説明

情報処理装置、回路基板、光電変換モジュール及び光伝送方法

【課題】光バックプレーンや回路基板の実装密度をより高くする。
【解決手段】回路基板4上に設けられた光電変換モジュール6と、複数の光ファイバ7を介して接続され、回路基板4の端部に設けられた光コネクタ5と、光バックプレーン1上に設けられ、光コネクタ5と光学的に接続される光コネクタ3と、を備え、光電変換モジュール6の端面の光ファイバ7の配列方向は回路基板4の主面と略直角であり、光コネクタ5の端面の光ファイバ7の配列方向、及び光コネクタ3の端面の光ファイバ2の配列方向は、回路基板4の主面と非平行である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はルータ、サーバ等の情報処理装置としての情報機器内部に複数実装される回路基板(ボード)同士の信号接続を光信号によって行う、光バックプレーンと回路基板との接続構造および光伝送方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、広帯域なネットワークの拡充によりネットワークを流通する情報量が増大し、ルータ、サーバ等の情報機器内部の情報処理容量の向上が求められている。しかしながら装置内部に用いられている電気基板の伝送速度限界が、装置容量向上の障壁となっている。この障壁を打開し、情報機器内部の情報処理容量をさらに向上するためには、機器内部に収容されているボード間を光信号によって相互接続することが有効である。
【0003】
情報機器内部の光相互接続は、一般的に光ファイバ等の光伝送路を敷線した光バックプレーンに信号入出力ボードやスイッチボード等複数のボードを直角に挿入接続することによって達成される。ボード上の電気信号は光電変換モジュールによって光信号に変換されて光バックプレーンに送られ、光バックプレーンを伝搬した光信号は電気信号に戻されて他のボードに伝送される。
【0004】
光バックプレーンの優位性を活かすための要件としては、ボードの実装間隔を狭くすることにより高密度化し、装置1台あたりの情報処理容量を高くすることが求められる。
【0005】
光バックプレーンの従来の構造としては、図15に示すような構造が知られている。図15は、非特許文献1に掲載された写真に基づいて模式的に描いたものである。
【0006】
光バックプレーン1上に複数の光ファイバ2を並べて敷線したものをシート状にして貼り付け(前記文献ではOptical Fiber Boardと注記された部分)、複数並べた光ファイバ2の端末部分を、光ファイバが光バックプレーン1に対して直角になるように曲げてコネクタ3(前記文献ではRight-angle Connectorと注記された部分)を取り付け、ボード4の端部に設けた光コネクタ5と光学的に接続する。この構造では、光ファイバアレイの端末部分のファイバの配列方向はボード4の面と平行である。
【0007】
なお本発明に関連する技術は、特許文献1及び特許文献2に、光バックプレーンに取付られた光コネクタに複数配列して収容された光ファイバの配列方向が回路基板と直角であることの記載がある。
【非特許文献1】超先端電子技術開発機構,「超高密度電子SI技術の研究開発 エネルギー使用合理化技術開発」平成12年度研究成果報告書,p.377,(2000)
【特許文献1】特表2003−515785号(図2〜図4、図9〜図12、段落番号(0022)〜(0023)、(0027))
【特許文献2】特表2004−507785号(図2〜図3、図9〜図10)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
以上述べたような、光ファイバアレイの端末のファイバの配列方向がボードの面と平行である構造の場合、図15に示したように光バックプレーン上でファイバがコネクタ部分を迂回するように敷線設計される。これは、コネクタ付けを行う部分に重ねてファイバを敷線するとコネクタ付けが困難になるためである。その結果、光バックプレーンからファイバ端末の垂直立ち上げ部9とコネクタ部分の迂回部8とで2回のファイバ曲げが必要となる。ここで問題となるのは光ファイバの曲げ半径には下限があることであり、例えば通常のマルチモードファイバの場合、前記文献によれば2回のファイバ曲げのために、隣接するコネクタ同士の間隔を ある程度の長さ、例えば45mm以上とする必要があり、それ以下にボード実装間隔を詰めることができない。以上の理由により従来の光バックプレーンの構造では、ファイバ敷線におけるコネクタ部分迂回の必要性と、ファイバ曲げ半径の下限により光バックプレーンボードの実装密度を高くできないというという課題があった。
【0009】
本発明の目的は、光バックプレーンによって基板間を相互接続する形態の情報処理装置において、以上述べた課題を解決し、処理容量性能を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の情報処理装置は、回路基板上に設けられた光電変換モジュールと、該光電変換モジュールと複数の第1光ファイバを介して接続され、前記回路基板の端部に設けられた第1光コネクタと、光バックプレーン上に設けられた第2光コネクタと、を備え、前記第1光コネクタと前記第2光コネクタとが光学的に接続されてなる情報処理装置であって、
前記光電変換モジュールと前記第1光コネクタとは、前記複数の第1光ファイバの両端部を配列してそれぞれ収容し、
前記第2光コネクタは、複数の第2光ファイバの端部を配列して収容し、
前記光電変換モジュールにおける前記第1光ファイバの配列方向は前記回路基板の主面と非平行であり、
前記第1光コネクタにおける前記第1光ファイバの配列方向及び前記第2光コネクタにおける第2光ファイバの配列方向は、前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする。
【0011】
また本発明の情報処理装置は、回路基板の端部に設けられた光電変換モジュールと、光バックプレーン上に設けられた光コネクタと、を備え、前記光電変換モジュールの光入出力ポートと前記光コネクタとが光学的に接続されてなる情報処理装置であって、
前記光コネクタは、複数の光ファイバの端部を配列して収容し、
前記光コネクタにおける前記光ファイバの配列方向は前記回路基板の主面と非平行であり、
前記光電変換モジュールの光入出力ポートは複数並んで配列され、
前記光電変換モジュールの前記光入出力ポートの配列方向は、前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする。
【0012】
また本発明の情報処理装置は、光バックプレーン上に設けた第1電気コネクタと、回路基板上に設けた第2電気コネクタと、が電気的に接続される情報処理装置であって、
前記第1電気コネクタ内部に光電変換モジュールを収容し、
前記光電変換モジュールは複数並んだ光入出力ポートを有し、
前記光バックプレーンに敷設された複数の光ファイバの端部に光コネクタを設け、
前記光コネクタは複数並んだ前記光ファイバの端部を収容し、
前記光電変換モジュールと前記光コネクタとが光学的に接続され、
前記光コネクタにおける光ファイバの配列方向は前記回路基板の主面と非平行であり、
前記光電変換モジュールの光入出力ポート配列方向は前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする。
【0013】
本発明の回路基板は、主面に光電変換モジュールを有し、
前記光電変換モジュールからの複数の光信号が並行に出力され、又は前記光電変換モジュールへ複数の光信号が並行に入力されてなり、
並行に出力又は並行に入力される前記複数の光信号は前記回路基板の主面と非平行に入出力されることを特徴とする。
【0014】
本発明の光バックプレーンコネクタは、光バックプレーンに取付け可能な光バックプレーンコネクタであって、
並んだ複数の光入出力ポートを有する少なくとも1つの光電変換モジュールを収容可能な凹部を有し、前記凹部に、前記光電変換モジュールの電気接点と接続される電気接点を有し、
前記光電変換モジュールの光入出力ポート配列方向が、前記光バックプレーンに略直角に取付られる回路基板の主面と非平行となるように、前記光電変換モジュールを前記凹部に挿入可能であることを特徴とする。
【0015】
本発明の光電変換モジュールは、回路基板に取付られる光電変換モジュールにおいて、光ファイバの端部を配列して収容し、前記光ファイバの配列方向は前記回路基板への取付面と非平行であることを特徴とする。
【0016】
本発明の光伝送方法は、回路基板上に設けられた又は回路基板と電気的に接続される電気コネクタ内に設けられた光電変換モジュールから、該回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を出力し、該回路基板に対して略直角に配された光バックプレーンに設けられた光コネクタで、該回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を受けることを特徴とする。
【0017】
また本発明の光伝送方法は、回路基板に対して略直角に配された光バックプレーンに設けられた光コネクタから、該回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を出力し、前記回路基板上に設けられた又は前記回路基板と電気的に接続される電気コネクタ内に設けられた光電変換モジュールで、前記回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を受けることを特徴とする。
【0018】
なお本願で用いる略直角とは直角であることの他、実質的に直角とされる程度に角度がずれている場合を含む意味である。
【0019】
[作用]
本発明は、回路基板上の光電変換モジュールへ複数の光信号を並行に受ける場合、又は回路基板上の光電変換モジュールから複数の光信号を並行に出力する場合、回路基板の主面に対して非平行(回路基板の主面に対して、45度〜135度が好ましく、最も好ましくは90度)に光信号を受ける又は出力することで、光信号を回路基板の主面に対して平行に光信号を受ける又は出力した場合に比べて、光電変換モジュールの幅を小さくし、回路基板の実装密度をより高くするものである。光電変換モジュールと複数の光ファイバを介して接続される光コネクタを介して回路基板から光信号を出力する場合には、光コネクタの光ファイバ配列方向も回路基板の主面に対して非平行(回路基板の主面に対して、45度〜135度が好ましく、最も好ましくは90度)とすることで、光コネクタの幅も小さくし、さらに、回路基板の実装密度を向上させることができる。
【0020】
また、回路基板からの光信号を受ける、又は回路基板へ光信号を出力する光バックプレーンの光コネクタの光ファイバの配列方向を回路基板の主面に対して非平行(回路基板の主面に対して、45度〜135度が好ましく、最も好ましくは略90度)とすることで、光ファイバの曲げを小さくし又は曲げの回数を減らして、光コネクタ間のピッチを小さくして光バックプレーンの実装密度も向上させることができる。特に、光バックプレーン側の光ファイバアレイコネクタを、ファイバの配列方向がボードの面に対して略直角(90度)となるように設置することで、従来のボードとファイバアレイの配列方向が平行な場合に必要であったコネクタ迂回部分が不要となり、コネクタピッチを狭くすることができる。これによりバックプレーンの実装密度を高めることができる。
また光バックプレーンに取付られる光バックプレーンコネクタ内の凹部に光電変換モジュールが挿入される構成の場合においても、光電変換モジュールからの光信号を回路基板の主面に対して非平行(回路基板の主面に対して、45度〜135度が好ましく、最も好ましくは略90度)に出力することで、光ファイバの曲げを小さくし又は曲げの回数を減らして、光コネクタ間のピッチを小さくして光バックプレーンの実装密度を向上させることができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、回路基板や光バックプレーンの実装密度、回路基板の光バックプレーンへの実装密度を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施形態]
図1は本発明による情報処理装置の第1の実施形態における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。図4は情報処理装置の全体構成を示す斜視図である。
【0023】
図4に示すように、本実施形態の情報処理装置は、筐体31内に複数の回路基板4が収容され、この複数の回路基板4は略直角に光バックプレーン1に配置される。回路基板4には、回路基板側の光コネクタ5と光電変換モジュール6が設けられ、光バックプレーン1には光バックプレーン側の光コネクタ3が設けられている。光コネクタ3と光コネクタ5とは光学的に接続される。本実施形態に関わる情報処理装置としては、例えば、ルータ、サーバ等がある。
【0024】
図1に示すように、光バックプレーン1上に複数の光ファイバ2を並べて敷線したものをシート状にして貼り付け、平行に並べた光ファイバ2の端末部分を、光ファイバ端からの光線入出射方向が光バックプレーン1の主面に対して略直角になるように曲げて、光コネクタ3を取り付ける。光コネクタ3は複数の光ファイバ2の端部を配列して収容することになる。これにより、あるボード(回路基板となる)と別のボードに対応する光コネクタ同士が光ファイバ2によって光配線される。このとき、光バックプレーン1側の光コネクタ3の光ファイバ配列方向は回路基板となるボード4の主面に対して略直角となるように光コネクタ3を設置する。一方、ボード4の端部には複数の光ファイバを並べて収容した光コネクタ5を設置し、このときボード側の光コネクタ5の光ファイバ配列方向はボード4の主面に対して略直角となるように光コネクタ5を設置する。ボード側光コネクタ5と光電変換モジュール6とは光ファイバアレイ7によって接続される。光バックプレーン1にはガイド1aが取り付られ、ガイド1aに対してボード4を挿入すると同時に、光バックプレーン側の光コネクタ3とボード側の光コネクタ5とが光学的に接続される。なお、ここではガイド1aは一対のみ図1に図示されているが、光バックプレーン1に挿入するボードの枚数に対応したガイド1aが光バックプレーンに取付られる。図1に示した光バックプレーン1には、5枚のボードが取付けられる。図中左側のボードに4つの光コネクタ5が取付られて、ボードの主面に対して略平行に配列された(図中上下方向に配列された)、光バックプレーン1上の4つの光コネクタ3に4つの光コネクタ5が接続される。残りのボードにそれぞれ光コネクタ5が1づつ取付られ、光バックプレーン1上の残りの4つの光コネクタ3にそれぞれ光コネクタ5が接続される。
【0025】
光電変換モジュール6の光ファイバ配列方向はボード4の主面に対して略直角となるように配置される。このような光電変換モジュールはボード4への取付面に対して光電変換チップを略直角になるように配置して光電変換モジュール内に収容することで作成することができる。
【0026】
本実施形態においては、光電変換モジュール6の光ファイバ配列方向をボード4の主面に対して略直角となるように配置している。しかし、略直角に限定されず、光電変換モジュール6の光ファイバ配列方向がボード4の主面に対して非平行となるようにされていればよく、好ましくは光ファイバ配列方向がボード4の主面に対して45度〜135度、最も好ましくは略90度(略直角)であるとよい。非平行であれば、図15と図1との対比から明らかなように、従来の光電変換モジュール6の幅をt3としたとき、光電変換モジュール6の幅はt4(t4<t3)となるので、その幅を小さくでき、ボード4の実装密度を上げることができる。
【0027】
また本実施形態においては、光バックプレーン1側の光コネクタ3及びボード4側の光コネクタ5の光ファイバ配列方向がボード4の主面に対して略直角となるようにしている。しかし、略直角に限定されず、光コネクタ3及び光コネクタ5の光ファイバ配列方向がボード4の主面に対して非平行となるようにされていればよく、好ましくは光ファイバ配列方向がボード4の主面に対して45度〜135度、最も好ましくは略90度(直角)であるとよい。光コネクタ5の光ファイバ配列方向がボード4の主面に対して非平行であれば、図15と図1との対比から明らかなように、従来の光コネクタ5の幅をt1としたとき、光コネクタ5の幅はt2(t2<t1)となるのでより、光コネクタ間ピッチを狭くして(ピッチP3<P1)、ボード4のコネクタ実装密度を上げることができる。
【0028】
また、光バックプレーン1においても光コネクタ3のボード4と平行な方向のピッチを狭くすることができる(ピッチP4<P2)。さらに、図15では光コネクタ3はボード4の主面に対して平行な状態なので、光コネクタ3間の光ファイバは2回曲げなければならないが、ボード4の主面に対して直角となるように傾けていけば、光コネクタ3間の光ファイバのコネクタ部分の迂回部8の曲げを少なくすることができ、光ファイバの曲げに必要な距離を小さくすることができるので(45度〜135度とすれば光ファイバの迂回部8の曲げに必要な光コネクタ3間の距離がほとんどなくなり、略90度ではコネクタ部分の迂回部8の曲げそのものをなくすことができる)、光コネクタ3のボード4の主面と直角な方向のピッチをも狭くすることができる(ピッチl2<l1)。
【0029】
このように光電変換モジュールの幅t4、光コネクタの幅t2、ピッチP3,P4、及びピッチl2を小さくすることができるので、図2に示すように、ボード4における光電変換モジュール6、光コネクタ5の実装密度、及び光バックプレーン1における光コネクタ3の実装密度を高くて、搭載できる光電変換モジュール6、光コネクタ5、光コネクタ3の数を増すことができる。
【0030】
なお、光電変換モジュール6の光ファイバ配列方向と光コネクタ5の光ファイバ配列方向とは同じであることが望ましいが、光ファイバ7による接続が可能な範囲で、光コネクタ5の光ファイバ配列方向と光電変換モジュール6の光ファイバ配列方向とがボード4の主面に対して異なるようにしてもよい。
また、本実施形態において、光コネクタの光ファイバー配列は一列として示したが、二列以上としてもよい。
本実施形態に係わる光伝送方法について、図1、図3を用いて説明する。図3は光伝送方法のフローを示す図である。
光バックプレーン1に二つの回路基板(ボード)4,4′が取り付られ、一方の回路基板4上に設けられた光電変換モジュール6により電気信号が光信号に光電変換され(ステップS11)、回路基板4に対して非平行に光信号が並行に出力され、回路基板4上の光コネクタ5、光バックプレーン1上の光コネクタ3を介して光バックプレーン1に送られる(ステップS12、S13)。この光コネクタ3は光バックプレーン1上の他の光コネクタ3′に複数の光ファイバ2を介して接続され、光信号が他のコネクタ3′に送られる(ステップS14)。光バックプレーン1上の他のコネクタ3′、他の回路基板4′上に設けられた光コネクタ5′を介して、他の回路基板4′に対して非平行に光信号が並行に送られ(ステップS15)、他の回路基板4′の光電変換モジュール6′で光信号が電気信号に光電変換される(ステップS16)。
[第2の実施形態]
図5は本発明による情報処理装置の第2の実施形態における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。図5において、図1の構成部材と同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。回路基板となるボード4の端部には光コネクタ3と接続可能な光インタフェース11を備えた光電変換モジュール6を塔載し、光電変換モジュール6の光インタフェース11の光入出射ポートの配列方向はボード4の主面と略直角とする。光バックプレーン1のガイド1a(図5においてガイド1aは不図示)にボード4を挿入すると同時に、光バックプレーン側光コネクタ3とボード4側に搭載した光電変換モジュール6の光インタフェース11とが光学的に接続される。光電変換モジュール6が光インタフェース11を備える点以外の構造は第1の実施形態と同様である。
【0031】
本実施形態では第1の実施形態の効果に加えて、ボード上で光コネクタと光電変換モジュールとを接続する光ファイバがないので、ボード上の実装密度をより高くすることができる。
[第3の実施形態]
図6(a)〜(c)は本発明による情報処理装置の第3の実施形態における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す図である。図6(a)はボード上面より見た本構成の断面分解図、図6(b)は光バックプレーン表面から見た図、図6(c)はボードを光バックプレーンに挿入した状態を、ボード上面から見た断面図である。本実施形態の情報処理装置の全体構成は、回路基板に光電変換モジュールが搭載されておらず、電気コネクタが回路基板に配置され、光電変換モジュールが光バックプレーン側の電気コネクタ内に設けられ、その光電変換モジュールが直接光バックプレーン側の光コネクタと接続されている点が第1の実施形態と異なる。情報処理装置における、回路基板、光バックプレーン、筐体の配置関係は図4に示した構成と同じである。直接光バックプレーン側の光コネクタの光ファイバ2の敷線は図1の配置と同様である。
【0032】
図7はボード側の電気コネクタ、光バックプレーン側の電気コネクタ、光電変換モジュールの分解斜視図、図8は光コネクタと光バックプレーンの分解斜視図である。
【0033】
複数の光ファイバ2を並べて敷線した光バックプレーン1に光バックプレーンコネクタとなる電気コネクタ16を設ける。ここでは図示していないが、図1と同様に、光バックプレーンにはガイド1aが設けられ、光バックプレーン1の主面に対して略直角方向にボード4を挿抜可能とする。電気コネクタ16内部には、光電変換モジュール6を収容する。光バックプレーン側の電気コネクタ16は外側電気接点14と、内側電気接点15を備える。外側電気接点14はボード4に設けた電気コネクタ12の電気接点13と電気的に接続するためのものであり、内側電気接点15は光電変換モジュール6の電気接点21と電気的に接続するためのものである。光電変換モジュール6の入出射光は光バックプレーン1に対して略直角となるようにする。電気コネクタ16には、光電変換モジュール6が嵌合可能なように光電変換モジュール6の形状に合った凹部が形成され、光電変換モジュール6が収容可能となっている。そして凹部内(ここでは凹部の底部)に内側電気接点15が設けられ、凹部に光電変換モジュール6を挿入することで、電気コネクタ16の内側電気接点15と光電変換モジュール6の電気接点21とが電気的接続される。
【0034】
図7に示すように、光バックプレーンコネクタとなる電気コネクタ16の光バックプレーン取付部16Aの一部には二箇所切り込みが設けられおり、電気コネクタ16に嵌入された光電変換モジュール6の光透過性基板22がこの切り込み部分に露出するので、この光透過性基板22を掴んで電気コネクタ16から光電変換モジュール6を取り出すことができ、光電変換モジュール6を取り出しやすいようになっている。光電変換モジュール6の入出射光は光バックプレーン1に対して略直角となるようにする。入出射光を光バックプレーン1に対して略直角とすることで、光電変換モジュール6を光コネクタ3に嵌合させる際の押し込み量ばらつきが光軸ずれに与える影響を小さくすることができる。
【0035】
光電変換モジュール6と回路基板側のコネクタ13との間は電気接点21、15、14および13により高速電気配線接続される。
【0036】
光電変換モジュール6の光透過性基板22には光コネクタ3に設けられたガイドピン10と嵌合するための嵌合穴18を設ける。光電変換モジュール6の電気接点21と電気コネクタ16の内側電気接点15との接触および導通は、内側電気接点15の弾性力によって保持される。この構造により光電変換モジュール6が故障した場合でも電気コネクタ16を取り外して光電変換モジュール6を容易に交換できるため、保守性が良好である。
光電変換モジュール6を交換するには、回路基板4を電気コネクタ16より抜去し、電気コネクタ16を光バックプレーン1より取り外す。次に内部に収容されている光電変換モジュール6を取り出し、新たな光電変換モジュールを収容する。ここでは、光バックプレーンコネクタとなる電気コネクタ16は光バックプレーン1にねじ止めされており、このねじを外すことで電気コネクタ16を光バックプレーン1から取り外す。
【0037】
光バックプレーン1上の光ファイバ2の端部には光路変換手段となる45度ミラー23、ガイドピン10を備えた光コネクタ3を取り付ける。光コネクタ3のガイドピン10と光電変換モジュール6側の嵌合穴18とを嵌合させることにより位置決めを達成する。光電変換モジュール6内の光素子(受光素子、発光素子、又は受光素子と発光素子)17と光ファイバ2とは光コネクタ3内の45度ミラー23を介して光学的に結合する。光素子17は光コネクタ3からの光を受光して電気信号に変換し、又は/及びボード4からの電気信号を光信号に変換する。45度ミラーを介して結合することで、ファイバ直角立ち上げにおいてもファイバ曲げが不要となり、光ファイバ曲げによる光路変換で問題となる曲げ半径の限界に関係なく、コネクタ同士の間隔を詰めて、狭ピッチでの光コネクタ配置が可能となる。光素子17は半導体基板に設けられ、この半導体基板は光透過性基板22上に設けられ、光透過性基板22上は光素子17を覆うように、凸形状をなすモジュール本体が設けられている。モジュール本体上に電気接点21が設けられている。
【0038】
光コネクタ3と光バックプレーン1の間にはバネ19が入っており、光電変換モジュール6と光コネクタ3との物理的な接触がバネ19の弾性力によって保持される。これにより光電変換モジュールと光伝送路との間に余計な隙間が生じて結合効率が不安定になることを防げる。
光コネクタ3と光バックプレーン1の間には弾性体が挿入されていればよく、バネの他にスプリング、ゴムシート、板バネ、ウレタン等を用いることができる。
【0039】
本実施形態に係わる光伝送方法について図9を用いて説明する。
光バックプレーン1に二つの回路基板4,4′が取り付られ、一方の回路基板4上に設けられた回路により信号処理された電気信号が、回路基板4上の電気コネクタ12から出力され(ステップS21)、光バックプレーン1に取り付られた電気コネクタ16内の光電変換モジュール6に入力されて光信号に光電変換される(ステップS22)。光信号は回路基板4に対して非平行に光コネクタ3に並行に出力され、光ファイバを介して他の光コネクタ3′を介して他の電気コネクタ16′内の光電変換モジュール6′に送られ、光信号が電気信号に光電変換される(ステップS23)。光電変換された電気信号は、光バックプレーン1の他の電気コネクタ16′と接続される、他の回路基板4′の電気コネクタ12′に送られ、他の回路基板4′で信号処理される(ステップS24)。
【0040】
以上説明した構成では、光電変換モジュールに一つの光素子を収納する場合について説明したが、本実施形態において、図10に示すように光電変換モジュールに二つの光素子を収納してもよい。
【0041】
光電変換モジュール6には二つの光素子17を収容し、光コネクタ3に二つの45度ミラーを設けてそれぞれ異なる方向へ伸びる光ファイバ2に結合するようにする。光電変換モジュール6側の嵌合穴18は光素子17間に設けられ、この嵌合穴18に光コネクタ3のガイドピン10が挿入される。このような実施形態により、例えばラックの中央付近に実装した回路基板となるスイッチ基板と左右双方に実装された回路基板となる信号入出力基板とを接続する場合などに、光バックプレーン上での光ファイバの引き回しを単純にでき、効率よく光相互接続することができる。図10では、説明をわかりやすくするために、光素子が二つで光ファイバ2が二本の場合を例として説明したが、光素子や光ファイバの数は3つ以上であっても構わない。
【0042】
また本実施形態において、光バックプレーンにフタを設け、光電変換モジュールを光バックプレーン側から引き出せるようにしてもよい。
【0043】
図11(a)はボード上面より見た本構成の断面分解図、図11(b)はボードを光バックプレーンに挿入した状態の、ボード上面から見た断面図である。また図12は光コネクタとフタの取付方法を示す図である。図11(a)、(b)及び図12において、図6及び図7と同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。
【0044】
光バックプレーンに貫通穴を設け、この貫通穴を塞ぐフタ20を設ける。フタ20を開け、光コネクタ3のガイドピン10を光電変換モジュール6の嵌合穴18から抜いて光バックプレーン1の後ろに引き出すことにより光電変換モジュール6を光バックプレーンの後ろに取り出すことができる。この構造により光電変換モジュールが故障した場合などにボード4を抜かずに装置を駆動したまま容易に取り外し交換ができるため、さらに保守性が良好である。フタ20は光バックプレーンに取付られた扉でもよい。
【0045】
また、本実施形態において、光バックプレーンコネクタとなる電気コネクタは2つ以上の構成部に分割可能な構成としてもよい。このような構成においても、光電変換モジュールを内部に収容することができる。
図13に電気コネクタの断面図、図14にその斜視図を示す。図13及び図14に示すように、電気コネクタ16を2つの構成部16−1と16−2とに分割可能とし、構成部16−2に光電変換モジュールを挿入した後に構成部16−2を構成部16−1に嵌入して、構成部16−1の電気接点と光電変換モジュールの電気接点とを接続する、又は構成部16−1に光電変換モジュールを挿入した後に構成部16−2を構成部16−1内に嵌入する。この場合、構成部16−1に端部に凸部を有する爪部(ここでは2箇所爪部を設けている)16−1Aを設け、構成部16−2にそれを受ける凹部16−2Aを設けることで、両者を固定接続することができる。構成部16−2に爪部を設け、構成部16−1にそれを受ける凹部を設けることで、両者を固定接続することもできる。また、構成部16−2を構成部16−1に嵌入するのではなく、構成部16−1を構成部16−2内に嵌入する構成としてもよい。
【0046】
このように、電気コネクタを2つの構成部16−1と16−2とに分割すれば、構成部16−2を光バックプレーンに固定した状態でも、構成部16−1を取り外して光電モジュールの交換が可能となる。
【0047】
以上説明した本実施形態の各構成では光電変換モジュール全体が光バックプレーンコネクタに収容される場合について説明したが、光電変換モジュールの一部(例えば透明基板22の部分)が電気コネクタに収容されず、光バックプレーン側に入り込むようにしてもよい。
【0048】
また本実施形態において、電気コネクタ16の凹部に嵌入される光電変換モジュールの凸部の形状は、光電変換モジュールの一部の凸部が凹部の一部に嵌るようにされるように構成されていてもよい。例えば、図6に示す光電変換モジュールの透明基板22を含む部分は、電気コネクタ16の第1の凹部16Aに嵌るように形成され第1の凹部16Aに嵌合するが、電気接点21を有する部分は電気コネクタ16の第2の凹部16B(第1の凹部の奥の凹部で、第1の凹部よりも小さい)よりも小さく形成され、第2の凹部16Bに嵌らないように形成されてもよい。
【0049】
また本実施形態において、光コネクタ3は光電変換モジュール6に接するように配置されなくてもよく、光電変換モジュール6を電気コネクタ16に挿入した後に、開口部を有するフタ又は電気コネクタ16に取り付られた扉で蓋をし、このフタや扉上に光コネクタ3を取り付けてもよい。
さらに、本実施形態において、電気コネクタの内部に光電変換モジュールを収容可能であればよいので、必ずしも光電変換モジュールは電気コネクタ16の凹部に嵌合しなくともよい。例えば、電気接点15と電気接点21との接続で十分に接続の信頼性が保てれば、光電変換モジュールは電気コネクタ16の凹部に嵌入されるような凸形状を有する必要はなく、電気コネクタ16の凹部の内壁に光電変換モジュールが接していなくてもよい。
また、図7、図8、図12においては、ガイドピン10もしくは嵌合穴18と、光入出射部24とが一直線上に配置されていないが、これらは一直線上に配置されていても良い。
また、以上の説明では、電気接点15が電気接点21を挟み込む構造として説明をしてきたが、逆に、電気接点21が電気接点15を挟み込む構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明による情報処理装置の第1の実施形態における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。
【図2】光電変換モジュール6、光コネクタ5、光コネクタ3の数を増し、ボード4と光バックプレーン1との実装密度を向上させることができた状態を示す斜視図である。
【図3】光伝送方法のフローを示す図である。
【図4】情報処理装置の全体構成を示す斜視図である。
【図5】本発明による情報処理装置の第2の実施形態における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。
【図6】本発明による情報処理装置の第3の実施形態における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す断面図である。
【図7】ボード側の電気コネクタ、光バックプレーン側の電気コネクタ、光電変換モジュールの分解斜視図である。
【図8】光コネクタと光バックプレーンの分解斜視図である。
【図9】光伝送方法のフローを示す図である。
【図10】光電変換モジュールに二つの光素子を収納した場合の構成を示す断面図である。
【図11】(a)はボード上面より見た本構成の断面分解図、(b)はボードを光バックプレーンに挿入した状態の、ボード上面から見た断面図である。
【図12】光コネクタとフタの取付方法を示す図である。
【図13】電気コネクタの断面図である。
【図14】電気コネクタの斜視図である。
【図15】従来例の情報処理装置の接続構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0051】
1 光バックプレーン
2 光ファイバ
3 光バックプレーン側光コネクタ
4 ボード
5 ボード側光コネクタ
6 光電変換モジュール
7 ボード側光ファイバ
8 ファイバコネクタ迂回部
9 ファイバ直角立ち上げ部
10 ガイドピン
11 ボード側光電変換モジュール光インタフェース
12 ボード側電気コネクタ
13 ボード側電気コネクタ電気接点
14 光バックプレーン側電気コネクタ外側電気接点
15 光バックプレーン側電気コネクタ内側電気接点
16 光バックプレーン側電気コネクタ
17 光素子
18 嵌合穴
19 バネ
21 光電変換モジュール電気接点
22 光透過性基板
23 45度ミラー
24 光入出射部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路基板上に設けられた光電変換モジュールと、該光電変換モジュールと複数の第1光ファイバを介して接続され、前記回路基板の端部に設けられた第1光コネクタと、光バックプレーン上に設けられた第2光コネクタと、を備え、前記第1光コネクタと前記第2光コネクタとが光学的に接続されてなる情報処理装置であって、
前記光電変換モジュールと前記第1光コネクタとは、前記複数の第1光ファイバの両端部を配列してそれぞれ収容し、
前記第2光コネクタは、複数の第2光ファイバの端部を配列して収容し、
前記光電変換モジュールにおける前記第1光ファイバの配列方向は前記回路基板の主面と非平行であり、
前記第1光コネクタにおける前記第1光ファイバの配列方向及び前記第2光コネクタにおける第2光ファイバの配列方向は、前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする情報処理装置。
【請求項2】
回路基板の端部に設けられた光電変換モジュールと、光バックプレーン上に設けられた光コネクタと、を備え、前記光電変換モジュールの光入出力ポートと前記光コネクタとが光学的に接続されてなる情報処理装置であって、
前記光コネクタは、複数の光ファイバの端部を配列して収容し、
前記光コネクタにおける前記光ファイバの配列方向は前記回路基板の主面と非平行であり、
前記光電変換モジュールの光入出力ポートは複数並んで配列され、
前記光電変換モジュールの前記光入出力ポートの配列方向は、前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする情報処理装置。
【請求項3】
光バックプレーン上に設けた第1電気コネクタと、回路基板上に設けた第2電気コネクタと、が電気的に接続される情報処理装置であって、
前記第1電気コネクタ内部に光電変換モジュールを収容し、
前記光電変換モジュールは複数並んだ光入出力ポートを有し、
前記光バックプレーンに敷設された複数の光ファイバの端部に光コネクタを設け、
前記光コネクタは複数並んだ前記光ファイバの端部を収容し、
前記光電変換モジュールと前記光コネクタとが光学的に接続され、
前記光コネクタにおける光ファイバの配列方向は前記回路基板の主面と非平行であり、
前記光電変換モジュールの光入出力ポート配列方向は前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする情報処理装置。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の情報処理装置において、前記複数の第2光ファイバ又は前記複数の光ファイバは前記光バックプレーンに敷設されていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項5】
主面に光電変換モジュールを有し、
前記光電変換モジュールからの複数の光信号が並行に出力され、又は前記光電変換モジュールへ複数の光信号が並行に入力されてなり、
並行に出力又は並行に入力される前記複数の光信号は前記回路基板の主面と非平行に入出力されることを特徴とする回路基板。
【請求項6】
請求項5記載の回路基板において、前記回路基板の端部に設けられた光コネクタを有し、前記光コネクタは前記光電変換モジュールと複数の光ファイバを介して接続され、
前記光電変換モジュールと前記光コネクタとは、前記複数の光ファイバの両端部を配列してそれぞれ収容し、
前記光電変換モジュールの前記光ファイバの配列方向は前記回路基板の主面と非平行であり、
前記光コネクタにおける前記光ファイバの配列方向は、前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする回路基板。
【請求項7】
請求項5記載の回路基板において、前記光電変換モジュールは回路基板の端部に設けられ、光コネクタと光学的に接続可能な光入出力ポートを備え、
前記光電変換モジュールの光入出力ポートは複数並んで配列され、
前記光電変換モジュールの前記光入出力ポートの配列方向は、前記回路基板の主面と非平行であることを特徴とする回路基板。
【請求項8】
光バックプレーンに取付け可能な光バックプレーンコネクタであって、
並んだ複数の光入出力ポートを有する少なくとも1つの光電変換モジュールを収容可能な凹部を有し、
前記凹部に、前記光電変換モジュールの電気接点と接続される電気接点を有し、
前記光電変換モジュールの光入出力ポート配列方向が、前記光バックプレーンに略直角に取付られる回路基板の主面と非平行となるように、前記光電変換モジュールを前記凹部に挿入可能である光バックプレーンコネクタ。
【請求項9】
回路基板に取付られる光電変換モジュールにおいて、光ファイバの端部を配列して収容し、前記光ファイバの配列方向は前記回路基板への取付面と非平行であることを特徴とする光電変換モジュール。
【請求項10】
回路基板上に設けられた又は回路基板と電気的に接続される電気コネクタ内に設けられた光電変換モジュールから、該回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を出力し、該回路基板に対して略直角に配された光バックプレーンに設けられた光コネクタで、該回路基板に対して非平行に複数の並行な前記光信号を受けることを特徴とする光伝送方法。
【請求項11】
回路基板に対して略直角に配された光バックプレーンに設けられた光コネクタから、該回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を出力し、前記回路基板上に設けられた又は前記回路基板と電気的に接続される電気コネクタ内に設けられた光電変換モジュールで、前記回路基板に対して非平行に複数の並行な前記光信号を受けることを特徴とする光伝送方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2007−104487(P2007−104487A)
【公開日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−293767(P2005−293767)
【出願日】平成17年10月6日(2005.10.6)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【Fターム(参考)】