(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に透過性の発光デバイスと、
光学的に透過性の受光デバイスと、
を有する電子デバイスであって、
前記発光デバイスから伝達される光学的信号が前記発光デバイスからガイドされずに伝播し、前記受光デバイスによって受け取られるように配されている電子デバイスにおいて、
前記光学的信号の一部は、前記光学的に透過性の受光デバイスを介して伝達される、
電子デバイス。
【請求項２】
第２の光学的に透過性の受光デバイスを有する請求項１に記載の電子デバイスであって、前記光学的信号は、前記第２の光学的に透過性の受光デバイスを介して伝達される、電子デバイス。
【請求項３】
前記光学的に透過性の受光デバイスを有する光学的に透過性の基板を更に有する、請求項１に記載の電子デバイスであって、前記光学的信号は、前記基板内でガイドされずに伝播する、電子デバイス。
【請求項４】
光学的に透過性の基板を更に有する請求項１による電子デバイスであって、
前記発光デバイス及び前記受光デバイスは、前記光学的信号が前記基板内でガイドされずに伝播するように前記光学的に透過性の基板内に形成されている、電子デバイス。
【請求項５】
前記光学的に透過性の受光デバイスは、全ての方向から前記受光デバイスに到達する光学的信号を受け取るように構成されている、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記発光デバイスは、光学的に透過性のものであると共に、全方向に光学的信号を発するように構成されている、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記発光デバイスが前記受光デバイスとは別個に離間して配されている、請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項８】
光学的に透過性の回路基板を更に有する請求項１に記載の電子デバイスであって、前記光学的に透過性の受光デバイスは前記光学的に透過性の回路基板上に配され、前記光学的信号は前記光学的に透過性の回路基板を介して伝達される、電子デバイス。
【請求項９】
前記発光デバイスは、第２の光学的に透過性の回路基板上に配されている、請求項８に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
複数の、請求項６に記載の電子デバイスであって、各々対応する光学的に透過性のエンクロージャ内に配されており、前記複数の電子デバイスは、更に、光学的に透過性のハウジング内で互いに隣接して配されている、電子デバイス。
【請求項１１】
前記光学的に透過性のエンクロージャは球形である、請求項１０に記載の複数の電子デバイス。
【請求項１２】
前記光学的に透過性の受光デバイスは、インジウム―ガリウム―酸化亜鉛から作られる、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
前記発光デバイスは固体発光デバイスである、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の電子デバイス。
【請求項１４】
前記受光デバイスは、固体フォトトランジスタ又はフォトダイオードである、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスに関する。より詳細には、本発明は、電子デバイス内の通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の電子デバイスにおいて、多数の電子部品構成要素が、互いに通信するために電気的に接続されている。幾つかの用途において、別々の構成要素が、前記構成要素を相互接続するのに必要な伝導経路を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）上に取り付けられる。多数の構成要素が必要とされる複雑なアプリケーションの場合、集積回路が使用され、構成要素が半導体基板内に作られる及び構成要素間の通信が前記基板上に配されている異なる金属層において生じる。
【０００３】
集積回路及びＰＣＢ上に配される別々の構成要素を有する回路の両方の増大している複雑さにより、構成要素間の通信に関する問題が後続する。何百万もの構成要素を有する集積回路において、ますます多くの伝導層が、異なる構成要素間の必要とされる通信経路を達成するために使用される必要がある。集積回路における金属層の付加は、より複雑な製造過程及び構成要素からの熱放散に関連する問題の両方に繋がる。同様に、ＰＣＢ上の数多くの別々の構成要素によって前記接続経路はより複雑になる一方で、前記ＰＣＢの面積が制限され得るので、前記回路の機能の限界に至り得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
相互接続の前記増大している複雑さとともに到来するのは、電気接続に取られる面積を最小化することが重要であるので、前記伝導経路の大きさの縮小である。しかしながら、前記電気接続の前記大きさが縮小されるにつれて、前記抵抗は増大し、このことは、より多くの熱生成をもたらし、これにより当該回路内の電力損失に至る。
【０００５】
更に、今日開発されている電子デバイスの性能（例えば、処理速度及び電力消費）に対する要求は増大していると同時に、様々な携帯機器のために前記回路の大きさの縮小は、ますます重要である。従って、このような高い要求についていくために、電子デバイスの構成要素の数は増加し、このことは、前記デバイス内の可能であり必要な接続及び接点の数が急速に増大し、従って前記回路の全体の複雑さも急速に増大することを意味する。
【０００６】
従って、これまでに増大している複雑さを有する電子回路の構成要素間の通信とともに到来する複雑さ及び欠点に対処する新しい取り組み方を見つけることが、望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一般的な目的は、前記デバイスの構成要素間のより柔軟な通信を備える電子デバイスを提供することにある。
【０００８】
従って、本発明の第１の見地によれば、光学的に透過性の発光デバイス及び光学的に透過性の受光デバイスを有する電子デバイスであって、前記光学的に透過性の発光デバイスから伝達される光学的信号が、前記光学的に透過性の発光デバイスからガイドなしに伝播し前記受光デバイスによって受け取られるように配されており、前記光学的信号の一部が前記光学的に透過性の受光デバイスを介して伝達される、電子デバイスが提供される。
【０００９】
本発明による電子デバイスは、内部で様々な電気構成要素間の通信が必要とされるデバイスである。
【００１０】
光学的に透過性の構成要素は、前記光学的信号が前記受光デバイスによって正確に受け取られることが可能であるように、少なくとも十分な光学的信号が前記構成要素の材料を通過するのを可能にする構成要素である。光学的に透過性とは、例えば、透明、半透明、透光性又はこれらの組み合わせであっても良い。前記発光デバイス及び前記受光デバイスは、光学的信号のガイドされない伝播によって通信する。つまり、前記光学的信号は、一方のデバイスから他のデバイスまでガイドされないが、前記発光デバイスにより発され光学的に透過性の材料及び空気の両方を介して自由に伝播することができる。
【００１１】
本発明は、光学的に透過性の材料から作られる構成要素を使用することによって、当該デバイス内に配されている発光デバイスが、２つ以上の他の受光デバイスとの通信を可能にする幾つかの方向に光学的信号を伝達するという実現に基づいている。このようなデバイスにおいて、当該デバイス内に配されている前記構成要素は、前記デバイスの前記光学的に透過性の構成要素によって妨げられない光学的信号を介して通信することができる。本発明は、前記デバイス内の前記構成要素の場所から独立である電子デバイスの構造及びレイアウトの設計の柔軟性を可能にする。従って、ワイヤのような物理的な接続を介してなされる前記デバイスの構成要素間の複数の電気接続が減少されることができる又は取り除かれることさえできる。ガイドされない光学的信号による通信は、更に、例えば、光ファイバを介して前記光学的信号をガイドする必要性を取り除き、従って前記電子デバイスの複雑さが低減される。構成要素間の物理的な接続の必要性を取り除く又は低減することによって接続の数が増大されることができ、従って、前記デバイスの処理速度は相互接続の数に対して低減された複雑さにより増大されることができる。従って、光通信は、増大された通信速度を可能にする従来のデータバス通信に置き換わることができる。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、前記電子デバイスは、更に、第２の光学的に透過性の受光デバイスを有し、前記光学的信号が前記第２の光学的に透過性の受光デバイスを介して伝達される。このことにより、複数の受光デバイスは、前記光学的信号が前記受光デバイスの各々又は何れかに到達するのを防止することなく、前記電子デバイス内の殆ど如何なる場所にも配されることができる。従って、前記受光デバイスは、前記光学的信号が受光デバイスの材料を少なくとも部分的に通過することができるように光学的に透過性である。従って、前記光学的信号は、受光デバイスの増大された数の利用可能な配置を容易にする前記受光デバイスの場所から独立した前記第２の光学的に透過性のデバイスに到達することができる。
【００１３】
本発明の一実施例において、前記電子デバイスは、更に、前記光学的に透過性の受光デバイスを有する光学的に透過性の基板を有することができ、前記光学的信号は、前記基板内でガイドされずに伝播する。集積された光学的に透過性の受光デバイスを光学的に透過性の基板内に配することは、前記光学的信号が前記基板によって妨げられることなしに伝播するのを可能にする。前記光学的に透過性の基板は、更に、前記基板内のデバイス間の電気接続の必要な数の低減を可能にする。更に、このことは、前記光学的信号が前記基板を通過することができるので、光学的信号が、増大された数の方向から受光デバイスによって受け取られるのを可能にする。
【００１４】
更に、前記光学的に透過性の受光デバイスは、有利には、全ての方向から前記受光デバイスに到達する光学的信号を受け取るように構成されることができ、即ち受信器が光学的に透過性の材料から完全に作られることが可能である。
【００１５】
本発明の一実施例によれば、前記発光デバイスは、光学的に透過性であると共に、全ての方向に光学的信号を発するように構成されることができる。このようにして、通信するように前記電子デバイス内のどこかに配されている光学的に透過性のもの全てである複数の発光及び受光デバイス間の通信を可能にする。例えば、光学的信号は、前記電子デバイス内で発光デバイスの更なるレイアウトの可能性を可能にする前記光学的に透過性の発光デバイスの材料を通過することができる。
【００１６】
本発明の一実施例によれば、前記電子デバイスは、更に、光学的に透過性の回路基板（１０５、２０１−２０３）を有することができ、前記受光デバイスは、前記光学的に透過性の回路基板上に配され、前記光学的信号は前記光学的に透過性の回路基板を介して伝達される。このことにより、光学的信号を使用する前記回路基板による通信が可能にされ、従って、通信の可能性が改善される。更に、前記電子デバイスの全て又は少なくとも一部のほとんど透明な外観を得ることも可能であり得るので、ユーザに対してより視覚的に訴えるような外観も可能である。
【００１７】
本発明の一実施例によれば、前記発光デバイスは、第２の光学的に透過性の回路基板上に配されることができる。このようにして、回路基板間の又は互いに隣接した異なるデバイス間の高速無線通信が可能にされる。
【００１８】
本発明の一実施例によれば、複数の電子デバイスは、各々、対応する光学的に透過性のエンクロージャ内に配されることができ、前記電子デバイスは、更に、光学的に透過性のハウジング内で互いに隣接して配されている。前記光学的に透過性のエンクロージャは、有利には、球面エンクロージャである。前記複数の電子デバイスは、互いから離間されて配されることができる。
【００１９】
本発明の一実施例によれば、前記受光デバイスは、有利には、固体フォトトランジスタ又はフォトダイオードであり得る。前記発光デバイスは、有利には、固体照明デバイスであることができ、光は、電子及び正孔の再結合により生成される。このような発光デバイスは、有利には発光ダイオードであり得る。前記光学的に透過性の受光デバイスは、有利にはインジウム―ガリウム―酸化亜鉛から作られる。しかしながら、前記光学的に透過性の受光デバイスは、他の如何なる適切な材料からも作られることができる。更に、前記光学的に透過性の回路基板は、プラスチック又はガラスから作られることができる。更に、前記光学的信号は、何らかの適切な波長間隔（例えば、マイクロ波、赤外線、可視光、紫外線等）における波長を有する光信号であり得る。
【００２０】
本発明の更なるフィーチャ及び有利な点は、添付請求項及び以下の記載を研究する際に明らかになるであろう。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱することなく、本発明の異なるフィーチャが以下に記載されているもの以外の実施例を作るように組み合わせられることが可能であると理解するであろう。
【００２１】
本発明のこれら及び他の見地は、ここで、本発明の例示的な実施例を示している添付図面を参照して詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】単一の回路基板を有する本発明の一実施例による電子デバイスを示している。
【図２】幾つかの回路基板を有する本発明の一実施例による電子デバイスを示している。
【図３】本発明の一実施例による電子デバイスを示している。
【図４】本発明の一実施例による電子デバイスの分解図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の記載において、本発明は、例示的な用途を参照して記載される。しかしながら、このことは、決して本発明の範囲を制限するものではなく、光機器、ＬＥＤランプ、符号化光照明器具、携帯電話、腕時計、ヘッドアップディスプレイ、テレビ受像機、ディスプレイ及びゲームのような他の用途にも等しく適用可能であることに留意されたい。
【００２４】
図１は、コンピュータバス１０１の形態における本発明による電子デバイス１０１の例示的な実施例を示している。図１は、回路基板１０５、処理ユニット１０４、複数の発光デバイス１０２、及び複数の光学的に透過性の受光デバイス１０３を示している。受光デバイス１０３は、光学的に透過性であると共に、やはり光学的に透過性である回路基板１０５上に配される。発光デバイス１０２は、回路基板１０５上に配されている。発光デバイス１０２は、受光デバイス１０３のうちの少なくとも１つによって受け取られることができる光学的信号を発することによって、受光デバイス１０３と通信する。図１に示されている実施例において、光学的信号は、発光デバイス１０２からガイドされずに受光デバイス１０３の少なくとも１つまで伝播することができ、光学的に透過性の構成要素（この場合、光学的に透過性の回路基板１０５）によって及び／又は前記光学的に透過性の構成要素内において伝播することができる。発光デバイス１０２は、有利には、発光ダイオードであり、受光デバイス１０３は、有利には、フォトダイオード又はフォトトランジスタである。発光デバイス１０２は、或る実施例において、光学的に透過性であっても良い。
【００２５】
図２は、幾つかの回路基板２０１―２０３がハウジング２０４内で互いに上方に積み重ねされている、本発明の例示的な実施例を示している。回路基板２０１―２０３は、各々、対応する発光デバイス２０５―２０７及び受光デバイス２０８―２１０を有する。回路基板２０１―２０３及び受光デバイス２０８―２１０は、光学的に透過性である。図２に示されているように、底基板２０１上に配されている発光デバイス２０５により発される光学的信号２１２は、光学的に透過性の基板２０２を介して及び回路基板２０３上に配されている受光デバイス２０８によって受け取られるように光学的に透過性の受光デバイス２１０を介して、ガイドされずに伝播することができる。発光デバイス２０５により発される光学的信号２１２は、全方向に発される。従って、光学的信号２１２は、基板２０１上に配される受光デバイス２０９に到達する。このようにして、例えば、発光デバイス２０５の基板２０１の上方又は下方に配されている基板上に配されている発光デバイス２０５又は受光デバイスが、発される光学的信号２１２を受け取ることができるので、通信は、２つ以上の方向（即ち、同じ基板２０１上に配される複数の受光デバイス）に可能である。発光デバイス２０５―２０７は、光学的に透過性のものであり得る。このような場合、発光デバイス２０５により発される光学的信号２１２は、全方向において発される。図２を更に参照すると、発光デバイス２０５―２０７及び受光デバイス２０８―２１０の各々は対応する集積回路に接続されており異なる回路基板２０１―２０３上に配される集積回路間の無線通信を可能にしている。
【００２６】
図２を更に参照すると、電子デバイス２００の代替的な実施例は、ハウジング２０４に対して外部的に配される発光デバイス２１４を有することができる。この実施例において、ハウジング２０４は光学的に透過性である。外部の発光デバイス２１４は、対応する光学的に透過性の回路基板２０１―２０３上に配されている光学的に透過性の受光デバイス２０８―２１０のうちの少なくとも１つによって受け取られる光学的信号２１６を発することができる。前記光学的信号は、外部の発光デバイス２１４から受光デバイス２０８―２１０の少なくとも１つにガイドされずに伝播する。放送機能は、光学的信号２１６を幾つかの受光デバイス２０８―２１０に伝達する外部の発光デバイス２１４を有する当該実施例によって可能にされる。
【００２７】
図３は、複数の光学的に透過性の球面構造３０２が透明なハウジング３０１内にある、本発明による電子デバイス３００の他の実施例を示している。球面構造３０２の各々は、発光デバイス３０３、光学的に透過性の受光デバイス３０４、光学的に透過性の処理ユニット３０５及び光学的に透過性のバッテリ３０６を有する。構造３０２は、光学的に透過性のプラスチックから作られることが可能である。光学的に透過性の球面構造３０２は、容器３０１内にランダムに配されることができ、光学的信号が、発光デバイスから異なる球面構造において配されている受光デバイスまでガイドなしに伝播することを可能にしている。例えば、図３に示されているように、球面構造３１０内に配される発光デバイスにより発される光学的信号３０９は、遠隔球面構造３１１内に配される受光デバイスによって受け取られる。当該光信号は全方向に発され、従って、当該光は、他の球面構造内に配される他の受光デバイス（例えば、遠隔球面構造３１２内に配される受光デバイス）に到達することもできる。発光デバイス３０３は、或る実施例において、光学的に透過性のものであり得る。更に、球面構造３０２は、原則として、楕円、立方体又は自由な形状のような、如何なる形状も有することができる。図３に示されている実施例は、例えば、知的な符号化光照明器具のために、大容量並列計算の用途のために使用されることができる。
【００２８】
図３を更に参照すると、代替的な実施例は、透明なハウジング３０１に対して外部に配されている発光デバイス３１４を有する。外部の発光デバイス３１４は、例えば、光学的に透過性の球体３１３内に配される少なくとも１つの光学的に透過性の受光デバイスによって受け取られる光学的信号３１６を発することができる。前記光学的信号は、外部の発光デバイス３１４から球面構造３１３の受光デバイス、又は光学的に透過性の球体３０２の何れかに配されている他の受光デバイスの何れかまでガイドされずに伝播する。図３の実施例は、幾つかの受光デバイスと通信している外部の発光デバイス３１４を有する放送機能において使用されることができる。
【００２９】
図４は、集積回路４００の形態における本発明による電子デバイス４００の典型的な実施例を示している。前記集積回路は光学的に透過性の材料の幾つかの層４０２―４０４を有し、各層は、対応する発光デバイス４０５―４１０及び光学的に透過性の受光デバイス４１３―４１８を有する。ケーシング４２０は、集積回路４００を封入している。集積回路４００内の通信は、例えば、層４０２内の発光デバイス４０６から層４０４内の受光デバイス４１７までの光学的信号４２２の伝送によって可能にされる。図４において、発光デバイス４０６により発される光学的信号４２２は、光学的に透過性の層４０３の形態における光学的に透過性の構成要素を介して及び層４０４内に配される受光デバイス４１７によって受け取られるように光学的に透過性の受光デバイス４１６を介して、ガイドされずに伝播する。幾つかの実施例において、ケーシング４２０及び基板４２４は、外部の発光デバイスにより発される光学的信号４２６が、集積回路４００の受光デバイス４１３（又は他の受光デバイス４１３―４１８の何れか）によって受け取られるのを可能にするように光学的に透過性である。更に、前記開示された実施例に対する変形は、添付図面、本明細書及び添付の特許請求の範囲の研究から、前記特許請求の範囲に記載の本発明を実施する際の当業者により理解され達成されることができる。例えば、光学的に透過性の構成要素とは、これを介して光学的信号が伝播することができる受光デバイス、発光デバイス、回路基板及び基板等の何れであっても良い。
【００３０】
添付の請求項において、「有する」なる語は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数形を排除するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。
【００３１】
要約すると、光学的に透過性の電気構成要素１０２、１０３、２０５―２１０、３０３、３０４、４０５―４１０、４１３―４１８、及び基板１０５、２０１―２０３又はエンクロージャ３０２、３１１―３１３のような光学的に透過性のコンピュータ構造を有する電子デバイス１０１、２００、３００、４００が提供される。前記電子デバイスの前記構成要素は、前記電子デバイス内で自由に伝播する光学的信号２１２、２１４、３０９、３１４、４２２、４２８を介して通信する。即ち、前記光学的信号は、ガイドされず、前記光学的に透過性の構造及び構成要素を介して進行することができる又は進行することができない。このことは、前記電子デバイスの様々な部分間の増大された通信経路及び減少された数の物理的接続を可能にする。前記構成要素は、単一の平面に又は三次元レイアウトに位置されることができると共に、未だ前記光信号を介して通信することができる。本発明は、容易に構成される電子デバイスの適合可能なレイアウトを可能にする。
【要約】
光学的に透過性の電気構成要素１０２、１０３、２０５―２１０、３０３、３０４、４０５―４１０、４１３―４１８及び光学的に透過性のコンピュータ構造（例えば基板１０５、２０１―２０３又はエンクロージャ３０２、３１１―３１３を有する電子デバイス１０１、２００、３００、４００が、提供される。前記電子デバイスの前記構成要素は、前記電子デバイス内で自由に伝播する光学的信号２１２、２１４、３０９、３１４、４２２、４２８を介して通信する。即ち、前記光学的信号はガイドされず、前記光学的に透過性の構造及び構成要素を介して進行することができる又は進行することができない。このことは、前記電子デバイスの様々な部分間の増大された通信経路及び縮小された数の物理的接続を可能にする。前記構成要素は、単一の平面に又は三次元レイアウトに位置されることができると共に、前記光学的信号を介して通信することができる。本発明は、容易に構成される電子デバイスの適応可能なレイアウトを可能にする。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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