(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を透過する透光性材料で形成されてなる板状の部材であり、一端部に、平面的に見て複数の段差を設けることにより形成され、光信号が入出射する複数の光入出射部と、他端部に形成され、前記光入出射部から入射した光信号を前記入出射部に向かって反射する反射部とを備える光伝送路を有してなり、
前記光伝送路が、平面的に見て互いに重なり合わないように、厚さ方向に積層されてなるとともに、
前記光伝送路を通じて光信号を授受するドーターボードを前記光伝送路に接続したときに、前記ドーターボードから出射して前記光伝送路を前記反射部に向かって進行する光信号の光路長が、前記光信号のそれぞれについて等しくなるように、前記光伝送路の寸法が決定されてなることを特徴とする光データバス。
【請求項２】
前記光伝送路を通じて光信号を授受するドーターボードを前記光伝送路に接続したときに、前記光伝送路が、前記ドーターボードに対して平面的に見て斜めに位置するように前記光伝送路が積層されてなる請求項１に記載の光データバス。
【請求項３】
電子回路を少なくとも１つ備えてなるドーターボードと、
前記ドーターボードを装着する複数のコネクタが一方の面に載置されたマザーボードと、
前記マザーボードにおける前記コネクタが載置された側の面に載置され、前記コネクタに前記ドーターボードを装着すると前記ドーターボードにおける電子回路に電気的に接続され、前記電子回路からの電気信号を光信号に変換して前記光信号を送出する光信号送出手段と、
前記マザーボードにおける前記面に載置され、前記コネクタに前記ドーターボードを装着すると前記ドーターボードにおける電子回路に電気的に接続され、光信号を受光して電気信号に変換して前記電子回路に伝達する光信号受取手段と、
前記マザーボードにおける前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段が載置された側とは反対側に載置され、一端部に形成され、光信号が入出射する複数の光入出射部、および他端部に形成され、前記光入出射部から入射した光信号を前記入出射部に向かって反射する反射部を備える光伝送路を有する請求項１または２に記載の光データバスと
を備えるとともに、
前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段と前記光データバスにおける光入出射部とを光学的に接続するスルーホールが前記マザーボードに穿設されてなることを特徴とする光電気混載基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光データバス及び光電気混載基板に関し、特に、回路基板に形成された複数の電子回路の間において光信号の伝送を担う光データバス、及び前記回路基板と前記光データバスとを有する光電気混載基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超大規模集積回路(VLSI)の開発により、データ処理システムで使用する回路基板(ドーターボード)の回路機能が大幅に増大してきている。回路機能が増大するにつれて各回路基板に対する信号接続数が増大する為、各回路基板(ドーターボード)間をバス構造で接続するデータバスボード(マザーボード)には多数の接続コネクタと接続線を必要とする並列アーキテクチャが採用されている。接続線の多層化と微細化により並列化を進めることにより、並列バスの動作速度の向上が図られてきた。しかし接続配線間容量や接続配線抵抗に起因する信号遅延により、システムの処理速度が並列バスの動作速度によって制限されることもある。また、並列バス接続配線の高密度化による電磁ノイズ(EMI:Electromagnetic  Interference)の問題もシステムの処理速度向上に対しては大きな制約となる。そこで、主に幹線系で脚光を浴びている光インターコネクションが、基板間の電気配線の分野にも応用されるようになってきている。
【０００３】
従来提案された光インターコネクション技術としては、たとえば、特開平２−４１０４２号公報に記載の、各回路基板の表裏両面に発光/受光デバイスを配置し、システムフレームに組み込まれた回路基板のうち、隣接する回路基板上の発光／受光デバイス間を空間的に光で結合した各回路基板相互間のループ伝送用の直列光データ・バスがある。
【０００４】
前記直列光データ・バスでは、ある１枚の回路基板から送られた光信号が隣接する回路基板で光／電気変換され、さらにその回路基板でもう一度電気／光変換されて次に隣接する回路基板に光信号を送るというように、各回路基板が順次直列に配列され、各回路基板上で光電気変換、電気/光変換を繰り返しながらシステムフレームに組み込まれたすべての回路基板間に伝達される。
【０００５】
このため、信号伝達速度は、各回路基板上に配置された受光/発光デバイスの光／電気変換速度及び電気／光変換速度に依存すると同時にその制約を受ける。また、各回路基板相互間のデータ伝送には、各回路基板上に配置された受光／発光デバイスにより、自由空間を介在させた光結合を用いているため、隣接する光データ伝送路間の干渉(クロストーク)が発生し、データの伝送不良が生じることが予想される。また、システムフレーム内の環境、例えば埃などにより光信号が散乱することによりデータの伝送不良が発生することも予想される。
【０００６】
特開昭６１−１９６２１０号公報においては、プレート表面に配置された回折格子、反射素子により構成された光路を介して回路基板間を光学的に結合する光学接続装置が提案されている。
【０００７】
しかし、前記光学接続装置においては、１点から発せられた光を固定された１点にしか接続できないために、電気バスの様に全ての回路基板間を網羅的に接続することができない。
【０００８】
また、分岐素子を具備した光接続装置を使用した各回路基板相互間のデータ伝送に関しても、いくつかの提案がなれている。
【０００９】
更に、分岐された光信号の強度を均一化するスターカプラが、特開平９−１８４９４１号公報に記載されている。このスターカプラは、概略的には複数の光ファイバの片端を束ねて固定し、その一方の端面に複数の光ファイバを覆う広さの導光路を当接し、他方の端面に光拡散反射手段を備えている。
【００１０】
前記スターカプラを用いて回路基板相互間のデータ伝送を行う場合、接続基板数が多くなると受発光素子と接続するファイバの本数が多くなり、構成が複雑になり、装置が大型化するという問題が生じる。
【００１１】
特開２０００−８１５２４号公報においては、同一基板上の、一対の発光受光素子間の光送受信を、基板に設けた貫通穴を通して行う光送受信システムが提案されている。前記光送受信システムにおいては、同一面にある発光受光素子間の通信も、二つの貫通穴と光導波路を使うことによって可能である。
【００１２】
しかし、前記光送受信システムにおいては、バックプレーンバスのように複数のチップあるいはドーターボード間を接続して通信を行うことはできず、また一つのチップあるいはドーターボードから複数のチップあるいはドーターボードへのブロードキャスト通信ができない。
【００１３】
また、特開平５−１０２６８１号公報においては、電子回路の形成されたプリント配線板に複数の穴を設け、前記各穴中に光コネクタを取り付け、光コネクタの任意の対を接続する光伝送路をプリント配線板の表面上又は内部に設け、外部プリント配線板の電気コネクタが嵌合接続される電気コネクタを装着した光・電気両用バックボードが提案されている。
【００１４】
しかし、前記光・電気両用バックボードにおいても、バックプレーンバスのように複数のドーターボード間を接続して通信を行うことはできず、また一つのドーターボードから複数のドーターボードへのブロードキャスト通信はできない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して、特願平１１−２５４０５７号明細書に記載した光分岐装置を複数用いて光データバスを形成すれば、出射される光信号の強度が概ね均一であり、光の利用効率の高い光バスシステムが提供できる。
【００１６】
しかしながら図９に概略図を示したように、前記光データバスにおいて、平面状に光分岐装置を並べて光伝送路を形成した場合には、光伝送路が広い面積を占め、したがって、基板の表面に前記光分岐装置を実装すると、他の実装部品の配置が制約されるという問題があった。また、前記光分岐装置を前記基板の裏面に実装して光伝送路を形成する場合には、電子回路基板上の受発光素子と前記光分岐装置との結合に４５度面や光導波路などの光結合用の部品が必要であった。
【００１７】
本発明は、出射される光信号の強度が概ね均一であり、光の利用効率が高いだけでなく、実装時に広い面積が不要であり、したがって受光素子と発光素子とを近接させてアレイ化することが容易であり、更に、信号の劣化や電磁ノイズの影響を受け難い光データバス、及び前記光データバスを有する光電気混載基板を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光信号を透過する透光性材料で形成されてなる板状の部材であり、一端部に、平面的に見て複数の段差を設けることにより形成され、光信号が入出射する複数の光入出射部と、他端部に形成され、前記光入出射部から入射した光信号を前記入出射部に向かって反射する反射部とを備える光伝送路を有してなり、前記光伝送路が、平面的に見て互いに重なり合わないように、厚さ方向に積層されてなるとともに、前記光伝送路を通じて光信号を授受するドーターボードを前記光伝送路に接続したときに、前記ドーターボードから出射して前記光伝送路を前記反射部に向かって進行する光信号の光路長が、前記光信号のそれぞれについて等しくなるように、前記光伝送路の寸法が決定されてなることを特徴とする光データバスに関する。
【００１９】
前記光データバスは、光伝送路が厚さ方向に積層されているから、実装面積が小さくて済むという特長がある。
それに加えて発光素子から前記光伝送路を通って受光素子までの光路長が、何れの光伝送路についても一定にできるから、複数組の発光素子と受光素子とを使用して光信号を授受するときも、前記光信号の間にスキューが生じることがない点でも好ましい。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、前記光伝送路を通じて光信号を授受するドーターボードを前記光伝送路に接続したときに、前記光伝送路が、前記ドーターボードに対して平面的に見て斜めに位置するように前記光伝送路が積層されてなる請求項１に記載の光データバスに関する。
【００２３】
前記光データバスを用いた光電気混載基板においては、ドーターボードをマザーボードの側縁に対して等距離に配置できるから、実装効率が特に高い。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、電子回路を少なくとも１つ備えてなるドーターボードと、前記ドーターボードを装着する複数のコネクタが一方の面に載置されたマザーボードと、前記マザーボードにおける前記コネクタが載置された側の面に載置され、前記コネクタに前記ドーターボードを装着すると前記ドーターボードにおける電子回路に電気的に接続され、前記電子回路からの電気信号を光信号に変換して前記光信号を送出する光信号送出手段と、前記マザーボードにおける前記面に載置され、前記コネクタに前記ドーターボードを装着すると前記ドーターボードにおける電子回路に電気的に接続され、光信号を受光して電気信号に変換して前記電子回路に伝達する光信号受取手段と、前記マザーボードにおける前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段が載置された側とは反対側に載置され、一端部に形成され、光信号が入出射する複数の光入出射部、および他端部に形成され、前記光入出射部から入射した光信号を前記入出射部に向かって反射する反射部を備える光伝送路を有する請求項１または２に記載の光データバスとを備えるとともに、前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段と前記光データバスにおける光入出射部とを光学的に接続するスルーホールが前記マザーボードに穿設されてなることを特徴とする光電気混載基板に関する。
【００２５】
前記光電気混載基板においては、前記ドーターボードを前記コネクタに装着すると、前記ドーターボード上の電子回路が、前記前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段と電気的に結合される。
【００２６】
したがって、一のドーターボード上の電子回路から、他のドーターボード上の電子回路に、前記光データ−バスを介して信号を送ることができる。
【００２７】
更に、前記光電気混載基板においては、前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段と前記光データバスにおける光入出射部とが、マザーボードに穿設されたスルーホールによって光学的に接続されているから、前記光信号送出手段及び前記光信号受取手段と前記光データバスにおける光入出射部との間の光学的結合が、外光によって乱されることがない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
１．光データバス
１−１  第１実施形態
本発明に係る光データバスの一例を図１に示す。図１において、前記データバスを上方から見たところを（ａ）に、側方から見たところを（ｂ）に、斜め上から見たところを（ｃ）に示す。
【００２９】
光データバス１００に使用される光伝送路を図２に示す。図２において、（ａ）は、前記光伝送路の全体形状を示し、（ｂ）は、光信号が、上方から、前記光伝送路における光入出射部のうちの１つに入射し、光入出射部から上方に向かって出射するところを示す。
【００３０】
光伝送路２は、図１及び図２に示すように、光信号を透過する透光性材料で形成された略長方形の平面形状を有する長尺板状の部材であり、光信号が進行する平版状のコア部４と、コア部４の表面を覆う層状のクラッド部６とを有する。コア部４及びクラッド部６の何れも、透光性材料で形成されるが、クラッド部６に、前記コア部４よりも屈折率の低い材料を使用することにより、光伝送路２に入射した光信号は、コア部４とクラッド部６との界面で全反射する。
【００３１】
ここで、本発明で用いる光源としては、半導体レーザ及び発光ダイオードが挙げられる。
【００３２】
前記透光性材料としては、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ４−メチルペンテン−１やエチレン・プロピレン共重合体などのアモルファスポリオレフィン、及び弗化ビニリデンやテトラフルオロエチレンなどの弗素系樹脂のような透明プラスチック材料、並びに石英、石英ガラス、弗化物系ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、燐酸ガラス、及び弗燐酸ガラスなどの透明ガラス系材料等が挙げられる。
【００３３】
光伝送路２の一端側には、図１及び図２に示すように、平面的に見て４つの段差２ｂが幅方向に形成されている。ここで、「平面的に見る」ことは、図１に示す光データバス１００に後述するドーターボード１２を接続する方向、換言すれば図１における上方から見ることと言い替えることもできる。
【００３４】
段差２ｂの部分における一端側の面２ａは、図２に示すように、光伝送路２の上面に対して４５°の角度を成すように形成され、４つの光入出射部８が形成されている。４つの光入出射部８は、何れも、光伝送路２の上面における段差２ｂの近傍から入射した光信号の経路を、コア部４における他端側に向かう方向に９０°屈曲させ、又、他端側における反射部１０から反射した光信号の経路を９０°屈曲させて光伝送路２の上面から出射させる機能を有する。光入出射部８を形成する一端側の面２ａを、以下、光伝送路２の前記一端部側から他端部側に向かって、それぞれ光信号反射面８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、及び８Ｄということがある。光信号反射面８Ａ〜８Ｄは、何れも入射及び出射する光信号の損失がないように、鏡面状に仕上ることが好ましい。
【００３５】
光伝送路２の一端側には、図１及び図２に示すように、光入出射部８から光伝送路２内に入射した光信号を反射する反射部１０が形成されている。反射部１０は、前記他端面を研磨加工するか、又は前記他端面を研磨し、更に入射光を広がり角θで反射・拡散させるホログラム面などを形成するかすることにより形成できる。前記他端面にホログラム面を形成する方法としては、前記他端面に直接ホログラム面を形成する方法のほか、透過型ビーム整形ディフューザにおけるホログラム面に反射面を形成した反射型ビーム整形ディフューザを、ホログラム面を形成していない側の面において前記他端面に貼り合わせる方法などが挙げられる。
【００３６】
一の光入出射部８から光伝送路２の内部に入射した光信号が、前記ホログラム面を形成した反射部１０で反射される状態を図３に示す。図３における反射部１０の左端から反射部１０寄りの光信号反射面８Ｄを見たときの図３における光伝送路２の左側の長辺に対する角度をφとすると、広がり角θは、前記角度φより大きいことが好ましく、特に、３φ以上であることが好ましい。広がり角θが前記角度φより大きければ、図３に示すように、前記一の光入出射面８の何れかから入射した光信号Ｓは、光伝送路２の側面において少なくとも１回全反射するから、光信号Ｓは、光伝送路２の内部に一様に拡散する。
【００３７】
以下において、光信号Ｓが、光信号反射面８Ａを有する光入出射部８に入射した場合を例にとって、一の光入出射部８から入射した光信号Ｓが、光伝送路２の内部でどのように反射・拡散されて光入出射部８から出射するかについて説明する。
【００３８】
図２において（ｂ）に示すように、光信号Ｓが光信号反射面８Ａに向かって光伝送路２の上面に対して直角に入射すると、光信号Ｓは、光信号反射面８Ａで、入射方向に対して直角の方向に全反射し、反射部１０に向かって進行する。
【００３９】
反射部１０に入射した光信号Ｓは、図３に示すように、広がり角θで光伝送路２における光入出射部８が形成された側の端部に向かって反射・拡散するから、光信号Ｓは、光伝送路２の側面において少なくとも１回全反射する。したがって、光信号Ｓは、光伝送路２の内部において、入射方向に対して直角の方向に沿ってほぼ一様に拡散する。
【００４０】
光伝送路２の内部に拡散した光信号Ｓは、図２において（ｂ）に示すように、光信号反射面８Ａ〜８Ｄにおいて前記拡散方向に対して直角の方向、即ち図２における光伝送路２の上面に対して直角の方向に反射され、光伝送路２の上面から出射する。したがって、光信号反射面８Ａ〜８Ｄのそれぞれに対応する光入出射部８から出射した光信号の強度は、何れもほぼ同一である。
【００４１】
光信号反射面８Ｂ〜８Ｄの何れかに入射した光信号も、同様に光伝送路２の内部を反射部１０に向かって進行して反射部１０において反射・拡散されることにより、光伝送路２の内部に一様に拡散する。そして、光信号反射面８Ａ〜８Ｄに対応する光入出射部８から、ほぼ一様の強度を有する光信号が出射する。
【００４２】
光データバス１００について以下に説明する。
【００４３】
図１に示すように、光データバス１００においては、４枚の光伝送路２が、平面的に見て互いに重ならないように、それぞれ幅方向、即ち短辺に対して平行な方向に沿ってずらした状態で厚さ方向に積層されている。以下、前記４枚の光伝送路２を、図１における上方から下方に向かって、それぞれ光伝送路２Ａ、光伝送路２Ｂ、光伝送路２Ｃ、及び光伝送路２Ｄということがある。光伝送路２Ａ〜２Ｄにおける光信号反射面８Ａ〜８Ｄは、図１における上方から見て、何れも光伝送路２の幅方向に沿って一列に配置されている。
【００４４】
光データバス１００においては、１枚の光伝送路２により授受できる光信号のビット幅は電気信号における１ビットに相当する。したがって光データバス１００全体では、４ビットの電気信号に相当する光信号を授受できる。
【００４５】
また、光データバス１００においては、光伝送路２を幅方向にずらして積層されているが、光伝送路２を長手方向、言い替えれば、長い辺に平行な方向にずらして積層した光データバスも、本発明の光データバスに包含される。
【００４６】
光データバス１００を、図１に示すように、光伝送路２Ａ〜２Ｄを通して光信号を授受する複数のドーターボード１２、及びドーターボード１２に電気的に接続され、光データバス１００を構成する４枚の光伝送路２Ａ〜２Ｄのそれぞれに光信号を入出射する光電変換部１４と組合せることにより、本発明の光電気混載基板が構成できる。尚、ドーターボード１２に形成された電子回路は、本発明の光電気混載基板における電子回路に相当し、光電変換部１４は、本発明の光電気混載基板における光信号送出手段及び光信号受取手段に相当する。
【００４７】
図１に示す例においては、ドーターボード１２は４枚設けられ、光データバス１００の上方に、光データバス１００における光伝送路２の長手方向に対して直角の方向に沿って、互いに並行に配設されている。そして、光電変換部１４は、各ドーターボード１２につき４個づつ設けられている。以下、前記４枚のドーターボード１２を、図１に示すように、光伝送路２の前記他端側から前記一端側に向かってドーターボード１２Ａ、ドーターボード１２Ｂ、ドーターボード１２Ｃ、ドーターボード１２Ｄということがある。また、それぞれのドーターボード１２に設けられた４個の光電変換部１４の内、光伝送路２Ａに光信号を入出射するものを、光電変換部１４ａといい、光伝送路２Ｂに光信号を入出射するものを、光電変換部１４ｂといい、光伝送路２Ｃに光信号を入出射するものを、光電変換部１４ｃといい、光伝送路２Ｄに光信号を入出射するものを、光電変換部１４ｄということがある。
【００４８】
但し、ドーターボード１２の枚数は４枚には限定されず、また、光データバス１００の上方以外の場所に配設されていてもよい。また、１枚のドーターボード１２における光電変換部１４の個数は、光データバスにおける光伝導路の枚数に応じて増減できる。
【００４９】
ドーターボード１２としては、具体的には、例えばＣＰＵアップグレード基板、メモリ増設基板、デュアルプロセッシング基板、画像処理基板、及び外部インタフェース接続基板などがある。前記電子回路は、本発明の光電気混載基板における電子回路に相当する。
【００５０】
光電変換部１４は、たとえば特定の電圧を印加するなどすると発光して光信号を送出する発光素子と、ドーターボード１２における電子回路からのデジタル電気信号を電圧信号に変換して前記発光素子を発光させる電気−光変換回路と、光信号を受光して電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子からの電気信号を前記電子回路が処理できるデジタル電気信号に変換する光−電気変換回路とを備える光電変換装置から構成される。前記発光素子としては、例えば発光ダイオード及び半導体レーザなどが挙げられる。前記受光素子としては、例えばフォトダイオードなどが挙げられる。
【００５１】
前記光電気混載基板においては、光データバス１００と、ドーターボード１２との間で以下のようにして光信号が授受される。
【００５２】
以下、ドーターボード１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄの間で、光伝送路２Ａを介して光信号を授受する場合を例にとって説明する。
【００５３】
たとえば、ドーターボード１２Ａにおける光電変換部１４ａから光伝送路２Ａの光信号反射面８Ａに向かって下方に出射された光信号は、前記光信号反射面８Ａに入射する。
【００５４】
光信号反射面８Ａに入射した光信号は、光伝送路２についての説明のところで述べ、図２及び図３に示したように、光伝送路２Ａ内部に一様に拡散し、光伝送路２Ａにおける光信号反射面８Ｂ〜８Ｄにおいて経路を９０°曲げられ、光信号反射面８Ｂ〜８Ｄを有する入出射部から上方に出射する。
【００５５】
上方に出射した光信号は、それぞれ、ドーターボード１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄにおける光電変換部１４ａで受光され、デジタル電気信号に変換されてドーターボード１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄ上の電子回路に伝達される。
【００５６】
ドーターボード１２Ｂにおける光電変換部１４ａから出射された光信号も、同様にして光伝送路２Ａによってドーターボード１２Ａ、１２Ｃ、及び１２Ｄの光電変換部１４ａに伝達されてデジタル電気信号に変換され、前記ドーターボード１２Ａ、１２Ｃ、及び１２Ｄのそれぞれの電子回路に伝達される。
【００５７】
ドーターボード１２Ｃ及び１２Ｄの光電変換部１４ａから出射された光信号についても同様にして、光伝送路２Ａを通って前記光信号を出射したドーターボード１２以外のドーターボード１２における光電変換部１４ａに伝達され、前記光電変換部１４ａにおいてデジタル信号に変換され、前記ドーターボード１２上の電子回路に伝達される。
【００５８】
ドーターボード１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄの間で、光伝送路２Ｂ〜２Ｄを介して光信号を授受する場合も同様である。
【００５９】
第１実施形態に係る光データバス１００においては、光入出射部８から出射される光信号の強度が概ね均一であるから光の利用効率が高い。しかも、実装時に広い面積が不要であるから、前記光データバス１００を有する光電気混載基板は、コンパクトであるにもかかわらず、多数のドーターボード１２が装着できる。
【００６０】
又、ドーターボード１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄにおいては、光電変換部１４ａ〜１４ｄを互いに近接して配設できるから、４個の光電変換部１４ａ〜１４ｄをアレイ化することが容易である。又、ドーターボード１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄにおいては、電子回路と光電変換部１４ａ〜１４ｄとの配線を短くできるので、前記配線が周囲の電磁ノイズを拾ったり、前記電子回路からの電気信号が前記配線を通過する間に劣化したりする可能性を減らすことができる。
【００６１】
更に、前記光データバスにおいては、光伝送路２Ａ〜２Ｄ内を伝達される光信号は、隣接する光伝送路２との間の界面で全反射され、隣接する光伝送路２に漏洩することがない故に、所謂クロストークが生じることが殆どない。
【００６２】
１−２  第２実施形態
本発明に係る光データバスの別の例を図４に示す。前記データバスを上方から見たところを図４における（ａ）に示し、側方から見たところを図４における（ｂ）に示す。図４において、図１〜図３と同一の符号は、特に断らない限り、図１〜図３において前記符号が示す構成要素と同様の構成要素を示す。
【００６３】
図４に示すように、第２実施形態に係る光データバス１１０においては、光伝送路２Ａ〜２Ｄの厚みをｔとすると、上から２層目の光伝送路２Ｂは、光入出射面最上層の光伝送路２Ａと、光信号反射面８Ａと光信号反射面８Ｂとの間、光信号反射面８Ｂと光信号反射面８Ｃとの間、及び光信号反射面８Ｃと光信号反射面８Ｄとの間の距離、言い替えればピッチ長Ｌが同一であるが、光信号反射面８Ｄから反射部１０までの距離がｔ’だけ短い。したがって、光伝送路２Ｂにおける各入出射部８から入射し、光伝送路２Ｂの反射部１０に向かって進行する光信号の光路長は、光伝送路２Ａにおける各入出射部８から入射し、光伝送路２Ａの反射部１０に向かって進行する光信号の光路長よりもｔ’だけ短い。
【００６４】
同様に、光伝送路２Ｃは、光伝送路２Ｂと、ピッチ長Ｌが等しいが、光信号反射面８Ｄから反射部１０までの距離がｔ’だけ短く、光伝送路２Ｄは、光伝送路２Ｃと、ピッチ長Ｌが等しいが、光信号反射面８Ｄから反射部１０までの距離がｔ’だけ短い。
【００６５】
光データバス１１０は、前述の点以外は、光データバス１００と同様の構成を有している。
【００６６】
図４において（ｂ）に示すように、光伝送路２Ａとの間で光信号を授受する光電変換部１４ａは、光伝送路２Ａにほぼ密着しているが、光伝送路２Ｂとの間で光信号を授受する光電変換部１４ｂは、光伝送路２Ｂとは、光伝送路２Ａの厚みｔだけ隔たっている。
【００６７】
したがって、たとえば、ドーターボード１２Ａにおける光電変換部１４ａから出射した光信号Ａは、直ちに光伝送路２Ａに入射するが、ドーターボード１２Ａにおける光電変換部１４ｂから出射した光信号Ｂは、空気中を距離ｔだけ進行してから光伝送路２Ｂに入射する。
【００６８】
ここで、前述のように、光伝送路２Ｂに入射してから、光伝送路２Ｂにおける反射部１０で反射されるまでの光信号Ｂの光路長は、光伝送路２Ａに入射してから、光伝送路２Ａにおける反射部１０で反射されるまでの光信号Ａの光路長光よりもｔ’だけ短い。
【００６９】
したがって、光伝送路２Ａ及び２Ｂにおける屈折率をｎ0とし、空気中の屈折率をｎ1とすると、ｎ0ｔ’＝ｎ1ｔ、即ちｔ’＝（ｎ1／ｎ0）ｔとなるようにｔ’を定めれば、光電変換部１４ｂから出射されてから光伝送路２Ｂに入射し、光伝送路２Ｂにおける反射部１０で反射されるまでの光信号Ｂの光路長は、光電変換部１４ａから出射されてから、光伝送路２Ａに入射し、光伝送路２Ａにおける反射部１０で反射されるまでの光信号Ａの光路長と等しくなる。
【００７０】
したがって、ｔ’を上のように定めれば、一のドーターボード１２における光電変換部１４から送出された光信号が、他のドーターボード１２における光電変換部１４に受光されるまでの、前記光信号が光伝送路２Ａを経由するときの光路長は、前記光信号が光伝送路２Ｂを経由するときの光路長と等しい。
【００７１】
同様に、ｔ’を上のように定めれば、前記光信号が光伝送路２Ｃ又は２Ｄを経由する場合の光路長は、前記光信号が光伝送路２Ａを経由するの光路長と等しい。
【００７２】
このように、一のドーターボード１２から他のドーターボード１２に伝送される光信号の光路長は、光伝送路２Ａ〜２Ｄの何れを経由する場合も同一である。
【００７３】
したがって、光データバス１１０は、光データバス１００の有する特長に加えて、光信号が通過する光伝送路２が異なっても時間遅れが生じず、光データバス１００よりも更に良質の信号を伝達できるという特長を有する。
【００７４】
１−３  第３実施形態
本発明に係る光データバスの更に別の例を図５に示す。前記データバスを上方から見たところを図５における（ａ）に示し、側方から見たところを図５における（ｂ）に示す。図５において、図１〜図３と同一の符号は、特に断らない限り、図１〜図３において前記符号が示す構成要素と同様の構成要素を示す。
【００７５】
図５に示すように、第３実施形態に係る光データバス１２０においては、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄを光伝送路２Ａ〜２Ｄに接続したときに、光伝送路２Ａ〜２Ｄが、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄに対して平面的に見て斜めに位置するように光伝送路２Ａ〜２Ｄが積層されている。具体的には、光伝送路２Ａ〜２Ｄにおける光入出射部８が重ならないように、光伝送路２Ａ〜２Ｄが、平面的に見て、幅方向だけでなく長手方向にもずらして積層されている。
【００７６】
光データバス１２０は、前記の点以外は、図４に示す第３実施形態の光データバス１１０と同様である。
【００７７】
光データバス１２０を用いた場合は、図５において（ａ）に示すように、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄは、上方から見て光データバス１２０に対して斜めに配置できるから、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄの端縁が、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄが載置されるマザーボード（図示せず。）の端縁に対して揃うように、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄを前記マザーボード上に配置できる。
【００７８】
一般にマザーボード上にドーターボードを載置する際、前記ドーターボードの端縁がマザーボードの端縁に対して揃うように載置すれば、スペースが節約できる。
【００７９】
したがって、第３実施形態に係る光データバスを使用すれば、実装効率の高い光電気混載基板を作製できる。
【００８０】
２．光電気混載基板
２−１  第１実施形態
本発明の光電気混載基板の一例を図６に示す。前記光電気混載基板を上方から見たところを、図６における（ａ）に示し、前記光電気混載基板の厚さ方向の断面を図６における（ｂ）に示す。図６において、図１〜図３と同一の符号は、前記符号が図１〜図３において示す構成要素と同一の構成要素を示す。
【００８１】
第１実施形態に係る光電気混載基板２００は、長方形の平面形状を有するマザーボード２０を備える。
【００８２】
マザーボード２０の一方の面には、図６に示すように、第１実施形態に係る光データ−バスについての説明のところで述べたドーターボード１２Ａ〜１２Ｄをマザーボード２０に電気的、機械的に接続するコネクタ１６Ａ〜１６Ｄが設けられている。尚、図６以下において、コネクタ１６Ｃ及び１６Ｄは省略されている。コネクタ１６Ａにはドーターボード１２Ａが、コネクタ１６Ｂにはドーターボード１２Ｂが装着される。又、コネクタ１６Ｃ及び１６Ｄには、それぞれドーターボード１２Ｃ及び１２Ｄが装着される。以下、コネクタ１６Ａ〜１６Ｄを総称して「コネクタ１６」ということがある。
【００８３】
マザーボード２０におけるコネクタ１６Ａ〜１６Ｄが設けられた側の面とは反対側の面には、図６に示すように、図１に示す光データバス１００が載置されている。光データバス１００は、図６において（ｂ）に示すように、光伝送路２Ａにおける光信号が入射する側の面がマザーボード２０に当接するように載置されている。
【００８４】
コネクタ１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれには、第１実施形態に係る光データバスについての説明のところで述べた光電変換部１４ａ〜１４ｄが設けられている。光電変換部１４ａ〜１４ｄは、コネクタ１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれにドーターボード１２Ａ〜１２Ｄを差し込むと、ドーターボード１２Ａ〜１２Ｄ上の所定の電子回路に電気的に接続されるように形成されている。光電変換部１４ａ〜１４ｄは、それぞれ、マザーボード２０を挟んで光データバス１００の各光伝送路２Ａ〜２Ｄにおける光信号反射面８Ａ〜８Ｄ（光入出射部８）とは反対側に位置するように形成されている。
【００８５】
マザーボード２０における各光伝送路２Ａ〜２Ｄにおける光信号反射面８Ａ〜８Ｄに対応する位置、即ち光入出射部８に対応する位置には、スルーホール３０が設けられている。したがって、スルーホール３０を通して光電変換部１４ａ〜１４ｄと光信号反射面８Ａ〜８Ｄ（光入出射部８）との間で光信号を授受することができる。
【００８６】
したがって、光電気混載基板２００においては、電気伝送の部分と光伝送の部分を共存させることができる。
【００８７】
尚、図６に示す光電気混載基板２００においては、第１実施形態に係る光データバスを使用したが、前記光データバスに代えて第２実施形態に係る光データバスを使用してもよい。
【００８８】
第１実施形態に係る光電気混載基板においては、前述のように、コネクタ１６Ａ〜１６Ｄと光データバス１００とがマザーボード２０を挟んで反対側に設けられ、光電変換部１４ａ〜１４ｄは、コネクタ１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれに一体に形成されている。したがって、前記光電気混載基板は、実装効率が高い。
【００８９】
又、ドーターボード１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄ上の電子回路と光電変換部１４ａ〜１４ｄとは、コネクタ１６において電気的に接続されるから、前記電子回路と光電変換部１４ａ〜１４ｄとを接続する配線が周囲の電磁ノイズを拾ったり、前記電子回路からの電気信号が前記配線を通過する間に劣化したりすることは殆どない。したがって、前記光電気混載基板を用いた電子装置は、信頼性が高い。
【００９０】
２−２  第２実施形態
本発明に係る光電気混載基板の別の例を図７に示す。前記光電気混載基板を上方から見たところを、図７における（ａ）に示し、前記光電気混載基板の厚さ方向の断面を図７における（ｂ）に示す。図７において、図６と同一の符号は、前記符号が図６において示す構成要素と同一の構成要素を示す。
【００９１】
図７に示すように、第２実施形態に係る光電気混載基板２１０においては、光データバスとして、第３実施形態に係る光データバス、即ち図５に示す光データバス１２０を使用している。
【００９２】
光電気混載基板２１０は、前記の点以外は光データバス２００と同様である。
【００９３】
光電気混載基板２１０においては、光データバス１２０を使用することにより、コネクタ１６Ａ〜１６Ｄの端縁が、マザーボード２０の長辺に対して揃うようにコネクタ１６Ａ〜１６Ｄを配設できる。
【００９４】
したがって、光電気混載基板２１０は、光電気混載基板２００の有する特長に加えて、更に実装効率に優れるという特長を有する。
【００９５】
２−３  第３実施形態
本発明に係る光電気混載基板の更に別の例を図８に示す。前記光電気混載基板を上方から見たところを、図８における（ａ）に示し、前記光電気混載基板の厚さ方向の断面を図８における（ｂ）に示す。図８において、図６と同一の符号は、前記符号が図６において示す構成要素と同一の構成要素を示す。
【００９６】
図８に示すように、第３実施形態に係る光電気混載基板２２０は、第１及び第２の実施形態に係る光電気混載基板と同様に、マザーボード２０の一方の面にコネクタ１６Ａ〜１６Ｄが載置され、他方の面には、第１実施形態に係る光データバス１００が、光信号の入射する側の面がマザーボード２０に当接するように載置されている。
【００９７】
マザーボード２０におけるコネクタ１６Ａ〜１６Ｄが載置された側の面には、更に、光電変換部１４ａ〜１４ｄが４組設けられている。前記４組の光電変換部１４ａ〜１４ｄは、それぞれ、マザーボード２０を挟んで光データバス１００の各光伝送路２Ａ〜２Ｄにおける光信号反射面８Ａ〜８Ｄ（光入出射部８）とは反対側に位置する。前記４組の光電変換部１４ａ〜１４ｄは、コネクタ１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれと、マザーボード２０上に設けられた電気配線１８により電気的に接続されている。
【００９８】
マザーボード２０における光電変換部１４ａ〜１４ｄと光信号反射面８Ａ〜８Ｄとの間には、光信号が通過するスルーホール３０が穿設されている。
【００９９】
第３実施形態に係る光電気混載基板２２０においては、光電変換部１４ａ〜１４ｄとコネクタ１６Ａ〜１６Ｄとを分離して配置することができるから、光電気混載基板２２０は、第１実施形態に係る光電気混載基板の有する特長に加え、より柔軟なレイアウトが可能になるという特長を有する。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、出射される光信号の強度が概ね均一であり、光の利用効率が高いだけでなく、実装時に広い面積が不要であり、したがって受光素子と発光素子とを近接させてアレイ化することが容易であり、更に、信号の劣化や電磁ノイズの影響を受け難い光データバス、及び前記光データバスを有し、実装効率が高い上に、外部からのノイズの影響を受け難く、信頼性に優れた光電気混載基板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明に係る光データバスの一例を示す平面図及び側面図である。
【図２】  図２は、図１に示す光データバスにおける光伝送路を示す斜視図及び側面図である。
【図３】  図３は、図２に示す光伝送路内において光信号が反射、拡散する状態を示す該略図である。
【図４】  図４は、本発明に係る光データバスの別の例を示す平面図及び側面図である。
【図５】  図５は、本発明に係る光データバスの更に別の例を示す平面図及び側面図である。
【図６】  図６は、本発明に係る光電気混載基板の一例を示す平面図及び厚さ方向の断面図である。
【図７】  図７は、本発明に係る光電気混載基板の別の例を示す平面図及び厚さ方向の断面図である。
【図８】  図８は、本発明に係る光電気混載基板の更に別の例を示す平面図及び厚さ方向の断面図である。
【図９】  図９は、従来の光データバスの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
２    光伝送路
２Ａ  光伝送路
２Ｂ  光伝送路
２Ｃ  光伝送路
２Ｄ  光伝送路
８    光入出射部
８Ａ  光信号反射面
８Ｂ  光信号反射面
８Ｃ  光信号反射面
８Ｄ  光信号反射面
１０    反射部
１２    ドーターボード
１２Ａ  ドーターボード
１２Ｂ  ドーターボード
１２Ｃ  ドーターボード
１２Ｄ  ドーターボード
１４    光電変換部
１４ａ  光電変換部
１４ｂ  光電変換部
１４ｃ  光電変換部
１４ｄ  光電変換部
２０    マザーボード
３０    スルーホール
１００    光データバス
１１０    光データバス
１２０    光データバス
２００    光電気混載基板
２１０    光電気混載基板
２２０    光電気混載基板
【図１】
0003752977.tif 000002
【図２】
0003752977.tif 000003
【図３】
0003752977.tif 000004
【図４】
0003752977.tif 000005
【図５】
0003752977.tif 000006
【図６】
0003752977.tif 000007
【図７】
0003752977.tif 000008
【図８】
0003752977.tif 000009
【図９】
0003752977.tif 000010