JPH0798463A - Spatial optical connector - Google Patents

Spatial optical connector

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Publication number
JPH0798463A
JPH0798463A JP33776793A JP33776793A JPH0798463A JP H0798463 A JPH0798463 A JP H0798463A JP 33776793 A JP33776793 A JP 33776793A JP 33776793 A JP33776793 A JP 33776793A JP H0798463 A JPH0798463 A JP H0798463A
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JP
Japan
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light
signal processing
light emitting
light receiving
connection device
Prior art date
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Pending
Application number
JP33776793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Matsuda
賢一 松田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the spatial optical connector which is minimal in the number of light emitting and light receiving elements, is large in the margin of optical alignment and is large in the degree of freedom in connection. CONSTITUTION:Plural signal processing substrates 101 respectively have the plural light emitting elements 104 having first arraying patterns and the plural light receiving elements 105 having second arraying patterns. Output lenses 106 are arranged to face the light emitting elements 104 and input lenses 107 are arranged to face the light receiving elements 105. Light beams 108 emitted from the light emitting elements 104 are paralleled by the output lenses 106, are made incident on the input lenses 107 and are condensed onto the light receiving elements 105. The addresses of the signal processing substrate 101 to which the light beams 108 are outputted (or from which the beams are inputted) are determined by the first arraying patterns (or second arraying patterns) of the light emitting elements 104 (or light receiving elements 105) formed on the signal processing substrate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数のICチップ間の
信号伝送を光ビームによって行う空間光接続装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial optical connection device for transmitting a signal between a plurality of IC chips by a light beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】Siをベースとする超LSI技術によっ
て、LSIチップの信号処理能力は大幅に向上してい
る。このようなLSIチップでは、高速動作のために並
列処理を行うことが多い。しかし、チップ間の信号伝送
はチップ内に比べて速度が遅く、並列度を大きくするの
も困難である。このため、多数のLSIチップを連携し
て動作させようとすると、チップ間の信号伝送によって
全体の動作速度が制限されることになる。この問題を解
決する手段の一つに光接続(optical interconnectio
n)がある。光信号によってチップ間の信号伝送を行え
ば、光の広帯域性によって高速の信号伝送が可能とな
る。さらに空間光ビームを用いた場合には、光の並列性
によって大幅な並列度の向上も実現できる。
2. Description of the Related Art The signal processing capability of LSI chips has been greatly improved by VLSI technology based on Si. In such an LSI chip, parallel processing is often performed for high speed operation. However, the signal transmission between the chips is slower than that in the chips, and it is difficult to increase the parallelism. Therefore, when many LSI chips are operated in cooperation with each other, signal transmission between the chips limits the overall operation speed. One of the means to solve this problem is optical interconnect
There is n). If signal transmission between chips is performed by optical signals, high-speed signal transmission becomes possible due to the wide band property of light. Further, when the spatial light beam is used, the parallelism of light can significantly improve the parallelism.

【0003】このような空間光接続装置としては、例え
ば特願平4−322948号(先願)に記載されている
図9に示すものがある。本装置では信号処理基板901
がN×Nの2次元アレイ状に配列されており、これに対
向して反射鏡902が設置されている。図では簡単のた
めにN=3のアレイとしているが、実際には例えばN=
16のアレイである。信号処理基板901は、例えばS
iあるいはGaAsよりなるLSIチップであり、N個
の発光素子903と1個の受光素子904を含んでい
る。発光素子903と受光素子904は信号処理基板9
01の上に直接形成してもよいし、他の半導体基板上に
形成してこれをボンディングしてもよい。発光素子90
3からは固定の出射角度で光ビーム905が出射され、
他の信号処理基板901上の受光素子904に入射す
る。この光ビーム905による発光素子と受光素子の接
続は複雑なので、図10に示す模式図を用いて説明す
る。
An example of such a spatial optical connection device is shown in FIG. 9 of Japanese Patent Application No. 4-322948 (prior application). In this device, the signal processing board 901
Are arranged in an N × N two-dimensional array, and a reflecting mirror 902 is installed to face this. In the figure, an array of N = 3 is used for simplicity, but in reality, for example, N =
16 arrays. The signal processing board 901 is, for example, S
The LSI chip is made of i or GaAs and includes N light emitting elements 903 and one light receiving element 904. The light emitting element 903 and the light receiving element 904 are the signal processing board 9
01 may be directly formed on the substrate 01, or may be formed on another semiconductor substrate and bonded. Light emitting element 90
A light beam 905 is emitted from 3 at a fixed emission angle,
It is incident on the light receiving element 904 on another signal processing substrate 901. Since the connection between the light emitting element and the light receiving element by the light beam 905 is complicated, it will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG.

【0004】図10(a)〜(c)は、i番目(i=1〜
N、図ではN=3)の時間範囲における光ビーム905
による発光素子903と受光素子904の接続を示す。
2次元アレイのi行目に並んだ信号処理基板に含まれる
発光素子は全数がi番目の時間範囲に光ビームを出射す
る。この時、j列目の信号処理基板のk個目の発光素子
からはj行k列の信号処理基板へ向けて光ビームが出射
される(j,k=1〜N)。また、i番目の時間範囲で
は、i行目以外の信号処理基板に含まれる発光素子90
3は光ビーム905を出射しない。こうすれば、どの時
間範囲においても各信号処理基板には1つの光ビームが
入射することになる。i=1からNまでN回の時間範囲
を繰り返せば、(i,j)→(j,k)という信号処理
基板間の信号伝送が完了する。この(i,j)→(j,
k)というデータ転送はハイパークロスネットワークと
呼ばれる汎用性の高いネットワーク構成になっており、
任意の信号処理基板間のデータ転送がハイパークロスネ
ットワークによる2回の転送で実現される。すなわち、
(i,j)→(l,m)という転送を行う場合には、
(i,j)→(j,l)→(l,m)と転送すればよ
い。
FIGS. 10A to 10C show the i-th (i = 1 to 1)
Light beam 905 in the time range of N, N = 3 in the figure)
The connection between the light emitting element 903 and the light receiving element 904 is shown.
All the light emitting elements included in the signal processing substrate arranged in the i-th row of the two-dimensional array emit a light beam in the i-th time range. At this time, a light beam is emitted from the k-th light emitting element of the signal processing substrate on the j-th column toward the signal processing substrate on the j-th row and the k-th column (j, k = 1 to N). In the i-th time range, the light-emitting elements 90 included in the signal processing board other than the i-th row are included.
3 does not emit the light beam 905. In this way, one light beam is incident on each signal processing board in any time range. By repeating the time range N times from i = 1 to N, the signal transmission between the signal processing boards (i, j) → (j, k) is completed. This (i, j) → (j,
The data transfer called k) has a highly versatile network configuration called a hyper cross network.
Data transfer between arbitrary signal processing boards is realized by two times of transfer by the hyper cross network. That is,
When performing the transfer of (i, j) → (l, m),
It is sufficient to transfer (i, j) → (j, l) → (l, m).

【0005】信号処理基板がN2 個あるとした場合、最
も自由度の大きい接続は1対1にN 4 本の光ビームによ
る配線を施すことである。すなわち、各信号処理基板に
独立に変調可能なN2 個の発光素子を設け、それぞれか
ら出射される光ビームがそれぞれ異なる信号処理基板に
入射するようにする。また、受光素子もN2 個設けて、
異なる信号処理基板から送信されてくる光ビームを個別
に受光する。しかし、Nが大きい場合にはN2 個の発光
素子を独立に駆動することは不可能であり、N 2 個の受
光素子で異なる信号処理基板から送信されてくる光ビー
ムを個別に受光することも不可能である。上記従来の空
間光接続装置では、これらの点を踏まえて各信号処理基
板当りN個の発光素子と1個の受光素子でハイパークロ
スネットワークを実現している。ハイパークロスネット
ワークはN3 本の接続を有するネットワークであり、N
4 本の接続を有する完全網に比べれば接続の自由度は低
下する。しかし、任意の信号処理基板間のデータ転送が
ハイパークロスネットワークによる2回の転送で実現さ
れるので、汎用性の高いネットワークである。
The signal processing board is N2If there are
Connection with a high degree of freedom N to 1: 1 FourBy the light beam of the book
Wiring. That is, each signal processing board
N that can be modulated independently2Each light emitting element is provided
Light beams emitted from different signal processing boards
Make it incident. Also, the light receiving element is N2Please provide one,
Separate light beams from different signal processing boards
To receive light. However, if N is large, then N2Light emission
It is impossible to drive the elements independently, and N 2Individual receiving
Optical beads transmitted from different signal processing boards by optical elements
It is also impossible to receive light individually. Above conventional sky
In the inter-optical connection equipment, each signal processing group is based on these points.
Hyper-color with N light-emitting elements and one light-receiving element per plate
Network has been realized. Hyper cross net
Work is N3A network with book connections, N
FourThe degree of freedom of connection is lower than that of a complete network with book connections
Down. However, data transfer between any signal processing boards
Achieved in two transfers via the hyper-cross network
This is a highly versatile network.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の空間光接続
装置では、全信号処理基板に含まれる発光素子はN3
であるため、発光素子から出射される光ビームの角度は
固定でよい。また、各信号処理基板に含まれる発光素子
はN個でり、これを独立に変調することはN2 個の場合
と比較すれば容易である。しかし、光学アライメントの
観点から各信号処理基板に1個の受光素子しか設けてい
ないために、1つの時間範囲で形成できる最大接続数は
2 である。このため、N3 の接続を実現するにはN回
の時間範囲を用いる必要がある。この結果として信号の
伝送速度が等価的にN分の1になる上に、各行に並んだ
信号処理基板上の発光素子が一斉に光ビームを出射する
ようにタイミングを制御する必要がある。本発明は、こ
のような時分割型の伝送ではなく、常時N3 本の経路が
接続されている空間光接続装置を提供しようとするもの
である。この空間光接続装置は、ハイパークロスネット
ワークだけではなく、接続数がN3 のオーダーである他
のネットワークに対しても適用可能である。
In the above-mentioned conventional spatial optical connection device, since the number of light emitting elements included in all signal processing substrates is N 3 , the angle of the light beam emitted from the light emitting elements may be fixed. Further, the number of light emitting elements included in each signal processing board is N, and it is easy to independently modulate the number of light emitting elements as compared with the case of N 2 . However, since only one light receiving element is provided on each signal processing substrate from the viewpoint of optical alignment, the maximum number of connections that can be formed in one time range is N 2 . Therefore, it is necessary to use a time range of N times to realize N 3 connections. As a result, the signal transmission rate is equivalently reduced to 1 / N, and it is necessary to control the timing so that the light emitting elements on the signal processing substrate arranged in each row emit light beams all at once. The present invention aims to provide a spatial optical connection device in which N 3 paths are always connected, instead of such time division type transmission. This spatial optical connection device is applicable not only to the hypercross network but also to other networks whose number of connections is on the order of N 3 .

【0007】上記従来の空間光接続装置の第2の課題
は、信号処理基板と反射鏡の距離が大きく、装置内に無
駄な空間が生じることである。一般に、発光素子から出
射される光ビームをレンズや回折格子などの光学素子で
偏向しようとすると、最大偏向角度は高々30°程度で
ある。従って、信号処理基板の2次元アレイの1辺の長
さをLとすると、信号処理基板と反射鏡の距離もL程度
必要となる。一方、信号処理基板と反射鏡の位置関係は
正確に保つ必要があるので、反射鏡を装置の外部に付加
的に取付けることは困難である。この結果、装置全体は
一辺がLの立方体となり、その底面に信号処理基板が配
列され、上面に反射鏡が設けられ、両者の間は光ビーム
が伝搬するだけで何も存在しない空間ということにな
る。これは、装置全体の空間利用効率という観点からみ
ると非常に不利な構成である。
The second problem of the above-mentioned conventional space optical connection device is that the distance between the signal processing substrate and the reflecting mirror is large, and a useless space is generated in the device. Generally, when the light beam emitted from the light emitting element is to be deflected by an optical element such as a lens or a diffraction grating, the maximum deflection angle is about 30 ° at most. Therefore, if the length of one side of the two-dimensional array of the signal processing board is L, the distance between the signal processing board and the reflecting mirror is also required to be about L. On the other hand, since it is necessary to keep the positional relationship between the signal processing board and the reflecting mirror accurate, it is difficult to additionally mount the reflecting mirror outside the device. As a result, the entire device is a cube with one side of L, the signal processing substrate is arranged on the bottom surface thereof, the reflecting mirror is provided on the upper surface, and a space where nothing is present and only a light beam propagates between them. Become. This is a very disadvantageous configuration from the viewpoint of space utilization efficiency of the entire device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成では
上記第1の課題を解決するために、複数の信号処理基板
と、前記信号処理基板上に設置された第1の配列パター
ンを有する複数の発光素子と、前記信号処理基板上に設
置された第2の配列パターンを有する複数の受光素子
と、前記複数の発光素子に対向して配置された出力レン
ズと、前記複数の受光素子に対向して配置された入力レ
ンズとを有する構成で空間光接続装置を実現する。ここ
で言うレンズとはレンズ機能を有する光学素子の総称で
あり、通常の凸レンズであってもよいが、それのみを指
すものではない。複数の発光素子から出射された複数の
光ビームは出力レンズによって異なる出射角度で平行化
され、出力レンズから出射された光ビームは入力レンズ
によって入射角度に対応した異なる受光素子上に集光さ
れる。この際、光ビームの出力先の信号処理基板のアド
レスは信号処理基板上に形成された発光素子の第1の配
列パターンによって決定され、入力元の信号処理基板の
アドレスは信号処理基板上に形成された受光素子の第2
の配列パターンによって決定される。
In order to solve the above-mentioned first problem, the first configuration of the present invention provides a plurality of signal processing boards and a first array pattern installed on the signal processing boards. A plurality of light emitting elements, a plurality of light receiving elements having a second array pattern disposed on the signal processing substrate, an output lens arranged to face the plurality of light emitting elements, and a plurality of light receiving elements The spatial optical connection device is realized by a configuration having an input lens arranged so as to oppose to. The term “lens” as used herein is a general term for optical elements having a lens function, and may be an ordinary convex lens, but it does not indicate only that. The plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting elements are collimated at different emission angles by the output lens, and the light beams emitted from the output lens are condensed by the input lens on different light receiving elements corresponding to the incident angles. . At this time, the address of the signal processing substrate of the output destination of the light beam is determined by the first arrangement pattern of the light emitting elements formed on the signal processing substrate, and the address of the input source signal processing substrate is formed on the signal processing substrate. Second of the received light receiving elements
It is determined by the array pattern of.

【0009】上記第1の構成をより具体化した本発明の
第2の構成では、M行N列の2次元アレイ状に配列され
た複数の信号処理基板と、前記信号処理基板上に設置さ
れた、前記2次元アレイの行方向に配列されたN個の発
光素子と、前記信号処理基板上に設置された、前記2次
元アレイの列方向に配列されたM個の受光素子と、前記
複数の発光素子に対向して配置された出力レンズと、前
記複数の受光素子に対向して配置された入力レンズとを
有する構成で空間光接続装置を実現する。複数の発光素
子から出射された複数の光ビームは、出力レンズによっ
て異なる出射角度で平行化され、出力レンズから出射さ
れた光ビームは入力レンズによって入射角度に対応した
異なる受光素子上に集光される。
In a second configuration of the present invention, which is a more specific implementation of the first configuration, a plurality of signal processing boards arranged in a two-dimensional array of M rows and N columns and a plurality of signal processing boards installed on the signal processing board. In addition, N light emitting elements arranged in the row direction of the two-dimensional array, M light receiving elements arranged on the signal processing substrate in the column direction of the two-dimensional array, and the plurality of light receiving elements. The spatial optical connection device is realized by a configuration having an output lens arranged to face the light emitting element and an input lens arranged to face the plurality of light receiving elements. The light beams emitted from the light emitting elements are collimated at different emission angles by the output lens, and the light beams emitted from the output lens are condensed by the input lens on different light receiving elements corresponding to the incident angles. It

【0010】本発明の第3の構成では上記第2の課題を
解決するために、複数の信号処理基板と、前記信号処理
基板に主表面を接して接着された発光チップと、前記発
光チップの前記主表面上に形成された発光素子と、前記
信号処理基板上に設置された受光素子と、前記発光素子
から出射され、前記受光素子に入射する光ビームとを有
し、前記発光チップの裏面が前記主表面と平行でないと
いう構成で空間光接続装置を実現する。
In the third structure of the present invention, in order to solve the above-mentioned second problem, a plurality of signal processing boards, a light emitting chip having its main surface bonded to the signal processing boards, and a light emitting chip of the light emitting chip. A light emitting element formed on the main surface, a light receiving element installed on the signal processing substrate, and a light beam emitted from the light emitting element and incident on the light receiving element, the back surface of the light emitting chip Realizes a spatial optical connection device with a configuration in which is not parallel to the main surface.

【0011】第2の課題を解決するための本発明の第4
の構成では、複数の信号処理基板と、前記信号処理基板
上に設置された発光素子と、前記信号処理基板上に設置
された受光素子と、前記複数の信号処理基板に対向して
配置された光導波板と、前記発光素子から出射され、前
記光導波板を透過し、前記受光素子に入射する光ビーム
とを有する構成で空間光接続装置を実現する。光導波板
は、第1および第2の透明層および反射層の少なくとも
3層を順次積層したもので、前記第1の透明層の屈折率
は前記第2の透明層の屈折率よりも大きくなっている。
A fourth aspect of the present invention for solving the second problem.
In the above configuration, the plurality of signal processing boards, the light emitting element installed on the signal processing board, the light receiving element installed on the signal processing board, and the plurality of signal processing boards are arranged to face each other. A spatial optical connection device is realized with a configuration including an optical waveguide plate and a light beam emitted from the light emitting element, transmitted through the optical waveguide plate, and incident on the light receiving element. The optical waveguide plate is formed by sequentially stacking at least three layers of first and second transparent layers and a reflective layer, and the refractive index of the first transparent layer is larger than that of the second transparent layer. ing.

【0012】[0012]

【作用】本発明の空間光接続装置の第1の構成では、複
数の信号処理基板が各々第1の配列パターンを有する複
数の発光素子あるいは第2の配列パターンを有する複数
の受光素子を含んでいる。また、1つの信号処理基板に
含まれる複数の発光素子に対向して出力レンズが配置さ
れており、複数の受光素子に対向して入力レンズが配置
されている。発光素子から出射された光ビームは出力レ
ンズによって平行化されるが、その出射方向は発光素子
と出力レンズの光学的中心を結ぶ線と平行である。言い
換えれば、発光素子と出力レンズの相対位置によって出
力レンズからの出射角度を変化させることができる。ま
た、出力レンズから出射された光ビームは他の信号処理
基板の入力レンズに入射して受光素子上に集光される
が、この集光位置は入射角度に対応して変化する。
In the first configuration of the spatial optical connection device of the present invention, the plurality of signal processing boards each include a plurality of light emitting elements having the first arrangement pattern or a plurality of light receiving elements having the second arrangement pattern. There is. Further, an output lens is arranged facing a plurality of light emitting elements included in one signal processing board, and an input lens is arranged facing a plurality of light receiving elements. The light beam emitted from the light emitting element is collimated by the output lens, and its emission direction is parallel to the line connecting the optical centers of the light emitting element and the output lens. In other words, the emission angle from the output lens can be changed depending on the relative position of the light emitting element and the output lens. Further, the light beam emitted from the output lens is incident on the input lens of another signal processing substrate and is condensed on the light receiving element, but the condensing position changes depending on the incident angle.

【0013】以上述べたことはレンズ光学系の基本的性
質として自明のことであるが、本願の要点は光ビームの
出力先(あるいは入力元)の信号処理基板のアドレスを
信号処理基板上に形成された発光素子(あるいは受光素
子)の配列パターンによって決定するという点である。
同一のチップ上に形成される複数の発光素子の相対位置
は、半導体プロセスによって精密に決定できる。従っ
て、ある信号処理基板から特定の複数の信号処理基板に
光ビームを送ろうとする場合、相手先の信号処理基板の
配列に対応したパターンで複数の発光素子を配列すれ
ば、複雑な接続パターンであっても容易に実現すること
ができる。一方、受光側でも信号の入力元の信号処理基
板の配列に対応したパターンで複数の受光素子を配列す
れば、複数の光ビームが同時に一つの信号処理基板に入
射してもこれらを分離して受光することができる。ここ
で、第1の配列パターン(あるいは第2の配列パター
ン)は、規則的に配列された複数の発光素子(あるいは
受光素子)に対して選択的に電気配線を設けることで形
成してもよい。この方法には、信号処理基板によって配
列パターンが異なる場合でも、配線形成用のフォトマス
ク以外は共通のフォトマスクで発光素子(あるいは受光
素子)を製造できるというメリットがある。
Although the above description is obvious as the basic property of the lens optical system, the point of the present application is to form the address of the signal processing substrate of the output destination (or the input source) of the light beam on the signal processing substrate. It is determined by the array pattern of the light emitting elements (or the light receiving elements) thus formed.
The relative positions of a plurality of light emitting elements formed on the same chip can be precisely determined by a semiconductor process. Therefore, when trying to send a light beam from a certain signal processing board to a plurality of specific signal processing boards, by arranging a plurality of light emitting elements in a pattern corresponding to the arrangement of the signal processing board of the other party, a complicated connection pattern can be obtained. Even if there is, it can be easily realized. On the other hand, by arranging a plurality of light receiving elements on the light receiving side in a pattern corresponding to the arrangement of the signal processing boards from which signals are input, even if a plurality of light beams are simultaneously incident on one signal processing board, they are separated. Can receive light. Here, the first array pattern (or the second array pattern) may be formed by selectively providing electric wiring to a plurality of regularly arranged light emitting elements (or light receiving elements). . This method has an advantage that the light emitting element (or the light receiving element) can be manufactured using a common photomask other than the photomask for forming the wiring, even when the array pattern differs depending on the signal processing substrate.

【0014】本発明の空間光接続装置の第2の構成は、
M行N列(通常M=N)の2次元アレイ状に配列された
複数の信号処理基板に対するハイパークロスネットワー
クを提供するものである。各信号処理基板にはN個の発
光素子が1次元アレイ状に配列されており、1次元アレ
イの並ぶ方向は信号処理基板の2次元アレイの行方向と
平行である。また、M個の受光素子が2次元アレイの列
方向と平行な1次元アレイ状に配列されている。さらに
N個の発光素子に対向して出力レンズが配置され、M個
の受光素子に対向して入力レンズが配置されている。こ
こで、2次元アレイ中のi行j列(i=1〜M、j=1
〜N)の信号処理基板に含まれるN個の発光素子からの
出射されるN本の光ビームは、出力レンズによって異な
る出射角度で平行化されるが、光ビームのスポットは2
次元アレイの行方向と平行に並ぶことになる。ここで、
光ビームのスポットの間隔が等間隔になるように発光素
子を配列しておけば、発光素子と出力レンズの相対位置
を調整することでj行目に並んだN個の信号処理基板に
N本の光ビームを入射することができる。すなわち、i
行j列のk個目の発光素子からはj行k列の信号処理基
板へ向けて光ビームが出射され、(i,j)→(j,
k)という信号処理基板間の伝送が行われることにな
る。
The second configuration of the spatial optical connection device of the present invention is as follows:
The present invention provides a hypercross network for a plurality of signal processing boards arranged in a two-dimensional array of M rows and N columns (usually M = N). N light emitting elements are arranged in a one-dimensional array on each signal processing board, and the direction in which the one-dimensional arrays are arranged is parallel to the row direction of the two-dimensional array on the signal processing board. Further, M light receiving elements are arranged in a one-dimensional array parallel to the column direction of the two-dimensional array. Further, an output lens is arranged facing the N light emitting elements, and an input lens is arranged facing the M light receiving elements. Here, i row and j column in the two-dimensional array (i = 1 to M, j = 1
~ N), the N light beams emitted from the N light emitting elements included in the signal processing substrate are collimated at different emission angles by the output lens, but the light beam spot is 2
It will be arranged parallel to the row direction of the dimensional array. here,
By arranging the light emitting elements so that the spots of the light beam are evenly spaced, by adjusting the relative positions of the light emitting element and the output lens, the N signal processing boards arranged in the j-th row can have N pieces. Can be incident. That is, i
A light beam is emitted from the k-th light emitting element at row j and column toward the signal processing substrate at row j and column k, and (i, j) → (j,
Transmission between the signal processing boards called k) will be performed.

【0015】一方、信号処理基板に入射された光ビーム
は入力レンズによって入射角度に対応した異なる受光素
子上に集光される。上述の(i,j)→(j,k)とい
う信号処理基板間の伝送が行われると、j行k列の信号
処理基板にはj列目の信号処理基板からのM本の光ビー
ムが入射することになる。これらの光ビームを入力レン
ズで集光すると、その像は信号処理基板の2次元アレイ
の列方向と平行な1次元アレイ状に並ぶことになる。従
って、2次元アレイの列方向と平行な1次元アレイ状に
受光素子を配列しておけば、M本の光ビームを個別に受
光することが可能となる。上記従来の技術では、異なる
信号処理基板から送信されてくる光ビームを個別に受光
することは不可能であるとの観点から、各信号処理基板
に含まれる受光素子を1個としたが、本発明ではM本の
光ビームの持つ角度情報を入力レンズによって位置情報
に変換することで、クロストークのない個別受光を可能
にしている。また、入力レンズは角度情報を位置情報に
変換するので、光ビームが入力レンズのどの位置に入射
するかは特に問題とならない。従って、入力レンズの直
径を大きくすることで光学アライメントのマージンを大
きくすることができる。さらに、ハイパークロスネット
ワークでは発光素子の配列と受光素子の配列が直交する
ので、出力レンズと入力レンズを同一のレンズで共用す
ることも可能である。
On the other hand, the light beam incident on the signal processing substrate is condensed by the input lens on different light receiving elements corresponding to the incident angle. When the above-mentioned transmission (i, j) → (j, k) between the signal processing boards is performed, the M light beams from the signal processing board in the jth column are transferred to the signal processing board in the jth row and the kth column. It will be incident. When these light beams are condensed by the input lens, the images are arranged in a one-dimensional array parallel to the column direction of the two-dimensional array of the signal processing board. Therefore, if the light receiving elements are arranged in a one-dimensional array parallel to the column direction of the two-dimensional array, M light beams can be individually received. In the above-mentioned conventional technique, it is impossible to individually receive the light beams transmitted from different signal processing boards, so that each signal processing board includes one light receiving element. In the invention, the angle information of the M light beams is converted into the position information by the input lens, thereby enabling individual light reception without crosstalk. Further, since the input lens converts the angle information into the position information, it does not matter which position of the input lens the light beam enters. Therefore, the margin of optical alignment can be increased by increasing the diameter of the input lens. Further, in the hyper cross network, the arrangement of the light emitting elements and the arrangement of the light receiving elements are orthogonal to each other, so that the output lens and the input lens can be shared by the same lens.

【0016】本発明の空間光接続装置の第3の構成は、
複数の信号処理基板のそれぞれに発光素子と受光素子を
設け、発光素子から出射された光ビームを受光素子に入
射することで信号伝送を行う点に関しては、上記第1お
よび第2の構成と同じである。本構成の要点は、発光素
子が形成された発光チップが、発光素子の形成された主
表面側を接して信号処理基板に接着されており、発光チ
ップの裏面が主表面と平行でないことにある。発光チッ
プの基板は、GaAs等の化合物半導体であり、発光素
子から出射される光ビームに対する屈折率は3程度であ
る。このため、発光チップの裏面が傾斜していると、光
ビームは屈折によって大きく偏向されることになる。例
えば、裏面を主表面に対して13°傾斜させると、光ビ
ームは30°偏向される。この裏面傾斜だけで、光ビー
ムの偏向角を決定することも可能であるが、出力レンズ
による偏向と組み合せる方が実際的である。すなわち、
出力レンズで±30°の偏向が可能であるとすれば、上
記の裏面傾斜による30°の偏向と組み合せることで0
〜60°の偏向が可能となる。最大偏向角が30°から
60°になると、信号処理基板と反射鏡の距離を3分の
1に低減することが可能である。
The third configuration of the spatial optical connection device of the present invention is as follows:
The light emitting element and the light receiving element are provided on each of the plurality of signal processing substrates, and the signal transmission is performed by making the light beam emitted from the light emitting element enter the light receiving element, which is the same as the first and second configurations. Is. The main point of this configuration is that the light emitting chip on which the light emitting element is formed is bonded to the signal processing substrate with the main surface side on which the light emitting element is formed in contact, and the back surface of the light emitting chip is not parallel to the main surface. . The substrate of the light emitting chip is a compound semiconductor such as GaAs and has a refractive index of about 3 with respect to the light beam emitted from the light emitting element. Therefore, if the back surface of the light emitting chip is inclined, the light beam is largely deflected by refraction. For example, if the back surface is tilted by 13 ° with respect to the main surface, the light beam is deflected by 30 °. Although it is possible to determine the deflection angle of the light beam only by this back surface inclination, it is more practical to combine it with the deflection by the output lens. That is,
If it is possible to deflect ± 30 ° with the output lens, it will be 0 by combining with the above-mentioned 30 ° deflection by the back surface inclination.
A deflection of ~ 60 ° is possible. When the maximum deflection angle is changed from 30 ° to 60 °, it is possible to reduce the distance between the signal processing board and the reflecting mirror by a third.

【0017】本発明の空間光接続装置の第4の構成は、
やはり複数の信号処理基板のそれぞれに発光素子と受光
素子を設け、発光素子から出射された光ビームを受光素
子に入射することで信号伝送を行うが、光ビームは自由
空間ではなく光導波板を透過する。光導波板は、第1お
よび第2の透明層および反射層の少なくとも3層を順次
積層したもので、第1の透明層の屈折率は第2の透明層
の屈折率よりも大きくなっている。このため、光ビーム
は第1の透明層から第2の透明層に透過する際に屈折さ
れ、より水平に近い角度で第2の透明層を伝搬すること
になる。すなわち、第1の透明層での光ビームの偏向角
が小さくても、第2の透明層に入射する際に偏向角が大
きくなる。ただし、発光素子と第1の透明層の間の空気
中に出力レンズを配置し構成では、出力レンズによって
偏向された光ビームが空気中から第1の透明層に入射す
る際に偏向角が小さくなるので、全体として偏向角は大
きくならない。これを避けるためには、発光素子に対向
する位置に当る第1の透明層の表面を加工して出力レン
ズを形成すればよい。
The fourth configuration of the spatial optical connection device of the present invention is as follows:
Similarly, a light emitting element and a light receiving element are provided on each of a plurality of signal processing boards, and signal transmission is performed by making the light beam emitted from the light emitting element incident on the light receiving element. To Penetrate. The optical waveguide plate is formed by sequentially stacking at least three layers of the first and second transparent layers and the reflective layer, and the refractive index of the first transparent layer is larger than that of the second transparent layer. . Therefore, the light beam is refracted when passing from the first transparent layer to the second transparent layer, and propagates through the second transparent layer at a more horizontal angle. That is, even if the deflection angle of the light beam in the first transparent layer is small, the deflection angle becomes large when it is incident on the second transparent layer. However, in the configuration in which the output lens is arranged in the air between the light emitting element and the first transparent layer, the deflection angle is small when the light beam deflected by the output lens enters the first transparent layer from the air. Therefore, the deflection angle does not increase as a whole. In order to avoid this, the output lens may be formed by processing the surface of the first transparent layer corresponding to the position facing the light emitting element.

【0018】[0018]

【実施例】図1は本発明の一実施例の空間光接続装置の
構成図である。複数の信号処理基板101上に発光チッ
プ102あるいは受光チップ103がボンディングされ
ている。発光チップ102上には第1の配列パターンを
有する複数の発光素子104が形成され、受光チップ1
03上には第2の配列パターンを有する複数の受光素子
105が形成されている。また、発光チップ102に対
向して出力レンズ106が配置されており、受光チップ
103に対向して入力レンズ107が配置されている。
出力レンズ106および入力レンズ107は通常の凸レ
ンズでもよいし、凸レンズと同等の機能を有するホログ
ラム光学素子等であってもよい。図1では、発光素子1
04を含む信号処理基板101と受光素子105を含む
信号処理基板101がそれぞれ4個ずつ1次元アレイ状
に配置されているが、信号処理基板の数は複数であれば
何個でもよく、また2次元アレイ状に配置されていても
よい。さらに、1つの信号処理基板101が発光素子1
04と受光素子105を同時に含んでいてもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a spatial optical connection device according to an embodiment of the present invention. A light emitting chip 102 or a light receiving chip 103 is bonded on a plurality of signal processing boards 101. A plurality of light emitting elements 104 having a first array pattern are formed on the light emitting chip 102, and the light receiving chip 1
A plurality of light receiving elements 105 having the second array pattern are formed on 03. An output lens 106 is arranged facing the light emitting chip 102, and an input lens 107 is arranged facing the light receiving chip 103.
The output lens 106 and the input lens 107 may be ordinary convex lenses, or may be hologram optical elements having the same function as convex lenses. In FIG. 1, the light emitting element 1
Although four signal processing boards 101 each including 04 and four signal processing boards 101 including light receiving elements 105 are arranged in a one-dimensional array, the number of signal processing boards is not limited as long as it is two or more. They may be arranged in a dimensional array. Further, one signal processing board 101 is the light emitting element 1.
04 and the light receiving element 105 may be included at the same time.

【0019】発光素子104から出射された光ビーム1
08は出力レンズ106によって平行化されるが、その
出射方向は発光素子104と出力レンズ106の光学的
中心を結ぶ線と平行である。従って、ある信号処理基板
から特定の複数の信号処理基板に光ビームを送ろうとす
る場合、相手先の信号処理基板の配列に対応したパター
ンで複数の発光素子を配列すれば、複雑な接続パターン
であっても容易に実現することができる。例えば、図1
の左側一番上の信号処理基板101では、発光素子10
4は上から1番目と3番目の位置に形成されており、2
番目と4番目の位置には形成されていない。ここで、出
力レンズ106の中心は4番目の位置に対応しており、
上から1〜4番目の位置から出射された光ビーム108
は、右側の信号処理基板の下から1〜4番目に入射され
ることになる。発光素子104は、実際には1番目と3
番目の位置にのみ形成されているので、光ビーム108
は下から1番目と3番目の信号処理基板に送信されるこ
とになる。左側の上から1〜4番目の信号処理基板10
1では、それぞれ出力レンズ106の中心が下から1〜
4番目の発光素子の位置に対応するようになっいる。こ
のため、いずれの信号処理基板においても上から1〜4
番目の位置にある発光素子から出射された光ビーム10
8は、右側の信号処理基板の下から1〜4番目に入射さ
れる。実際に発光素子104が形成されているのはそれ
ぞれの信号処理基板に対して2個ずつであり、どの位置
に発光素子を形成するかによって光ビームの出力先の信
号処理基板のアドレスが決定されている。
Light beam 1 emitted from the light emitting element 104
08 is collimated by the output lens 106, and its emission direction is parallel to the line connecting the optical centers of the light emitting element 104 and the output lens 106. Therefore, when trying to send a light beam from a certain signal processing board to a plurality of specific signal processing boards, by arranging a plurality of light emitting elements in a pattern corresponding to the arrangement of the signal processing board of the other party, a complicated connection pattern can be obtained. Even if there is, it can be easily realized. For example, in FIG.
In the uppermost signal processing board 101 on the left side of the
4 is formed at the first and third positions from the top, and 2
It is not formed in the second and fourth positions. Here, the center of the output lens 106 corresponds to the fourth position,
Light beams 108 emitted from the first to fourth positions from the top
Will be incident on the right-hand side signal processing substrate from the bottom to the fourth. The light emitting elements 104 are actually the first and the third.
Since it is formed only at the second position, the light beam 108
Will be transmitted to the first and third signal processing boards from the bottom. The first to fourth signal processing boards 10 from the left side
1, the center of the output lens 106 is 1 to 1 from the bottom.
It corresponds to the position of the fourth light emitting element. Therefore, in any of the signal processing boards, 1 to 4 from the top
Light beam 10 emitted from the light emitting element at the th position
8 is incident on the right side signal processing substrate from the bottom to the first to fourth positions. The number of light emitting elements 104 actually formed is two for each signal processing board, and the address of the signal processing board of the output destination of the light beam is determined by the position where the light emitting element is formed. ing.

【0020】一方、出力レンズから出射された光ビーム
は右側の信号処理基板の入力レンズに入射して受光素子
上に集光されるが、この集光位置は入射角度に対応して
変化する。従って、受光側でも信号の入力元の信号処理
基板の配列に対応したパターンで複数の受光素子を配列
すれば、複数の光ビームが同時に一つの信号処理基板に
入射してもこれらを分離して受光することができる。例
えば、図1の右側一番上の信号処理基板101には、左
側の信号処理基板の下から1番目と2番目の信号処理基
板からの光ビーム108が入射される。入力レンズ10
6の中心は上から4番目の受光素子の位置に対応してお
り、光ビーム108は上から1番目と2番目の受光素子
で受信されることになる。右側の上から1〜4番目の信
号処理基板101では、それぞれ入力レンズ106の中
心が下から1〜4番目の発光素子の位置に対応するよう
になっており、左側の信号処理基板の下から1〜4番目
から出射された光ビーム108は、上から1〜4番目の
位置にある受光素子に入射される。実際に受光素子10
5が形成されているのはそれぞれの信号処理基板に対し
て2個ずつであり、どの位置に受光素子を形成するかに
よって光ビームの入力元の信号処理基板のアドレスが決
定されている。
On the other hand, the light beam emitted from the output lens enters the input lens of the signal processing substrate on the right side and is condensed on the light receiving element. The condensing position changes according to the incident angle. Therefore, even on the light receiving side, by arranging a plurality of light receiving elements in a pattern corresponding to the arrangement of the signal processing boards from which signals are input, even if a plurality of light beams are simultaneously incident on one signal processing board, they are separated. Can receive light. For example, the light beams 108 from the first and second signal processing boards from the bottom of the left signal processing board are incident on the signal processing board 101 on the upper right side of FIG. Input lens 10
The center of 6 corresponds to the position of the fourth light receiving element from the top, and the light beam 108 is received by the first and second light receiving elements from the top. In the first to fourth signal processing boards 101 on the right side, the centers of the input lenses 106 correspond to the positions of the first to fourth light emitting elements from the bottom, respectively. The light beams 108 emitted from the first to fourth positions enter the light receiving elements at the first to fourth positions from the top. Actually the light receiving element 10
The number 5 is formed for each of the signal processing boards, and the address of the signal processing board from which the light beam is input is determined depending on the position where the light receiving element is formed.

【0021】図1では簡単のために4個の信号処理基板
が1次元アレイ状に配列された場合を示したが、実際に
は例えば16×16の2次元アレイ状に配列された25
6個の信号処理基板間の信号伝送を想定している。この
場合、各信号処理基板には16個程度の発光素子あるい
は受光素子が形成される。ここで、出力先のアドレスに
対応した配列パターンで発光素子を形成する方法を述べ
る。図2において、発光チップ201上に形成された複
数の発光素子202は、信号処理基板と同様に配列され
る。図2では、簡単のために信号処理基板が6×6の2
次元アレイ状に配列されている場合を示す。ここで、行
方向に並んだ発光素子202には共通の配線203が施
され、その端部には信号処理基板とワイヤボンディング
するためのパッド204が設けられている。配線203
は絶縁膜上に形成されているので、発光素子202と配
線203を接続するには配線203の下にある絶縁膜に
コンタクト窓205を開口する必要がある。すなわち、
コンタクト窓205を開口する位置によって配線203
をどの発光素子202に接続するかが決定される。この
方法によれば、信号処理基板によって配列パターンが異
なる場合でも、コンタクト窓形成用のフォトマスク以外
は共通のフォトマスクで発光チップを製造できる。ま
た、この方法では、各行から1個ずつの発光素子を選択
するという配列パターンしか実現できないが、配線20
3そのもののパターンを変更すれば全く任意の選択を行
うことも可能である。以上述べた方法は、受光チップに
関してもそのまま用いることができる。
Although FIG. 1 shows the case where four signal processing boards are arranged in a one-dimensional array for simplification, in practice, for example, 25 signal processing boards are arranged in a two-dimensional array of 16 × 16.
Signal transmission between six signal processing boards is assumed. In this case, about 16 light emitting elements or light receiving elements are formed on each signal processing board. Here, a method for forming a light emitting element with an array pattern corresponding to an output destination address will be described. In FIG. 2, the plurality of light emitting elements 202 formed on the light emitting chip 201 are arranged similarly to the signal processing board. In FIG. 2, the signal processing board is a 2 × 6 × 6 board for simplification.
The case where they are arranged in a dimensional array is shown. Here, the light emitting elements 202 arranged in the row direction are provided with a common wiring 203, and a pad 204 for wire bonding with the signal processing substrate is provided at an end portion thereof. Wiring 203
Is formed on the insulating film, the contact window 205 needs to be opened in the insulating film below the wiring 203 in order to connect the light emitting element 202 and the wiring 203. That is,
Depending on the position where the contact window 205 is opened, the wiring 203
To which light emitting element 202 to connect is determined. According to this method, the light emitting chip can be manufactured with a common photomask other than the photomask for forming the contact window even when the array pattern differs depending on the signal processing substrate. In addition, this method can realize only an array pattern in which one light emitting element is selected from each row.
It is also possible to make an arbitrary selection by changing the pattern of 3 itself. The method described above can be used as it is for the light receiving chip.

【0022】一方、発光チップ上の複数の発光素子の相
対位置は半導体プロセスによって精密に決定できるが、
発光チップと出力レンズあるいは受光チップと入力レン
ズの位置合せは不可欠である。この位置合せを行う方法
の一つを図3に示す。信号処理基板301上に発光チッ
プ302がボンディングされ、発光チップ302上に発
光素子303が形成されているという構成は、図1で示
したものと同様である。ここで、発光チップ302に対
向して配置された出力レンズ304はアクチュエータ3
05で位置が微調整できるようになっている。この出力
レンズ304を駆動するアクチュエータ305は、例え
ば光ピックアップで用いられている既存技術を応用する
ことで容易に構成可能である。出力レンズ304の位置
をアクチュエータ305によって微調整することで、光
ビーム306の出力方向を正確にアライメントすること
ができる。
On the other hand, the relative positions of a plurality of light emitting elements on the light emitting chip can be precisely determined by a semiconductor process.
It is essential to align the light emitting chip and the output lens or the light receiving chip and the input lens. One of the methods of performing this alignment is shown in FIG. The configuration in which the light emitting chip 302 is bonded on the signal processing substrate 301 and the light emitting element 303 is formed on the light emitting chip 302 is the same as that shown in FIG. Here, the output lens 304 arranged to face the light emitting chip 302 is the actuator 3
The position can be finely adjusted with 05. The actuator 305 that drives the output lens 304 can be easily configured by applying an existing technique used in, for example, an optical pickup. By finely adjusting the position of the output lens 304 by the actuator 305, the output direction of the light beam 306 can be accurately aligned.

【0023】図4は本発明の第2の実施例の空間光接続
装置の斜視図である。信号処理基板401がN×Nの2
次元アレイ状に配列されており、これに対向して反射鏡
402が設置されている。図では簡単のためにN=3の
アレイとしているが、実際には例えばN=16のアレイ
である。信号処理基板401は、例えばSiあるいはG
aAsよりなるLSIチップであり、N個の発光素子4
03とN個の受光素子404を含んでいる。発光素子4
03と受光素子404は信号処理基板401の上に直接
形成してもよいし、他の半導体基板上に形成してこれを
ボンディングしてもよい。N個の発光素子403は1次
元アレイ状に配列されており、1次元アレイの並ぶ方向
は信号処理基板の2次元アレイの行(横方向の並び)と
平行である。また、N個の受光素子404は2次元アレ
イの列(奥行き方向の並び)と平行な1次元アレイ状に
配列されている。図4には示していないが、図5(A)
に示すようにN個の発光素子403に対向して出力レン
ズ405が配置され、図5(B)に示すようにN個の受
光素子404に対向して入力レンズ406が配置されて
いる。入力レンズ406は通常の凸レンズ、出力レンズ
405は凸レンズの一部を切り出したものであるが、そ
れぞれ同等の光学作用を有する他の光学素子であっても
よい。
FIG. 4 is a perspective view of a spatial optical connection device according to a second embodiment of the present invention. Signal processing board 401 is N × N 2
The reflection mirrors 402 are arranged in a three-dimensional array, and the reflecting mirrors 402 are installed to face this. In the figure, an array of N = 3 is used for simplification, but in reality, it is an array of N = 16. The signal processing board 401 is, for example, Si or G.
An LSI chip made of aAs and N light-emitting elements 4
03 and N light receiving elements 404 are included. Light emitting element 4
03 and the light receiving element 404 may be formed directly on the signal processing substrate 401, or may be formed on another semiconductor substrate and bonded. The N light emitting elements 403 are arranged in a one-dimensional array, and the direction in which the one-dimensional arrays are arranged is parallel to the row (horizontal direction) of the two-dimensional array on the signal processing board. The N light-receiving elements 404 are arranged in a one-dimensional array parallel to the rows of the two-dimensional array (arrangement in the depth direction). Although not shown in FIG. 4, FIG. 5 (A)
5, the output lens 405 is arranged so as to face the N light emitting elements 403, and the input lens 406 is arranged so as to face the N light receiving elements 404 as shown in FIG. 5B. The input lens 406 is a normal convex lens, and the output lens 405 is obtained by cutting out a part of the convex lens, but it may be another optical element having an equivalent optical action.

【0024】2次元アレイ中のi行j列(手前から奥へ
1〜3行、左から右へ1〜3列とする)の信号処理基板
401に含まれるN個の発光素子403からの出射され
るN本の光ビーム407は、出力レンズ405によって
異なる出射角度で平行化されるが、光ビーム407のス
ポットは2次元アレイの行方向と平行に並ぶことにな
る。ここで、光ビーム407のスポットの間隔が等間隔
になるように発光素子403を配列しておけば、発光素
子403と出力レンズ405の相対位置を調整すること
でj行目に並んだN個の信号処理基板にN本の光ビーム
を入射することができる。例えば、図4の1行2列の信
号処理基板から出射された3本の光ビーム407は、そ
れぞれ2行1列、2行2列、2行3列の信号処理基板に
入射される。図5(A)はこの1行2列の信号処理基板
の発光素子403と出力レンズ405を示しており、出
力レンズ405の光学的中心は中央の発光素子の位置か
ら2次元アレイの奥行き方向にオフセットされた点にあ
る。3本の光ビーム407は、発光素子403と出力レ
ンズ405の光学的中心を結ぶ直線と平行に出射される
ので、2次元アレイの奥行き方向には同じ角度、左右方
向には異なる角度で出射されることになる。
Emission from N light emitting elements 403 included in the signal processing substrate 401 in the i-th row and the j-th column (1 to 3 rows from the front to the back and 1 to 3 columns from the left to the right) in the two-dimensional array. The N light beams 407 to be collimated are collimated by the output lens 405 at different emission angles, but the spots of the light beams 407 are arranged parallel to the row direction of the two-dimensional array. Here, if the light emitting elements 403 are arranged so that the spots of the light beam 407 are evenly spaced, the N light emitting elements 403 arranged in the jth row are adjusted by adjusting the relative positions of the light emitting elements 403 and the output lens 405. N light beams can be made incident on the signal processing substrate. For example, the three light beams 407 emitted from the signal processing substrate of 1 row and 2 columns in FIG. 4 are incident on the signal processing substrates of 2 rows 1 column, 2 rows 2 columns, and 2 rows 3 columns, respectively. FIG. 5A shows the light emitting element 403 and the output lens 405 of this signal processing substrate of 1 row and 2 columns, and the optical center of the output lens 405 is from the position of the central light emitting element to the depth direction of the two-dimensional array. It is at an offset point. Since the three light beams 407 are emitted in parallel with the straight line connecting the optical centers of the light emitting element 403 and the output lens 405, they are emitted at the same angle in the depth direction of the two-dimensional array and at different angles in the left and right directions. Will be.

【0025】一方、j行k列の信号処理基板にはj列目
の信号処理基板からのN本の光ビーム407が入射する
ことになる。これらの光ビーム407を入力レンズ40
6で集光すると、その像は信号処理基板の2次元アレイ
の列方向と平行な1次元アレイ状に並ぶことになる。例
えば、図4の1行3列の信号処理基板にはそれぞれ1行
1列、2行1列、3行1列からの光ビーム407が入射
される。図5(B)はこの1行3列の信号処理基板の受
光素子404と入力レンズ406を示しており、入力レ
ンズ406の光学的中心408は一番奥の受光素子の位
置から2次元アレイの左方向にオフセットされた点にあ
る。入力レンズ406の光学的中心408と集光点を結
ぶ直線が入射角度と平行になるように光ビーム407は
集光されるので、入力レンズ上の入射位置には無関係に
各受光素子404上に入射することになる。以上の構成
によって、i行j列の信号処理基板の右からk番目の発
光素子からは出射された光ビームは、j行k列の信号処
理基板の奥からi番目の受光素子に入射され、(i,
j)→(j,k)という信号処理基板間の伝送が行われ
ることになる。この(i,j)→(j,k)というデー
タ転送は、従来の技術でも述べた通りハイパークロスネ
ットワークと呼ばれる汎用性の高いネットワーク構成で
あり、任意の信号処理基板間のデータ転送がハイパーク
ロスネットワークによる2回の転送で実現される。
On the other hand, N light beams 407 from the signal processing substrate in the jth column are incident on the signal processing substrate in the jth row and the kth column. These light beams 407 are input to the input lens 40
When condensed at 6, the images are arranged in a one-dimensional array parallel to the column direction of the two-dimensional array of the signal processing board. For example, the light beams 407 from the 1st row, 1st column, the 2nd row, 1st column, and the 3rd row, 1st column enter the signal processing substrate of 1st row and 3rd column of FIG. 4, respectively. FIG. 5B shows the light receiving element 404 and the input lens 406 of this signal processing substrate of 1 row and 3 columns, and the optical center 408 of the input lens 406 is a two-dimensional array from the position of the innermost light receiving element. It is at a point offset to the left. Since the light beam 407 is condensed so that the straight line connecting the optical center 408 of the input lens 406 and the condensing point is parallel to the incident angle, the light beam 407 is formed on each light receiving element 404 regardless of the incident position on the input lens. It will be incident. With the above configuration, the light beam emitted from the k-th light emitting element from the right of the i-th row and j-th column signal processing substrate is incident on the i-th light-receiving element from the back of the j-th row and k-th column signal processing substrate, (I,
j) → (j, k) is transmitted between the signal processing boards. This data transfer of (i, j) → (j, k) is a highly versatile network configuration called a hypercross network as described in the related art, and data transfer between arbitrary signal processing boards is performed by hypercross. It is realized by two transfers via the network.

【0026】上記第2の実施例において、出力レンズと
入力レンズを1枚の入出力レンズで兼用させることも可
能である。図6は、信号処理基板が3×3の2次元アレ
イである場合について、入出力レンズ601と発光素子
の1次元アレイ602および受光素子の1次元アレイ6
03の位置関係を模式的に示したものである。上記の説
明から明らかなように、発光素子の1次元アレイ602
は2次元アレイの行方向と平行であり、受光素子の1次
元アレイ603は2次元アレイの列方向と平行であるこ
とから、両者は直交して配置されることになる。両者の
交差する点は、i行i列(i=1〜3)の対角線上にあ
る信号処理基板では、自分自身への信号伝送に対応して
おり、発光素子および受光素子を特に形成する必要はな
い。しかし、これ以外の信号処理基板では、この対角線
に対して対称な位置にある信号処理基板との相互通信と
なるため、発光素子と受光素子を同じ位置に形成する必
要がる。これは例えば受光素子をリング形状とし、その
内側に発光素子を形成することで実現可能である。
In the second embodiment, the output lens and the input lens can be combined into one input / output lens. FIG. 6 shows an input / output lens 601, a one-dimensional array 602 of light emitting elements, and a one-dimensional array 6 of light receiving elements when the signal processing substrate is a 3 × 3 two-dimensional array.
3 schematically shows the positional relationship of No. 03. As is apparent from the above description, the one-dimensional array 602 of light emitting elements
Are parallel to the row direction of the two-dimensional array, and the one-dimensional array 603 of the light receiving elements is parallel to the column direction of the two-dimensional array, so that they are arranged orthogonally. The intersection of the two corresponds to the signal transmission to itself on the signal processing board on the diagonal line of i-th row and i-th column (i = 1 to 3), and it is necessary to particularly form the light emitting element and the light receiving element. There is no. However, in the other signal processing boards, the light emitting element and the light receiving element need to be formed at the same position because mutual communication with the signal processing board in the symmetrical position with respect to the diagonal line is performed. This can be realized, for example, by forming the light receiving element into a ring shape and forming the light emitting element inside thereof.

【0027】図7は本発明の第3の実施例の空間光接続
装置の要部断面図である。本実施例の全体の構成は上記
第1あるいは第2の実施例と同様であり、図7には本実
施例の要点となる発光チップ周辺の断面図を示してい
る。発光チップ701の主表面702上に発光素子70
3が形成されており、発光チップ701は主表面702
側を接して信号処理基板704に接着されている。この
接着方法は一般にフリップチップボンディングと呼ばれ
るもので、発光素子703の素子電極705と信号処理
基板704上の基板電極706を融着することで、電気
的な接続と機械的な固定を行っている。発光素子703
から出る光ビーム707は発光チップ701の裏面70
8から出射されるが、発光チップ701の裏面708は
主表面702と平行でないので光ビーム707は屈折に
よって偏向される。発光チップ701の基板はGaAs
等の化合物半導体であり、光ビーム707に対する屈折
率は3程度である。このため、発光チップ701の裏面
708が傾斜していると、光ビーム707は屈折によっ
て大きく偏向されることになる。例えば、裏面708を
主表面702に対して13°傾斜させると、光ビーム7
07は30°偏向される。この後、光ビーム707は出
力レンズ709に入射され、さらに偏向されることにな
る。この時の偏向角度は入射位置に応じて異なる。出力
レンズ709で±30°の偏向が可能であるとすれば、
上記の裏面傾斜による30°の偏向と組み合せることで
0〜60°の偏向が可能となる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the essential parts of a spatial optical connection device according to the third embodiment of the present invention. The overall configuration of this embodiment is similar to that of the first or second embodiment, and FIG. 7 shows a cross-sectional view of the periphery of a light emitting chip, which is the main point of this embodiment. The light emitting element 70 is formed on the main surface 702 of the light emitting chip 701.
3 is formed, and the light emitting chip 701 has a main surface 702.
The signal processing substrates 704 are adhered side by side. This bonding method is generally called flip chip bonding, and the element electrode 705 of the light emitting element 703 and the substrate electrode 706 on the signal processing substrate 704 are fused to perform electrical connection and mechanical fixing. . Light emitting element 703
The light beam 707 emitted from the back surface 70 of the light emitting chip 701 is
However, since the back surface 708 of the light emitting chip 701 is not parallel to the main surface 702, the light beam 707 is deflected by refraction. The substrate of the light emitting chip 701 is GaAs
And the like, and has a refractive index of about 3 with respect to the light beam 707. Therefore, when the back surface 708 of the light emitting chip 701 is inclined, the light beam 707 is largely deflected by refraction. For example, if the back surface 708 is tilted by 13 ° with respect to the main surface 702, the light beam 7
07 is deflected by 30 °. After this, the light beam 707 enters the output lens 709 and is further deflected. The deflection angle at this time differs depending on the incident position. If the output lens 709 can deflect ± 30 °,
Deflection of 0 to 60 ° is possible by combining with the above-mentioned deflection of 30 ° by the back surface inclination.

【0028】図1に示した構成を例にとって、偏向角が
大きくなる利点について述べる。左側にある4個の信号
処理基板101の端から端までの距離をL、出力レンズ
106と入力レンズ107の距離をd、光ビーム108
の最大偏向角度をθとすると、d=L/tanθの関係
が成立する。出力レンズのみを用いた場合にはθ=30
°のため、d=L×√3となる。一方、裏面傾斜を組み
合せるとθ=60°なので、d=L/√3である。従っ
て、最大偏向角が30°から60°になると、出力レン
ズ106と入力レンズ107の距離を3分の1に低減す
ることが可能である。以上の利点は、図4に示した構成
に対してもそのまま成立する。この場合は、信号処理基
板と401と反射鏡402の距離を3分の1にすること
ができる。いずれの場合も、光ビームが伝搬するだけで
何も存在しない空間を小さくすることができ、装置全体
の空間利用効率を高めることができる。
Taking the configuration shown in FIG. 1 as an example, the advantage of increasing the deflection angle will be described. The distance from the end to the left of the four signal processing substrates 101 on the left side is L, the distance between the output lens 106 and the input lens 107 is d, and the light beam 108 is
Letting θ be the maximum deflection angle of, the relation of d = L / tan θ is established. Θ = 30 when only output lens is used
Therefore, d = L × √3. On the other hand, when the back surface inclination is combined, θ = 60 °, so that d = L / √3. Therefore, when the maximum deflection angle is changed from 30 ° to 60 °, it is possible to reduce the distance between the output lens 106 and the input lens 107 to one third. The above advantages can be realized as they are in the configuration shown in FIG. In this case, the distance between the signal processing board 401 and the reflecting mirror 402 can be reduced to one third. In any case, it is possible to reduce the space in which nothing is present only by propagating the light beam, and it is possible to improve the space utilization efficiency of the entire device.

【0029】図8は本発明の第4の実施例の空間光接続
装置の断面図である。本実施例においても、複数の信号
処理基板801に発光チップ802あるいは受光チップ
803がボンディングされており、発光チップ802上
の発光素子804から出射された光ビーム805を受光
チップ803上の受光素子806に入射することで信号
伝送を行う。ただし、光ビーム805は自由空間ではな
く光導波板807を透過する。光導波板807は、第1
の透明層808、第2の透明層809、および反射層8
10の少なくとも3層を順次積層したもので、第1の透
明層808の屈折率は第2の透明層809の屈折率より
も大きくなっている。また、第1の透明層808の発光
素子804に対向する部分に出力レンズ811が形成さ
れており、受光素子806に対向する部分に入力レンズ
812が形成されている。
FIG. 8 is a sectional view of a spatial optical connection device according to a fourth embodiment of the present invention. Also in this embodiment, the light emitting chip 802 or the light receiving chip 803 is bonded to the plurality of signal processing substrates 801, and the light beam 805 emitted from the light emitting element 804 on the light emitting chip 802 is received on the light receiving chip 803. Signal transmission is performed by being incident on. However, the light beam 805 is transmitted through the optical waveguide plate 807, not in free space. The optical waveguide plate 807 is the first
Transparent layer 808, second transparent layer 809, and reflective layer 8 of
The first transparent layer 808 has a refractive index higher than that of the second transparent layer 809. An output lens 811 is formed in a portion of the first transparent layer 808 facing the light emitting element 804, and an input lens 812 is formed in a portion of the first transparent layer 808 facing the light receiving element 806.

【0030】第1の透明層808の屈折率は第2の透明
層809の屈折率よりも大きいので光ビームは第1の透
明層808から第2の透明層809に透過する際に屈折
され、より水平に近い角度で第2の透明層809を伝搬
することになる。すなわち、第1の透明層808中の光
ビーム805の偏向角が小さくても、第2の透明層80
9に入射する際に偏向角が大きくなる。ただし、発光素
子804と第1の透明層808の間の空気中に出力レン
ズを配置し構成では、出力レンズによって偏向された光
ビームが空気中から第1の透明層808に入射する際に
偏向角が小さくなるので、全体として偏向角は大きくな
らない。これを避けるために、本実施例では第1の透明
層808の表面を加工して出力レンズ811を形成して
いる。出力レンズ811の形状としては、透明層808
の表面を凸レンズ状に加工してもよいし、凸レンズと同
様の光学作用を有するフレネルレンズを形成してもよ
い。本実施例は、第3の実施例と同様、光ビームが伝搬
する空間を薄くすることができるという効果を有してい
る。
Since the refractive index of the first transparent layer 808 is higher than that of the second transparent layer 809, the light beam is refracted when passing from the first transparent layer 808 to the second transparent layer 809. It propagates through the second transparent layer 809 at a more horizontal angle. That is, even if the deflection angle of the light beam 805 in the first transparent layer 808 is small, the second transparent layer 80
The deflection angle becomes large when it is incident on the beam. However, in the structure in which the output lens is arranged in the air between the light emitting element 804 and the first transparent layer 808, the light beam deflected by the output lens is deflected when entering the first transparent layer 808 from the air. Since the angle becomes smaller, the deflection angle does not become larger as a whole. In order to avoid this, in this embodiment, the surface of the first transparent layer 808 is processed to form the output lens 811. The shape of the output lens 811 is the transparent layer 808.
The surface may be processed into a convex lens shape, or a Fresnel lens having an optical effect similar to that of the convex lens may be formed. Similar to the third embodiment, this embodiment has an effect that the space where the light beam propagates can be thinned.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の空間光接続装置によれば、N×
Nの信号処理基板に対して、常時N3本の経路が接続さ
れているハイパークロスネットワークを容易に実現する
ことができる。本発明の要点は光ビームの出力先(ある
いは入力元)の信号処理基板のアドレスを信号処理基板
上に形成された発光素子(あるいは受光素子)の配列パ
ターンによって決定するという点にあり、この構成はハ
イパークロスネットワークだけではなく、接続数がN3
のオーダーである他のネットワークに対しても適用可能
である。本発明の空間光接続装置では、凸レンズあるい
は凸レンズ機能を有する光学素子が、各信号処理基板に
対して1ないし2枚配置されるだけであることから、光
学アライメントが簡単である。さらに、本発明の空間光
接続装置では、光ビームが伝搬するだけで何も存在しな
い空間の高さを低減することができる。これにより、装
置全体の空間利用効率を高めることができる。
According to the spatial optical connection device of the present invention, N ×
It is possible to easily realize a hyper cross network in which N 3 paths are always connected to N signal processing boards. The point of the present invention is that the address of the signal processing substrate of the output destination (or input source) of the light beam is determined by the arrangement pattern of the light emitting elements (or light receiving elements) formed on the signal processing substrate. Is not only a hypercross network, but N 3
It is also applicable to other networks of the order. In the spatial optical connection device of the present invention, only one or two convex lenses or optical elements having a convex lens function are arranged for each signal processing substrate, and therefore optical alignment is simple. Furthermore, in the spatial optical connection device of the present invention, the height of the space where nothing is present but only the light beam propagates can be reduced. As a result, the space utilization efficiency of the entire device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の空間光接続装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a spatial optical connection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の空間光接続装置に含ま
れる発光チップの平面図
FIG. 2 is a plan view of a light emitting chip included in the spatial light connecting device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の空間光接続装置の要部
断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the spatial optical connection device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例の空間光接続装置の斜視
FIG. 4 is a perspective view of a spatial optical connection device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例の空間光接続装置の要部
斜視図
FIG. 5 is a perspective view of a main part of a spatial light connection device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例の空間光接続装置の模式
FIG. 6 is a schematic diagram of a spatial optical connection device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例の空間光接続装置の要部
断面図
FIG. 7 is a sectional view of an essential part of a spatial light connecting device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施例の空間光接続装置の断面
FIG. 8 is a sectional view of a spatial optical connection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】従来の光接続装置の斜視図FIG. 9 is a perspective view of a conventional optical connection device.

【図10】従来の光接続装置の動作原理図FIG. 10 is a diagram showing an operation principle of a conventional optical connection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 信号処理基板 104 発光素子 105 受光素子 106 出力レンズ 107 入力レンズ 108 光ビーム 401 信号処理基板 403 発光素子 404 受光素子 405 出力レンズ 406 入力レンズ 407 光ビーム 701 発光チップ 703 発光素子 704 信号処理基板 707 光ビーム 709 出力レンズ 801 信号処理基板 804 発光素子 805 光ビーム 806 受光素子 807 光導波板 101 signal processing board 104 light emitting element 105 light receiving element 106 output lens 107 input lens 108 light beam 401 signal processing board 403 light emitting element 404 light receiving element 405 output lens 406 input lens 407 light beam 701 light emitting chip 703 light emitting element 704 signal processing board 707 light Beam 709 Output lens 801 Signal processing board 804 Light emitting element 805 Light beam 806 Light receiving element 807 Optical waveguide plate

───────────────────────────────────────────────────── 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 H04B 10/22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical indication H04B 10/22

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の信号処理基板と、前記信号処理基板
上に設置された第1の配列パターンを有する複数の発光
素子と、前記信号処理基板上に設置された第2の配列パ
ターンを有する複数の受光素子と、前記複数の発光素子
に対向して配置された、前記複数の発光素子から出射さ
れた複数の光ビームを異なる出射角度で平行化する出力
レンズと、前記複数の受光素子に対向して配置された、
前記出力レンズから出射された前記光ビームを入射角度
に対応して異なる前記受光素子上に集光する入力レンズ
とを有し、前記光ビームの出力先の前記信号処理基板の
アドレスに対応して前記第1の配列パターンが決定さ
れ、前記光ビームの入力元の前記信号処理基板のアドレ
スに対応して前記第2の配列パターンが決定されてなる
ことを特徴とする空間光接続装置。
1. A plurality of signal processing boards, a plurality of light emitting elements having a first array pattern installed on the signal processing board, and a second array pattern installed on the signal processing board. A plurality of light receiving elements, an output lens arranged to face the plurality of light emitting elements, for collimating a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting elements at different emission angles, and a plurality of light receiving elements Placed facing each other,
An input lens for condensing the light beam emitted from the output lens onto different light receiving elements corresponding to an incident angle, and corresponding to an address of the signal processing substrate to which the light beam is output. The spatial optical connection device according to claim 1, wherein the first array pattern is determined, and the second array pattern is determined corresponding to an address of the signal processing substrate that is an input source of the light beam.
【請求項2】規則的に配列された複数の発光素子に対し
て、選択的に電気配線を設けることで第1の配列パター
ンが形成されてなることを特徴とする請求項1記載の空
間光接続装置。
2. The spatial light according to claim 1, wherein the first array pattern is formed by selectively providing electric wiring to a plurality of light emitting elements arranged regularly. Connection device.
【請求項3】規則的に配列された複数の受光素子に対し
て、選択的に電気配線を設けることで第2の配列パター
ンが形成されてなることを特徴とする請求項1記載の空
間光接続装置。
3. The spatial light according to claim 1, wherein a second array pattern is formed by selectively providing electric wiring to a plurality of regularly arranged light receiving elements. Connection device.
【請求項4】複数の発光素子と出力レンズの相対位置を
微調整する手段を備えてなることを特徴とする請求項1
記載の空間光接続装置。
4. A means for finely adjusting the relative positions of a plurality of light emitting elements and an output lens is provided.
The spatial optical connection device described.
【請求項5】複数の受光素子と入力レンズの相対位置を
微調整する手段を備えてなることを特徴とする請求項1
記載の空間光接続装置。
5. A means for finely adjusting the relative positions of a plurality of light receiving elements and an input lens is provided.
The spatial optical connection device described.
【請求項6】M行N列の2次元アレイ状に配列された複
数の信号処理基板と、前記信号処理基板上に設置され
た、前記2次元アレイの行方向に配列されたN個の発光
素子と、前記信号処理基板上に設置された、前記2次元
アレイの列方向に配列されたM個の受光素子と、前記複
数の発光素子に対向して配置された、前記複数の発光素
子から出射された複数の光ビームを異なる出射角度で平
行化する出力レンズと、前記複数の受光素子に対向して
配置された、前記出力レンズから出射された前記光ビー
ムを入射角度に対応して異なる前記受光素子上に集光す
る入力レンズとを有することを特徴とする空間光接続装
置。
6. A plurality of signal processing boards arranged in a two-dimensional array of M rows and N columns, and N light-emissions arranged on the signal processing board in the row direction of the two-dimensional array. An element, M light-receiving elements arranged on the signal processing substrate in the column direction of the two-dimensional array, and a plurality of light-emitting elements arranged so as to face the plurality of light-emitting elements. An output lens that collimates a plurality of emitted light beams at different emission angles, and the light beams emitted from the output lens, which are arranged to face the plurality of light receiving elements, differ depending on the incident angle. A spatial light connection device, comprising: an input lens that collects light on the light receiving element.
【請求項7】複数の信号処理基板に対向して配置され
た、出力レンズから出射された光ビームを反射して入力
レンズに入射せしむる反射鏡を有することを特徴とする
請求項6記載の空間光接続装置。
7. A reflecting mirror, which is arranged so as to face the plurality of signal processing substrates and reflects the light beam emitted from the output lens and makes it enter the input lens. Space optical connection device.
【請求項8】出力レンズと入力レンズが同一のレンズで
あることを特徴とする請求項7記載の空間光接続装置。
8. The spatial optical connection device according to claim 7, wherein the output lens and the input lens are the same lens.
【請求項9】複数の信号処理基板と、前記信号処理基板
に主表面を接して接着された発光チップと、前記発光チ
ップの前記主表面上に形成された発光素子と、前記信号
処理基板上に設置された受光素子と、前記発光素子から
出射され、前記受光素子に入射する光ビームとを有し、
前記発光チップの裏面が前記主表面と平行でないことを
特徴とする空間光接続装置。
9. A plurality of signal processing boards, a light emitting chip having a main surface in contact with and bonded to the signal processing board, a light emitting element formed on the main surface of the light emitting chip, and the signal processing board. And a light beam emitted from the light emitting element and incident on the light receiving element,
The spatial optical connection device, wherein the back surface of the light emitting chip is not parallel to the main surface.
【請求項10】複数の信号処理基板に対向して配置され
た、発光素子から出射された光ビームを反射して受光素
子に入射せしむる反射鏡を有することを特徴とする請求
項9記載の空間光接続装置。
10. A reflecting mirror, which is arranged so as to face the plurality of signal processing substrates and reflects the light beam emitted from the light emitting element and makes it enter the light receiving element. Space optical connection device.
【請求項11】発光素子に対向して配置された、前記発
光素子から出射された光ビームを平行化する出力レンズ
を有することを特徴とする請求項9記載の空間光接続装
置。
11. The spatial optical connection device according to claim 9, further comprising an output lens which is arranged so as to face the light emitting element and which collimates a light beam emitted from the light emitting element.
【請求項12】受光素子に対向して配置された、発光素
子から出射された光ビームを前記受光素子上に集光する
入力レンズを有することを特徴とする請求項9記載の空
間光接続装置。
12. The spatial optical connection device according to claim 9, further comprising an input lens, which is arranged so as to face the light receiving element and focuses the light beam emitted from the light emitting element on the light receiving element. .
【請求項13】複数の信号処理基板と、前記信号処理基
板上に設置された発光素子と、前記信号処理基板上に設
置された受光素子と、前記複数の信号処理基板に対向し
て配置された、第1および第2の透明層および反射層の
少なくとも3層を順次積層した光導波板と、前記発光素
子から出射され、前記光導波板を透過し、前記受光素子
に入射する光ビームとを有し、前記第1の透明層の屈折
率が前記第2の透明層の屈折率よりも大きいことを特徴
とする空間光接続装置。
13. A plurality of signal processing boards, a light emitting element installed on the signal processing board, a light receiving element installed on the signal processing board, and a plurality of signal processing boards arranged to face the plurality of signal processing boards. An optical waveguide plate in which at least three layers of a first transparent layer and a second transparent layer and a reflective layer are sequentially laminated, and a light beam emitted from the light emitting element, transmitted through the optical waveguide plate, and incident on the light receiving element. And the refractive index of the first transparent layer is higher than the refractive index of the second transparent layer.
【請求項14】第1の透明層の発光素子に対向する部分
に形成された、前記発光素子から出射された光ビームを
平行化する出力レンズを有することを特徴とする請求項
13記載の空間光接続装置。
14. The space according to claim 13, further comprising an output lens formed in a portion of the first transparent layer facing the light emitting element, for collimating a light beam emitted from the light emitting element. Optical connection device.
【請求項15】第1の透明層の受光素子に対向する部分
に形成された、発光素子から出射された光ビームを前記
受光素子上に集光する入力レンズを有することを特徴と
する請求項13記載の空間光接続装置。
15. An input lens, which is formed in a portion of the first transparent layer facing the light receiving element, for condensing a light beam emitted from the light emitting element onto the light receiving element. 13. The spatial optical connection device according to 13.
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