JP2003066281A

JP2003066281A - 光コネクタ、光ダミーコネクタおよび光インタコネクション装置

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Publication number: JP2003066281A
Application number: JP2001252152A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Saito; 哲郎齋藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的なアラインメントを不要として経済
性の向上を図り、且つボード間光接続を一層高速化およ
び高密度化し得る。【解決手段】光コネクタ２には、表面側において外
部からの光ビームを受光するための受光窓２ａと、裏面
側においてその光ビームを射出するための射出窓２ｂ
（図には現れない）が設けられており、上端部には、光
ビームを読みとるための光センサ２１が設けられてい
る。光コネクタ２のケース２３の中に光学部品２２が組
み込まれており、該光学部品２２に光ビームを読み取る
ための光センサ２１が取り付けられている。光バスの光
ファイバ４（４Ａ）の一端から出た光ビームは、受光窓
２ａから入射し、光学部品２２を介して光の一部は光セ
ンサ２１に入射し、残りの光は光センサ２裏面の射出窓
２ｂから射出し、裏面側に位置する光ファイバ４（４
Ｂ）に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気部品が搭載さ
れた回路基板、すなわちボード、をブックシェルフ状に
実装した構成におけるボード間で、光信号を用いたバス
接続を介して、超高速、超高密度および大容量の信号授
受を行なうためのボード間光インタコネクション装置に
好適な、光コネクタ、光ダミーコネクタおよび光インタ
コネクション装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のボード間光インタコネクション
装置として、現在において実用化されているボード間接
続は、電気信号による接続を基本としており、その性能
は、電気コネクタのピン密度および伝送できる信号の速
度で決定される。現在におけるコネクタピン密度は、約
１本／ｍｍ^２である。現状において１００Ｍｂｐｓの速
度で数ｃｍ電気信号を送るには、１Ｗ程度の電力が必要
であり、放熱に考慮する必要がある。また、高速の信号
がボード間を通ると、ＥＭＣノイズが発生することが問
題となっている。このためボード間を電気信号で結ぶ場
合、数１００Ｍｂｐｓ、コネクタ密度１本／ｍｍ^２が限
界と言われている。しかしながら、信号速度およびコネ
クタ密度等は、年々増加する傾向にあり、この限界に近
付いている。そこで、この限界を打ち破るために、光に
よるボード間インタコネクションが注目されている。

【０００３】特表平９−５０８４７５号公報において
は、Ｄ型光ファイバ、いわゆるＤ−ファイバ、を用いた
ボード間光バス接続が提案されている。すなわち、特表
平９−５０８４７５号公報に開示されたＤ−ファイバを
用いたボード間光バス接続構造は、図１７（ａ）に示す
ように、ボード１９１、電気部品１９２、電気／光変換
素子（以下、「Ｅ／Ｏ素子」と称する）１９３、第１の
Ｄ−ファイバ１９４および第２のＤ−ファイバ１９５を
有して構成されている。電気部品１９２には、ＬＳＩ
（大規模集積回路）などが含まれ、Ｅ／Ｏ素子１９３
は、電気部品１９２からの電気信号を光信号に変換す
る。第１のＤ−ファイバ１９４は、Ｅ／Ｏ素子１９３の
光出力をバックプレーンに接続するために用いられる。
第２のＤ−ファイバ１９５は、前記バックプレーン内に
敷設されている。Ｄ−ファイバは、図１７（ｂ）に示す
ように、通常の光ファイバのクラッドおよびコアの一部
を削り落すなどして切除し、Ｄ字形の断面を有するよう
に形成した光ファイバである。２本のＤ−ファイバの前
記切除部分を互いに接触させることにより、各Ｄ−ファ
イバによる光路を結合する。このような原理を用いてバ
ス接続を実現している。

【０００４】しかしながら、前記切除部分の光ファイバ
における損失が大きいため、ボード間に光信号を増幅す
るための光アンプ（光増幅器）を挿入しなければならな
いという問題がある。一方、特開平８−２７８５２２号
公報においては、自由空間を利用したボード間接続が提
案されている。この特開平８−２７８５２２号公報に開
示されている自由空間を利用したボード間接続構成の一
例を図１８に示している。図１８には、ブックシェルフ
状に並べたボード列１１１ａ〜１１１ｅ、その上に搭載
するＬＳＩなどの電気部品１１２、プリズムミラー１１
３、ディテクタアレイ１１４、レーザアレイ１１５、偏
光ビームスプリッタ１１６およびボードを実装するバッ
クプレーン１１７が示されている。バックプレーン１１
７には、反射ミラー１１８、光バックボードの端に達し
た光ビームを戻すための、光反射層１１９が含まれてい
る。レーザアレイ１１５から射出された光ビームは、偏
光ビームスプリッタ１１６と光バックプレーン１１７の
下側の反射ミラー１１８との間で多重反射を繰り返しな
がら、光が進行し、所望のボード上の光ディテクタに到
達する。

【０００５】すなわち、図１８の構成においては、各ボ
ード列１１１ａ〜１１１ｅのレーザアレイ１１５からの
光ビームを偏光ビームスプリッタ１１６で左右２方向に
射出させ、隣接する偏光ビームスプリッタ１１６を通過
する時その一部を光ディテクタで受け、残りを通過させ
ることを繰り返すことにより光ビームはボードに対して
垂直に自由空間を進行し、所望の光ディテクタ１１４に
接続される。しかしながら、この構成では、各ボード１
１１ａ〜１１１ｅ上の光学素子に対する光ビームのアラ
インメントに関して、複数の光学素子を介して多重反射
の光路を正確に制御しなければならないという問題があ
る。また、図１９は、特開平８−２７８５２２号公報に
開示された実施例の一つを示している。図１９には、ブ
ックシェルフ状に並べたボード列１４１ａ〜１４１ｄ、
その上に搭載するＬＳＩなどの電気部品１４２、プリズ
ムミラー１４３、フィルタ付きディテクタアレイ１４
４、レンズ付き多波長面発光レーザアレイ１４５、偏光
ビームスプリッタ１４６およびボードを実装するバック
プレーン１４７が示されている。バックプレーン１４７
には、反射プリズムミラー１４８および取り付け調整ネ
ジ１４９が含まれている。調整ネジ１４９は、ボードの
差込み深さを調整する。

【０００６】レーザアレイ１４５から射出された光ビー
ムは、図１８の場合とほぼ同様に、偏光ビームスプリッ
タ１４６、λ／４板の作用により、図示左右２方向に射
出される。光バックボードの端に達した光はプリズムミ
ラー１４８により、その位置をシフトして反射されて、
光が戻る。この場合、取り付け調整ネジ１４９により各
ボードの取り付け位置を正確に調整しなければならな
い。このように、特開平８−２７８５２２号公報に開示
された自由空間を利用したボード間接続においては、各
光学素子の寸法精度および取り付け精度を高くしなけれ
ばならないため、構成および製造工程の正確さおよび複
雑さ等が要求され、それに起因して、価格の上昇という
問題を生ずる。特開平８−２７８５２２号公報のボード
間接続においては、上述した高精度化の要求を回避する
ため、各ボードにビーム偏向制御素子を搭載している
が、その分高価になるばかりか、アラインメントのため
に各偏向制御素子を制御しなくてはならなくなり、シス
テムが複雑で且つ高価になるという問題が残る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の方法では、特表平９−５０８４７５号公報のボード間
光バス接続のように、切除した部分のファイバのロスが
大きく、ボード間に光アンプを挿入しなければならない
という問題があったり、特開平８−２７８５２２号公報
のボード間接続のように、正確な伝送のために高精度の
コネクタの位置決めおよび固定が必要となり、使用され
る部品にも高精度が要求されるためコストが高くなると
いう問題等がある。本発明は、上述した事情に鑑みてな
されたもので、機械的なアラインメントを不要として経
済性の向上を図り、且つボード間光接続を一層高速化お
よび高密度化し得る安価で且つ高性能のボード間光イン
タコネクションを達成し得る光コネクタ、光ダミーコネ
クタおよび光インタコネクション装置を提供することを
目的としている。

【０００８】本発明の請求項１の目的は、特に、当該光
コネクタの接続部から入射した光信号を他の接続部を通
して外部に伝送するのに際し、この光信号に回路基板か
らの信号を重畳すること、または外部からの光信号を基
板上の受信装置で受信ことを可能とする光コネクタを提
供することにある。本発明の請求項２の目的は、特に、
マザーボード上の透光性媒体との位置関係にかかわらず
該透光性媒体との光学的結合を確保し得る光コネクタを
提供することにある。また、本発明の請求項３の目的
は、特に、当該光コネクタの接続部から入射した光ビー
ムの一部を入射光の光軸の延長上以外の個所に導き、且
つ光ビームの他の一部を該光コネクタの他の接続部に導
くことを可能とする光コネクタを提供することにある。

【０００９】本発明の請求項４の目的は、特に、当該光
コネクタの接続部から入射した光ビームを入射光の光軸
の延長上に位置していない受光部に導くことを可能とす
る光コネクタを提供することにある。本発明の請求項５
の目的は、特に、当該光コネクタの接続部から入射した
２以上の透光性媒体からの光ビームを入射光の光軸の延
長上に位置していない２以上の受光部にそれぞれ導くこ
とを可能とする光コネクタを提供することにある。本発
明の請求項６の目的は、特に、当該光コネクタの接続部
から入射した光ビームを入射光の光軸の延長上に位置し
ていない受光部に効果的に導くことを可能とする光コネ
クタを提供することにある。本発明の請求項７の目的
は、特に、当該光コネクタの接続部から入射した２以上
の透光性媒体からの光ビームを入射光の光軸の延長上に
位置していない２以上の受光部にそれぞれ効果的に導く
ことを可能とする光コネクタを提供することにある。

【００１０】本発明の請求項８の目的は、特に、１つの
光コネクタによって、マザーボード上の複数の透光性媒
体を通っている光ビームに光学的に接続することを可能
とする光コネクタを提供することにある。さらに、本発
明の請求項９の目的は、特に、それぞれ電気回路を搭載
した複数の回路基板を電気的に且つ機械的に接続するマ
ザーボードを用いて前記複数の回路基板をブックシェル
フ状に実装して回路基板間の信号の信号の授受を行うボ
ード間光インタコネクション装置において、高精度の実
装および取り付け後の位置調整などを行わなくても、前
記回路基板間の光バスの良好な接続を達成することが可
能な光インタコネクション装置を提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、請求項７に従った
光コネクタを用いるなどして、単一の光コネクタに対し
てマザーボード上の複数の透光性媒体を通っている光ビ
ームを光学的に接続して、効率のよい接続構成を実現可
能とする光インタコネクション装置を提供することにあ
る。

【００１１】本発明の請求項１１の目的は、特に、マザ
ーボード上の透光性媒体の光透過率を高くとることがで
き、光の利用効率を一層向上し得る光インタコネクショ
ン装置を提供することにある。本発明の請求項１２の目
的は、特に、マザーボード上の透光性媒体の光透過率を
高くとることができ、光の利用効率を一層向上し得る他
の光インタコネクション装置を提供することにある。さ
らにまた、本発明の請求項１３の目的は、特に、請求項
１に従った光コネクタと同じ位置関係をもつ２個の接続
部を用いて、１つの光接続部から入射した光ビームを、
効率良く他の光接続部の正立等倍位置へ導き得る光ダミ
ーコネクタを提供することにある。本発明の請求項１４
の目的は、特に、当該光ダミーコネクタの１つの光接続
部から入射した複数の光ビームを、該光ダミーコネクタ
の他の光接続部の各々の正立等倍位置へ効率良く導くこ
とを可能とする光ダミーコネクタを提供することにあ
る。

【００１２】本発明の請求項１５の目的は、特に、それ
ぞれ電気回路を搭載した複数の回路基板を電気的に且つ
機械的に接続するマザーボードを用いて前記複数の回路
基板をブックシェルフ状に実装して回路基板間の信号の
信号の授受を行うボード間光インタコネクション装置に
おいて、マザーボードに搭載する回路基板の数によらず
光バスを構成して、前記回路基板間の光バスの良好な接
続を達成することを可能とする光インタコネクション装
置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明に係る光コネクタは、上述した目的を達成するため
に、回路基板に搭載された発信装置から発信された電気
信号に対応した光信号を送出する発光装置および外部か
らの光信号を受光し前記回路基板に搭載された受信装置
に受光した光信号に対応した電気信号を送出する受光装
置の少なくとも一方に光学的に接続して前記回路基板に
搭載する光コネクタであって、前記回路基板の外部に存
在する外部光回路に接続する第１の光接続部と、前記第
１の光接続部の光軸と同一の軸線上に光軸を有し、前記
回路基板の外部に存在する外部光回路との接続方向が前
記第１の光接続部の接続方向と反対の向きとなる第２の
光接続部と、前記第１の光接続部と前記第２の光接続部
とを光学的に連結する連結光路を構成する光連結部を具
備し、前記第１の光接続部と前記第２の光接続部と前記
光連結部からなる光学系は第１の外部光回路から出射さ
れた光が、前記第１の光接続部と前記光連結部と前記第
２の光接続部を通り第２の外部光回路に共役関係をもっ
て入射するように構成された光学系であり、かつ、前記
連結光路の一部を前記発光装置および前記受光装置の少
なくとも一方に光学的に結合する光学的結合部とを具備
することを特徴としている。

【００１４】請求項２に記載した本発明に係る光コネク
タは、上述した目的を達成するために、前記第１の光接
続部と前記第２の光接続部と前記光連結部からなる光学
系は第１の外部光回路から出射された光が、前記第１の
光接続部と前記光連結部と前記第２の光接続部を通り第
２の外部光回路に正立等倍関係をもって入射するように
構成された光学系であることを特徴としている。また、
請求項３に記載した本発明に係る光コネクタは、前記連
結光路が、前記第１および第２の光接続部のうちの一方
から入射した光を偏向して、一旦光路を屈曲させ、その
後、再び入射光と同一の光軸上に沿う光路上に戻して前
記第１および第２の光接続部のうちの他方から射出させ
る少なくも３個の光反射構造を含むことを特徴としてい
る。請求項４に記載した本発明に係る光コネクタは、前
記光学的結合部が、前記連結光路の前記光反射構造の一
部に形成した光を透過する透過窓部を含むことを特徴と
している。

【００１５】請求項５に記載した本発明に係る光コネク
タは、前記連結光路が、前記透過窓部を介して前記第１
の光接続部と前記第２の光接続部とを正立等倍関係とす
る光学系を形成してなることを特徴としている。請求項
６に記載した本発明に係る光コネクタは、前記光学的結
合部が、前記連結光路の前記光反射構造の一部に形成し
た光の一部を透過するハーフミラー構造を含むことを特
徴としている。請求項７に記載した本発明に係る光コネ
クタは、前記連結光路が、前記ハーフミラー構造を介し
て前記第１の光接続部と前記第２の光接続部とを正立等
倍関係とする光学系を形成してなることを特徴としてい
る。請求項８に記載した本発明に係る光コネクタは、前
記連結光路および前記光学的結合部が、複数個整列され
たアレイ光学系として形成されることを特徴としてい
る。

【００１６】さらに、請求項９に記載した本発明に係る
光インタコネクション装置は、それぞれ電気回路を搭載
した複数の回路基板を電気的に且つ機械的に接続するマ
ザーボードを用いて前記複数の回路基板をブックシェル
フ状に実装して回路基板間の信号の授受を行うボード間
光インタコネクション装置において、前記マザーボード
が、光信号を伝播するための透光性媒体を搭載し、そし
て前記回路基板が、光信号を送出する発光装置および光
信号を受信する受光装置のうちの少なくとも一方を搭載
し、且つそれを前記透光性媒体に光学的且つ機械的に結
合する前記請求項４〜請求項８のうちのいずれか１項に
係る光コネクタを搭載していることを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係る光インタコネクショ
ン装置は、前記回路基板に搭載された前記光コネクタ
が、該光コネクタ１個に対して前記マザーボード上の複
数本の前記透光性媒体が接続されることを特徴としてい
る。請求項１１に記載した本発明に係る光インタコネク
ション装置は、前記マザーボード上の前記透光性媒体
が、光ファイバであることを特徴としている。請求項１
２に記載した本発明に係る光インタコネクション装置
は、前記マザーボード上の前記透光性媒体が、光導波路
であることを特徴としている。

【００１７】さらにまた、請求項１３に記載した本発明
に係る光ダミーコネクタは、前記請求項２に記載の光コ
ネクタと同じ位置関係をもつ２個の光接続部と光連結部
を搭載し、前記第１の光接続部と前記第２の光接続部と
前記光連結部からなる光学系は第１の外部光回路から出
射された光が、前記第１の光接続部と前記光連結部と前
記第２の光接続部を通り第２の外部光回路に正立等倍関
係をもって入射するように構成された光学系であること
を特徴としている。請求項１４に記載した本発明に係る
光ダミーコネクタは、前記２個の光接続部を含む光学系
が、複数個整列されたアレイ光学系であることを特徴と
している。

【００１８】そして、請求項１５に記載した本発明に係
る光インタコネクション装置は、それぞれ電気回路を搭
載した複数の回路基板を、コネクタ部を介して電気的に
且つ機械的に接続するマザーボードを用いて前記複数の
回路基板をブックシェルフ状に実装して回路基板間の信
号の授受を行うボード間光インタコネクション装置にお
いて、前記マザーボードが、光信号を伝播するための透
光性媒体を搭載し、前記回路基板を実装しないコネクタ
部には、前記請求項１３または請求項１４に係る光ダミ
ーコネクタを実装していることを特徴としている。

【００１９】

【作用】すなわち、本発明の請求項１による光コネクタ
は、回路基板に搭載された発信装置から発信された電気
信号に対応した光信号を送出する発光装置および外部か
らの光信号を受光し前記回路基板に搭載された受信装置
に受光した光信号に対応した電気信号を送出する受光装
置の少なくとも一方に光学的に接続して前記回路基板に
搭載する光コネクタであって、該コネクタは、前記回路
基板の外部に存在する外部光回路に第１の光接続部で接
続し、前記第１の光接続部の光軸と同一の軸線上に光軸
を有し、前記回路基板の外部に存在する外部光回路との
接続方向が前記第１の光接続部の接続方向と反対の向き
となる第２の光接続部で他の外部光回路と接続し、かつ
前記第１の光接続部と前記第２の光接続部とを光連結部
で光学的に連結するするとともに、前記第１の光接続部
と前記第２の光接続部と前記光連結部からなる光学系は
第１の外部光回路から出射された光が、前記第１の光接
続部と前記光連結部と前記第２の光接続部を通り第２の
外部光回路に共役関係をもって入射するように構成され
た光学系となており、かつ、前記光連結部の一部が前記
発光装置および前記受光装置の少なくとも一方に光学的
に結合している。このような構成により、特に、当該光
コネクタの接続部から入射した光信号を他の接続部を通
して外部に伝達するのに際し、この光信号に回路基板か
らの信号を重畳すること、または外部からの光信号を基
板上の受信装置で受信ことをが可能となり、したがっ
て、マザーボード上の透光性媒体を介して、マザーボー
ドに接続している他の回路基板との間で光信号の伝達を
行うことが可能となる。

【００２０】また、本発明の請求項２による光コネクタ
は、前記第１の光接続部と前記第２の光接続部と前記光
連結部からなる光学系が、第１の外部光回路から出射さ
れた光が、前記第１の光接続部と前記光連結部と前記第
２の光接続部を通り第２の外部光回路に正立等倍関係を
もって入射するように構成されている。このような構成
により、特に、マザーボード上の透光性媒体との位置関
係にかかわらず該透光性媒体との光学的結合を確保する
ことができ、したがって、機械的なアラインメントを不
要として経済性の向上を図り、且つボード間光接続を一
層高速化および高密度化することが可能となる。また、
本発明の請求項３による光コネクタは、前記連結光路
が、前記第１および第２の光接続部のうちの一方から入
射した光を偏向して、一旦光路を屈曲させ、その後、再
び入射光と同一の光軸上に沿う光路上に戻して前記第１
および第２の光接続部のうちの他方から射出させる少な
くも３個の光反射構造を含む。このような構成により、
特に、当該光コネクタの接続部から入射した光ビームの
一部を入射光の光軸の延長上以外の個所に導き、且つ光
ビームの他の一部を該光コネクタの他の接続部に導くこ
とが可能となる。

【００２１】本発明の請求項４による光コネクタは、前
記光学的結合部が、前記連結光路の前記光反射構造の一
部に形成した光を透過する透過窓部を含む。このような
構成により、特に、当該光コネクタの接続部から入射し
た光ビームを入射光の光軸の延長上に位置していない受
光部に導くことが可能となる。本発明の請求項５による
光コネクタは、前記連結光路が、前記透過窓部を介して
前記第１の光接続部と前記第２の光接続部とを正立等倍
関係とする光学系を形成してなる。このような構成によ
り、特に、当該光コネクタの接続部から入射した２以上
の透光性媒体からの光ビームを入射光の光軸の延長上に
位置していない２以上の受光部にそれぞれ導くことが可
能となる。本発明の請求項６による光コネクタは、前記
光学的結合部が、前記連結光路の前記光反射構造の一部
に形成した光の一部を透過するハーフミラー構造を含
む。このような構成により、特に、当該光コネクタの接
続部から入射した光ビームを入射光の光軸の延長上に位
置していない受光部に効果的に導くことが可能となる。

【００２２】本発明の請求項７による光コネクタは、前
記連結光路が、前記ハーフミラー構造を介して前記第１
の光接続部と前記第２の光接続部とを正立等倍関係とす
る光学系を形成してなる。このような構成により、特
に、当該光コネクタの接続部から入射した２以上の透光
性媒体からの光ビームを入射光の光軸の延長上に位置し
ていない２以上の受光部にそれぞれ効果的に導くことが
可能となる。本発明の請求項８による光コネクタは、前
記連結光路および前記光学的結合部が、複数個整列され
たアレイ光学系として形成される。このような構成によ
り、特に、１つの光コネクタによって、マザーボード上
の複数の透光性媒体を通っている光ビームに光学的に接
続することが可能となる。

【００２３】さらに、本発明の請求項９による光インタ
コネクション装置は、それぞれ電気回路を搭載した複数
の回路基板を電気的に且つ機械的に接続するマザーボー
ドを用いて前記複数の回路基板をブックシェルフ状に実
装して回路基板間の信号の授受を行うボード間光インタ
コネクション装置において、前記マザーボードが、光信
号を伝播するための透光性媒体を搭載し、そして前記回
路基板が、光信号を送出する発光装置および光信号を受
信する受光装置のうちの少なくとも一方を搭載し、且つ
それを前記透光性媒体に光学的且つ機械的に結合する。
このような構成により、特に、それぞれ電気回路を搭載
した複数の回路基板を電気的に且つ機械的に接続するマ
ザーボードを用いて前記複数の回路基板をブックシェル
フ状に実装して回路基板間の信号の信号の授受を行うボ
ード間光インタコネクション装置において、高精度の実
装および取り付け後の位置調整などを行わなくても、前
記回路基板間の光バスの良好な接続を達成することが可
能となる。

【００２４】本発明の請求項１０による光インタコネク
ション装置は、前記回路基板に搭載された前記光コネク
タが、該光コネクタ１個に対して前記マザーボード上の
複数本の前記透光性媒体が接続される。このような構成
により、特に、請求項８に従った光コネクタを用いるな
どして、単一の光コネクタに対してマザーボード上の複
数の透光性媒体を通っている光ビームを光学的に接続し
て、効率のよい接続構成を実現することができる。本発
明の請求項１１による光インタコネクション装置は、前
記マザーボード上の前記透光性媒体が、光ファイバであ
る。このような構成により、特に、マザーボード上の透
光性媒体の光透過率を高くとることができ、光の利用効
率を一層向上することができる。本発明の請求項１２に
よる光インタコネクション装置は、前記マザーボード上
の前記透光性媒体が、光導波路である。このような構成
によっても、特に、マザーボード上の透光性媒体の光透
過率を高くとることができ、光の利用効率を一層向上す
ることができる。

【００２５】さらにまた、本発明の請求項１３による光
ダミーコネクタは、前記請求項２に記載の光コネクタと
同じ位置関係をもつ２個の光接続部と光連結部を搭載
し、前記第１の光接続部と前記第２の光接続部と前記光
連結部からなる光学系は第１の外部光回路から出射され
た光が、前記第１の光接続部と前記光連結部と前記第２
の光接続部を通り第２の外部光回路に正立等倍関係をも
って入射するように構成された光学系を形成している。
このような構成により、特に、請求項２に従った光コネ
クタと同じ位置関係をもつ光ダミーコネクタを用いて、
１つの光接続部から入射した光ビームを、効率良く他の
光接続部の正立等倍位置へ導くことができる。本発明の
請求項１４による光ダミーコネクタは、前記２個の光接
続部を含む光学系が、複数個整列されたアレイ光学系で
ある。このような構成により、特に、当該光ダミーコネ
クタの１つの光接続部から入射した複数の光ビームを、
該光ダミーコネクタの他の光接続部の各々の正立等倍位
置へ効率良く導くことが可能となる。

【００２６】本発明の請求項１５による光インタコネク
ション装置は、それぞれ電気回路を搭載した複数の回路
基板を、コネクタ部を介して電気的に且つ機械的に接続
するマザーボードを用いて前記複数の回路基板をブック
シェルフ状に実装して回路基板間の信号の授受を行うボ
ード間光インタコネクション装置において、前記マザー
ボードが、光信号を伝播するための透光性媒体を搭載
し、そして前記回路基板を実装しないコネクタ部には、
前記請求項１３または請求項１４に係る光ダミーコネク
タを実装している。このような構成により、特に、それ
ぞれ電気回路を搭載した複数の回路基板を電気的に且つ
機械的に接続するマザーボードを用いて前記複数の回路
基板をブックシェルフ状に実装して回路基板間の信号の
信号の授受を行うボード間光インタコネクション装置に
おいて、マザーボードに搭載する回路基板の数によらず
光バスを構成して、前記回路基板間の光バスの良好な接
続を達成することが可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
基づき、図面を参照して本発明の光コネクタ、光ダミー
コネクタおよび光インタコネクション装置を詳細に説明
する。図１〜図６は、本発明の第１の実施の形態に係る
光コネクタの構成を示している。図１は、この実施例に
係る光コネクタを搭載した回路基板の概略構成を示す斜
視図、図２は、該光コネクタの全体構成を拡大して示す
斜視図、図３は、図２の光コネクタの光学部品の構成を
示す斜視図、図４は、図２の光コネクタのケースの構成
を示す斜視図、図５は、図２の光コネクタの組み立て構
成を示す斜視図、そして図６は、図５の光コネクタの構
成における光学的機能を説明するための図である。この
発明の実施の形態に係る光コネクタを搭載した回路基板
を示す図１において、回路基板１の基板端部に、本発明
による光コネクタ２と、電気的接続のための電気コネク
タ３とが実装されている。電気コネクタ３は、通常の多
ピンコネクタであり、特別に実装精度や位置合わせ精度
を必要とするものではない。

【００２８】光コネクタ２には、図２に示すように、表
面側において外部からの光ビームを受光するための第１
の光接続部としての受光窓２ａと、裏面側においてその
光ビームを射出するための第２の光接続部としての射出
窓２ｂ（図示裏側であるため、明確には図示されていな
い）が設けられており、図示上端部には、光ビームを読
みとるための光センサ２１が設けられている。受光窓２
ａを介して、前記光センサ２１に入射された光ビームの
情報は、光センサ２１に付設されている電極（図示され
ていない）を通して回路基板１上の電気回路（明確には
図示されていない）に接続されている。該光コネクタ２
は、両側面に突設されたフィン２ｃおよび２ｄに設けら
れているネジ止め用のネジ孔または通孔を用いて回路基
板１に固定する。光コネクタ２の回路基板１への固定方
法は、このようなネジ止めだけに特に限定されるもので
はなく、半田付け、接着剤による固定、またはクリップ
による挟み込みなど、種々の方法がある。

【００２９】次に、光コネクタ２の構成について、図
３、図４および図５を参照してさらに詳細に説明する。
図３は、光コネクタ２の連結光路を形成する光学部品２
２を示し、図４は、光コネクタ２の光学部品２２を収納
するケース２３を示し、図５は、光コネクタ２の全体を
組み立てた状態を示している。図３に示す光学部品２２
には、第１のレンズ２２Ａ、第１の光反射構造２２Ｂ、
第２の光反射構造２２Ｃ、第３の光反射構造２２Ｄ、第
４の光反射構造２２Ｅ、第２のレンズ２２Ｆおよび光学
的結合部を構成する光モニタ用ポート部２２Ｇが含まれ
ている。図３においては、第１の光反射構造２２Ｂ、第
３の光反射構造２２Ｄおよび第２のレンズ２２Ｆは、裏
側となるため図示されていない。第１のレンズ２２Ａ
は、受光窓２ａに対応し、第２のレンズ２２Ｆは、射出
窓２ｂに対応する。第１の光反射構造２２Ｂ、第３の光
反射構造２２Ｄおよび第４の光反射構造２２Ｅは、鏡面
すなわちミラーであり、第２の光反射構造２２Ｃは、ハ
ーフミラーである。また、図４に示すケース２３には、
受光窓２３ａ、射出窓２３ｂ、フィン２３ｃおよびフィ
ン２３ｄが設けられている。図４には、やはり裏側とな
るため射出窓２３ｂは明確には図示されていない。

【００３０】ケース２３の受光窓２３ａおよび射出窓２
３ｂは、それぞれ光コネクタ２の受光窓２ａおよび射出
窓２ｂに対応し、フィン２３ｃおよびフィン２３ｄは、
それぞれ光コネクタ２のフィン２ｃおよびフィン２ｄと
して用いられる。ケース２３の中空部に光学部品２２が
収容され、受光窓２３ａおよび射出窓２３ｂにそれぞれ
第１のレンズ２２Ａおよび第２のレンズ２２Ｆが対応配
置される。図５に示すように、光コネクタ２のケース２
３（図４）の中に光学部品２２（図３）が組み込まれて
おり、該光学部品２２に光ビームを読み取るための光セ
ンサ２１が取り付けられている。光バスの光ファイバ４
（４Ａ）の一端から出た光ビームは、光コネクタ２の受
光窓２ａから入射し、光学部品２２を介して光の一部は
光センサ２１に入射し、残りの光は光センサ２裏面の射
出窓２ｂ（図示されていない）から射出し、裏面側に位
置する光ファイバ４（４Ｂ）に入射する。入射側の光フ
ァイバ４Ａと射出側の光ファイバ４Ｂは、予め同一光軸
上に位置するように設置している。

【００３１】図５に示された状況における光コネクタ２
の主として光学的な機能について、図６を参照して説明
する。光ファイバ４Ａから射出された光ビームは、第１
のレンズ２２Ａに入射後、第１の光反射構造（ミラー）
２２Ｂで反射され、図面上方へ偏向された後、第２の光
反射構造（ミラー）２２Ｃによって再度偏向され、図示
右方へ向かう。光ビームは、その後さらに第３の光反射
構造（ミラー）２２Ｄおよび第４の光反射構造（ミラ
ー）２２Ｅによって順次下方および右方へ偏向され、も
との光軸上に戻り第２のレンズ２２Ｆによって集光され
て光ファイバ４Ｂに入射する。ここで、第２の光反射構
造２２Ｃは、ハーフミラーで構成されており、該第２の
光反射構造２２Ｃに入射した光の一部は、ほぼ直進して
ミラー背面に透過し、光モニター用ポート部２２Ｇに導
かれて、光センサ２１により受光される。ここで、第２
の光反射構造２２Ｃのハーフミラーの透過率は、かなら
ずしも５０％ではなく、光バスの信号光強度および光セ
ンサ２１の感度等を考慮して適宜設定する。また、第２
の光反射構造２２Ｃを全面についてハーフミラーとする
代りに、光モニター用ポート部２２Ｇの光学特性および
光センサ２１の受光範囲等に応じて、所要部位のみハー
フミラーとして残部を全反射ミラーとしたり、光モニタ
ー用ポート部２２Ｇの光学特性、光センサ２１の受光範
囲および所要の分岐光量等に応じて、所要部位のみ透明
として残部を全反射ミラーとしたり、してもよい。

【００３２】また、ここで第１のレンズ２２Ａと第２の
レンズ２２Ｆとは、正立等倍関係が成り立つように設定
している。そのため、図７に示すように光ファイバ４
（４Ａおよび４Ｂ）に対して光コネクタ２の光軸がずれ
た場合でも、入射側の光ファイバ４Ａの端面の位置に対
して正立等倍の位置に光ビームが射出されるので、同一
光軸上の射出側の光ファイバ４Ｂへ光ビームが入射す
る。このようにして、本発明の第１の実施の形態による
光コネクタ２は、光ファイバ４との位置関係を厳密に調
整しなくとも良好なカップリングが得られる。しかも、
この光軸の偏倚に対する対応は、図６および図７の描画
面に対する垂直方向についても有効であり、当該方向に
光ファイバ４と光コネクタ２の光軸がズレても良好なカ
ップリングが得られる。したがって、コネクタ２の取り
付け精度や実装方法を簡便にしても、光ファイバ４に対
するコネクタ２のカップリング特性が良好であるので、
実装コストおよび部品コスト等を低減することが可能で
ある。図８〜図１０は、本発明による光コネクタを用い
た本発明の第２の実施の形態に係る光インタコネクショ
ン装置の構成を示している。図８は、この実施例に係る
光インタコネクション装置の概要を示す分解斜視図、図
９は、図８のインタコネクション装置の構成を示す斜視
図、そして図１０は、図８のインタコネクション装置の
機能を説明するための図である。

【００３３】図８には、光コネクタ２と電気コネクタ３
を実装した回路基板１がマザーボード５に複数枚搭載さ
れる様子が、図９は搭載された状態がそれぞれ示されて
いる。すなわち、回路基板１は、回路基板１−１，１−
２，…，１−ｎからなり、それぞれに設けられる光コネ
クタ２は、光コネクタ２−１，２−２，…，２−ｎと
し、電気コネクタ３は、電気コネクタ３−１，３−２，
…，３−ｎとする（図８および図９では、光コネクタ２
−２，…，２−ｎは、回路基板１の陰になるため示され
ていない）。図１０は、マザーボード５と回路基板１と
の取り付け関係を光学的機能を含めて説明するための図
である。図１０において、マザーボード５に光ファイバ
４が埋設されている。光コネクタ２（２−１〜２−ｎ）
が取着された回路基板１（１−１〜１−ｎ）は、図示上
方からマザーボード５の所定位置に差し込むだけで光フ
ァイバ４と光コネクタ２との良好なカップリングが達成
される。また、光コネクタ２のレンズ面と光ファイバ４
は直接接触する必要がないので、レンズ面やファイバ端
面が傷つくことも避けられる。

【００３４】なお、マザーボード５上で回路基板を搭載
しない部分には、本発明による光ダミーコネクタ６を実
装することによって、光ファイバ４の信号が断絶するこ
となく伝達されるようにすることができる。光ダミーコ
ネクタは、第１の実施の形態において説明した光コネク
タ２の構成から光モニター用ポート部２２Ｇおよび光セ
ンサ２１を省き、第２の光反射構造２２Ｃをハーフミラ
ーや一部透過ミラーでなく、全反射ミラーとしたもので
ある。図１１および図１２は、本発明の第３の実施の形
態に係る光コネクタの構成を示している。図１１は、こ
の実施例に係る光コネクタの光学部品の構成を示す斜視
図、そして図１２は、図１１の光学部品を収容するケー
スの構成を示す斜視図である。図１１においては、４本
の光ファイバからなる光バスに対応するための４つの光
学部品２２−１，２２−２，２２−３および２２−４を
示している。

【００３５】図１２においては、図１１に示した４つの
光学部品２２−１，２２−２，２２−３および２２−４
を各対応する４個所の収容部に収容するケース２３′を
示しており、該ケース２３′は一体構成され、全体の両
側に１個ずつの取り付け用のフィン２３ｃ′および２３
ｄ′を設けている。このように、４本の光ファイバから
なる光バスに対応するために、４つの光学部品２２−１
〜２２−４を、一体化されたケース２３′に収容するこ
とにより、アレイ光学系を形成する。このようにするこ
とによって、１個のアレイ化された光コネクタを取り付
けるだけで４系統の光バス経路に対応させることができ
る。この場合も光バスの各光ファイバの各々が、各光学
部品の窓におおむね対応していれば良好にカップリング
されるので、ケース２３′等の寸法等については、さほ
ど高い精度が要求されずに済み、コストを低く押さえる
ことが可能となる。図１３〜図１６は、本発明の第４の
実施の形態に係る光コネクタの構成を示している。図１
３は、この実施例に係る光コネクタの使用状態での構成
を示す斜視図、図１４は、この実施例に係る光コネクタ
の光学部品の構成を示す斜視図、図１５は、図１４の光
学部品を収容するケースの構成を示す斜視図、そして図
１６は、図１５のケースに図１４の光学部品を収容した
状態を示す図である。

【００３６】図１４に示すように、４つの光学部品２２
−１′，２２−２′，２２−３′および２２−４′を整
列させ、例えば一体化する等して、アレイ構造とした上
で、それを単一の大きな収容部に収容する図１５に示す
ようなケース２３″に収納して、図１６のような構成と
する。ここで、図１４の光学部品２２−１′〜２２−
４′のアレイにおける各光学部品２２−１′〜２２−
４′の間は遮光されている。このような光コネクタアレ
イのモニターポート部の射出部にもレンズアレイ２４が
設けられている（図１４）。すなわち、光コネクタアレ
イの光学部品２２−１′〜２２−４′のモニタポート部
と、センサアレイ２５との間も、レンズアレイ２４によ
って正立等倍光学系が成立するように構成されている。
図１３に示すように、光バスの６系統の入射側の光ファ
イバ４−１〜４−６（４−１Ａ〜４−６Ａ）から入射し
た光は、コネクタの射出側の正立等倍位置に射出され
る。射出口側の光ファイバ４−１〜４−６（４−１Ｂ〜
４−６Ｂ）はこの正立等倍位置に設置しているいるの
で、光バスの各光ビームは途切れることなく伝達され
る。光モニターポート部には、光ファイバの配列ピッチ
と同じピッチで光センサが配列されているセンサアレイ
素子２５がレンズアレイ２４を介して正立等倍位置に設
置されている。

【００３７】このようにして、各光ファイバ４−１〜４
−６（４−１Ａ〜４−６Ａ）から入射した光の一部は、
各光ファイバ４−１〜４−６（４−１Ａ〜４−６Ａ）に
対応して光センサが配置されたセンサアレイ素子２５で
受光されて、情報が回路基板へ伝達される。なお、この
実施の形態では、６系統の光ファイバからなる光バスの
処理について説明したが、本発明による光コネクタは、
光学系の分解能が確保できる範囲でさえあれば、何本の
光ファイバからなる光バスに対しても、それに対応した
センサアレイ素子を使用するだけで対応することができ
る。したがって、請求項１に係る本発明の光コネクタ
は、例えば、回路基板に搭載された発信装置から発信さ
れた電気信号に対応した光信号を送出する発光装置およ
び外部からの光信号を受光し前記回路基板に搭載された
受信装置に受光した光信号に対応した電気信号を送出す
る受光装置の少なくとも一方に光学的に接続している光
コネクタであり、外部光回路との光学的接続部を２個搭
載しており、各々の光接続部の光軸は同一の軸線上あ
り、その外部光回路との接続方向が各々反対の向きとな
っており、かつ２つの光接続部とそれを接続する光連結
部で構成される光学系は、外部光回路から出射された光
が、この光学系を通り他の外部光回路に共役関係をもっ
て入射し、かつ、前記光連結部の一部が前記発光装置お
よび前記受光装置の少なくとも一方に光学的に結合して
いる。

【００３８】これにより、光コネクタの接続部から入射
した光信号を他の接続部を通して外部に伝達するのに際
し、この光信号に回路基板からの信号を重畳すること、
または外部からの光信号を基板上の受信装置で読みとる
ことをが可能となり、したがって、マザーボード上の透
光性媒体を介して、マザーボードに接続している他の回
路基板との間で光信号の伝達を行えるようになる。ま
た、請求項２に係る本発明の光コネクタは、請求項１の
光コネクタが、例えば、外部光回路から出射された光
が、光接続部から入射し、光連結部を経由して、第２の
光接続部を通り、他の外部光回路に正立等倍関係をもっ
て入射する。つまり、任意の位置から光コネクタの第１
面に入射した光ビームは、前記任意の位置に対して正立
等倍関係にある位置に向けて光コネクタの第２面から射
出される。これにより外部の光回路と光コネクタの位置
にかかわらず、外部光回路の任意の点から該光コネクタ
の反対の接続面に面し、任意の点に対して面対称の位置
にある外部光回路の特定の点に一義的に光ビームが送ら
れる。このため、マザーボード上の透光性媒体と光コネ
クタの位置関係に関わらず透光性媒体と光コネクタの光
学的結合が確保されるようになる。

【００３９】また、請求項３に係る本発明の光コネクタ
は、請求項２の光コネクタが、例えば少なくも３つの光
反射構造をもち、一方の光接続部から入射した光が光反
射構造により偏向されて、一旦光路が曲げられ、その後
別の反射鏡構造により再び入射光と同一の光路上に戻さ
れる。すなわち、光コネクタの１面へ入射した光ビーム
は光反射構造で光路が偏向され、その後他の複数の反射
構造で光路を複数回偏向させることで、もとの光ビーム
の光軸の延長上に戻される。このため、光コネクタの接
続部から入射した光ビームの一部を入射光の光軸の延長
上以外のところに導き、且つ光ビームの他の一部を光コ
ネクタの他の接続部に導くことができるようになる。

【００４０】請求項４に係る本発明の光コネクタは、例
えば、請求項３の光コネクタを構成する光反射構造の一
部に光を透過する窓を開け、その透過窓部分を介して前
記発光装置、または前記受光装置が光学的に光接続部に
結合している。光コネクタの１面から入射した光ビーム
の一部は、光コネクタ内の光反射構造に開けられた窓を
通して受光装置に入射する。また光コネクタ外部にある
発光装置から射出した光ビームは、光コネクタ内の光反
射構造に開けられた窓を通して光コネクタの光接続部へ
達する。このため、光コネクタの接続部から入射した光
ビームを入射光の光軸の延長上にない受光部に導くこと
ができるようになる。請求項５に係る本発明の光コネク
タは、例えば請求項４の光コネクタを構成する光反射構
造の一部に設けた透過窓部分を介して光接続部と前記発
光装置、または前記受光装置に光学的に結合している光
学系が正立等倍関係の光学系を形成している。任意の光
源から光接続部へ入射した光ビームは光反射構造の一部
の光を透過する窓を通過し、受光装置側の光学系端部か
ら正立等倍関係が成立する点に導かれる。このため、光
コネクタの接続部から入射した複数の透光性媒体から入
射した光ビームを入射光の光軸の延長上にない複数の受
光に各々導くことができるようになる。

【００４１】請求項６に係る本発明の光コネクタは、例
えば、請求項３の光コネクタを構成する光反射構造の一
部がハーフミラー構造になっており、そのハーフミラー
部分を介して前記発光装置、または前記受光装置が光学
的に光接続部に結合している。光コネクタの１面から入
射した光ビームの一部は、光コネクタ内の光反射構造の
ハーフミラー部分を通して受光装置に入射する。また、
光コネクタ外部にある発光装置から射出した光ビーム
は、光コネクタ内の光反射構造のハーフミラー部分を通
して光コネクタの光接続部へ達する。このため、光コネ
クタの接続部から入射した光ビームの一部を入射光の光
軸の延長上以外のところに導き、且つ光ビームの他の一
部を光コネクタの他の接続部に導くことができるように
なる。請求項７に係る本発明の光コネクタは、例えば請
求項６の光コネクタを構成する光反射構造の一部に設け
たハーフミラー部分を介して光接続部と前記発光装置、
または前記受光装置に光学的に結合している光学系が正
立等倍関係の光学系を形成している。任意の光源から光
接続部へ入射した光ビームは、光反射構造の一部のハー
フミラー部を通過し受光装置側の光学系端部から正立等
倍関係が成立する点に導かれる。このため、光コネクタ
の接続部から入射した光ビームの一部を入射光の光軸の
延長上以外のところに導き、かつ光ビームの他の一部を
光コネクタの他の接続部に導くことができるようにな
る。

【００４２】請求項８に係る本発明の光コネクタは、例
えば、請求項４〜請求項７のうちのいずれか１項の光コ
ネクタにおいて、その光学系が複数列整列したアレイ光
学系である。すなわち、光学系を正立等倍アレイ光学系
とすることで、アレイの幅に対応する広い幅で光の接続
が行える。このため、１つの光コネクタでマザーボード
上の多数の透光性媒体を通っている光ビームと光学的に
接続することができるようになる。請求項９に係る本発
明の光インタコネクション装置は、例えば、複数の電気
回路を搭載した回路基板を電気的および機械的に接続す
るマザーボードを用いて前記回路基板をブックシェルフ
状に実装してボード間の信号のやり取りを行うボード間
光インタコネクション装置において、マザーボードは、
光信号を伝播するための透光性媒体を搭載しており、回
路基板は、光信号を送出する発光装置または光信号を受
信する受光装置のどちらか、または双方を搭載してお
り、また回路基板は、透光性媒体と光学的、機械的に接
合する請求項４〜請求項８のうちのいずれか１項による
光コネクタが搭載されている。

【００４３】すなわち、該ボード間光インタコネクショ
ン装置において、マザーボードの透光性媒体から出た光
バス信号光は適当に配置された光コネクタの第１の面か
ら入射し、一部の信号光は受光装置に入射し、残りの光
ビームは光コネクタの第２のから射出し、マザーボード
の他の透光性媒体へ入射する。このため、ボード間光イ
ンタコネクション装置において、高精度の実装や取り付
け後の位置調整などを行わなくても、ボード間の光バス
の良好な接続をすることが可能になる。請求項１０に係
る本発明の光インタコネクション装置は、例えば請求項
９の光インタコネクション装置の回路基板に搭載した光
コネクタ１つに対してマザーボード上の複数本の透光性
媒体が接続されている。すなわち、複数の透光性媒体か
ら射出された光バス信号は光コネクタの正立等倍光学系
により基板裏側の基板に対して面対称の位置に投射さ
れ、その位置に前記複数の透光性媒体に対応する別の透
光性媒体を設置することで、複数の透光性媒体に対して
１つの光コネクタで処理される。このため、１つの光コ
ネクタでマザーボード上の多数の透光性媒体を通ってい
る光ビームと光学的に接続することができるようにな
る。

【００４４】請求項１１に係る本発明の光インタコネク
ション装置は、請求項９または請求項１０の光インタコ
ネクション装置におけるマザーボード上の透光性媒体が
光ファイバであり、マザーボード上の光ファイバを伝送
路として光バス信号光が伝達される。このため、マザー
ボード上の透光性媒体の光透過率を高くすることがで
き、光の利用効率の高い光インタコネクション装置とす
ることができる。請求項１２に係る本発明の光インタコ
ネクション装置は、請求項９または請求項１０の光イン
タコネクション装置におけるマザーボード上の透光性媒
体が光導波路であり、マザーボード上の光導波路を伝送
路として光バス信号光が伝達される。このため、マザー
ボード上の透光性媒体の光透過率を高くすることがで
き、光の利用効率の高い光インタコネクション装置を提
供できる。また、請求項１３に係る本発明の光インタコ
ネクト用の光ダミーコネクタは、例えば請求項２の光コ
ネクタと同じ位置関係をもつ光学的接続部を２個搭載し
ており、その２箇所の光接続部が正立等倍関係の光学系
を形成している。このため、光ダミーコネクタの１つの
光接続部から入射した光ビームは、光ダミーコネクタの
他の光接続部の正立等倍位置へ導かれるようになる。

【００４５】請求項１４に係る本発明の光ダミーコネク
タは、請求項１３の光ダミーコネクタの光学系が複数列
整列したアレイ光学系である。光学系を正立等倍アレイ
光学系とすることで、アレイの幅に対応する広い幅で光
の接続が行える。このため、光ダミーコネクタの１つの
光接続部から入射した複数の光ビームは、光ダミーコネ
クタの他の光接続部の各々の正立等倍位置へ導かれるよ
うになる。そして、請求項１５に係る本発明の光インタ
コネクション装置は、複数の電気回路を搭載した回路基
板を電気的および機械的に接続するマザーボードを用い
て前記回路基板をブックシェルフ状に実装してボード間
の信号のやり取りを行うボード間光インタコネクション
装置において、マザーボードは光信号を伝播するための
透光性媒体を搭載しており、回路基板を挿入しないコネ
クタ部分には、請求項１３または請求項１４の光ダミー
コネクタを挿入する。マザーボードに回路基板を挿入し
ない場合に、本発明による光ダミーコネクタを挿入する
事で透光性媒体を伝搬している光バス信号がとぎれるこ
となく伝送され、マザーボードに搭載する回路基板の数
によらず光バスが構成できるようになる。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、機
械的なアラインメントを不要として経済性の向上を図
り、且つボード間光接続を一層高速化および高密度化し
得る安価で且つ高性能のボード間光インタコネクション
を達成し得る光コネクタ、光ダミーコネクタ、および光
インタコネクション装置を提供することができる。すな
わち、本発明の請求項１の光コネクタによれば、回路基
板に搭載された発信装置から発信された電気信号に対応
した光信号を送出する発光装置および外部からの光信号
を受光し前記回路基板に搭載された受信装置に受光した
光信号に対応した電気信号を送出する受光装置の少なく
とも一方に光学的に接続して前記回路基板に搭載する光
コネクタであって、該コネクタは、前記回路基板の外部
に存在する外部光回路に第１の光接続部で接続し、前記
第１の光接続部の光軸と同一の軸線上に光軸を有し、前
記回路基板の外部に存在する外部光回路との接続方向が
前記第１の光接続部の接続方向と反対の向きとなる第２
の光接続部で他の外部光回路と接続し、かつ前記第１の
光接続部と前記第２の光接続部とを光連結部で光学的に
連結するするとともに、前記第１の光接続部と前記第２
の光接続部と前記光連結部からなる光学系は第１の外部
光回路から出射された光が、前記第１の光接続部と前記
光連結部と前記第２の光接続部を通り第２の外部光回路
に共役関係をもって入射するように構成された光学系と
なており、かつ、前記光連結部の一部が前記発光装置お
よび前記受光装置の少なくとも一方に光学的に結合する
ことにより、特に、当該光コネクタの接続部から入射し
た光信号を他の接続部を通して外部に伝達するのに際
し、この光信号に回路基板からの信号を重畳すること、
または外部からの光信号を基板上の受信装置で受信こと
をができ、したがって、マザーボード上の透光性媒体を
介して、マザーボードに接続している他の回路基板との
間で光信号の伝達を行うことができる。

【００４７】また、本発明の請求項２の光コネクタによ
れば、前記第１の光接続部と前記第２の光接続部と前記
光連結部からなる光学系が、第１の外部光回路から出射
された光が、前記第１の光接続部と前記光連結部と前記
第２の光接続部を通り第２の外部光回路に正立等倍関係
をもって入射するように構成されていることにより、特
に、マザーボード上の透光性媒体との位置関係にかかわ
らず該透光性媒体との光学的結合を確保することがで
き、したがって、電気コネクタおよび機械的なアライン
メントを不要として経済性の向上を図り、且つボード間
光接続を一層高速化および高密度化することができる。
また、本発明の請求項３の光コネクタによれば、前記連
結光路が、前記第１および第２の光接続部のうちの一方
から入射した光を偏向して、一旦光路を屈曲させ、その
後、再び入射光と同一の光軸上に沿う光路上に戻して前
記第１および第２の光接続部のうちの他方から射出させ
る少なくも３個の光反射構造を含むことにより、特に、
当該光コネクタの接続部から入射した光ビームの一部を
入射光の光軸の延長上以外の個所に導き、且つ光ビーム
の他の一部を該光コネクタの他の接続部に導くことがで
きる。

【００４８】本発明の請求項４の光コネクタによれば、
前記光学的結合部が、前記連結光路の前記光反射構造の
一部に形成した光を透過する透過窓部を含むことによ
り、特に、当該光コネクタの接続部から入射した光ビー
ムを入射光の光軸の延長上に位置していない受光部に導
くことができる。本発明の請求項５の光コネクタによれ
ば、前記連結光路が、前記透過窓部を介して前記第１の
光接続部と前記第２の光接続部とを正立等倍関係とする
光学系を形成してなる構成により、特に、当該光コネク
タの接続部から入射した２以上の透光性媒体からの光ビ
ームを入射光の光軸の延長上に位置していない２以上の
受光部にそれぞれ導くことができる。本発明の請求項６
の光コネクタによれば、前記光学的結合部が、前記連結
光路の前記光反射構造の一部に形成した光の一部を透過
するハーフミラー構造を含むことにより、特に、当該光
コネクタの接続部から入射した光ビームを入射光の光軸
の延長上に位置していない受光部に効果的に導くことが
できる。

【００４９】本発明の請求項７の光コネクタによれば、
前記連結光路が、前記ハーフミラー構造を介して前記第
１の光接続部と前記第２の光接続部とを正立等倍関係と
する光学系を形成してなる構成により、特に、当該光コ
ネクタの接続部から入射した２以上の透光性媒体からの
光ビームを入射光の光軸の延長上に位置していない２以
上の受光部にそれぞれ効果的に導くことができる。本発
明の請求項８の光コネクタによれば、前記連結光路およ
び前記光学的結合部が、複数個整列されたアレイ光学系
として形成されることにより、特に、１つの光コネクタ
によって、マザーボード上の複数の透光性媒体を通って
いる光ビームに光学的に接続することができる。。本発
明の請求項９の光インタコネクション装置によれば、そ
れぞれ電気回路を搭載した複数の回路基板を電気的に且
つ機械的に接続するマザーボードを用いて前記複数の回
路基板をブックシェルフ状に実装して回路基板間の信号
の授受を行うボード間光インタコネクション装置におい
て、前記マザーボードが、光信号を伝播するための透光
性媒体を搭載し、そして前記回路基板が、光信号を送出
する発光装置および光信号を受信する受光装置のうちの
少なくとも一方を搭載し、且つそれを前記透光性媒体に
光学的且つ機械的に結合する構成により、特に、それぞ
れ電気回路を搭載した複数の回路基板を電気的に且つ機
械的に接続するマザーボードを用いて前記複数の回路基
板をブックシェルフ状に実装して回路基板間の信号の授
受を行うボード間光インタコネクション装置において、
高精度の実装および取り付け後の位置調整などを行わな
くても、前記回路基板間の光バスの良好な接続を達成す
ることができる。

【００５０】本発明の請求項１０の光インタコネクショ
ン装置によれば、前記回路基板に搭載された前記光コネ
クタが、該光コネクタ１個に対して前記マザーボード上
の複数本の前記透光性媒体が接続されることにより、特
に、請求項８に従った光コネクタを用いるなどして、単
一の光コネクタに対してマザーボード上の複数の透光性
媒体を通っている光ビームを光学的に接続して、効率の
よい接続構成を実現することができる。本発明の請求項
１１の光インタコネクション装置によれば、前記マザー
ボード上の前記透光性媒体が、光ファイバであることに
より、特に、マザーボード上の透光性媒体の光透過率を
高くとることができ、光の利用効率を一層向上すること
ができる。本発明の請求項１２の光インタコネクション
装置によれば、前記マザーボード上の前記透光性媒体
が、光導波路であることによっても、特に、マザーボー
ド上の透光性媒体の光透過率を高くとることができ、光
の利用効率を一層向上することができる。

【００５１】本発明の請求項１３の光ダミーコネクタに
よれば、前記請求項２に記載の光コネクタと同じ位置関
係をもつ２個の光接続部と光連結部を搭載し、前記第１
の光接続部と前記第２の光接続部と前記光連結部からな
る光学系は第１の外部光回路から出射された光が、前記
第１の光接続部と前記光連結部と前記第２の光接続部を
通り第２の外部光回路に正立等倍関係をもって入射する
ように構成された光学系を形成していることにより、特
に、請求項２に従った光コネクタと同等の構成を用い
て、１つの光接続部から入射した光ビームを、効率良く
他の光接続部の正立等倍位置へ導くことができる。本発
明の請求項１４の光ダミーコネクタによれば、前記２個
の光接続部を含む光学系が、複数個整列されたアレイ光
学系であることにより、特に、当該光ダミーコネクタの
１つの光接続部から入射した複数の光ビームを、該光ダ
ミーコネクタの他の光接続部の各々の正立等倍位置へ効
率良く導くことが可能となる。

【００５２】本発明の請求項１５の光インタコネクショ
ン装置によれば、それぞれ電気回路を搭載した複数の回
路基板を、コネクタ部を介して電気的に且つ機械的に接
続するマザーボードを用いて前記複数の回路基板をブッ
クシェルフ状に実装して回路基板間の信号の授受を行う
ボード間光インタコネクション装置において、前記マザ
ーボードが、光信号を伝播するための透光性媒体を搭載
し、そして前記回路基板を実装しないコネクタ部には、
前記請求項１３または請求項１４に係る光ダミーコネク
タを実装する構成により、特に、それぞれ電気回路を搭
載した複数の回路基板を電気的に且つ機械的に接続する
マザーボードを用いて前記複数の回路基板をブックシェ
ルフ状に実装して回路基板間の信号の信号の授受を行う
ボード間光インタコネクション装置において、マザーボ
ードに搭載する回路基板の数によらず光バスを構成し
て、前記回路基板間の光バスの良好な接続を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光コネクタを
搭載した回路基板の概略構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示した光コネクタの全体構成を拡大して
示す斜視図である。

【図３】図２の光コネクタの光学部品の構成を示す斜視
図である。

【図４】図２の光コネクタのケースの構成を示す斜視図
である。

【図５】図２の光コネクタの組み立て構成を示す斜視図
である。

【図６】図５の光コネクタの構成における光学的機能を
説明するための模式図である。

【図７】図６の光コネクタにおいて入射および光ファイ
バ射出光ファイバの光軸がずれた場合の状況を説明する
ための模式図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る光インタコネ
クション装置の概要を示す分解斜視図である。

【図９】図８のインタコネクション装置の構成を示す斜
視図である。

【図１０】図８のインタコネクション装置の機能を説明
するための図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る光コネクタ
の光学部品の構成を示す斜視図である。

【図１２】図１１の光学部品を収容するケースの構成を
示す斜視図である。

【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る光コネクタ
の使用状態での構成を示す斜視図である。

【図１４】図１３の光コネクタの光学部品の構成を示す
斜視図である。

【図１５】図１４光学部品を収容するケースの構成を示
す斜視図である。

【図１６】図１５のケースに図１４の光学部品を収容し
た状態を示す図である。

【図１７】従来のＤ−ファイバを用いたボード間光バス
接続構造の一例を示す図である。

【図１８】従来の自由空間を利用したボード間接続構成
の一例を示す図である。

【図１９】従来の自由空間を利用したボード間接続構成
の他の一例を示す図である。

【符号の説明】

１，１−１〜１−ｎ回路基板（ボード）２，２−１〜２−ｎ光コネクタ３，３−１〜３−ｎ電気コネクタ４，４Ａ，４Ｂ光ファイバ５マザーボード２１光センサ２２，２２−１〜２２−４，２２−１′〜２２−４′
光学部品２３，２３′，２３″ ケース２４レンズアレイ２ａ，２３ａ受光窓２ｂ，２３ｂ射出窓２ｃ，２ｄ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｃ′，２３ｄ′ フ
ィン２２Ａ第１のレンズ２２Ｂ第１の光反射構造（ミラー）２２Ｃ第２の光反射構造（ハーフミラー）２２Ｄ第３の光反射構造（ミラー）２２Ｅ第４の光反射構造（ミラー）２２Ｆ第２のレンズ２２Ｇ光モニター用ポート部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路基板に搭載された発信装置から発信
された電気信号に対応した光信号を送出する発光装置お
よび外部からの光信号を受光し前記回路基板に搭載され
た受信装置に受光した光信号に対応した電気信号を送出
する受光装置の少なくとも一方に光学的に接続して前記
回路基板に搭載する光コネクタであって、前記回路基板の外部に存在する外部光回路に接続する第
１の光接続部と、前記第１の光接続部の光軸と同一の軸線上に光軸を有
し、前記回路基板の外部に存在する外部光回路との接続
方向が前記第１の光接続部の接続方向と反対の向きとな
る第２の光接続部と、前記第１の光接続部と前記第２の光接続部とを光学的に
連結する連結光路を構成する光連結部を具備し、前記第１の光接続部と前記第２の光接続部と前記光連結
部からなる光学系は第１の外部光回路から出射された光
が、前記第１の光接続部と前記光連結部と前記第２の光
接続部を通り第２の外部光回路に共役関係をもって入射
するように構成された光学系であり、かつ、前記連結光路の一部を前記発光装置および前記受光装置
の少なくとも一方に光学的に結合する光学的結合部とを
具備することを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】前記第１の光接続部と前記第２の光接続
部と前記光連結部からなる光学系は第１の外部光回路か
ら出射された光が、前記第１の光接続部と前記光連結部
と前記第２の光接続部を通り第２の外部光回路に正立等
倍関係をもって入射するように構成された光学系である
ことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】前記連結光路は、前記第１および第２の
光接続部のうちの一方から入射した光を偏向して、一旦
光路を屈曲させ、その後、再び入射光と同一の光軸上に
沿う光路上に戻して前記第１および第２の光接続部のう
ちの他方から射出させる少なくも３個の光反射構造を含
むことを特徴とする請求項２に記載の光コネクタ。
【請求項４】前記光学的結合部は、前記連結光路の前
記光反射構造の一部に形成した光を透過する透過窓部を
含むことを特徴とする請求項３に記載の光コネクタ。
【請求項５】前記連結光路は、前記透過窓部を介して
前記第１の光接続部と前記第２の光接続部とを正立等倍
関係とする光学系を形成してなることを特徴とする請求
項４に記載の光コネクタ。
【請求項６】前記光学的結合部は、前記連結光路の前
記光反射構造の一部に形成した光の一部を透過するハー
フミラー構造を含むことを特徴とする請求項３に記載の
光コネクタ。
【請求項７】前記連結光路は、前記ハーフミラー構造
を介して前記第１の光接続部と前記第２の光接続部とを
正立等倍関係とする光学系を形成してなることを特徴と
する請求項６に記載の光コネクタ。
【請求項８】前記連結光路および前記光学的結合部
は、複数個整列されたアレイ光学系として形成されるこ
とを特徴とする請求項４〜請求項７のうちのいずれか１
項に記載の光コネクタ。
【請求項９】それぞれ電気回路を搭載した複数の回路
基板を電気的に且つ機械的に接続するマザーボードを用
いて前記複数の回路基板をブックシェルフ状に実装して
回路基板間の信号の授受を行うボード間光インタコネク
ション装置において、前記マザーボードは、光信号を伝播するための透光性媒
体を搭載し、そして前記回路基板は、光信号を送出する
発光装置および光信号を受信する受光装置のうちの少な
くとも一方を搭載し、且つそれを前記透光性媒体に光学
的且つ機械的に結合する前記請求項４〜請求項８のうち
のいずれか１項に記載の光コネクタを搭載していること
を特徴とする光インタコネクション装置。
【請求項１０】前記回路基板に搭載された前記光コネ
クタは、該光コネクタ１個に対して前記マザーボード上
の複数本の前記透光性媒体が接続されることを特徴とす
る請求項９に記載の光インタコネクション装置。
【請求項１１】前記マザーボード上の前記透光性媒体
は、光ファイバであることを特徴とする請求項９または
請求項１０に記載の光インタコネクション装置。
【請求項１２】前記マザーボード上の前記透光性媒体
は、光導波路であることを特徴とする請求項９または請
求項１０に記載の光インタコネクション装置。
【請求項１３】前記請求項２に記載の光コネクタと同
じ位置関係をもつ２個の光接続部と光連結部を搭載し、
前記第１の光接続部と前記第２の光接続部と前記光連結
部からなる光学系は第１の外部光回路から出射された光
が、前記第１の光接続部と前記光連結部と前記第２の光
接続部を通り第２の外部光回路に正立等倍関係をもって
入射するように構成された光学系であることを特徴とす
る光ダミーコネクタ。
【請求項１４】前記２個の光接続部を含む光学系は、
複数個整列されたアレイ光学系であることを特徴とする
請求項１３に記載の光ダミーコネクタ。
【請求項１５】それぞれ電気回路を搭載した複数の回
路基板を、コネクタ部を介して電気的に且つ機械的に接
続するマザーボードを用いて前記複数の回路基板をブッ
クシェルフ状に実装して回路基板間の信号の授受を行う
ボード間光インタコネクション装置において、前記マザーボードは、光信号を伝播するための透光性媒
体を搭載し、そして前記回路基板を実装しないコネクタ
部には、請求項１３または請求項１４に記載の光ダミー
コネクタを実装していることを特徴とする光インタコネ
クション装置。