JPH1065625A - 光バス、光バスの製造方法、および信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】温度変化や埃などの環境変化に対する耐性が高
く、かつシステムの拡張に応じて回路基板の自由な脱着
が容易に可能であって、しかも信号光の伝効率を向上さ
せた光バス、その製造方法、およびその光バスを採用し
た信号処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】ポリビニルアセテート、ビニルカルバゾー
ル、ヘキサアリールビスイミダゾール、シアニン系色素
を混合して光伝送層３１を成形し、この光伝送層２１を
挟むようにベースフィルム３２を積層し、ホログラムが
形成される所定の帯状領域を除く領域を全面露光し、光
伝送層３１の信号光入射端面３３から入射する信号光
が、信号光出射端面３４上のいずれの信号光出射部７４
にも集光されるように、上記所定の帯状領域をホログラ
ム形成用に露光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光信号の伝送を担
う光バス、その製造方法、およびその光バスを用いたデ
ータの送受を含む信号処理を行なう信号処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】起大規模集積回路（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（ドーダーボード）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きている。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
向上が計られてきたが、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（ＥＭ
Ｉ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅ
ｒｅｎｃｅ）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。

【０００３】この様な問題を解決し並列バスの動作速度
の向上を計る為に、光インターコネクションと呼ばれる
システム内光接続技術を用いることが検討されている。
光インターコネクション技術の概要は、『内田禎二、回
路実装学術講演大会 １５Ｃ０１，ｐｐ．２０１〜２０
２』や『Ｈ．Ｔｏｍｉｍｕｒｏ ｅｔ ａｌ．，“Ｐａ
ｃｋａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ”，ＩＥＥＥ
Ｔｏｋｙｏ Ｎｏ．３３ ｐｐ．８１〜８６，１９９
４』に記載されている様に、システムの構成内容により
様々な形態が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来提案された様々な
形態の光インターコネクション技術のうち、特開平２−
４１０４２号公報には、高速、高感度の発光／受光デバ
イスを用いた光データ伝送方式をデータバスに適用した
例が開示されており、そこには、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提案されている。この方式で
は、ある１枚の回路基板から送られた信号光が隣接する
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信
号光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。この為、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・
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／発光デバイスによる、自由空
間を介在させた光結合を用いている為、隣接する回路基
板表裏両面に配置されている発光／受光デバイスの光学
的位置合わせが行なわれすべての回路基板が光学的に結
合していることが必要となる。さらに、自由空間を介し
て結合されている為、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
より信号光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。さらに、各回路基板が直列に
配置されているため、いずれかのボードが取りはずされ
た場合にはそこで接続が途切れてしまい、それを補うた
めの余分な回路基板が必要となる。すなわち、回路基板
を自由に抜き差しすることができず、回路基板の数が固
定されてしまうという問題がある。

【０００５】自由空間を利用した回路基板相互間のデー
タ伝送の他の技術が、特開昭６１−１９６２１０号公報
に開示されている。ここに開示された技術は、平行な２
面を有する、光源に対置されたプレートを具備し、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、自由空間を利用した光路を介して回路基板間を光
学的に結合する方式である。この方式では、１点から発
せられた光を固定された１点にしか接続できず電気バス
の様に全ての回路ボード間を網羅的に接続することがで
きない、自由空間を利用しているので複雑な光学系が必
要となり、位置合わせ等も難しい為、光学素子の位置ず
れに起因して、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予想される、あ
るいは、回路基板間の接続情報はプレート表面に配置さ
れた回折格子、反射素子により決定されるため、回路基
板を自由に抜き差しすることができず拡張性が低い、と
いう様々な問題がある。

【０００６】これらの問題を解決する手段として、入射
した光を拡散して伝播する光バスを採用することが考え
られるが、このような光バスでは、拡散して伝播した光
の大部分が光を所望の出射ポイント以外の部分に伝播
し、あるいは、出射ポイントに伝播しても、出射ポイン
トから出射した光が分散してしまうので、光の利用効率
が低く、信号処理装置にこのような光バスを用いると、
信号処理装置の処理速度が遅くなったり、消費電力が大
きくなるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、温度変化や埃
などの環境変化に対する耐性が高く、かつシステムの拡
張に応じて回路基板の自由な脱着が容易に可能であっ
て、しかも信号光の伝達効率を向上させた光バス、その
製造方法、およびその光バスを採用した信号処理装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光バスは、入射端面から信号光を入射しこの信号光
を出射端面に伝搬してこの出射端面から出射する光バス
であって、上記入射端面から入射し上記出射端面に向か
って伝搬する信号光を、上記出射端面上の所定の信号出
射部に向かって集光させるホログラムが形成されてなる
ことを特徴とする。

【０００９】本発明の光バスは、上記のように、入射端
面から入射した信号光を、信号光出射部に向かって集光
させるホログラムが形成されているため、入射端面から
入射した信号光を確実に所定の信号光出射部に向かって
集光させることができる。また、入射端面，出射端面そ
れぞれにおいて、光バスと光学的に結合される回路基板
の数を、入射端面，出射端面と対向する回路基板の最大
数以内では自由に増減することができ、本発明の光バス
を用いることにより、拡張性に富んだシステムを構築す
ることができる。

【００１０】また、上記目的を達成する本発明の光バス
の製造方法は、信号光を入射する入射端面と、この入射
端面から入射した信号光を出射する出射端面とを有する
とともに、内部に、該入射端面から入射し該出射端面に
向かって伝搬する信号光を、該出射端面上の所定の信号
光出射部に集光させるホログラムが形成されてなる光バ
スの製造方法であって、感光性および光透過性を有する
光バス材料をシート状に成形し、シート状に成形された
光バス材料の、上記ホログラムが形成される所定の帯状
領域を除く領域を全面露光し、上記帯状領域を上記ホロ
グラム形成用に露光することを特徴とする。

【００１１】本発明の光バスの製造方法は、上記のよう
に、あらかじめシート状に成形された光バス材料の内部
に、露光によりホログラムを形成する方法であるため、
ホログラム形成用の材料と、信号光伝送用の材料とを別
々に用意する必要がなく、本発明の光バスの製造方法を
用いることにより、内部にホログラムが形成された光バ
スを容易に製造することができる。

【００１２】また、上記光バスを採用した本発明の信号
処理装置は、（１）基体、（２）信号光を出射する信号
光出射端およびこの信号光出射端から出射される信号光
に担持させる信号を生成する電子回路と、信号光を入射
する信号光入射端およびこの信号光入射端から入射した
信号光が担持する信号に基づく信号処理を行なう電子回
路とのうちの少なくとも一方が搭載された複数枚の回路
基板（３）上記基体に固定された、上記回路基板に搭載
された上記信号光出射端と光学的に結合される入射端面
と、上記回路基板に搭載された信号光射入射端と光学的
に結合される信号光出射部を備えた出射端面とを有する
とともに、内部に上記入射端面から入射し上記出射端面
に向かって伝搬する信号光を上記信号光出射部に集光さ
せるホログラムが形成されてなる光バス、および上記回
路基板を、この回路基板に搭載された信号光出射端が上
記入射端面に結合されるとともに、この回路基板に搭載
された信号光入射端が上記信号光出射部に結合される状
態に、上記基体上に固定する複数の基体固定部とを備え
たことを特徴とする。

【００１３】本発明の信号処理装置によれば、本発明の
光バスを採用しているので、光信号による高速通信を実
現することができる。さらに、回路基板は基体固定部に
固定すると同時に、その回路基板に搭載された信号光出
射端が、光バスの入射端面と結合されるとともに、その
回路基板に搭載された信号光入射端が、光バスの信号光
出射部と結合されるように構成することができ、微妙な
位置合わせは不要である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の信号処理装置の一実施形態
の概略構成図であり、図２は、図１に示す信号処理装置
のＡ−Ａ’断面図である。本発明にいう基体の一例であ
る支持基板１１上に、光伝送層２１とクラッド層２２が
交互に積層されたシート状光データバス２０が固定され
ている。また、その支持基板１１上には、基板用コネク
タ１２が固定され、各基板用コネクタ１２には、各回路
基板１３が着脱自在に装着される。

【００１５】支持基板１１上には、電源ラインや電気信
号伝送用の電気的配線１４が設けられており、それらの
電気的配線１４は基板用コネクタ１２を経由して、基板
用コネクタ１２に装着された回路基板１３上の電子回路
１５と電気的に接続されている。また、各回路基板１３
には、レーザダイオード１６、フォトダイオード１７が
備えられており、その回路基板１３を基板用コネクタ１
２に装着すると、レーザダイオード１６は、シート状光
データバス２０の信号光入射端面２３と光学的に結合さ
れるように配置されるとともに、フォトダイオード１７
はシート状光データバス２０の信号光出射端面２４上の
信号光出射部と光学的に結合されるように配置され、レ
ーザダイオード１６から出射された信号光は、シート状
光データバス２０の光データバス２０の光伝送層２１に
入射し信号光出射端面２４上の信号光出射部に伝送さ
れ、その信号光出射部に光学的に結合されたフォトダイ
オード１７で受光される。

【００１６】以下に、信号光入射端面２３から入射した
信号光がどのようにしてフォトダイオード１７に受光さ
れるかを、シート状光データバス２０の構造および製造
方法を説明しながら述べる。光伝送層２１は、信号光の
伝送を担う層であり、図２に示すように光伝送層２１を
横断するように帯状のホログラム２５が形成されてい
る。各レーザダイオード１６は、いずれもホログラム２
５全面に信号光を照射し、このホログラム２５は、レー
ザダイオード１６から出射された信号光を、信号光出射
面２４の信号光出射部２６いずれにも集光するように形
成されている。

【００１７】この光伝送層２１は、バインダーポリマ
ー，モノマー，開始剤，増感色素の４つの材料を混合し
てシート状に成形し、ホログラムを形成する領域以外の
領域を露光し、その後ホログラムを形成する領域を露光
することにより製造されている。したがって、この光伝
送層２１の製造にあたっては、混合される４つの材料は
感光性および光透過性を有するような材料が選定され
る。本実施形態では、各材料として、それぞれポリビニ
ルアセテート、ビニルカルバゾール，ヘキサアリールビ
スイミダゾール，シアニン系色素が用いられている。

【００１８】また、クラッド層１２は、光伝送層１１の
屈折率よりも低い屈折率を有する材料が選定され、本実
施形態ではフッ素化ポリスチレンが用いられている。上
述したシート状光データバスは、本発明の一実施形態の
光バスの製造方法により製造されており、以下に、その
製造方法について述べる。図３〜図８は、本発明の一実
施形態の光バスの製造方法により製造されるシート状光
データバス２０の製造工程を示す図である。

【００１９】先ず、ポリビニルアセテート、ビニルカル
バゾール，ヘキサアリールビスイミダゾール，シアニン
系色素を混合して光伝送層３１を成形し、図３に示すよ
うに、フッ素化ポリスチレンのベースフィルム３２をク
ラッド層とし、このベーズフィルム３２を光伝送層３１
を挟むように積層する。光伝送層３１およびベースフィ
ルム３２の膜厚はいずれも約１００μｍである。

【００２０】次に、光伝送層３１の、ホログラムが形成
される帯状領域が露光されないように、図４に示すよう
に、帯状のマスク４１で、光伝送層３１のホログラムが
形成される帯状領域に対応する部分をマスクし、図４に
示す矢印方向から、全面にＵＶ（紫外線）を照射して露
光する。このように露光することにより、図５に示すよ
うに、マスク４１により光伝送層３１にＵＶが照射され
ない部分、すなわち帯状の未露光部分５１ができる。

【００２１】次に、光伝送層３１の未露光部分５１にホ
ログラムパターンを記録する。このホログラムパターン
の記録方法については、先ず、図６を用いてホログラム
を形成するために用いる参照光および物体光の、光伝送
層への入射のさせ方について説明した後、図７を用いて
図２に示すように信号光を集光するホログラムを形成す
るための参照光および物体光の照射方法について説明す
る。

【００２２】図６は、光伝送層にホログラムを形成する
際の露光方法を示す概略図であり、光伝送層３１が平面
図で示されている。光伝送層３１の一端面を信号光が入
射する信号光入射端面３３とし、この信号光入射端面３
３と反対側に位置する他端面を信号光出射端面３４とし
て、この信号光出射端面３４の所望の位置（信号光出射
部）に信号光が集光されるようにホログラムを形成す
る。このようなホログラムを形成するために、図６に示
すように、参照光を出射する可視レーザ６１および物体
光を出射する可視レーザ６２を用意し、可視レーザ６１
から出射されるレーザ光を、ハーフミラー６３で反射さ
せて信号光入射端面３３から光伝送層３１の未露光部分
５１に向けて照射するとともに、可視レーザ６２から出
射されるレーザ光を、レンズ６５とハーフミラー６３と
を介して、信号光入射端面３３から光伝送層３１の未露
光部分５１を透過して信号光出射端面３４の所望の位置
に集光するように照射して、光伝送層３１の未露光部分
５１にホログラムパターンを記録する。このホログラム
パターンが記録される際に光伝送層３１の末露光部分５
１のモノマーは、連鎖重合によりポリマー化する。

【００２３】図７は、光伝送層にホログラムを形成する
際の参照光および物体光の照射方法を示す概念図であ
り、積層された光伝送層３１およびベースフィルム３２
のうちの光伝送層３１を示している。またこの図では、
参照光および物体光の指向性や照射方向を理解しやすい
ように、参照光は信号光入射端面上に配置された可視レ
ーザから照射されるとし、物体光については、その照射
方向を矢印で示すにとどめている。

【００２４】光伝送層３１の信号光入射端面３３には参
照光を照射する３つの可視レーザ７１，７２，７３が配
置されており、信号光出射端面３４の、信号光入射端面
３３のレーザ光が入射する部分と反対側に位置する部分
に、信号光が出射される信号光出射部７４，７５，７６
が形成される。また、可視レーザ７１，７２，７３は、
光伝送層３１の未露光部分５１の全面にレーザ光が照射
されるように調整されている。

【００２５】可視レーザ７１から参照光として光伝送層
３１の未露光部分５１にレーザ光を照射するとともに、
物体光を照射する図示しない可視レーザから光伝送層３
１の未露光部分５１を経由して各信号光出射部７４，７
５，７６に集光されるようなレーザ光７７，７８，７９
を照射すると、光伝送層３１の未露光部分５１に、可視
レーザ７１から照射されたレーザ光が信号光出射部７
４，７５，７６いずれにも集光されるようなホログラム
パターンが記録される。このような参照光の照射を他の
可視レーザ７２，７３から出射されるレーザ光を参照光
として同様に行うことにより、可視レーザ７１，７２，
７３から照射されるレーザ光それぞれが、信号光出射部
７４，７５，７６いずれにも集光されるようなホログラ
ムパターンを記録することができる。

【００２６】上述したような方法によりホログラムパタ
ーンを形成した後、交互に積層された光伝送層３１およ
びベースフィルム３２全体に、紫外線または可視光を照
射し、未反応モノマーを光硬化させる。次に、１２０℃
の温度で約１時間ポストベークし屈折率変調度を増幅さ
せる。このようにして、図８に示すような、ホログラム
８１が形成されたシート状光データバス素体８０が製造
される。

【００２７】このように製造されたシート状光データバ
ス素体８０を積み重ねた後圧着することによって図１に
示すようなシート状光データバス２０が製造される。図
では省略したが、信号光がクラッド層を超えて隣接する
光伝送路に入射するのを防ぐため、クラッド層に挟まれ
るように、光を吸収する遮光層を設ける構成でもよく、
クラッド層の一部に黒色顔料を分散しても、同様の効果
が得られる。

【００２８】図９は、本発明の第１実施形態のシート状
光データバスに代わり、本発明の第１実施形態のシート
状光データバスに形成されたホログラムのパターンだけ
が異なる本発明の第２実施形態のシート状光データバス
の、図１に示す矢印Ａ−Ａ’に沿う断面図である。シー
ト状光データバス９０の光伝送層９１には、この光伝送
層９１を横断するように帯状のホログラム９５が形成さ
れている。各レーザダイオード１６は、いずれもホログ
ラム９５の、各レーザダイオード１６と対向する部分に
信号光を照射し、このホログラム９５は、レーザダイオ
ード１６から出射された信号光を、信号光出射端面９４
の複数の信号光出射部９６いずれにも集光するように形
成されている。

【００２９】このように、レーザダイオードから出射さ
れるレーザ光の指向性が高い場合のホログラムは、図３
〜図８に示したシート状光データバスの製造方法におい
て、図７に示す参照光および物体光の照射方法を変える
ことにより形成できる。以下に、図９に示すようなホロ
グラムを形成する際の参照光および物体光の照射方法を
説明する。

【００３０】図１０は、本発明の第２実施形態のシート
状光データバスのシート状光データバス素体の光伝送層
にホログラムを形成する際の参照光および物体光の照射
方法を示す概念図であり、図７と同様に光伝送層と可視
レーザだけを示している。またこの図では、図７と同様
に参照光および物体光の指向性や照射方向を理解しやす
いように、参照光は信号光入射端面上に配置された可視
レーザから照射されるとし、物体光については、その照
射方向を矢印で示すにとどめている。

【００３１】光伝送層９１の信号光入射端面９３には参
照光を照射する３つの可視レーザ１０１，１０２，１０
３が配置されており、信号光出射端面９４の、信号光入
射端面９３のレーザ光が入射する部分と反対側に位置す
る部分に、信号光が出射される信号光出射部１０４，１
０５，１０６を形成する。また、可視レーザ１０１，１
０２，１０３から照射されるレーザ光は、光伝送層９１
の未露光部分９５の、各可視レーザ１０１，１０２，１
０３と対向する部分に照射されるとともに互いに重なら
ないように調整されている。

【００３２】可視レーザ１０１から参照光として光伝送
層９１の未露光部分９５にレーザ光を照射するととも
に、光伝送層９１の未露光部分９５の、可視レーザ１０
１から照射されるレーザ光が通過する部分を経由して各
信号光出射部１０４，１０５，１０６に集光されるよう
なレーザ光１０７，１０８，１０９を物体光として照射
すると、光伝送層９１の未露光部分９５に、可視レーザ
１０１から照射されたレーザ光が信号光出射部１０４，
１０５，１０６いずれにも集光されるようなホログラム
パターンが記録される。さらに、このような光の照射
を、他の可視レーザ１０２，１０３それぞれを参照光と
し、光伝送層９１の未露光部分９５の、各可視レーザ１
０２，１０３それぞれから出射されるレーザ光が通過す
る部分を経由して、信号光出射部１０４，１０５，１０
６いずれにも集光されるようなレーザ光を物体光として
行うと、各可視レーザ１０１，１０２，１０３それぞれ
から出射されたレーザ光が信号光出射部１０４，１０
５，１０６のいずれにも集光されるようなホログラムパ
ターンを記録することができる。

【００３３】図１１は、本発明の第３実施形態のシート
状光データバスの、図１に示す矢印Ａ−Ａ’に沿う断面
図である。シート状光データバス１１０の光伝送層１１
１には、図２および図９に示すようなホログラムとは異
なり、光伝送層１１１の中央部分に帯状のホログラム１
１５が形成されている。各レーザダイオード１６は、い
ずれもホログラム１１５の全面に信号光を照射し、この
ホログラム１１５は、レーザダイオード１６から出射さ
れた信号光を、信号光出射面１１４の信号光出射部１１
６いずれにも集光するように形成されている。

【００３４】このホログラム１１５は、図３〜図８に示
したシート状光データバスの製造方法において、図７に
示す参照光および物体光の照射範囲を、中央部分だけに
限定することにより形成することができる。このよう
に、光伝送層の両端部まで達したホログラムを形成する
必要はなく、光伝送層３１の一部分にのみホログラムを
形成してもよい。

【００３５】図１２〜図１５は、レーザダイオードから
出射される信号光の指向性が高く、ホログラム全体に信
号光が照射されない場合に、ホログラム全体に信号光を
照射するための方法を示す図である。図１２は、レーザ
ダイオードから出射される信号光の指向性が高い場合を
示す図、図１３は、レーザダイオードが配置された近傍
部分の拡大図、図１４は、図１２に示すレーザダイオー
ドの信号光の指向性を広げた場合を示す図、および図１
５は、図１４に示すレーザダイオードが配置された近傍
部分の拡大図である。

【００３６】図１３に示すように光伝送層１２１の、レ
ーザダイオード１６のから出射される信号光が通過する
面が平面であり、図１２に示すように、レーザダイオー
ド１６から出射される信号光の指向性が高い場合には、
この信号光は、ホログラム形成領域１２２全体には照射
されず一部にのみ照射される。このような場合は、図１
５に示すように光伝送層１２１の、レーザダイオード１
６から出射される 信号光が通過する面を凹面形状１２
３に形成することにより、図１４に示すようにこのレー
ザダイオード１６から出射される信号光の指向性を広げ
て、ホログラム形成領域全面に信号光を照射することが
できる。

【００３７】図１６は、本発明の第４実施形態のシート
状光データバスを示す図である。本発明の第４実施形態
のシート状光データバス１６０は、本発明の第１実施形
態のシート状光データバス２０と比較すると、ホログラ
ムパターン、および光伝送層に光散乱体が散布されてい
ることが異なっている。シート状光データバス１６０の
光伝送層１６１には、この光伝送層１６１を横断するよ
うに帯状のホログラム１６５が形成されている。各レー
ザダイオード１６から出射された信号光は、光散乱体１
６７で複数方向に散乱されることにより、ホログラム１
６５全面に信号光が照射される。このホログラム１６５
は、光散乱体１６１で散乱した散乱光を各信号光出射部
１６６に集光するように形成されている。

【００３８】以下に、図１６に示すようなホログラムを
形成する際の参照光および物体光の照射方法を説明す
る。図１７は、本発明の第４実施形態のシート状光デー
タバスのシート状光データバス素体の光伝送層にホログ
ラムを形成する際の参照光および物体光の照射方法を示
す概念図であり、光伝送層１６１を図示している。また
この図では、図７および図１０と同様に、参照光は信号
光入射端面上に配置された可視レーザから照射されると
し、物体光については、その照射方向を矢印で示すにと
どめている。

【００３９】光伝送層１６１の信号光入射端面１６３に
は参照光を照射する３つの可視レーザ１７１，１７２，
１７３が配置されており、信号光出射端面１６４の、光
伝送層１６１を挟んで信号光入射端面１６３のレーザ光
が入射する部分に対向する位置に、信号光出射部１７
４，１７５，１７６が形成されている。可視レーザ１７
１からレーザ光を照射すると光散乱体１６７によりレー
ザ光が散乱して、この散乱光が参照光として光伝送層１
６１のホログラム形成部分１６５全面に向かうため、物
体光を照射する図示しない可視レーザから、光伝送層１
６１の未露光部分１６５を介して各信号光出射部１７４
に集光されるようなレーザ光１７７，１７８，１７９を
照射すると、光伝送層１６１の未露光部分１６５に、可
視レーザ１７１から照射され光散乱体１６７により散乱
された散乱光が信号光出射部１７４，１７５，１７６い
ずれにも集光されるようなホログラムパターンが記録さ
れる。このような散乱光を他の可視レーザ１７２，１７
３から出射されるレーザ光それぞれにより生成すること
により、可視レーザ１７１，１７２，１７３それぞれか
ら照射され、光散乱体１６７で散乱した散乱光が、信号
光出射部１７４，１７５，１７６いずれにも集光される
ようなホログラムパターンを記録することができる。

【００４０】図１８は、本発明の第５実施形態のシート
状光データバスを示す図である。シート状光データバス
１８０は、ホログラムが形成されたホログラム素子１８
５，１８６，１８７を備えている。各ホログラム素子１
８５，１８６，１８７にはシート状光データバス１８に
着脱自在に装着される。各レーザダイオード１６は、い
ずれもホログラム素子１８６，１８７，１８８の全面に
信号光を照射し、各ホログラム素子１８５，１８６，１
８７は、レーザダイオード１６から出射された信号光
を、各ホログラム素子１８５，１８６，１８７と対向す
る、信号光出射面１８４の信号光出射部１８８に集光す
るようにホログラムが形成されている。このように、シ
ート状光データバスに着脱自在に装着される、ホログラ
ムが形成されたされたホログラム素子を複数個備えても
よい。

【００４１】図１９，図２０は、図１８に示す本発明の
第５実施形態のシート状光データバスの応用例を示した
図である。図１９は、図１８に示すシート状光データバ
ス１８０の信号光入射端面１８３上に配置されている各
回路基板１３のうちの中央に位置する回路基板１３と、
信号光出射端面１８４上に配置されている各回路基板１
３のうちの中央に位置する回路基板１３とが取り除かれ
た際に生じる迷光を示した図であり、図２０は、光伝送
層に遮光板が挿入された図である。

【００４２】図１９に示すように、信号光入射端面１８
３から入射した信号光のうちのホログラム素子１８６を
透過する信号光は、このホログラム素子１８６と対向す
る信号光出射部１８８から出射されるので、その信号光
出射部１８８に対応する位置の回路基板が取り除かれる
と、信号光出射部１８８から出射した信号光は迷光とな
り、クロストークの原因となる。そこで、ホログラム素
子１８６を光伝送層から取り外し、このホログラム素子
１８６の代わりに、図２０に示すように遮光体２０１を
挿入する。そうすると、信号光出射部１８８から信号光
が出射されるのを防ぐことができ、クロストークを防ぐ
ことができる。

【００４３】上述したように本発明の光バスは、信号光
入射端面から入射した信号光を、信号光出射部に向けて
集光するホログラムが形成されているので、信号光を効
率よく信号光出射部に伝達することができる。さらに、
上述した全ての実施形態の光データバスは、複数の光伝
送層を備えているので、各伝送層に対応したビットから
なる信号光を並列信号として送受信することができる。

【００４４】尚、上記実施形態の光データバスでは、複
数の光伝送層を備えて信号光を送受信しているが、光伝
送層は必ずしも複数備える必要はなく、光伝送層を一層
だけ備え、信号光の波長を互いに異なるようにして信号
光を区別することにより、複数の信号光の同時送受信を
行ってもよい。尚、上記実施形態の光データバスでは、
光伝送層の材料として、ポリビニルアセテート、ビニル
カルバゾール、ヘキサアリールビスイミダソール、シア
ニン系色素を混合したものを用いたが、ポリビニルピロ
リドン、アクリルアミド、ポリエチレンイミン、エチレ
ンブルーを混合したものを用いてもよく、感光性および
光透過性を有する材料であればどのような組み合わせで
もよい。

【００４５】また、上記実施形態の光データバスでは、
クラッド層の材料として、フッ素化ポリスチレンを用い
たが、それに代わり、例えば含フッ素メタアクリラート
などの、光伝送層より低屈折率であり光透過性を有する
材料でもよい。尚、第１実施形態の光データバスでは、
光伝送層およびベースフィルムシート厚を約１００μｍ
としたが、光学特性を損なわない範囲であれば、これよ
り厚くても薄くても何ら問題はない。光伝送層あるいは
クラッド層を薄く形成することにより、小さなスペース
での極めて広いバス幅の光データバスが構成され、従っ
てデータの伝送レートを飛躍的に向上させることができ
る。

【００４６】また、上述したように、上記実施形態の信
号処理装置は、回路基板をコネクタに正しく装着するだ
けで、回路基板とマザーボード上の電気的配線との電気
的結合および回路基板と光データバスとの光学的結合を
完了することができ、微妙な位置合わせは不要である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光バス
は、この光バスの信号光入射端面から信号光を入射し、
光バスを伝搬する信号光をホログラム素子で信号光出射
部に向かって集光するものであるため、信号光を効率よ
く信号光受光部に伝達することができる。また、光バス
の特性として、環境変化に強く、かつその光バスによっ
て電気信号伝送用バスのような電磁ノイズを発生させる
こともない。

【００４８】また、本発明の光バスの製造方法は、あら
かじめシート状に成形された光バス材料の内部に、露光
によりホログラムを形成する方法であるため、ホログラ
ム形成用の材料と、信号光伝送用の材料とを別々に用意
する必要がない。また、本発明の信号処理装置によれ
ば、ある回路基板からの出力信号は、光バスを経由して
他の回路基板に効率よく伝送されるため、高速に信号処
理ができるとともに低消費電力を実現することができ
る。また、本発明の信号処理装置によれば、システム拡
張のために回路基板を自由に抜き差し可能であり、この
際、空きスロットに特別な短絡コネクタなどを用いる必
要もなく、拡張性に富んだシステムが構成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号処理装置の一実施形態の概略構成
図である。

【図２】図１に示す信号処理装置のＡ−Ａ’断面図であ
る。

【図３】交互に積層された光伝送層およびベースフィル
ムを示す図である。

【図４】ベースフィルムをマスクし、交互に積層された
光伝送層およびベースフィルム露光する図である。

【図５】交互に積層された光伝送層およびベースフィル
ムの露光後を示す図である。

【図６】光伝送層にホログラムを形成する際の露光方法
を示す概略図である。

【図７】光伝送層にホログラムを形成する際の参照光お
よび物体光の照射方法を示す概念図である。

【図８】ホログラムが形成されたシート状光データバス
素体を示す図である。

【図９】本発明の第１実施形態のシート状光データバス
に代わり、本発明の第１実施形態のシート状光データバ
スに形成されたホログラムのパターンだけが異なる本発
明の第２実施形態のシート状光データバスの、図１に示
す矢印Ａ−Ａ’に沿う断面図である。

【図１０】本発明の第２実施形態のシート状光データバ
スのシート状光データバス素体の光伝送層にホログラム
を形成する際の参照光および物体光の照射方法を示す概
念図である。

【図１１】本発明の第３実施形態のシート状光データバ
スの、図１に示す矢印Ａ−Ａ’に沿う断面図である。

【図１２】レーザダイオードから出射される信号光の指
向性が高い場合を示す図である。

【図１３】レーザダイオードが配置された近傍部分の拡
大図である。

【図１４】図１２に示すレーザダイオードの信号光の指
向性を広げた場合を示す図である。

【図１５】図１４に示すレーザダイオードが配置された
近傍部分の拡大図である。

【図１６】本発明の第４実施形態のシート状光データバ
スを示す図である。

【図１７】本発明の第４実施形態のシート状光データバ
スのシート状光データバス素体の光伝送層にホログラム
を形成する際の参照光および物体光の照射方法を示す概
念図である。

【図１８】本発明の第５実施形態のシート状光データバ
スを示す図である。

【図１９】回路基板が取り除かれた際に生じる迷光を示
す図である。

【図２０】遮光板により、迷光が発生しなくなったこと
を示す図である。

【符号の説明】 １１ 支持基板 １２ 基板用コネクタ １３ 回路基板 １４ 電気的配線 １５ 電子回路 １６ レーザダイオード １７ フォトダイオード ２０，９０，１１０，１６０，１８０ シート状光デー
ダバス ２１，３１，９１，１１１，１２１，１６１，１８１
光伝送層 ２２ クラッド層 ２３，３３，９３，１１３，１６３，１８３ 信号光入
射端面 ２４，３４，９４，１１４，１６４，１８４ 信号光出
射端面 ２５，８１，９５，１１５，１６５ ホログラム ３２ フィルムベース ４１ マスク ５１ 未露光部分 ６１，６２，７１，７２，７３ 可視レーザ ６３ ハーフミラー ６５ レンズ ７４，７５，７６ 信号光出射部 ７７，７８，７９，１０７，１０８，１０９，１７７，
１７８，１７９ レーザ光 ８０ シート状光デーダバス素体 １０４，１０５，１０６，１７４，１７５，１７６ 信
号光出射部 １２２ ホログラム形成領域 １６７ 光散乱体 １８５，１８６，１８７ ホログラム素子 ２０１ 遮光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 隆 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射端面から信号光を入射し該信号光を
   出射端面に伝搬して該出射端面から出射する光バスであ
   って、 前記入射端面から入射し前記出射端面に向かって伝搬す
   る信号光を、前記出射端面上の所定の信号出射部に向か
   って集光させるホログラムが形成されてなることを特徴
   とする光バス。
2. 【請求項２】 信号光を入射する入射端面と、該入射端
   面から入射した信号光を出射する出射端面とを有すると
   ともに、内部に、該入射端面から入射し該出射端面に向
   かって伝搬する信号光を、該出射端面上の所定の信号光
   出射部に集光させるホログラムが形成されてなる光バス
   の製造方法であって、 感光性および光透過性を有する光バス材料をシート状に
   成形し、 シート状に成形された光バス材料の、前記ホログラムが
   形成される所定の帯状領域を除く領域を全面露光し、 前記帯状領域を前記ホログラム形成用に露光することを
   特徴とする光バスの製造方法。
3. 【請求項３】 基体、 信号光を出射する信号光出射端および該信号光出射端か
   ら出射される信号光に担持させる信号を生成する電子回
   路と、信号光を入射する信号光入射端および該信号光入
   射端から入射した信号光が担持する信号に基づく信号処
   理を行なう電子回路とのうちの少なくとも一方が搭載さ
   れた複数枚の回路基板、 前記基体に固定された、前記回路基板に搭載された前記
   信号光出射端と光学的に結合される入射端面と、前記回
   路基板に搭載された信号光射入射端と光学的に結合され
   る信号光出射部を備えた出射端面とを有するとともに、
   内部に前記入射端面から入射し前記出射端面に向かって
   伝搬する信号光を前記信号光出射部に集光させるホログ
   ラムが形成されてなる光バス、および前記回路基板を、
   該回路基板に搭載された信号光出射端が前記光バスの入
   射端面に結合されるとともに、該回路基板に搭載された
   信号光入射端が前記光バスの信号光出射部に結合される
   状態に、前記基体上に固定する複数の基体固定部とを備
   えたことを特徴とする信号処理装置。