(57)【要約】【課題】システムサイズをコンパクトにするとともに、高速に十分な通信量を取り扱うことができ、また通信に必要な電力を抑制することができる三次元回路モジュールを提供する。【解決手段】角錐状の筐体であって複数の該筐体の角錐の頂点を一致させて配置したときにその底面が多面体を構成する筐体中に、少なくとも光通信手段及び信号処理回路が収納された複数のモジュールと、各モジュールの角錐の頂点を一致させ、かつ、各モジュールの底面が多面体の任意の面を構成するように各モジュールをセットしたときに、任意の一のモジュールから発した光信号を任意の他のモジュールに配信し得る光配信手段２１とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角錐状の筐体であって複数の該筐体の角錐の頂点を一致させて配置したときにその底面が多面体を構成する前記筐体中に、少なくとも光通信手段及び信号処理回路が収納された複数のモジュールと、
前記各モジュールの角錐の頂点を一致させ、かつ、前記各モジュールの底面が多面体の任意の面を構成するように前記各モジュールをセットしたときに、任意の一の前記モジュールから発した光信号を任意の他の前記モジュールに配信し得る光配信手段と
を有することを特徴とする三次元回路モジュール。
【請求項２】
完全な前記多面体を構成するモジュールの数よりも少ない数の前記モジュールをセットし得るようになっていることを特徴とする請求項１記載の三次元回路モジュール。
【請求項３】
前記各モジュールを構成する角錐はその頂点を含む部分が切除されており、前記各モジュールをセットしたときに前記切除部により形成された空間に、前記光配信手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【請求項４】
前記モジュールにおいては、前記光通信手段と前記信号処理回路とが別々の基板に搭載されて収納されており、前記角錐の頂点に近い方から、前記光通信手段を搭載した基板と、前記信号処理回路を搭載した基板とが層構造をなして配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【請求項５】
前記基板相互間の信号の授受は、電気配線により直接に、静電的に、或いは電磁的に行われ、又は光により行われていることを特徴とする請求項４記載の三次元回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元回路モジュールに関し、より詳しくは、通信システムなどを構成する三次元回路モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信システムを始めとして種々のシステムではマイクロプロセッサを組み込み、複雑な信号処理を行うようになってきている。そのため、システムは機能ごとにモジュール化されている。
【０００３】
各機能モジュールでは、半導体素子や、素子間で信号のやり取りを行うための信号の伝送部品などがボード上に搭載されている。そして、これらのボードが複数、階層的に配置され、或いは平面的に並べられてシステムが構成される。又は、システムを３次元的に構成した例（特許文献１、特許文献２、特許文献３）もある。
【０００４】
これらの場合、各ボード間や各層間で信号のやり取りを行うため、信号の伝送部品その他を備えている。信号の伝送部品に関し、ボード上の配線やバックプレーンにマイクロストリップラインを用いたり、ボード間を結ぶためにケーブルを用いたりしている。また、電気的通信又は光通信を利用した高速シリアル伝送路を用い、これらの伝送路を多対多の高速スイッチで切り換えることも行われている。
【特許文献１】特開２００５−８４７２８号公報
【特許文献２】特開平０４−２０８５８７号公報
【特許文献３】特開昭６０−１３０８５４号公報
【特許文献４】特開平０９−８４１４５号公報
【特許文献５】特開平０６−１０２８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、システム規模が増大してくると、複数のボードが平面的に並べられたのでは、システムサイズが大きくなってしまう。また、ボード配置を工夫して、複数のボードを階層的に配置し、或いはシステムを３次元的に構成した場合でも、複数のボード間で信号のやり取りを行おうとすると、信号経路も相当長くなるため、高速に十分な通信量を取り扱うことが難しくなる。
【０００６】
また、通信に必要な電力も、高速大容量交換網を作動させるために増大しており、特に、現在の高速サーバでは、通信に用いる信号やクロックを多数の長い配線を経てドライブする必要があるため、通信に必要な電力の増加が著しい。
【０００７】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みて創作されたもので、システムサイズをコンパクトにするとともに、高速に十分な通信量を取り扱うことができ、また通信に必要な電力を抑制することができる三次元回路モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、角錐状の筐体であって複数の該筐体の角錐の頂点を一致させて配置したときにその底面が多面体を構成する、その筐体中に、少なくとも光通信手段及び信号処理回路が収納された複数のモジュールと、前記各モジュールの角錐の頂点を一致させ、かつ、前記各モジュールの底面が多面体の任意の面を構成するように前記各モジュールをセットしたときに、任意の一の前記モジュールから発した光信号を任意の他の前記モジュールに配信し得る光配信手段とを有する三次元回路モジュールが提供される。
【０００９】
この三次元回路モジュールによれば、角錐状の筐体を備えた複数のモジュールを角錐の頂点を一致させ、かつ、各モジュールの底面が多面体の任意の面を構成するようにセットすることができるので、機能ごとに各モジュールを構成し、複数のモジュールで一つのシステムを構成したとき、システム形状は、多面体で表される立体形状、又は多面体の一部で表される立体形状となり、従って、システムが非常にコンパクトになる。
【００１０】
また、この三次元回路モジュールは、各モジュールの角錐の頂点を一致させ、かつ、各モジュールの底面が多面体の任意の面を構成するように各モジュールをセットしたときに、任意の一のモジュールから発した光信号を任意の他のモジュールに配信し得る光配信手段を有している。
【００１１】
この場合、モジュールの角錐の頂点を含む先端部分に光配信手段を配置すると、任意のモジュール間で信号のやり取りを行おうとするとき、どのモジュール間でも全て光通信により信号のやり取りを行うことができ、かつ、どのモジュール間でも信号経路は短く、かつ略等しくなる。これにより、この発明のシステムでは高速に十分な通信量を取り扱うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の三次元回路モジュールによれば、システム形状は、多面体で表される立体形状、又は多面体の一部で表される立体形状となるので、システムが非常にコンパクトになる。
【００１３】
また、この発明のシステムではどのモジュール間でも全て光通信により信号のやり取りを行うことができ、かつ、どのモジュール間でも信号経路は短く、かつ略等しくなるようにすることができるため、高速に十分な通信量を取り扱うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の三次元回路モジュールのシステム構成を示す模式図である。
【００１６】
第１の実施形態の三次元回路モジュールにおいては、図１に示すように、１２個の機能モジュール１〜１２がセットされ、それらの機能モジュール１〜１２が光配信手段２１を通して相互に信号のやり取りを行うことができるようになっている。
【００１７】
この実施形態の機能モジュール１〜１２では、十分な入出力バンド幅を持ち、処理分担能力がある場合、各モジュールには基本的に同じものを用いることができる。別個の機能を最初から作り込んでおく必要はなく、必要な機能をプログラムできるようになっていればよい。この場合に、各モジュールのプログラムの全て若しくは一部を入れ替えて再構成することにより負荷を再分散することができる。さらに、幾つかのモジュールについて外部と専用のインターフェイスを持つようにしてもよい。
【００１８】
なお、図１では、１２個の機能モジュール１〜１２をあげているが、システムの用途により、必要な機能モジュールの数は異なってくることはいうまでもない。
【００１９】
この発明で用い得る光配信手段２１として、光の散乱体、光の反射体、プリズム、ホログラム、及び光導波路の集合体の何れか一、或いはこれらの２以上の組み合わせを用いることができる。それらの詳細については次の第２の実施形態で説明する。
【００２０】
次に、三次元回路モジュールの具体的な構成例を以下に説明する。
【００２１】
図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の三次元回路モジュールのシステム形状を示す斜視図であり、図１の１２個の機能モジュール１〜１２を全てセットした場合に相当する。
【００２２】
この三次元回路モジュールのシステムの立体形状は、図２（ａ）に示すように、正十二面体を有する。正十二面体の各面は、各モジュールの底面に当たる。  この構造を詳しく説明すると、各モジュールは回路構成要素などを収納した五角錐の筐体で構成され、各モジュールの筐体の角錐の頂点が正１２面体の中心に集まるようになっている。このシステムでは最大１２個のモジュール１〜１２をセットすることができる。
【００２３】
各モジュールは完全な五角錐ではなく、頂点及びその周辺部が切除されており、システムとしてセットすると、中心部に空間が形成され、そこに光配信手段２１が設置されている。
【００２４】
なお、１２個よりも少ない数のモジュールでシステムが構成されるような場合も可能で、この場合システム形状は正十二面体の一部で構成される立体形状となる。
【００２５】
図２（ｂ）は、正十二面体、或いは正十二面体の一部で構成されるシステムを構築する場合に、五角錐の筐体で構成されるモジュールをセットするためのフレーム（枠）２２を示す斜視図である。
【００２６】
各モジュールの五角錐の筐体を角錐の頂点を一致させてセットできるようにするため、正十二面体の中心に１２個の五角錐の頂点が一致するように、放射状に五角錐のフレーム（枠）２２が形成されている。五角錐のフレーム２２は、底面を構成する、細線で作成した五角形の枠と、５つの側面を構成する、細線で作成した三角形の枠とで構成される。なお、５つの側面を構成する三角形の枠、及び底面を構成する五角形の枠は、図２（ｂ）に示すように、隣接する五角錐の対応するフレームと共通となるように形成してもよい。又は、各五角錐ごとにそれぞれ別々に形成してもよい。
【００２７】
この場合、正十二面体の中心及びその周辺に当たる領域２３にはフレームが形成されておらず、この領域に光配信手段が設置される空間が形成されるようになっている。
【００２８】
各モジュールの筐体を固定する機構として、各モジュールの筐体の五角錐の稜線に沿って図示しない溝を形成する。そのモジュールの筐体の溝が正十二面体のシステムを形づくるフレームにはめ込まれて、モジュールの筐体が固定される。また、正十二面体のシステムのフレームに、各モジュールの筐体の五角錐の稜線を支持するレール機構を設けてもよい。
【００２９】
次に、モジュールの機能の具体例を以下に説明する。
【００３０】
図２（ａ）に示す正十二面体１２の面の一つを平らな床に置いたとき、１２個のモジュールの配置は次のようになる。即ち、モジュール底面が上面に配置されるモジュールが１つ、モジュール底面が斜め上側に向くモジュールが５つ、モジュール底面が斜め下側に向くモジュールが５つ、モジュール底面が床と接触するモジュールが１つとなる。
【００３１】
上記のようにして１２個のモジュールを三次元回路モジュールにセットしたときの位置関係とインターフェイスの有無とを考慮して、一部のモジュールの機能を、例えば、次のように設定することができる。
【００３２】
前左下、前右下のモジュールには画像インターフェイスが外面に接続されるようにする。また、後左下、後右下のモジュールには音響インターフェイスと加速度・姿勢センサが取り付けられるようにする。下のモジュールには、温度、衝突、触覚センサからの信号が供給され、また、アクチュエータへの信号が出力され、その帰還信号を受け取るようにする。
【００３３】
次に、図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して、個々のモジュールの構成について説明する。
【００３４】
図３（ａ）は、モジュールの五角錐の筐体２０１を五角錐の頂点の方から見た図面であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【００３５】
モジュールは、図３（ａ）に示すように、頂点を含む部分５を切除した五角錐類似の筐体２０１と、筐体２０１の形状に合わせて、五角形の平面形状を有し、それぞれ面積を変えた３種類の基板１、２、３とで構成される。
【００３６】
筐体２０１は、側面４ａ〜４ｅが３角形の板状の樹脂やセラミックなどからなり、底面６が五角形の板状の樹脂やセラミックなどからなる。それらの板４ａ〜４ｅ、６が筐体２０１内部を囲うようにして五角錐類似の立体が形成されている。なお、細線を用いて五角錐類似の骨組み（フレーム）のみを形成してもよい。また、モジュールの底面６と一番下の基板１を共用させてもよい。
【００３７】
さらに、筐体２０１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、五角錐の頂点を含む先端部分５が切除されている五角錐類似の立体形状を有する。筐体２０１をシステムにセットしたときにその切除部５には光配信手段が配置されることになる。切除部５に配置された光配信手段より、セットされた全てのモジュールの先端部分を通して任意のモジュール同士相互に信号のやり取りを行うことができる。
【００３８】
各基板１、２、３は、図３（ｂ）に示すように、上から光インターフェース基板３、ＣＰＵ(Center Processing Unit)基板２、メモリ基板１である。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ光インターフェース基板３、ＣＰＵ基板２、メモリ基板１を示し、それぞれ基板を上から見た図である。なお、図３（ｂ）には図示していないが、各基板の表面の配線や、図５に示す基板間を接続する配線接続層や配線基板などが形成される。
【００３９】
光インターフェース基板３、ＣＰＵ基板２、及びメモリ基板１の材料として、熱伝導性がよく、また半導体チップと熱膨張係数の近いコバール等の金属やアルミナ、ガラスエポキシ等の絶縁材料が用いられる。
【００４０】
メモリ基板１には、基板上面にメモリ用半導体チップ１ａなどが搭載されている。ＣＰＵ基板２には、基板上面に半導体プロセッサチップなど２ａ、２ｂ、２ｃが搭載されている。
【００４１】
光インターフェース基板３には、基板下面に、少なくとも、パラレル／シリアル変換を行い、発光素子を変調する電気信号の処理回路を形成した半導体チップ３ｃと、処理された電気信号を光に変換する発光素子３ａと、光信号を電気信号に変換する受光素子３ｂと、変換された電気信号を復調し、シリアル／パラレル変換を行う電気信号の処理回路を形成した半導体チップ３ｄとが搭載されている。さらに、発光素子３ａの光出射領域に当たる箇所と、受光素子３ｂの受光領域に当たる箇所の光インターフェース基板には開口部７ａ、７ｂが形成されている。発光素子３ａとして、たとえば、面発光レーザや発光ダイオード（ＬＥＤ）の単体やアレイを用いることができる。また、受光素子３ｂとして、受光ダイオードの単体やアレイを用いることができる。これにより、モジュール内の容積をあまり増やさずに通信容量を増大することができる。
【００４２】
なお、半導体チップの基板への搭載は、上記した方法に限らず基板の上面又は下面何れであってもよい。
【００４３】
次に、図５を参照して、各基板内及び基板間相互の配線接続方法の詳細、及びさらに詳細な内部構成を説明する。
【００４４】
図５に示すように、光インターフェース基板３とＣＰＵ基板２の間に配線基板１１ｂが介在し、さらに光インターフェース基板３と配線基板１１ｂの間、及びＣＰＵ基板２と配線基板１１ｂの間には配線接続層１２ｄ、１２ｃが介在している。配線接続層１２ｄ、１２ｃは、光インターフェース基板３に搭載された半導体チップ３ｂ及びＣＰＵ基板２に搭載された半導体チップ２ｂと配線基板１１ｂに形成された配線とをビアにより相互接続する。
【００４５】
また、メモリ基板１とＣＰＵ基板２の間に配線基板１１ａが介在し、さらにメモリ基板１と配線基板１１ａの間、及びＣＰＵ基板２と配線基板１１ａの間には配線接続層１２ｂ、１２ａが介在している。配線接続層１２ｂ、１２ａは、メモリ基板１に搭載された半導体チップ１ａ及びＣＰＵ基板２に搭載された半導体チップ２ｃと配線基板１１ａに形成された配線とをビアにより相互接続する。
【００４６】
さらに、光インターフェース基板３とＣＰＵ基板２の間の配線基板１１ｂと、メモリ基板１とＣＰＵ基板２の間の配線基板１１ａとは、ＣＰＵ基板２の貫通孔を通して配線接続層１２ｅにより相互接続されている。
【００４７】
また、３つの基板１、２、３に形成された貫通穴を介して３つの基板１、２、３全体にわたってヒートパイプ１３が搭載されている。さらに、メモリ基板１の下面には放熱板１４が下面全体に取り付けられている。そのほか、パイプに空気や液体を流し、或いは循環させて冷却する機構を設けてもよい。この場合、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）により作成したポンプを用いることができる。また、筐体を構成する板材に放熱性の良い材料を用い、この筐体に熱を伝える機構を設けて熱を放熱させるようにしてもよい。これらのヒートパイプ及び放熱板などによりモジュール内部が冷却される。
【００４８】
また、メモリ基板１及び放熱板１４を貫通する穴を通して外部端子１５が形成されている。外部端子１５は、配線接続層１２ｄによりメモリ基板１とＣＰＵ基板２の間の配線基板１１ａと接続されている。
【００４９】
上記配線基板１１ａ、１１ｂとして、一般に用いられる配線基板や、テフロン（登録商標）、エポキシ系あるいはセラミックの単層の又は多層の配線基板が用いられる。
【００５０】
また、配線接続層１２ａ〜１２ｅの絶縁材料には、熱応力や機械的な振動応力を吸収する柔軟性が求められ、その材料として半導体チップの大きさ以下に裁断したポリマー、例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、シリコーンゴム等の合成ゴムや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を用いることができる。配線接続層１２ａ〜１２ｅは、これらの材料からなる厚膜にフォトリソグラフィー技術により形成されたビアホールにビアが埋め込まれてなる。
【００５１】
また、基板に光デバイスを搭載し、光導波路を用いて、モジュール内で光通信を行うことも可能である。
【００５２】
さらに、１２個のモジュールのうち、一つ以上のモジュールに無線送信手段及び受信手段のうち少なくとも何れか一を搭載してもよい。これにより、３次元回路モジュールと外部との間で通信が可能となる。また、３次元回路モジュール内では光信号により通信しており、マイクロ波〜ミリ波帯の通信を阻害しないので、モジュール内或いはモジュール間で無線送信手段及び受信手段を設け、三次元回路モジュール内で同じ部分を経由する無線通信を併用することも可能である。
【００５３】
また、各モジュールに発電機能をもつ燃料電池等を搭載してもよい。この場合、燃料としてメタノールを用いることで、その一部を冷媒として用いてもよい。これにより、実装回線数が多くても、必要な回線だけに電力を使用することで、交換・多重化に要するオーバヘッドがないので、全体として大幅な電力節減となる。
【００５４】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、この三次元回路モジュールは、角錐状の筐体２０１を備えた複数のモジュールを角錐の頂点を一致させ、かつ、各モジュールの底面６が多面体１０１の任意の面を構成するようにセットすることができるように構成されている。
【００５５】
したがって、機能ごとに各モジュールを構成し、複数のモジュールで一つのシステムを構成したとき、システム形状は、多面体で表される立体形状、又は多面体の一部で表される立体形状となるので、システムが非常にコンパクトになる。
【００５６】
また、この三次元回路モジュールは、上記のように、各モジュールの角錐の頂点を一致させ、かつ、各モジュールの底面が多面体の任意の面を構成するようにセットしたときに、任意の一のモジュールから発した光信号を任意の他のモジュールに配信し得る光配信手段２１を有している。
【００５７】
この場合、モジュールの五角錐の頂点を含む先端部分を切除し、その切除部に光配信手段を配置すると、セットされた全てのモジュールの先端部分を通して信号のやり取りを行うことができる。したがって、任意のモジュール間で信号のやり取りを行おうとするとき、どのモジュール間でも全て光通信により信号のやり取りを行うことができ、しかも、どのモジュール間でも信号経路は短く、かつ略等しくなる。これにより、この発明のシステムでは高速に十分な通信量を取り扱うことができることとなる。
【００５８】
また、障害時には診断プログラムにより判明した故障モジュールのみ交換するだけでシステムを復帰させることができる。また、モジュール間で複雑な結線を行う必要がなく、モジュールを多面体の外側から抜き差しすることができるので、保守と更新が容易である。
【００５９】
なお、上記ではモジュール内で基板１、２、３を３層設けているが、実用範囲内で１以上、任意の複数の基板を設けることができる。
【００６０】
また、システムの形状が正十二面体１０１となる場合を説明したが、正四面体以上、実用上の範囲の正多面体となる場合にも本発明を適用することができる。
【００６１】
また、正多面体に限らず、例えば、五、六角錘を変形・混用してより自由な立体を形成してもよい。或いは、球状乃至多面体状のフレームに扱い易い例えば四角錘状のモジュールを離間して、好ましくは均等に頂点を内側にして固定して用いてもよい。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、図７乃至図１０を参照して三次元回路モジュールの正多面体の中心領域に取り付けられる具体的な光配信手段２１について説明する。以下は、第２の実施形態に係る光配信手段の具体例である。
【００６３】
（１）光の散乱体
ガラス粉末を軟化点程度の温度で凝集させる等の方法により作製した、発光素子からの光ビーム径前後の直径をもつ球形の構造物を用いる。ＬＥＤを直接変調する構成が適し、干渉性の高い高輝度ＬＥＤやＬＤを用いる場合にスペックルが生じ易いので、材料の粒径・焼成方法・構造体の形状には注意が必要である。
【００６４】
各モジュールはＬＥＤを直接変調して送信を行い、この光を簡単な光学系で光ビームとして、多面体の中心部に保持されたただ一個の光の散乱体にそれぞれのモジュールの方向から出射する。図７に示すように、光の散乱体２１aはほぼ等方的にこの光を散乱し、散乱された光は全てのモジュールで受信可能である。このように、この方法ではバス形式の接続が実現される。
【００６５】
（２）光の反射体
図８に示すように、モジュールの底面６が隣接するモジュールの底面となす角度のおよそ半分の角度を持つ小さく浅い角錐の側面を鏡面として光の反射体２１ｂを逆さまに各角錐の頂点付近に保持する。
【００６６】
なお、光の反射体２１ｂは必ずしも逆さまにしなくてもよいが、その場合光路が交差することに注意する必要がある。
【００６７】
この鏡面に一様に一本の送信ビームを当てて分割することにより隣接モジュールへの送信が可能となる。また、多数の送信機を各モジュールに設け、角錐の角面にそれぞれのビームを照射すれば近接モジュールに個々に専用配線経路を設けることができる。
【００６８】
角錐状の鏡の代わりに部分多面体状の鏡を用いることにより、隣接するモジュール、そのまた隣接するモジュールなどより多数のモジュールへ送信することができる。
【００６９】
（３）プリズム
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、台形状、凹状或いは凸状のプリズム２１ｃ、２１ｄ、２１eを利用して多面体の中心を境にして、対向するモジュール及びそれに隣接するモジュールに送信することができる。
【００７０】
（４）ホログラム
各モジュールの発光素子の上方にホログラムを保持し、各モジュールからの送信光を任意のモジュールに配信する。好ましくは、図１０に示すように、各モジュールの発光素子３ａの発光面に直接ホログラム２１ｆを装着するとよい。
【００７１】
ホログラム２１ｆは計算処理により作製するか、或いは単一のレーザからスプリットした光ビームを送信側と受信側モジュールの受光部側双方からホログラム原盤に向け想定光路上に照射・露光して作製することができる。
【００７２】
（５）光導波路の集合体
発光素子からスターカプラを経由して各モジュールの受光素子に光導波路を接続する。受光素子上ではディレクショナルカプラで結合して光電変換を行う。
【００７３】
（６）上記の組み合わせに係る光配信手段
上記した光の散乱体と光の反射体とを組み合わせることができる。光の散乱体は多面体の中心部に保持することが望ましいが、その場合、光の反射体は、各角錐の中心軸上に保持した場合でも例えば中心部に光を透過する窓を設けることにより光の散乱体と共用することができる。
【００７４】
また、プリズムと光の反射体（或いはハーフミラー）とを組み合わせ、直進光と反射光を利用する。これにより、送信を行うモジュールに対向するモジュールや、送信を行うモジュールに隣接するモジュール及び近接するモジュールや、対向するモジュールに近接するモジュールに送信することができる。
【００７５】
また、その他の光配信手段も任意に選択して共用することができる。この場合、一のモジュールの光配信手段で配信される光ビームが他のモジュールの配信手段で遮られることのないように各角錐の中心軸から離れた位置、したがって多面体の中心からも必要なだけ離れた各角錐内に保持する。
【００７６】
次に、図１及び図６を参照して上記三次元回路モジュールの動作方法について説明する。図６は、動作方法について説明する三次元回路モジュールの模式図である。
【００７７】
モジュール１〜１２のうち、図６ではモジュール１、６、７、１２のみを示す。また、光配信手段として光の散乱体を用いる。
【００７８】
モジュール７の光インターフェース基板に搭載された発光素子から処理信号及び送信先を表す符号などを含む光が、光配信手段に向けて出射される。なお、送信先は一つでもよいし、モジュール２〜１２全てでもよい。
【００７９】
光配信手段によりその光は散乱されて各モジュール２〜１２に配信される。
【００８０】
各モジュール２〜１２では、配信された光が受光素子に入射されて、電気信号に変換される。そして、受光素子と接続された電気回路により、変換された電気信号から送信先を弁別し、該当すればその信号を取り込んで、次の処理回路に送る。該当しなければ、その信号を後段の処理回路には送らないようにする。
【００８１】
モジュール２〜１２のうち該当するモジュールでは、後段の処理回路により、送信された電気信号に基き、信号処理が行われる。
【００８２】
以上のようにして、第２の実施形態の三次元回路モジュールによれば、一対一、及び一対多の通信が可能である。
【００８３】
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
【００８４】
（付記１）
角錐状の筐体であって複数の該筐体の角錐の頂点を一致させて配置したときにその底面が多面体を構成する前記筐体中に、少なくとも光通信手段及び信号処理回路が収納された複数のモジュールと、前記各モジュールの角錐の頂点を一致させ、かつ、前記各モジュールの底面が多面体の任意の面を構成するようにセットしたときに、任意の一の前記モジュールから発した光信号を任意の他の前記モジュールに配信し得る光配信手段とを有することを特徴とする三次元回路モジュール。
【００８５】
（付記２）
完全な前記多面体を構成するモジュールの数よりも少ない数の前記モジュールをセットし得るようになっていることを特徴とする付記１記載の三次元回路モジュール。
【００８６】
（付記３）
前記光通信手段は、少なくとも、パラレル／シリアル変換を行う電気信号の処理回路と、該処理された電気信号を光に変換する発光手段と、光信号を電気信号に変換する受光手段と、該変換された電気信号のシリアル／パラレル変換を行う電気信号の処理回路とで構成されていることを特徴とする付記１又は２の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００８７】
（付記４）
前記各モジュールを構成する角錐はその頂点を含む部分が切除されており、前記各モジュールをセットしたときに前記切除部により形成された空間に、前記光配信手段が設けられていることを特徴とする付記１乃至３の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００８８】
（付記５）
前記光配信手段は、光の散乱体であることを特徴とする付記１乃至４の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００８９】
（付記６）
前記光配信手段は、光の反射体であることを特徴とする付記１乃至４の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９０】
（付記７）
前記光配信手段は、光を屈折或いは反射させるプリズムであることを特徴とする付記１乃至４の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９１】
（付記８）
前記光配信手段は、ホログラムであることを特徴とする付記１乃至４の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９２】
（付記９）
前記光配信手段は、光導波路の集合体であることを特徴とする付記１乃至４の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９３】
（付記１０）
前記光配信手段は、光の散乱体、光の反射体、プリズム、ホログラム、及び光導波路の集合体のうち少なくとも２以上を組み合わせたものであることを特徴とする付記１乃至４の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９４】
（付記１１）
前記モジュールにおいては、前記光通信手段と前記信号処理回路とが別々の基板に搭載されて収納されており、前記角錐の頂点に近い方から、前記光通信手段を搭載した基板と、前記信号処理回路を搭載した基板とが層構造をなして配置されていることを特徴とする付記１乃至１０の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９５】
（付記１２）
前記基板相互間の信号の授受は、電気配線により直接に、静電的に、或いは電磁的に行われ、又は光により行われていることを特徴とする付記１１記載の三次元回路モジュール。
【００９６】
（付記１３）
前記基板間には、前記基板相互間の信号の授受を補助する１以上の接続層が介在していることを特徴とする付記１１又は１２の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９７】
（付記１４）
前記モジュールは、冷却用媒体を流す配管を備えていることを特徴とする付記１乃至１３の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９８】
（付記１５）
前記モジュールは、該モジュール内又は該モジュール間で無線で通信を行うための送受信装置を備えていることを特徴とする付記１乃至１４の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【００９９】
（付記１６）
前記各モジュールのうち少なくとも一つは、この三次元回路モジュールの外部と無線で通信を行うための送受信装置を備えていることを特徴とする付記１乃至１４の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【０１００】
（付記１７）
前記各モジュールのうち少なくとも一つは、発電手段を備えていることを特徴とする付記１乃至１６の何れか一に記載の三次元回路モジュール。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る三次元回路モジュールを示す模式図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る三次元回路モジュールの構成を示す斜視図である。（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る三次元回路モジュールの構成のうち、フレームを示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る三次元回路モジュールを構成する一つのモジュールの構成を示す上面図である。（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る三次元回路モジュールを構成する一つのモジュール内の光インターフェース基板の構成を示す上面図である。（ｂ）は、同じくＣＰＵ基板の構成を示す上面図である。（ｃ）は、同じくメモリ基板の構成を示す上面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る三次元回路モジュールを構成する一つのモジュール内の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る三次元回路モジュールの光配信方法を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る三次元回路モジュールの光配信手段である光の散乱体を示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る三次元回路モジュールの光配信手段である光の反射体を示す模式図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）本発明の第２の実施形態に係る三次元回路モジュールの光配信手段であるプリズムを示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る三次元回路モジュールの光配信手段であるホログラムを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…メモリ基板、
１ａ、２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｄ…半導体チップ
２…ＣＰＵ基板、
３…光インターフェース基板、
４ａ〜４ｅ…モジュールの側面、
５…切除部、
６…モジュールの底面、
７ａ、７ｂ…開口部、
１１ａ、１１ｂ…配線基板、
１２ａ〜１２ｅ…配線接続層、
１３…ヒートパイプ、
１４…放熱板、
１５…外部端子、
２１…光配信手段、
２１ａ…光の散乱体、
２１ｂ…光の反射体、
２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ…プリズム、
２１f…ホログラム、
１０１…多面体（正十二面体）、
２０１…筐体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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