JP2003172850A - Optical transmission device and optical transmission system - Google Patents
Optical transmission device and optical transmission systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の回路基板又
はデバイス間において光信号の伝送を担う光伝送装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission device for transmitting an optical signal between a plurality of circuit boards or devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】複数の
マイクロプロセッサやメモリを接続するために電気バス
回路が一般的に用いられている。しかしながら、電気バ
ス回路は、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制限され、また並
列バス接続配線を高密度化しようとすると電磁ノイズが
発生の問題があり、高速化への対応が困難になりつつあ
る。そこで、電気配線を光配線に置き換え、バスの高速
化を図る光インターコネクション技術が従来から提案さ
れている。2. Description of the Related Art Electric bus circuits are commonly used to connect multiple microprocessors and memories. However, in the electric bus circuit, there is a problem that the processing speed of the system is limited due to the signal delay caused by the capacitance between the connection wirings and the resistance of the connection wirings, and electromagnetic noise is generated when trying to increase the density of the parallel bus connection wirings. However, it is becoming difficult to deal with high speed. Therefore, an optical interconnection technique has been conventionally proposed in which electric wiring is replaced with optical wiring to increase the bus speed.
【０００３】このような光インターコネクション技術の
一つとして、特開２０００−３２９９６２号に開示され
た光伝送装置がある。この従来の光伝送装置は、シート
状の透光性媒体と、この透光性媒体の両側に接続された
光ファイバと、これら透光性媒体及び光ファイバが布線
された光配線本体とを有する光配線基板が用いられる。
この光配線基板を複数積層して光配線基板積層体を構成
し、この光配線基板積層体から光ファイバの他端を引き
出し、光電変換素子を有する電気配線基板に接続するよ
うになっている。As one of such optical interconnection techniques, there is an optical transmission device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-329962. This conventional optical transmission device includes a sheet-shaped light-transmitting medium, optical fibers connected to both sides of the light-transmitting medium, and an optical wiring body in which the light-transmitting medium and the optical fiber are wired. An optical wiring board having the same is used.
A plurality of the optical wiring boards are laminated to form an optical wiring board laminated body, and the other end of the optical fiber is pulled out from the optical wiring board laminated body and connected to an electric wiring board having a photoelectric conversion element.
【０００４】しかしながら、上記従来例においては、光
ファイバの他端に対する位置決めについては特に考慮さ
れておらず、光ファイバの他端は光配線本体から延長さ
れて引き出されているに過ぎない。特に光配線基板の積
層方向においては、光配線本体が積層されているので、
光配線本体の厚み方向の公差が積み重ねられ、光電変換
素子との間に位置ずれが生じ、光電変換素子との結合損
失が大きくなるという問題点があった。However, in the above-mentioned conventional example, the positioning with respect to the other end of the optical fiber is not particularly considered, and the other end of the optical fiber is only extended and pulled out from the optical wiring main body. Especially in the stacking direction of the optical wiring boards, since the optical wiring main bodies are stacked,
There is a problem that tolerances in the thickness direction of the optical wiring main body are accumulated, a positional deviation occurs between the optical wiring main body and the photoelectric conversion element, and a coupling loss with the photoelectric conversion element increases.
【０００５】本発明は、光配線基板の積層方向における
光ファイバの位置精度を向上させ、光ファイバの接続部
分の結合損失を小さくすることを課題としている。An object of the present invention is to improve the positional accuracy of the optical fiber in the stacking direction of the optical wiring board and reduce the coupling loss at the connecting portion of the optical fiber.
【０００６】上記の課題を解決するため、本発明の第１
の特徴とするところは、透光性媒体と、この透光性媒体
に接続された一端及びこの一端から延びる他端を有する
少なくとも１本の光ファイバと、前記透光性媒体及び光
ファイバが配線された光配線本体とを有する光配線基板
を複数有し、前記光配線基板を複数積層して光配線基板
積層体を構成し、前記光ファイバの他端は前記光配線本
体から突出し、この突出した他端を前記光配線基板の積
層方向で固定するフェルールを設けた光伝送装置にあ
る。光配線基板の積層方向で光ファイバの他端を固定す
るフェルールを設けたので、光配線本体の積層による公
差の積み重ねはフェルールにより吸収することができ、
光ファイバの他端の位置決め精度を向上させることがで
きる。In order to solve the above problems, the first aspect of the present invention
The feature is that the transparent medium, at least one optical fiber having one end connected to the transparent medium and the other end extending from the one end, the transparent medium and the optical fiber are wired. A plurality of optical wiring boards each having an optical wiring main body, and a plurality of the optical wiring boards are laminated to form an optical wiring board laminated body, and the other end of the optical fiber protrudes from the optical wiring main body. The optical transmission device is provided with a ferrule that fixes the other end in the stacking direction of the optical wiring boards. Since the ferrule that fixes the other end of the optical fiber in the stacking direction of the optical wiring board is provided, the stacking of the tolerance due to the stacking of the optical wiring main body can be absorbed by the ferrule,
The positioning accuracy of the other end of the optical fiber can be improved.
【０００７】光ファイバを固定するフェルールは、さら
に支持基板に固定することができる。光ファイバと支持
基板とは、支持基板にフェルール固定孔を形成し、この
フェルール固定孔に光ファイバを固定したフェルールを
挿入固定してもよいし、支持基板に光ファイバ挿入溝を
形成し、この光ファイバ挿入孔に光ファイバを挿入し、
その挿入された光ファイバの他端をフェルールに固定
し、このフェルールを支持基板に固定することもでき
る。また、光配線基板積層体は複数であってもよく、こ
の複数の光配線基板積層体の光ファイバを１つの支持基
板にまとめて固定することができる。The ferrule for fixing the optical fiber can be further fixed to the supporting substrate. The optical fiber and the supporting substrate may be formed by forming a ferrule fixing hole in the supporting substrate and inserting and fixing the ferrule having the optical fiber fixed in the ferrule fixing hole, or by forming an optical fiber insertion groove in the supporting substrate. Insert the optical fiber into the optical fiber insertion hole,
It is also possible to fix the other end of the inserted optical fiber to the ferrule and fix the ferrule to the support substrate. Further, a plurality of optical wiring board laminated bodies may be provided, and the optical fibers of the plurality of optical wiring board laminated bodies can be collectively fixed to one supporting substrate.
【０００８】本発明の第２の特徴とするところは、上述
した光伝送装置に複数の電気配線基板を接続して光伝送
システムを構成した点にある。即ち、複数積層された光
配線基板から引き出されてフェルールに固定された光フ
ァイバの他端に、複数の電気配線基板に設けられた複数
の光電変換素子を光学的に接続したものである。したが
って、光ファイバの他端における位置精度を向上させ、
光ファイバと光電変換素子との結合損失を少なくするこ
とができる。A second feature of the present invention resides in that an optical transmission system is configured by connecting a plurality of electric wiring boards to the optical transmission device described above. That is, a plurality of photoelectric conversion elements provided on a plurality of electric wiring boards are optically connected to the other end of an optical fiber that is drawn from a plurality of laminated optical wiring boards and fixed to a ferrule. Therefore, the positional accuracy at the other end of the optical fiber is improved,
The coupling loss between the optical fiber and the photoelectric conversion element can be reduced.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１乃至図１０において、本発明の第
１の実施形態が示されている。光伝送システム１０は、
光配線基板積層体１２と複数の電気配線基板１４とから
構成されている。光配線基板積層体１２は、シート状に
形成された複数の光配線基板１６（この実施形態におい
ては８枚）を有し、この光配線基板１６をシート側面方
向に重ねることによって構成されている。電気配線基板
１４は、ＣＰＵやメモリを有し、光配線基板１６に、光
学的に接続されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 10 show a first embodiment of the present invention. The optical transmission system 10 is
It is composed of an optical wiring board laminate 12 and a plurality of electric wiring boards 14. The optical wiring board laminated body 12 has a plurality of sheet-shaped optical wiring boards 16 (eight in this embodiment), and is configured by stacking the optical wiring boards 16 in the sheet side surface direction. . The electric wiring board 14 has a CPU and a memory, and is optically connected to the optical wiring board 16.
【００１０】光配線基板１６は、光配線本体１８と、こ
の光配線本体１８に設けられた透光性媒体２０、拡散部
２２、第１の光ファイバ２４及び第２の光ファイバ２６
とを有する。The optical wiring board 16 includes an optical wiring main body 18, a transparent medium 20 provided on the optical wiring main body 18, a diffusion section 22, a first optical fiber 24 and a second optical fiber 26.
Have and.
【００１１】光配線本体１８は、例えばポリメチルメタ
クリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオレ
フィン等のプラスチック材料またはアルミニウム等の金
属材料を切削するにより形成されている。また、プラス
チック材料の場合は射出成形されて形成されており、射
出成形することによって作製精度を向上させることがで
きる。また、この光配線本体１８を不透明にすることに
よって、他の光配線本体への光の漏れを少なくし、ビッ
ト間のクロストークを少なくすることができる。この光
配線本体１８の一面には、透光性媒体２０及び拡散部２
２を収容する透光性媒体収容溝２８、第１の光ファイバ
２４を収容する第１の光ファイバ収容溝３０及び第２の
光ファイバ２６を収容する第２の光ファイバ収容溝３２
が形成されている。透光性媒体収容溝２８は、光配線本
体１８と平行に形成され、また、第１の光ファイバ収容
溝３０及び第２の光ファイバ溝３２は、所定の曲率半径
をもって上方に曲げられ、光配線本体１８の上面に開口
している。The optical wiring main body 18 is formed by cutting a plastic material such as polymethylmethacrylate, polycarbonate, or amorphous polyolefin or a metal material such as aluminum. Further, in the case of a plastic material, it is formed by injection molding, and the accuracy of manufacture can be improved by injection molding. Further, by making the optical wiring main body 18 opaque, it is possible to reduce light leakage to other optical wiring main bodies and reduce crosstalk between bits. The transparent medium 20 and the diffusing section 2 are formed on one surface of the optical wiring main body 18.
2, a translucent medium accommodating groove 28 for accommodating the second optical fiber, a first optical fiber accommodating groove 30 for accommodating the first optical fiber 24, and a second optical fiber accommodating groove 32 for accommodating the second optical fiber 26.
Are formed. The translucent medium accommodation groove 28 is formed parallel to the optical wiring main body 18, and the first optical fiber accommodation groove 30 and the second optical fiber groove 32 are bent upward with a predetermined radius of curvature, An opening is formed in the upper surface of the wiring body 18.
【００１２】透光性媒体２０は、例えばポリメチルメタ
クリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオレ
フィン等のプラスチック材料または無機ガラス等からな
る。また、この透光性媒体２０の一方の端面に拡散部２
２が配置され、この拡散部２２はフィルム状に形成さ
れ、例えばＬＳＤ（Light Shaping Diffusers）が用
いられる。なお、この実施形態においては、拡散部２２
を透光性媒体２０の一端に設けているが、他の実施形態
として、第２の光ファイバ接続側にも設けることがで
き、また、透光性媒体２０の長手方向長さを十分とれば
省略することもできる。The transparent medium 20 is made of a plastic material such as polymethylmethacrylate, polycarbonate, amorphous polyolefin, or inorganic glass. In addition, the diffusion portion 2 is formed on one end surface of the translucent medium 20.
2 are arranged, and the diffusion portion 22 is formed in a film shape, and for example, LSD (Light Shaping Diffusers) is used. In this embodiment, the diffusion unit 22
Is provided on one end of the transparent medium 20, but as another embodiment, it can be provided on the second optical fiber connection side, and if the length of the transparent medium 20 in the longitudinal direction is sufficient. It can be omitted.
【００１３】第１の光ファイバ２４は、この実施形態に
あっては１本で、第１の光ファイバ収容溝３０に沿って
配線され、この第１の光ファイバ２４の一端が拡散部２
２を介して透光性媒体２０の一方の端面中央に接続され
ている。また、第２の光ファイバ２６は、この実施形態
にあっては８本で、第２の光ファイバ収容溝３２にそっ
て配線され、この第２の光ファイバ２６の一端が第１の
光ファイバ２４とは反対側で透光性媒体２０の他方の端
面に接続されている。第１の光ファイバ２４及び第２の
光ファイバ２６の他端は、光配線本体１８の上面から突
出し、後述するフェルール３４に固定されている。な
お、透光性媒体２０、第１の光ファイバ２４及び第２の
光ファイバ２６の光配線本体１８への固定は、この実施
形態においては、それぞれを透光性媒体収容溝２８、第
１の光ファイバ収容溝３０及び第２の光ファイバ収容溝
３２に落とし込み、光配線本体同士で挟むようにして行
っているが、これに限定されるものではなく、例えば透
光性媒体２０、第１の光ファイバ２４及び第２の光ファ
イバ２６を光配線本体１８に固定する固定部材をそれぞ
れ設けて行うこともできる。In this embodiment, one first optical fiber 24 is provided, and the first optical fiber 24 is wired along the first optical fiber housing groove 30, and one end of the first optical fiber 24 is provided at the diffusion portion 2.
It is connected to the center of one end surface of the translucent medium 20 via 2. Further, in this embodiment, the number of the second optical fibers 26 is eight, and the second optical fibers 26 are wired along the second optical fiber accommodation groove 32, and one end of the second optical fiber 26 is the first optical fiber. The side opposite to 24 is connected to the other end surface of the transparent medium 20. The other ends of the first optical fiber 24 and the second optical fiber 26 project from the upper surface of the optical wiring main body 18 and are fixed to a ferrule 34 described later. In this embodiment, the translucent medium 20, the first optical fiber 24, and the second optical fiber 26 are fixed to the optical wiring main body 18, respectively. The optical fiber housing groove 30 and the second optical fiber housing groove 32 are dropped into the optical fiber housing groove 32 and sandwiched between the optical wiring main bodies, but the invention is not limited to this. For example, the translucent medium 20, the first optical fiber. It is also possible to provide a fixing member for fixing the 24 and the second optical fiber 26 to the optical wiring main body 18, respectively.
【００１４】フェルール３４は、光配線基板１６の積層
方向にそって設けられ、図６に示すように、このフェル
ール３４には光ファイバ固定用孔３６が形成され、この
光ファイバ固定用孔３６に第１の光ファイバ２４又は第
２の光ファイバ２６の他端が挿入固定されている。図６
に示すように、光ファイバ固定用孔３６の上面には円錐
状の逃げ溝３８が形成され、光ファイバ２４又は２６の
他端は製造当初には光ファイバ固定用孔３６から上方へ
やや突出し、この突出した部分にホットプレート４０に
より熱と圧力をかけ、逃げ溝３８に溶融部分が変形固化
し、光ファイバに精度のよい平滑化した端面を形成する
と共に、光ファイバをフェルール３４に固定する。この
ホットプレート４０による光ファイバ２４又は２６の溶
融固定は、光ファイバ２４又は２６が全て同じ端面を持
つようにするため、フェルール３４の長手方向でまとめ
て一括して行うことが好ましい。また、ホットプレート
２８の圧力で光ファイバ２４又は２６が下方へ逃げない
ように、光ファイバ２４又は２６を光配線本体１８に固
定する固定手段４２が設けられる。固定手段４２は例え
ば接着剤や粘着テープから構成される。なお、この実施
形態においては、光ファイバ２４又は２６をフェルール
３４に溶融固定したが、これに限定されるものではな
く、接着剤によって固定したり、ねじ止めしたりしても
よい。。The ferrule 34 is provided along the stacking direction of the optical wiring board 16. As shown in FIG. 6, an optical fiber fixing hole 36 is formed in the ferrule 34, and the optical fiber fixing hole 36 is formed in the optical fiber fixing hole 36. The other end of the first optical fiber 24 or the second optical fiber 26 is inserted and fixed. Figure 6
As shown in FIG. 5, a conical escape groove 38 is formed on the upper surface of the optical fiber fixing hole 36, and the other end of the optical fiber 24 or 26 projects slightly upward from the optical fiber fixing hole 36 at the beginning of manufacture, Heat and pressure are applied to the protruding portion by the hot plate 40, and the melted portion is deformed and solidified in the escape groove 38 to form a highly smoothed end face in the optical fiber and fix the optical fiber to the ferrule 34. The melting and fixing of the optical fibers 24 or 26 by the hot plate 40 is preferably performed collectively in the longitudinal direction of the ferrule 34 so that the optical fibers 24 or 26 all have the same end face. Further, fixing means 42 for fixing the optical fiber 24 or 26 to the optical wiring main body 18 is provided so that the optical fiber 24 or 26 does not escape downward due to the pressure of the hot plate 28. The fixing means 42 is composed of, for example, an adhesive or an adhesive tape. In this embodiment, the optical fiber 24 or 26 is melted and fixed to the ferrule 34, but the present invention is not limited to this, and it may be fixed by an adhesive or screwed. .
【００１５】また、フェルール３４は、この実施形態に
おいては、光ファイバ固定用孔３６に挿入固定している
が、図７に示すように、２つの分割部材４４ａ,４４ｂ
ｂに分割し、それぞれ対向する光ファイバ挿入溝４６
ａ，４６ｂを形成し、この２つの分割部材４４ａ,４４
ｂｂを接着剤等により接合することにより、光ファイバ
挿入溝４６ａ,４６ｂｂに光ファイバ２４の他端を固定
してもよい。また、図８に示すように、光ファイバ挿入
溝４６ａ,４６ｂｂは円筒形ではなくてＶ状に形成して
もよいし、図９に示すように、１つの光ファイバ挿入溝
４６に光ファイバ２４又は２６の他端をまとめて固定す
ることもできる。Further, although the ferrule 34 is inserted and fixed in the optical fiber fixing hole 36 in this embodiment, as shown in FIG. 7, two ferrules 44a, 44b are provided.
The optical fiber insertion groove 46 divided into b
a and 46b are formed, and these two split members 44a and 44b
The other end of the optical fiber 24 may be fixed to the optical fiber insertion grooves 46a and 46bb by joining bb with an adhesive or the like. Further, as shown in FIG. 8, the optical fiber insertion grooves 46a and 46bb may be formed in a V shape instead of the cylindrical shape, or as shown in FIG. Alternatively, the other ends of 26 can be fixed together.
【００１６】上述ように構成された光配線基板積層体１
２は、図４に示すように、複数（この実施形態において
は４つ）積層方向に配置される。そして、図５に示すよ
うに、これら複数の光配線基板積層体１２が支持基板４
８に固定される。この支持基板４８には、光配線基板積
層体１２のフェルール３４に対応してフェルール挿入孔
５０が形成され、このフェルール挿入孔５０に各光配線
基板積層体１２のフェルール３４が挿入固定される。そ
して、さらにこの支持基板４８に前述した電気配線基板
１４が光配線基板積層体１２の積層方向とは直交する方
向に接続されるものである。この実施形態においては、
８枚の光配線基板１６を持つ光配線基板積層体１２を４
つ並べたので、３２ビットの電気配線基板１４が接続で
きるようになっている。The optical wiring board laminated body 1 constructed as described above
As shown in FIG. 4, a plurality of (2 in this embodiment) 2 are arranged in the stacking direction. Then, as shown in FIG.
It is fixed at 8. Ferrule insertion holes 50 are formed in the support substrate 48 so as to correspond to the ferrules 34 of the optical wiring board laminated body 12, and the ferrules 34 of each optical wiring board laminated body 12 are inserted and fixed in the ferrule insertion holes 50. Further, the above-mentioned electric wiring board 14 is connected to the supporting board 48 in a direction orthogonal to the laminating direction of the optical wiring board laminated body 12. In this embodiment,
The optical wiring board laminated body 12 having eight optical wiring boards 16
Since they are arranged side by side, the 32-bit electric wiring board 14 can be connected.
【００１７】電気配線基板１４と光配線基板１６とは、
例えば図１０に示すように接続される。即ち、電気配線
基板１４は、電気配線本体５２と、この電気配線基板５
２の一端に設けられたコネクタ５４とを有する。電気配
線本体５２の表面には、光電気変換素子５６と、この光
電気変換素子５６を駆動する駆動回路５８が設けられて
いる。光電気変換素子５６は、受光素子または発光素子
であり、この明細書においては、光から電気変換するも
のと電気から光へ変換するものとの双方を含む。この光
電気変換素子５６は、電気配線本体５２の下端付近に配
置され、フェルール３４に固定された光ファイバ２４又
は２６の端面と対向し、光学的な接続がなされている。
光学的接続ロスが充分小さい程度であれば、光ファイバ
２４又は２６の他端と光電気変換素子５６との間にギャ
ップがあってもよい。電気配線基板１４と支持基板４８
との接続は、接着剤やねじ等をもって固定してもよい
が、電気配線基板１４の取り付け、取外しが容易となる
ように、プラグ等をもって着脱自在に固定することが好
ましい。The electrical wiring board 14 and the optical wiring board 16 are
For example, they are connected as shown in FIG. That is, the electric wiring board 14 includes the electric wiring main body 52 and the electric wiring board 5.
2 and a connector 54 provided at one end. A photoelectric conversion element 56 and a drive circuit 58 for driving the photoelectric conversion element 56 are provided on the surface of the electric wiring main body 52. The photoelectric conversion element 56 is a light receiving element or a light emitting element, and in this specification, includes both a light-to-electric conversion element and a light-to-electric conversion element. The photoelectric conversion element 56 is arranged near the lower end of the electric wiring main body 52, faces the end surface of the optical fiber 24 or 26 fixed to the ferrule 34, and is optically connected.
There may be a gap between the other end of the optical fiber 24 or 26 and the photoelectric conversion element 56 as long as the optical connection loss is sufficiently small. Electric wiring board 14 and support board 48
Although the connection with the electric wiring board 14 may be fixed with an adhesive, a screw, or the like, it is preferable that the electric wiring board 14 is detachably fixed with a plug or the like so that the electric wiring board 14 can be easily attached and detached.
【００１８】上記構成において、例えば第１の光ファイ
バ２４に接続された光電変換素子５６から発した信号光
は、第１の光ファイバ２４を介して拡散部２２に入力さ
れ、透光性媒体２０を全反射しながら反対側へ導かれて
第２の光ファイバ２６にブロードキャストされ、他の電
気配線基板１４の光電変換素子５６に受けられる。この
とき、光ファイバ２４又は２６と光電変換素子５６との
位置決め精度が悪いと、光の結合損失を生じる。特に複
数の光配線基板１６を積層して光配線基板積層体１２を
構成すると、光配線本体１８の公差が累積する。ところ
が、この実施形態のように、光ファイバ２４又は２６の
他端をフェルール３４をもって光配線基板１６の積層方
向で固定するようにしたので、光配線本体１８の累積公
差を吸収することができる。In the above structure, for example, the signal light emitted from the photoelectric conversion element 56 connected to the first optical fiber 24 is input to the diffusing section 22 via the first optical fiber 24, and the translucent medium 20. Is broadcast to the second optical fiber 26 while being totally reflected, and is received by the photoelectric conversion element 56 of another electric wiring board 14. At this time, if the positioning accuracy between the optical fiber 24 or 26 and the photoelectric conversion element 56 is poor, light coupling loss occurs. Particularly, when a plurality of optical wiring boards 16 are laminated to form the optical wiring board laminate 12, the tolerance of the optical wiring main body 18 is accumulated. However, as in this embodiment, since the other end of the optical fiber 24 or 26 is fixed by the ferrule 34 in the stacking direction of the optical wiring board 16, the accumulated tolerance of the optical wiring main body 18 can be absorbed.
【００１９】この点についてさらに詳述する。フェルー
ル３４を用いない場合の光ファイバの位置に関する累積
公差Ｄ１（ｍｍ）は、式（１）で示される。ここで、a
は光ファイバの公差（ｍｍ）、Ａは光配線本体の枚数、
ｂ１は光配線本体単層での公差（ｍｍ）、ｃは光ファイ
バ収容溝の公差（ｍｍ）である。
したがって、例えば光ファイバとして三菱レイヨン製φ
１ｍｍのものを用いた場合は、公称でａ＝±０．０６、
８枚のアクリル製光配線本体を用いた場合は、Ａ＝８、
ｂ１＝±０．２であり、ｃ＝±０．０５とすれば、これ
らを式（１）に代入すると、Ｄ１＝０．５７１となる。
仮に光配線本体の公差ｂ１を０．０５とできたとして
も、Ｄ１＝０．１６２となる。This point will be described in more detail. The cumulative tolerance D 1 (mm) regarding the position of the optical fiber in the case where the ferrule 34 is not used is represented by Expression (1). Where a
Is the tolerance of the optical fiber (mm), A is the number of optical wiring bodies,
b1 is a tolerance (mm) in the single layer of the optical wiring main body, and c is a tolerance (mm) in the optical fiber housing groove. Therefore, for example, as an optical fiber, Φ made by Mitsubishi Rayon
When using 1 mm, nominally a = ± 0.06,
When eight acrylic optical wiring main bodies are used, A = 8,
If b 1 = ± 0.2 and c = ± 0.05, then substituting them into equation (1) results in D 1 = 0.571.
Even if the tolerance b 1 of the optical wiring main body could be 0.05, D 1 = 0.162.
【００２０】それに対し、上記実施形態のように、フェ
ルール３４を用いて光配線本体の積層による誤差を吸収
した場合は、光配線本体の累積公差Ａ×ｂ１に代わっ
て、フェルール３４の公差ｂ２により累積公差Ｄ２が律
則されるので、Ｄ２は式（２）で表せられる。
ここで、ｂ２はフェルールの公差（ｍｍ）である。した
がって、フェルール３４を射出成形等で形成すれば、ｂ
２＝±０．０５にすることができるので、これを式
（２）に代入すれば、Ｄ２＝０．０９２７に押えること
ができる。On the other hand, when the error due to the stacking of the optical wiring main body is absorbed by using the ferrule 34 as in the above embodiment, the tolerance b of the ferrule 34 is replaced with the cumulative tolerance A × b 1 of the optical wiring main body. Since the cumulative tolerance D 2 is regulated by 2 , D 2 can be expressed by equation (2). Here, b 2 is the tolerance (mm) of the ferrule. Therefore, if the ferrule 34 is formed by injection molding or the like, b
Since 2 = ± 0.05 can be obtained, by substituting this into the equation (2), it is possible to suppress D 2 = 0.0927.
【００２１】図１１及び図１２において、光ファイバの
径がφ１ｍｍの場合とφ０．５ｍｍの場合の光ファイバ
と光電変換素子との位置ずれと結合損失との関係を示
す。これから明らかなように、フェルールを用いて光フ
ァイバの位置ずれを少なくすれば結合損失を少なくする
ことができる。フェルール無しの場合、光配線本体の公
差が±０．２ｍｍあると、結合損失が−４ｄＢを越えて
しまうのに対し、フェルールを用いることにより結合損
失を−０．５ｄＢ以下に押えることができる。フェルー
ル無しでも光配線本体の公差を上記のように±０．０５
ｍｍに押えれば、光ファイバの径がφ１ｍｍの場合は若
干の結合損失を招くに止まるが、光ファイバの径がφ
０．５ｍｍの場合には、−０．５ｄＢを越えるのに対
し、フェルールを用いることにより結合損失を−０．５
ｄＢ以下に押えることができ、約１ｄＢ少なくすること
ができるものである。11 and 12 show the relationship between the positional deviation between the optical fiber and the photoelectric conversion element and the coupling loss when the diameter of the optical fiber is φ1 mm and φ0.5 mm. As is apparent from this, the coupling loss can be reduced by using the ferrule to reduce the displacement of the optical fiber. In the case where there is no ferrule, the coupling loss exceeds -4 dB when the tolerance of the optical wiring main body is ± 0.2 mm, while the coupling loss can be suppressed to -0.5 dB or less by using the ferrule. Even without a ferrule, the tolerance of the optical wiring body is ± 0.05 as above.
If the diameter of the optical fiber is φ1 mm, a slight coupling loss will be caused if the diameter of the optical fiber is φ1 mm.
In the case of 0.5 mm, it exceeds -0.5 dB, but by using a ferrule, the coupling loss is -0.5.
It can be suppressed to below dB and can be reduced by about 1 dB.
【００２２】図１３乃至図１５において、本発明の第２
の実施形態が示されいる。この第２の実施形態において
は、支持基板４８に光ファイバ挿入孔６０が光ファイバ
２４又は２６に対応して形成され、この光ファイバ挿入
孔６０に光ファイバ２４又は２６の他端が挿入されてい
る。そして、この支持基板４８に挿入された光ファイバ
２４又は２６の他端がフェルール３４に挿入固定されて
いる。フェルール３４と支持基板４８とは接着剤等によ
り固定され、この支持基板４８に固定されたフェルール
３４に電気配線基板１４のコネクタ５４が嵌め合わされ
ている。なお、第１の実施形態と同一部分については、
図面に同一番号を付してその説明を省略する。13 to 15, the second aspect of the present invention is described.
Is shown. In the second embodiment, an optical fiber insertion hole 60 is formed in the support substrate 48 corresponding to the optical fiber 24 or 26, and the other end of the optical fiber 24 or 26 is inserted in the optical fiber insertion hole 60. There is. The other end of the optical fiber 24 or 26 inserted in the support substrate 48 is inserted and fixed in the ferrule 34. The ferrule 34 and the support substrate 48 are fixed by an adhesive or the like, and the connector 54 of the electric wiring board 14 is fitted to the ferrule 34 fixed to the support substrate 48. In addition, about the same part as 1st Embodiment,
The same numbers are attached to the drawings and the description thereof is omitted.
【００２３】図１６において、本発明の第３の実施形態
が示されている。前述した第１の実施形態及び第２の実
施形態においては、透光性媒体２０の両側に光ファイバ
を接続して透光性媒体２０に信号光が透過する形式であ
ったが、この第３の実施形態においては、透光性媒体２
０の一方にのみ光ファイバ６２が配置された反射型とな
っている。即ち、透光性媒体２０の一端面には、反射拡
散部６４が配置されていると共に、透光性媒体２０の他
端面には段部６６が連続して形成され、この段部６６に
光ファイバ６２の一端が接続されている。反射拡散部６
４は、例えばアルミニウムの反射面に前述したＬＳＤか
らなる拡散部分を設けて構成されている。光ファイバ６
２は、光基板本体１８に形成された光ファイバ収容溝６
８にそって所定の曲率半径をもって上方に曲げられ、こ
の光ファイバ５８の他端が光基板本体１８の上面でフェ
ルール３４に固定されている。任意の光ファイバ６２か
ら透光性媒体２０に入った信号光は、反射拡散部６４に
当たって反射拡散し、再び透光性媒体２０を通って他の
光ファイバ６２から出力される。この第３の実施形態に
よれば、任意の光ファイバ６２から光信号を入出力する
ことができ、しかも光配線基板１６の長手方向の長さを
短くすることができる。なお、第１及び第２の実施形態
と同一部分については、図面に同一番号を付してその説
明を省略する。In FIG. 16, a third embodiment of the present invention is shown. In the above-described first and second embodiments, the optical fiber is connected to both sides of the transparent medium 20 so that the signal light is transmitted to the transparent medium 20, but this third embodiment In the embodiment of FIG.
It is of a reflection type in which the optical fiber 62 is arranged only on one side of the optical axis 0. That is, the reflective diffusion portion 64 is arranged on one end surface of the translucent medium 20, and the step portion 66 is continuously formed on the other end surface of the translucent medium 20. One end of the fiber 62 is connected. Reflective diffusion unit 6
The reference numeral 4 is configured by providing a diffusing portion made of the above-mentioned LSD on a reflecting surface of aluminum, for example. Optical fiber 6
2 is an optical fiber housing groove 6 formed in the optical substrate body 18.
8 is bent upward with a predetermined radius of curvature, and the other end of the optical fiber 58 is fixed to the ferrule 34 on the upper surface of the optical substrate body 18. The signal light that has entered the transparent medium 20 from an arbitrary optical fiber 62 hits the reflection / diffusion section 64, is reflected and diffused, and again passes through the transparent medium 20 and is output from another optical fiber 62. According to the third embodiment, it is possible to input / output an optical signal from an arbitrary optical fiber 62, and further, it is possible to shorten the length of the optical wiring board 16 in the longitudinal direction. The same parts as those of the first and second embodiments are designated by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be omitted.
【００２４】図１７において、本発明の第４の実施形態
が示されている。この第４の実施形態は、前述した第３
の実施形態と比較すると、段部６６の構成を異にし、光
ファイバ６２を直線的に引き出すようにしたものであ
る。即ち、段部６６には、４５°に傾斜した反射面が形
成され、透光性媒体２０に入出射される信号光は、この
段部６６の反射面で反射されるようになっており、さら
に光配線基板１６の長手方向の長さを短くすることがで
きるものである。なお、第１乃至第３の実施形態と同一
部分については、図面に同一番号を付してその説明を省
略する。In FIG. 17, a fourth embodiment of the present invention is shown. The fourth embodiment is the same as the third embodiment described above.
Compared with the above embodiment, the configuration of the step portion 66 is different and the optical fiber 62 is drawn out linearly. That is, a reflecting surface inclined at 45 ° is formed on the step portion 66, and the signal light entering and exiting the translucent medium 20 is reflected on the reflecting surface of the step portion 66. Further, the length in the longitudinal direction of the optical wiring board 16 can be shortened. The same parts as those in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be omitted.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
配線基板の積層方向で光ファイバを固定するフェルール
を設けたので、光配線本体の積層による公差の積み重ね
をフェルールにより吸収することができ、光ファイバの
位置決め精度を向上させることができるものである。As described above, according to the present invention, since the ferrule for fixing the optical fiber in the laminating direction of the optical wiring board is provided, the tolerance stacking due to the laminating of the optical wiring body is absorbed by the ferrule. Therefore, the positioning accuracy of the optical fiber can be improved.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システム
を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an optical transmission system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態に係るフェルールを除
いた光伝送装置を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an optical transmission device without a ferrule according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施形態に係るフェルールを設
けた光伝送装置を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an optical transmission device provided with a ferrule according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１の実施形態に係る支持基板接続前
の光伝送装置の状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state of the optical transmission device before connecting the supporting substrate according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１の実施形態に係る支持基板接続後
の光伝送装置の状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a state of the optical transmission device after the support substrate is connected according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置に用
いたフェルールの接続部分を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a connection portion of a ferrule used in the optical transmission device according to the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置に用
いたフェルールの第１の変形例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a first modified example of the ferrule used in the optical transmission device according to the first embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置に用
いたフェルールの第２の変形例を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a second modified example of the ferrule used in the optical transmission device according to the first embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置に用
いたフェルールの第３の変形例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a third modification of the ferrule used in the optical transmission device according to the first embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システ
ムにおける光配線基板と電気配線基板との接続状態を示
す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a connection state between the optical wiring board and the electric wiring board in the optical transmission system according to the first embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第１の実施形態において、光ファイ
バ径がφ１ｍｍの場合の光ファイバと光電変換素子との
積層方向ずれと結合損失との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a displacement in a stacking direction of an optical fiber and a photoelectric conversion element and a coupling loss when the diameter of the optical fiber is φ1 mm in the first embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第１の実施形態において、光ファイ
バ径がφ０．５ｍｍの場合の光ファイバと光電変換素子
との積層方向ずれと結合損失との関係を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a displacement in a stacking direction of an optical fiber and a photoelectric conversion element and a coupling loss when the diameter of the optical fiber is φ0.5 mm in the first embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る支持基板接続
前の光伝送装置の状態を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing a state of the optical transmission device before connecting the supporting substrate according to the second embodiment of the present invention.
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る支持基板接続
後の光伝送装置の状態を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a state of the optical transmission device after the support substrate is connected according to the second embodiment of the present invention.
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る光伝送システ
ムにおける光配線基板と電気配線基板との接続状態を示
す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a connection state between an optical wiring board and an electric wiring board in an optical transmission system according to a second embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る光伝送装置を
示す側面図である。FIG. 16 is a side view showing an optical transmission device according to a third embodiment of the present invention.
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る光伝送装置を
示す側面図である。
１０ 光伝送システム
１２ 光配線基板積層体
１４ 電気配線基板
１６ 光配線基板
１８ 光配線基板本体
２０ 透光性媒体
２２ 拡散部
２４ 第１の光ファイバ
２６ 第２の光ファイバ
３４ フェルール
４８ 支持基板
５０ フェルール挿入孔
５６ 光電変換素子
６０ 光ファイバ挿入孔FIG. 17 is a side view showing an optical transmission device according to a third embodiment of the present invention. 10 Optical Transmission System 12 Optical Wiring Board Laminate 14 Electric Wiring Board 16 Optical Wiring Board 18 Optical Wiring Board Main Body 20 Transparent Medium 22 Diffusing Part 24 First Optical Fiber 26 Second Optical Fiber 34 Ferrule 48 Supporting Board 50 Ferrule Insertion hole 56 Photoelectric conversion element 60 Optical fiber insertion hole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 勉 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 (72)発明者 山田 秀則 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 (72)発明者 及川 博 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 白石 光夫 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Ｆターム(参考） 2H036 JA05 LA02 LA06 LA08 QA22 QA59 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tsutomu Hamada 430 Sakai, Nakai-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture Kunakai Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Hidenori Yamada 430 Sakai, Nakai-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture Kunakai Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Oikawa Fuji Zero, 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Co., Ltd. Ebina Office (72) Inventor Mitsuo Shiraishi Fuji Zero, 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Co., Ltd. Ebina Office F-term (reference) 2H036 JA05 LA02 LA06 LA08 QA22 QA59
Claims (9)
れた一端及びこの一端から延びる他端を有する少なくと
も１本の光ファイバと、前記透光性媒体及び光ファイバ
が配線された光配線本体とを有する光配線基板を複数有
し、前記光配線基板を複数積層して光配線基板積層体を
構成し、前記光ファイバの他端は前記光配線本体から突
出し、この突出した他端を前記光配線基板の積層方向で
固定するフェルールを設けたことを特徴とする光伝送装
置。1. A transparent medium, at least one optical fiber having one end connected to the transparent medium and the other end extending from the one end, and the transparent medium and the optical fiber are wired. An optical wiring board having a plurality of optical wiring bodies is provided, and a plurality of the optical wiring boards are laminated to form an optical wiring board laminated body, and the other end of the optical fiber is projected from the optical wiring body, An optical transmission device comprising a ferrule for fixing an end in a stacking direction of the optical wiring board.
定されてなることを特徴とする請求項１記載の光伝送装
置。2. The optical transmission device according to claim 1, wherein the ferrule is further fixed to a supporting substrate.
各光配線基板積層体のフェルールは１つの支持基板に固
定されてなることを特徴とする請求項２記載の光伝送装
置。3. A plurality of the optical wiring board laminates are arranged in parallel,
The optical transmission device according to claim 2, wherein the ferrule of each optical wiring board laminate is fixed to one support substrate.
形成され、このフェルール固定孔に前記フェルールを挿
入固定してなることを特徴とする請求項２又は３記載の
光伝送装置。4. The optical transmission device according to claim 2, wherein the supporting substrate is formed with a ferrule fixing hole, and the ferrule is inserted and fixed in the ferrule fixing hole.
成され、この光ファイバ挿入孔に前記光ファイバが挿入
され、この挿入された光ファイバの他端が前記フェルー
ルにより固定されてなることを特徴とする請求項２又は
３記載の光伝送装置。5. An optical fiber insertion hole is formed in the support substrate, the optical fiber is inserted into the optical fiber insertion hole, and the other end of the inserted optical fiber is fixed by the ferrule. The optical transmission device according to claim 2 or 3, characterized in that.
に溶融固定されてなることを特徴とする請求項１乃至５
いずれか記載の光伝送装置。6. The optical fiber according to claim 1, wherein the other end of the optical fiber is fused and fixed to the ferrule.
The optical transmission device according to any one of the above.
により平滑化されたことを特徴とする請求項１乃至５い
ずれか記載の光伝送装置。7. The optical transmission device according to claim 1, wherein the other end of the optical fiber is melted and smoothed.
ルに形成された逃げ溝に溶融固定されたことを特徴とす
る請求項６記載の光伝送装置。8. The optical transmission device according to claim 6, wherein the other end of the optical fiber is melted and fixed in an escape groove formed in the ferrule.
れた一端及びこの一端から延びる他端を有する少なくと
も１本の光ファイバと、前記透光性媒体及び光ファイバ
が配線された光配線本体とを有する光配線基板を複数有
し、前記光配線基板を複数積層して光配線基板積層体を
構成し、前記光ファイバの他端は前記光配線本体から突
出し、この突出した他端を前記光配線基板の積層方向で
固定するフェルールを設けた光伝送装置と、 この光伝送装置の光ファイバに光学的に接続される光電
変換素子を有する電気配線基板とを有することを特徴と
する光伝送システム。9. A transparent medium, at least one optical fiber having one end connected to the transparent medium and the other end extending from the one end, and the transparent medium and the optical fiber are wired. An optical wiring board having a plurality of optical wiring bodies is provided, and a plurality of the optical wiring boards are laminated to form an optical wiring board laminated body, and the other end of the optical fiber is projected from the optical wiring body, An optical transmission device having a ferrule for fixing an end in the stacking direction of the optical wiring substrate, and an electric wiring substrate having a photoelectric conversion element optically connected to an optical fiber of the optical transmission device. Optical transmission system.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017529705A (en) * | 2014-07-02 | 2017-10-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | TEMPERATURE CONTROL DEVICE INCLUDING HEATING WITH OPTICAL FIBER PATHED TO GROOVE, SUBSTRATE TEMPERATURE CONTROL SYSTEM, ELECTRONIC DEVICE PROCESSING SYSTEM, AND PROCESSING METHOD |
| CN110579840A (en) * | 2018-06-09 | 2019-12-17 | 深南电路股份有限公司 | optical transmission device and optical transmission system |
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