うまでもない。また本実施形態２では、発光素子２０
から垂直に射出された光信号２３が、回折型光学素子１
７で第１層の隣接した２つの光学基板ユニット１１、お
よび、第２層の隣接した２つの光学基板ユニット２１の
４方向に分岐されるように作製した。しかし、発光素子
２０からの光信号を、目的に応じて任意の光学基板ユニ
ットの反射面だけに向かうように作製してもよい。

【００３５】さらに本実施形態２では、第１層目と第２
層目の光信号の進行方向は、図２を示す紙面に平行に両
者とも同じ方向の例を示したが、これに限るものではな
い。光信号が入射する反射面を有する第１層と第２層の
光学基板ユニットの辺の向きを、直交するように配置し
てもよい。このようにすれば、同じ発光素子から出射さ
れた光信号を、第１層目と第２層目で、集積回路面に平
行な面内で直交する方向に伝搬させることも可能であ
る。

【００３６】実施形態３．次に、図３を用いて、この発
明の第３の実施形態における、光信号の屈折現象を利用
した光学基板の構成について説明する。図３は、この発
明の第３の実施形態における光相互接続集積回路の構成
を示す断面図であり、３１は光学基板ユニット２１と同
様の光学基板ユニットである。光学基板ユニット３１お
よび光学基板ユニット２１、支持基板１５ａ，１５ｂの
材料、作製方法は実施形態１あるいは実施形態２と同様
であるので省略する。

【００３７】図３において、第２層の支持基板１５ｂ上
に配置された光学基板ユニット２１の機能は、これまで
実施形態１及び実施形態２で説明したものと同様のもの
である。一方、第１層の支持基板１５ａ上に配置された
光学基板ユニット３１は、全反射ではなく屈折現象を用
いて光信号の進行方向を偏向するようにしたものであ
る。すなわち、回折型光学素子１７で偏向された図３中
実線で示す光信号は、光学基板ユニット３１の傾斜した
端面（屈折面）３１ａでＳｎｅｌｌ（スネル）の法則に
従い屈折される。

【００３８】この光信号は、支持基板１５ａと１５ｂの
間隙を下方に設置された集積回路素子１９平面にほぼ平
行に進行する。そして、隣の光学基板ユニット３１の屈
折面３１ｂに入射した光信号は、やはり屈折され、回折
型光学素子１７に入射する。そして、偏向され出射した
光信号２４は、受光素子２２に垂直に出射される。ここ
で屈折面３１ａ，３１ｂの傾斜角θ５は、光信号に対す
るブリュスター（Ｂｒｅｗｓｔｅｒ）角を考慮して決め
た。

【００３９】すなわち本実施形態３では、光信号の屈折
面３１ａへの入射角および屈折面３１ｂへの入射角がと
もにブリュスター角になるように、ψを６９．０８゜、
θ５を３４．５４゜とした。もちろん、フレネル（Ｆｒ
ｅｓｎｅｌ）反射損が極めて小さくなるのは、Ｐ偏光に
対してなので、発光素子２０と回折型光学素子１７との
間に、図示していないが偏光子を挿入した。

【００４０】このような構成にすることによって、多層
構成の光学基板とした場合にも一層目はブリュスター角
の効果により、第２層目は光路がすべて同一材料で構成
されるため、伝搬中の光学損失を極めて小さくすること
ができる。また、以上のように構成することで、屈折面
や境界面での反射光等によるゴーストを極めて低く抑え
ることができる。

【００４１】実施形態４．次に図４および図５を用い
て、集積回路面と平行な面内で光信号を９０゜偏向させ
る光学基板ユニットの構成について説明する。図４は、
そのような９０゜偏向機能を有する構成とした光接続集
積回路の側面図、図５はその平面図である。図４（ａ）
は図５におけるＡ方向から眺めた図、図４（ｂ）は図５
におけるＢ方向から眺めた図である。この実施形態４に
おける支持基板１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、回折型光学素
子１７、反射ミラー１８等は、実施形態２（図２）と同
様である。

【００４２】実施形態２と異なるのは、第１層目に配置
する光学基板ユニット１１の反射面１３と、第２層目に
配置する光学基板ユニット２１の反射面１３ａの配置関
係である。この配置が、この実施形態４においては、支
持基板１５ｂを挟んで対向し、かつ、各々の光学基板ユ
ニットの辺が直交するように配置されている。また、光
学基板ユニット１１は、向かい合う端面（側面）と同じ
方向の傾斜がついている反射面１２ａ，１３ａを有す
る。

【００４３】このように配置することによって、光学基
板ユニット１１中を集積回路１９の面にほぼ並行に進ん
だ光信号２５は、θ６の傾斜の反射面１３ａで全反射し
垂直方向に上方に偏向され、第２層の光学基板ユニット
２１の反射面１３ａに入射する。そして、ここでさらに
全反射し光学基板ユニット２１中を進行し、反射面１２
ａで支持基板１５Ｃの上面に形成した反射ミラー１８方
向に偏向される。後は、反射ミラー１８への入射点を対
称中心として、光学基板ユニット２１，１１および支持
基板１５ｂ，１５ａ内を進行し、回折型光学素子１７を
介して、受光素子２２に垂直に入射する。

【００４４】この実施形態４では、第１層での光信号の
進行方向と第２層での光信号の進行方向が、９０゜の関
係になるようにした。従って、光学基板ユニット１１と
光学基板ユニット２１の辺の向きが同じになるように配
置し、θ６を４５゜とした。しかしながら、辺の向きを
ずらすならば、θ６は他の値を取り得ることは言うまで
もない。またこの実施形態４では、光路がすべて同一材
料で構成される。このため、多層構成としても、伝搬中
の光学損失を極めて小さくすることができ、屈折面や境
界面での反射光等によるゴーストを極めて低く抑えるこ
とができる。

【００４５】なお、図４においては、支持基板１５ｃ上
に配置した反射ミラー１８で、隣り合う光学基板ユニッ
ト２１間を光接続するようにしたが、これに限るもので
はない。支持基板１５ｂの、隣り合う光学基板ユニット
２１の間に位置する下面に、反射ミラー１８を配置し
て、その２つの光学基板ユニット２１の間を光り接続す
るようにしても良い。この場合、反射面１２ａを反射面
１３ａと異なる方向の傾斜とし、下向きに光信号を反射
させるようにする。例えば、図２の支持基板１５ａ，反
射ミラー１８，およびこれを挾むように配置する２つの
光学基板ユニット１のような構成とすればよい。

【００４６】この実施形態４の構成では、光信号２５は
第２層で９０゜偏向され、反射ミラー１８で反射され、
第１層に入射するとまた９０゜偏向され、結局、光信号
２８の進行方向は光信号２５と同じ方向となる。しかし
ながら、光学基板ユニットの配置を種々変えることによ
って、最終的な進行方向を変更することが可能である。
図６は、最終的な光信号の進行方向を変更する場合の構
成を示す平面図である。図６（ａ）は、光信号の進行方
向が９０゜偏向されたまま出力される構成、図６
（ｂ），（ｃ）は、光信号の進行方向が１８０゜偏向さ
れて出力される構成である。

【００４７】図６（ａ）で図５の構成と異なるのは、最
終段の光学基板ユニット１１の反射面を含む辺が、その
直前の光学基板ユニット２１と同方向に配置されている
ことだけである。また、図６（ｂ）は、最終段の光学基
板ユニット１１の向きが、図５と比べると、光信号２７
に対して線対称な位置に配置されている。

【００４８】また、図６（ｃ）は、光信号の進行方向が
１８０゜偏向されることは図６（ｂ）と同様だが、反射
ミラー１８で反射されたあとの光学基板ユニット２１，
１１の光信号の進行方向の長さがやや異なる。これは、
反射ミラー１８に入射するまでの光路長（Ｐ１＋Ｐ２）
と、反射後の光路長（Ｐ３＋Ｐ４）が、等しくなる条件
下で変えたものである。すなわち、図６（ｃ）の構成を
目的に応じて使い分けることによって、光信号の入射位
置と出射位置が異なるような集積回路の配置に対しても
対処できる。

【００４９】実施形態５．以上の実施形態１〜４におい
ては、回折型光学素子１７，１７ａ，１７ｂにより光信
号がコリメートされた例について説明してきたが、素子
間の接続距離すなわち通信距離が長くなると、回折によ
り光信号は拡がる傾向を持つ。その欠点を逃れるために
は、回折型光学素子が集光機能を有するように作製、配
置すればよい。

【００５０】図７は、この実施形態５における光相互接
続集積回路の構成を示す断面図であり、発光素子２０か
ら出射された光信号は、回折型光学素子３３によってコ
リメートされ、支持基板１５の裏面に対向して形成され
た回折型光学素子３７ａに入射し、光学基板ユニット１
１の中央で焦点を結ぶように集光される。この集光され
た光信号は、対称的に光学基板ユニット１１中を進み、
その反射面１３で反射されて回折型光学素子３７ｂに入
射し、コリメートされた後、回折型光学素子３３で集光
されて、受光素子２２の受光面に入射する。

【００５１】ここで支持基板３５の一方の面には、回折
型光学素子３３が発光素子２０に対向する位置に形成さ
れている。また、支持基板３５の他の面に、回折型光学
素子３３の焦点の位置だけ開口して、遮光材３４が形成
されている。支持基板３５の厚みは、回折型光学素子３
３の（正確には光学基板ユニットの屈折率ｎ媒質中で
の）焦点距離ｆであり、支持基板３５裏面の遮光材３４
の開口と発光素子２０の発光面との距離は、ｆ／ｎにな
るようにスペーサ３６を介して固定されている。また、
回折型光学素子３３と回折型光学素子３７ａの距離は、
スペーサ３８を介して固定されている。

【００５２】いま、結像特性を考えた場合、回折型光学
素子３３と遮光材３４との間隔には、厳しい寸法精度が
要求される。しかし、これらの間隔は、支持基板３５の
厚み（本実施形態では２．５ｍｍ）によって決まるた
め、正確に決められる。また回折型光学素子３７ａと回
折型光学素子３７ｂとの距離は、支持基板１５の厚みと
光学基板ユニット１１の周期長で決まるため、これも比
較的正確に決められる。

【００５３】一方、組立工程での誤差が入る可能性があ
るスペーサ３６，３８を介する間隔は、比較的寸法精度
が厳しくない。スペーサ３６により制御される、支持基
板３５上の遮光材３４の開口と発光素子２０の発光面と
の距離は、テレセントリック系の光学系のため、比較的
寸法精度が厳しくない。また、スペーサ３８により制御
される、回折型光学素子３３と回折型光学素子３７ｂと
の距離は、光信号がコリメートされているため、これも
比較的寸法精度が厳しくない。以上説明したように、本
実施形態における発光素子から受光素子に至る光学系は
組立誤差に対する許容度の高い光学系となっている。

【００５４】実施形態６．図８は、この発明の第６の実
施形態における光相互接続集積回路の一部構成を示す断
面図である。この実施形態６においては、発光素子とし
て複数の光信号を１個の素子から出射する面発光レーザ
アレイ３０を用いるようにしたものである。個々の発光
源間のピッチは２５０μｍである。この場合、図示して
いないが、受光素子としてそれらの複数の光信号を入力
する受光素子アレイを用いる。

【００５５】上記、実施形態５においては、発光素子が
複数個、あるいは例えば、面発光レーザアレイのように
１個の素子で複数の発光源を有する場合には、光信号の
像面が大きくなる。それを、１個の回折型光学素子３７
ａ，３７ｂで処理するには、そのＮＡを大きくしたり、
回折型光学素子３３との距離を大きく取る必要がある。
ＮＡが大きな回折型光学素子は、一般に製作が困難であ
り、また回折型光学素子３３との距離を大きく取ると、
回折型光学素子３３からのコリメート光の拡がりが問題
になったり、光相互接続集積回路システムが大きくなっ
てしまう問題が生じる。

【００５６】そこで、この実施形態６においては、回折
型光学素子を分割することによってこれらの問題を解決
した。図８において、コリメート用回折型光学素子アレ
イ４３、遮光材４４、回折型光学素子アレイ４７の個々
の光信号に対する機能は、実施形態５と同様であるが、
各々を個々の発光源に対応させアレイ状とした。例え
ば、回折型光学素子アレイ４７は、集光用回折型光学素
子４７ａ，４７ｂ，４７ｃから構成されている。

【００５７】集光用回折型光学素子４７ａは中央に配置
し、ここを通る光信号は、図７で示した光信号の光軸に
位置する。従って、偏向角φ０は図７の光軸に対するも
のと同じである。それに対し、左右の集光用回折型光学
素子４７ｂ、４７ｃは、図７における最外周の光信号に
対応するものであり、中央の集光用回折型光学素子４７
ａの偏向角φ０よりもわずかに大きくあるいは小さくな
るように作製されている。これは、反射面への入射角α
でみれば、偏向角の偏差分だけ小さくあるいは大きくな
る。そして、中央の集光用回折型光学素子４７ａの焦点
と同じ位置に集光するようになっている。

【００５８】本実施形態６のように、面発光レーザアレ
イ３０の個々の光源に対応して、集光用回折型光学素子
アレイ４７ａ〜４７ｂを設けることにより、ＮＡが小さ
い光学素子、あるいは、コリメート用回折型光学素子ア
レイ４３との距離が小さいコンパクトな光相互接続集積
回路システムが実現できる。図９は、その断面図であ
る。図７に示した実施形態と大きく異なるのは、集光用
回折型光学素子４７として図８に示した集光用回折型光
学素子４７ａ，４７ｂ、４７ｃを用いたことと、その集
光点の位置である。

【００５９】ここで、後述するように、集光点を光学基
板ユニット１１のほぼ周期長に設定することにより、光
学基板ユニット１１の隅に形成した垂直反射面（実施形
態８の図１１で説明）を用いて、光信号を９０゜偏向さ
せたうえ、隣接光学基板ユニットへ転送するような場合
に、結像の拡がりを最小限に抑制することができる。

【００６０】ところで、図８における集光用回折型光学
素子４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、個々の光学素子の偏向
角がわずかずつ異なる例であるが、これらを大きく変え
ることによって、例えば、図２や図３に示したような多
層光学基板の光学素子に適用できる。すなわち個々の光
信号に応じて、１層目の光学基板ユニット、２層目の光
学基板ユニットへの入力が可能となる。この場合、集光
用回折型光学素子アレイの設計は、一本の入射光を一度
に複数方向へ分岐させる機能を有する回折型光学素子よ
りも容易になる。

【００６１】一方、集光用回折型光学素子アレイの個々
の光学素子の偏向角を、中央の光学素子の偏向角φ０と
同一にすれば、個々の光信号は所定の位置に集光される
が、発光素子からの光信号全体からみると平行にコリメ
ートされた光学系とすることも可能である。また、図８
においては、個々の発光面に対応したコリメート用回折
型光学素子および集光用回折型光学素子は、一定距離を
おいて隔絶されて配置されているように示しているが、
ひとつの素子面に一度の工程で連接して作製されても構
わないことは言うまでもない。また、以上の説明におい
ては光学素子としては、回折型を用いてきたが、必要に
応じてマイクロレンズ等の屈折型光学素子を用いるよう
にしても良い。

【００６２】実施形態７．上記実施形態５，６において
は、集光用回折型光学素子３７あるいは集光用回折型光
学素子４７と、コリメート用回折型光学素子３３あるい
はコリメート用回折型光学素子４３の間隔は、スペーサ
３８を介して決められている（図７および図９）。しか
し、既に説明したようにこの間隔の寸法精度はさほど厳
しくなく、かつ支持基板１５の下面および支持基板３５
の上面は、回折型光学素子や反射ミラーが形成されてい
るだけで比較的平坦である。このため、図１０に示すよ
うに、スペーサ３８の替わりに厚みが一定の薄膜を使う
ことができる。

【００６３】図１０は、この発明の実施形態６における
光相互接続集積回路の構成を示す断面図である。同図に
示すように、光光信号に対して透過率の高い有機薄膜４
５（厚み１００μｍ）を、図９で示したスペーサ３８の
変わりに用いれば、実装工程が非常に容易になり、結果
的に低コストで作製することができる。

【００６４】実施形態８．以上、説明した種々の実施形
態１〜７に示した光学基板の構成を適宜組み合わせるこ
とによって、平面内に配置された複数の集積回路素子間
を、光信号で接続することが可能である。一例として、
図１１に３×３配置の複数の集積回路素子を光相互接続
した光学基板ユニット４１ａ〜４１ｒ，５１ａ，５１
ｂ，６１ａ〜６１ｒの構成を示し、その接続パスについ
て説明する。図１１（ｂ）において点線で囲んだ枠４０
ａ〜４０ｉが、集積回路素子１個を配置する領域（以
下、基本単位エリアと呼ぶことにする）である。図１１
（ａ）に対応させると、光学基板ユニット５１ａ，５１
ｂ各々２個で、基本単位エリアを構成している。

【００６５】集積回路素子と電気的に接続された発光素
子群あるいは受光素子群は、基本単位エリアの周縁上に
配置する。図１１において、光学基板ユニット５１ａ，
５１ｂは、図１で示した光学基板ユニット１１とほぼ同
じであるが、隅の一部を垂直に加工して反射面２９を形
成している。この反射面２９の角度は、光学基板ユニッ
ト５１ａ，５１ｂの周辺に対して４５゜である。

【００６６】そして、基本単位エリアの周縁に配置され
た発光素子から出射された光信号は、図１２（ａ）にお
いて矢印で示すように、支持基板１５と平行な平面内で
９０゜偏向されて伝搬されていく。なお、図１２（ｂ）
は、光学基板ユニット５１ａ，５１ｂの構成を示す平面
図である。

【００６７】光学基板ユニット５１ａ，５１ｂの隅に形
成した垂直反射面２９ａ，ｂの大きさは、集光用回折型
光学素子（図示せず）を用いてこの面に集光するように
設定すれば、回折スポット程度の大きさがあればよい。
従って、図１１（ａ）および図１２（ａ）では誇張して
描いているが、図１２（ｂ）の垂直反射面２９ｂのよう
に、垂直反射面は、反射面１２，１３の一部だけを欠い
た程度の大きさでも構わない。垂直反射面が小さくなれ
ば、図１１（ｂ）に示した基本単位エリア相互のずれも
小さくできることは言うまでもない。

【００６８】また光学基板ユニット間の間隔Ｗについて
も、図１１（ａ）および図１２（ａ）では誇張して描い
ているが、この間隔は光学基板ユニット５１の厚み、反
射面の傾斜角、支持基板１５の厚み、反射面への光信号
の入射角等を勘案して決めればよい。間隔Ｗの値として
は、０（光学基板ユニット同志を連接させる）から数ｍ
ｍ程度まで種々取り得る。

【００６９】図１１で示した実施形態では、基本単位エ
リアを４個の光学基板ユニットでカバーしている。光学
基板ユニット４１ａ〜４１ｒは、図４で示した光学基板
ユニット１１に対応しており、光学基板ユニット５１
ａ，５１ｂと同じ支持基板１５の上面に密着して配置さ
れている。光学基板ユニット６１ａ〜６１ｒは、図４で
示した光学基板ユニット２１に対応しており、上層の支
持基板（図示せず）の上に密着して配置されている。基
本的に、集積回路素子の上方は図１で示した光学基板ユ
ニットで、それらの周辺領域は図６で示した光学基板ユ
ニットの組合せで構成されている。

【００７０】図１２（ａ）は，任意の基本単位エリア内
に配置された集積回路素子を光で相互に接続するパスの
一例を示している。ここでは、中央の基本単位エリアか
ら周囲の基本単位エリアに向かう光信号を矢印で示して
いる。図１１（ａ）で示した光学基板ユニット４１ａ〜
４１ｒ，６１ａ〜６１ｒと同様の周辺の光学基板ユニッ
トは、それらにおける光路長がほぼ等しくなるように配
置している。これは、図６で示した状態である。図中丸
印は、光信号を取り出せる基本単位エリアの境界上の位
置を示している。

【００７１】接続パスはこれに限らず、また、光信号の
取り出しもここに図示した位置に限らない。また図１２
（ａ）中では、光信号を矢印で示したが、接続パスに方
向性があるわけではないので、同じ接続パスが、周辺の
基本単位エリアから中央の基本単位エリアに向かう光信
号を接続する際にも、共通して使えるのは言うまでもな
い。

【００７２】以上説明したように、数種類の反射面角
度、周期長を持つ光学基板ユニットの組合せによって、
任意の数の基本単位エリア相互の光接続を実現できる。
また発光素子と受光素子については、基本単位エリアの
境界に位置する回折型光学素子の下に設置する制約があ
るが、集積回路素子については基本単位エリア内であれ
ば特段の制約を受けない。このことは、基本単位エリア
内に配置する集積回路素子の個々の大きさに制約がない
ことを意味しており、本発明の特徴のひとつである。

【００７３】すなわち、本発明の光学基板においては任
意の基本単位エリアを相互に光接続できるパスが複数規
格化されて決まっているので、集積回路素子相互の入出
力関係に応じて、基本単位エリア内で自由に配置すれば
よい。さらに言えば、基本単位エリア自体も全く同じ大
きさである必要はない。基本単位エリアは全く便宜的な
ものであるから、その中に配置したい集積回路素子とそ
れらに付随する発光素子群および受光素子群を包含する
大きさを持ち、任意の基本単位エリア間を接続可能な光
学基板との位置関係さえ保てば良い。

【００７４】また簡単のため、図１１，１２で説明した
実施形態においては、基本単位エリア内に配置する集積
回路素子を１個としたが、複数個であっても構わない
し、０個でも良い。また上記実施形態８において、基本
単位エリア内に１個の集積回路素子を配置する場合も、
図１１，１２に示した光路長の周期（矢印の先）で光信
号の入出力をとれば、集積回路素子内の光相互接続にも
適用できることは容易に理解できる。

【００７５】なお以上の説明においては、光で相互に信
号のやりとりが可能な接続と表現してきたが、これに限
るものではない。本発明の光学基板の応用によっては、
例えばクロック分配のような例においては、ある集積回
路素子から他の集積回路素子へ一方向の信号伝搬が行わ
れることもあり得るのは、言うまでもない。すなわち、
上記実施形態における光相互接続パスは、一方向も含め
た概念である。

【００７６】さらに以上の説明においては、簡単のた
め、発光素子からの光信号、受光素子への出射信号を垂
直になるように配置するようにしている。例えば、図１
に示したように、支持基板１５の下面の回折型光学素子
１７ａ，ｂは入射方向に合わせて製作したが、光信号は
光学基板ユニット１１に対して垂直である必要は必ずし
もなく、任意の角度でも構わない。勿論、その場合は光
信号の入射方向に合わせて、回折型光学素子の偏向方
向、さらに必要であれば反射面の角度を変更する必要が
あることは言うまでもない。

【００７７】また、以上の説明においては、発光素子群
および受光素子群は電気的に集積回路素子と結合された
別々のチップで実現されているものとしたが、１個の集
積回路素子内に発光素子群および受光素子群を組み込ん
だものでも同様に適用できることは言うまでもない。な
お以上の説明においては、発光素子として８３０ｎｍの
半導体レーザを、光学基板材料としては合成石英ガラス
を用いたが、これらの組み合わせに限定されないことは
言うまでもない。すなわち、光信号の波長はもっと短波
長でも構わないし、長波長でも良い。また発光素子は半
導体レーザではなく、短距離ならばＬＥＤでも構わな
い。また光学基板としては、使用波長に対して透明な材
料であれば良く、例えば波長が１．２μｍ以上の長波長
であれば、シリコンでも構わない。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光学基板ユニットも用いて集積回路素子面に平行あ
るいはほぼ平行に光信号を伝搬させることにより、集積
回路間の光相互接続をするようにした。このため、実装
寸法、特に厚みを大幅に薄くできるという効果を有す
る。また本発明によれば、光学基板ユニットを複数配置
する場合、それらの大きさは異なっていても、反射面の
角度は同一で、構成要素がそれらに加え９０゜偏向用の
垂直反射面と極めて単純で数少なくて済む。このため、
共通の治具を使って事前に多量に規格品として製作して
おくことができ、製造コストを大幅に下げられる。

【００７９】さらに本発明によれば、数種類の光学基板
ユニットを組み合わせた構成によって、任意の集積回路
素子間あるいは基本単位エリア間を相互接続する接続パ
スを配置することが可能になる。このため、わざわざ光
学基板ユニットをカスタマイズする必要はなく、所定の
領域内で発光素子や受光素子、さらに必要であれば集積
回路素子の配置を変更すれば、品種の異なる集積回路素
子間の相互接続が可能となる。あるいは光学基板ユニッ
トを集積回路素子の品種に応じて作製し直すにしても、
上述したように規格化された数種類の光学基板ユニット
を使い、それらの配置を変更すればよく、製造コストは
大幅に下げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の１実施形態における光学基板ユニ
ットの構成を示す断面図である。

【図２】 図１の光学基板ユニットを２層に重ねた光学
基板ユニットの構成を示す断面図である。

【図３】 屈折面を用いた光学基板ユニットの構成を示
す断面図である。

【図４】 この発明の第４の実施形態における光学基板
ユニットの構成を示す断面図である。

【図５】 図４に示した光学基板ユニットの構成を示す
平面図である。

【図６】 図４に示した光学基板ユニットを用いて図５
とは異なる方向に光信号を偏向させる為の光学基板ユニ
ットの構成を示す平面図である。

【図７】 この発明の第５の実施形態を示す光学基板ユ
ニットの構成を示す断面図である。

【図８】 集光用回折型光学素子アレイの構成を示す断
面図である。

【図９】 図８に示した集光用回折型光学素子アレイを
用いた光学基板ユニットの構成を示す断面図である。

【図１０】 透明薄膜を用いた第７の実施形態を示す光
学基板ユニットの構成を示す断面図である。

【図１１】 この発明の第８の実施形態における光学基
板ユニットの構成を示し、任意の基本単位エリア相互の
接続を説明するための平面図である。

【図１２】 この発明の第８の実施形態における光学基
板ユニットの構成を示し、任意の基本単位エリア相互の
接続を説明するための平面図である。

【図１３】 従来の光を用いた素子間相互接続の構成を
示す斜視図である。

【図１４】 従来の光を用いた素子間相互接続の構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１１…光学基板ユニット、１２，１３…反射面、１７
ａ，１７ｂ…回折型光学素子、１８…反射ミラー、１９
…集積回路素子、２０…発光素子、２２…受光素子、２
３，２４…光信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 為近 恵美 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 (72)発明者 小松 一彦 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 (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端面が傾斜して形成された対向配置する
   第１と第２の反射面を有し、光を透過する板状の光学基
   板ユニットと、 前記光学基板ユニットの下方に配置され、光信号を出力
   する発光部を備えた第１の集積回路と、 前記光学基板ユニットの下方に配置され、光信号を受光
   する受光部を備えた第２の集積回路とを備え、 前記発光部より出力した光信号を、前記光学基板ユニッ
   トに取り込み、前記第１の反射面で反射させて前記光学
   基板ユニット内を伝搬し、前記第２の反射面で反射させ
   て出射した後、前記受光部に入射させることで、 前記第１の集積回路と第２の集積回路とを光接続するこ
   とを特徴とする光接続集積回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光接続集積回路におい
   て、 前記光学基板ユニットを複数配置し、 前記第１の光学基板ユニット内を伝搬してこの第２の反
   射面で反射して出射した光信号を、前記第２の光学基板
   ユニットに入射させ、この第１の反射面で反射させて前
   記第２の光学基板ユニット内を伝搬させ、この第２の反
   射面で反射させて出射した後、前記受光部に入射させる
   ことで、 前記第１の集積回路と第２の集積回路とを光接続するこ
   とを特徴とする光接続集積回路。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光接続集積回路におい
   て、 前記第２の光学基板ユニットは、前記第１の光学基板ユ
   ニットの上に配置し、 前記第１の光学基板ユニットの第２の反射面で反射した
   光信号は、前記第２の光学基板ユニットにその下面より
   入射して第１の反射面で反射することを特徴とする光接
   続集積回路。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の光接続集積回路
   において、 前記第１および第２の光学基板ユニットと同様の第３の
   光学基板ユニットを備え、 前記第２の光学基板ユニットを出射した光信号を、反射
   ミラーで反射させて第３の光学基板ユニットに取り込
   み、この第１の反射面で反射させて前記第３の光学基板
   ユニット内を伝搬させ、この第２の反射面で反射させて
   出射した後、前記受光部に入射させることで、 前記第１の集積回路と第２の集積回路とを光接続するこ
   とを特徴とする光接続集積回路。
5. 【請求項５】 端面が傾斜して形成された対向配置する
   第１と第２の屈折面を有し、光を透過する板状の光学基
   板ユニットと、 前記光学基板ユニットの下方に配置され、光信号を出力
   する発光部を備えた第１の集積回路と、 前記光学基板ユニットの下方に配置され、光信号を受光
   する受光部を備えた第２の集積回路とを備え、 前記発光部より出力した光信号を、 前記光学基板ユニット下部より取り込み、この光学基板
   ユニットの第１の屈折面で屈折させ、 この屈折させた光信号を、前記光学基板ユニットの隣に
   配置した光学基板ユニットの第２の屈折面に入射させ、
   この第２の屈折面で屈折させて、その光学基板ユニット
   下部より出射させて前記受光部に入射させることで、 前記第１の集積回路と第２の集積回路とを光接続するこ
   とを特徴とする光接続集積回路。
6. 【請求項６】 請求項２または５記載の光接続集積回路
   において、 ２つの光学基板ユニットは、反射ミラーを介して光接続
   されていることを特徴とする光接続集積回路。
7. 【請求項７】 請求項１〜６いずれか１項記載の光接続
   集積回路において、 前記光学基板ユニットを載置し、これと同一材料から構
   成された板状の支持基板を備えたことを特徴とする光接
   続集積回路。
8. 【請求項８】 請求項７記載の光接続集積回路におい
   て、 前記支持基板もしくは第１の支持基板の下面に形成さ
   れ、前記発光部より出力された光信号を偏向する第１の
   回折型光学素子と、 前記支持基板もしくは第１の支持基板の下面に形成さ
   れ、入射した光信号を偏向して前記受光部へ入射させる
   第２の回折型光学素子とを備えたことを特徴とする光接
   続集積回路。
9. 【請求項９】 請求項８記載の光接続集積回路におい
   て、 前記第１，第２の回折型光学素子は、集光機能を有する
   ことを特徴とする光接続集積回路。
10. 【請求項１０】 請求項８または９記載の光接続集積回
    路において、 前記第１及び第２の回折型光学素子の下方に配置され、
    前記発光部からの光信号をコリメートする、あるいは前
    記受光部へ光信号を集光する第３及び第４の回折型光学
    素子と、 前記第３及び第４の回折型光学素子の焦点位置に配置
    し、その焦点部が開口している遮光パタンとを備え、 前記第１及び第２の回折型光学素子が集光機能を有し、 前記支持基板もしくは第１の支持基板は、前記第３及び
    第４の回折型光学素子の焦点距離を前記支持基板もしく
    は第１の支持基板の屈折率で割った厚みを有し、 前記発光部及び受光部が前記遮光パタンから焦点距離の
    位置に配置されていることを特徴とする光接続集積回
    路。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の光接続集積回路にお
    いて、 前記発光部には複数の光信号を個別に出射するよう複数
    の発光素子が形成されており、それらの発光素子に対応
    して、前記遮光パタンの開口部、前記第１〜４の回折型
    光学素子、受光部が同一面に複数個形成されていること
    を特徴とする光接続集積回路。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１０いずれか１項記載の光
    接続集積回路において、 前記第１の回折型光学素子から光路上最初に存在する反
    射ミラーまでの光路長と、 反射ミラーから光路上最初に存在する前記第２の回折型
    光学素子までの光路長と、 反射ミラーから光路上最初に存在する他の反射ミラーま
    での光路長とがほぼ等しいことを特徴とする光接続集積
    回路。