JP2017151137A - 光モジュール、情報処理装置用基板およびそれを用いた情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に高密度に搭載することができると共に、光ファイバとの接続が容易で、また、基板への挿抜が容易な光モジュールを提供する。
【解決手段】光モジュール１は、装置基板３に対して、光モジュール１の中のモジュール基板が垂直となるよう搭載され、光の出射方向または入射方向も装置基板３と垂直であって、光モジュール１と嵌め合う光フェルールを有する光配線板が取り外された際に、上方へ持ち上がる引き抜きタブ１ｃを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気から光または光から電気に信号を変換し、光ファイバ等の光導波路で信号の伝送を行う光モジュール、情報処理装置用基板およびそれを用いた情報処理装置に関する。

情報処理装置向け光モジュールとしては、例えば特許文献１に記載のような、基板エッジに搭載するプラガブル光モジュールが用いられる。また、より高密度に光モジュールを配置するために特許文献２や特許文献３に記載のように、光モジュールを基板上に垂直に搭載する技術がある。

特開２０１２−１９４４５１号公報 特開２０１０−２１２１５４号公報 国際公開ＷＯ２０１３／０４６４１５号

特許文献１では、光モジュールは基板エッジに沿って搭載されるため、基板の幅で搭載できる光モジュールの数が制限され、装置の伝送容量が制限される。また、基板の中ほどに搭載されるＬＳＩとの距離が長くなる。

特許文献２や特許文献３では、光モジュールを基板上に垂直に搭載することで、基板上に高密度に配置することができ、基板上に搭載できる光モジュールの数を増やすことができる。これにより装置の伝送容量を増やすことができる。しかし、複数の光モジュールに対して光ファイバを基板上に這わせて接続するのは、基板上のＬＳＩなどの部品をさけながら配線する必要があり非常に手間がかかる。また、高密度に光モジュールを配置すると、光モジュールの間隔が狭くなり、光モジュールの間に指を入れることが困難になるため、光モジュールを基板上から挿抜するのが難しくなる。また、光ファイバがＬＳＩの放熱を妨げたり、冷却風で揺らされることにより信号を劣化させてしまう。

本発明は、基板上に高密度に搭載することができると共に、光ファイバとの接続が容易で、また、基板への挿抜が容易な光モジュールを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本発明の光モジュールの一例を挙げるならば、装置基板に対して、モジュールの中のモジュール基板が垂直となるよう搭載され、光の出射方向または入射方向も装置基板と垂直である光モジュールにおいて、光モジュールと嵌め合う光フェルールを有する光配線板が取り外された際に、上方へ持ち上がる引き抜きタブを備えるものである。

また、本発明の情報処理装置用基板の一例を挙げるならば、装置基板と、前記装置基板に対して、モジュールの中のモジュール基板が垂直となるよう搭載され、光の出射方向または入射方向も装置基板と垂直である複数の光モジュールと、前記光モジュールのそれぞれと嵌め合う複数の光フェルールを有する光配線板を備える情報処理装置用基板であって、前記光モジュールは、前記光配線板が光モジュールから取り外された際に、上方に持ち上がる引き抜きタブを備えるものである。

本発明によれば、光モジュールを基板上に高密度に搭載できると共に、光ファイバとの接続が容易で、また、基板への挿抜が容易な光モジュールを提供することができる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

本発明の実施例１による光モジュールの構造を示す図である。 本発明の実施例１による光モジュールの側面図および内部構造を示す図である。 本発明の実施例１の光モジュールの挿抜手順を示す図である。 実施例１の光モジュールの変形例を示す図である。 本発明の実施例２による光モジュールの構造を示す図である。 本発明の実施例２の光モジュールの挿抜手順を示す図である。 本発明の実施例３の、光モジュールを搭載した情報処理装置用基板を示す図である。 光配線板の光フェルールを詳細に示す図である。 光フェルールの他の例を示す図である。 光フェルールの他の例を示す図である。 本発明の実施例４による情報処理装置用基板を示す図である。 本発明の実施例５による情報処理装置を示す図である。 本発明の実施例５による情報処理装置の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。

図１に、本発明の実施例１による光モジュールの構造を示す。光モジュール１は、引き抜きタブ１ｃと、引き抜きタブ１ｃを光モジュール１に上下にスライド可能な形で取り付けるタブ押さえ板１ｄと、光ファイバに取り付けられた光フェルールに接合して光の導通をとる光フェルール（光コネクタ）１ａと、光ファイバに取り付けられた光フェルールとの位置合せをする位置合せピン穴１ｂからなる。引き抜きタブ１ｃと光モジュールに設けたバネ固定板１ｆとの間にはバネ１ｅが取り付けられており、バネ１ｅにより引き抜きタブ１ｃは上方へ押されている。引き抜きタブ１ｃの一部は、引き抜きタブ押さえ板１ｄの側面に設けられた窓からはみ出しており、窓の上部にかかることにより引き抜きタブ１ｃがそれ以上光モジュール１から上にスライドしないようにしている。

図２に、光モジュールの側面図および内部構造を示す。光モジュール１の内部には、図２（ｂ）に示すように、光素子１ｋと、光素子をドライブするまたは光素子からの信号を受信するＩＣ １ｍが搭載されたモジュール基板１ｎがある。モジュール基板１ｎの端部は電極１ｇとなっており、装置基板３に搭載されたコネクタ２の端子２ａ、２ｂと接触して電気の導通をとる。

引き抜きタブ１ｃの一部は穴が空くまたは凹んでおり、指を引っ掛けられるようになっている。また、図にあるように上端の一部を膨らませても良い。

図２に示すように、光モジュール１は、コネクタ２を介して、装置基板３に垂直に取り付けられる。また、光モジュール１の上部には、光配線板４が配置され、光配線板４には、光ファイバ４ａが接続された光フェルール（光コネクタ）４ｂと、位置合わせピン４ｃが取り付けられている。

図３に、本実施例による光モジュールの挿抜手順を示す。図３（ａ）は、装置基板３のコネクタ２へ光モジュール１が取り付けられ、上方から光配線板４をかぶせて取り付けた状態である。図３（ｂ）に示すように、光モジュール１から光配線板４が上側に移動するに従い、引き抜きタブ１ｃはバネ１ｅに押されて持ち上がる。図３（ｃ）に示すように、光配線板４が取り除かれると、引き抜きタブ１ｃは引き抜きタブ押さえ板１ｄに設けられた窓の上部にその一部がかかり上へのスライドが止まる。図３（ｄ）に示すように、この引き抜きタブ１ｃを指でつまみ、上部に引き上げることで光モジュール１を装置基板３に搭載されたコネクタ２から引き抜くことができる。

引き抜きタブ１ｃはバネ１ｅで持ち上がるようになっているが、バネを設けず指で引っ掛けて引き出しても良い。

本実施例によれば、光モジュールが基板に垂直方向に挿抜可能に取り付けられているので、光モジュールを基板上に高密度に搭載できる。また、光モジュールに引き抜きタブを設けたので、光モジュールの基板への挿抜が容易である。光配線板に、光ファイバを接続した光フェルールを取り付け、光モジュールと接続するようにしたので、光ファイバとの接続が容易である。

図４に、本実施例の変形例を示す。図４において、光配線板４側のフェルールに４ｂ’に光路変換のためのミラー４ｅが設けられている。これにより、光モジュール１側のフェルール１ａを省くことができる。

図５に、本発明の実施例２による光モジュール構造を示す。

本実施例は、実施例１記載の光モジュールに対し、引き抜きタブ１ｃを横に倒れるようにしたものである。図５において、引き抜きタブ１ｃはタブ固定ピン１ｉを支点として傾斜可能に取り付けられている。光モジュール１に取り付けたバネ固定板１ｆと引き抜きタブ１ｃに取り付けたバネ固定板１ｈとの間に、バネ１ｅが張られており、引き抜きタブ１ｃには、左側方向に回動力が付与されている。光モジュール１は、図１の引き抜きタブ押さえ板１ｄをタブ固定ピン１ｉに代える事で構造を簡単にすることができる。

図６に、本実施例の光モジュールの挿抜手順を示す。図６（ａ）は、装置基板３のコネクタ２へ光モジュール１が取り付けられ、上方から光配線板４をかぶせて取り付けた状態である。図６（ｂ）に示すように、光モジュール１から光配線板４が上側に移動するに従い、引き抜きタブ１ｃはばね１ｅに引っ張られて左側へ回転し、次第に立ち上がる。図６（ｃ）に示すように、光配線板４が取り除かれると、引き抜きタブ１ｃは上方へ立ち上がる。図６（ｄ）に示すように、この引き抜きタブ１ｃを指でつまみ、上部に引き上げることで光モジュール１を装置基板３に搭載されたコネクタ２から引き抜くことができる。

本実施例によれば、実施例１の効果に加えて、引き抜きタブをタブ固定ピンを支点として傾斜可能な構造としたので、構造が簡単となる。

本発明の実施例３は、実施例１または実施例２に記載した光モジュールを搭載した情報処理装置用基板に関する。

図７に、実施例３の情報処理装置用基板の構成を示す。情報処理装置の基板３上には複数のコネクタ２が設けられ、複数の光モジュール１が垂直に搭載される。そして、光モジュール１から出る光信号の向きも基板３に対して垂直方向となる。情報処理装置の基板３に搭載された複数の光モジュール１に対して、上方から光配線板４をかぶせて取り付ける。光配線板４には光モジュール１と対応する位置に光フェルール４ｂが搭載され、光フェルール４ｂと光バックプレーンコネクタまたは光ケーブルコネクタ７とを光ファイバ４ａで接続している。そして、光ファイバ４ａは光配線板４に固定されている。図７において、装置基板３上には、ＬＳＩ５や電気バックプレーンコネクタ６、光バックプレーンコネクタまたは光ケーブルコネクタ７が取り付けられている。

図８に、光配線板４に搭載している光フェルール４ｂの詳細な構造を示す。光フェルール４ｂは、圧接手段である圧接用バネ４ｄにより十分低損失な接合がとれるように、光モジュール１の光フェルール１ａに対して圧力をかけて接合される。光フェルール４ｂが圧接用バネ４ｄにより良く動くよう、光ファイバ４ａはたわみをもって光フェルール４ｂに接続される。光フェルール４ｂの両側には、光モジュール１の位置合せピン穴１ｂに嵌め合う、位置合せピン４ｃが設けられている。

光ファイバ４ａは、光フェルール４ｂが水平方向にスライドして、光モジュールとの位置の誤差を吸収できるよう、図９に示すように水平方向に対応したたわみを持たせても良い。図９に示すように、光ファイバ４ａは水平面内で湾曲部４ｆを備えており、光フェルール４ｂの前後左右方向への移動に対応できる。
なお、光ファイバ４ａには、有機または無機の光導波路を用いても良い。

図１０に、光フェルール４ｂに取り付ける光ファイバの変形例を示す。この変形例では、何本かの光ファイバをリボン状にまとめたリボン光ファイバ２０ａを用い、リボン光ファイバの一部を単芯光ファイバ２０ｂに分離する。単芯光ファイバの方が自由に曲がり易くなるので、光フェルール４ｂと光モジュール１との位置の誤差を吸収することができる。

本実施例の情報処理装置用基板によれば、複数の光モジュールが基板に垂直方向に挿抜可能に取り付けられているので、光モジュールを基板上に高密度に搭載できる。また、ＬＳＩのそばに光モジュールを配置することができる。光配線板に、光ファイバを接続した複数の光フェルールを取り付け、複数の光モジュールと一度に接続するようにしたので、光ファイバとの接続が容易である。さらに、光モジュールに引き抜きタブを設けたので、光モジュールの基板への挿抜が容易である。

図１１に、本発明の実施例４の情報処理装置用基板を示す。

光モジュールを高密度に配置すると、光モジュールの風下側には冷却風が届かなくなり、光モジュールの風下にあるＬＳＩ等の電子部品の冷却が困難となる。本実施例はこの課題を解決するもので、図１１に示すように、装置基板に搭載するコネクタ２の高さを高くして冷却風スペース８を取っている。コネクタの高さをｈ２、装置基板３から光配線板４までの高さをｈ１として、ｈ１：ｈ２の比が９：１以上となるようにコネクタ２を高くする。ｈ１：ｈ２の比が９：１以上となるようにすることにより、冷却風スペース８を十分とることができ、光モジュールの風下側にあるＬＳＩ等の電子部品の冷却を行うことができる。なお、図において、符号９は放熱フィンを表す。

本発明の実施例５は、実施例３などの情報処理装置用基板を搭載した情報処理装置である。

図１２おいて、符号１０はバックプレーンを示す。情報処理装置は、ＬＳＩ５、光モジュール１、光配線板４などが搭載された装置基板３を、電気バックプレーンコネクタ６および光バックプレーンコネクタ７により、バックプレーン１０に接続することで構成されている。

図１３に情報処理装置の変形例を示す。図１２では、光伝送を行う配線がバックプレーンに設けられていたが、この変形例では、光バックプレーンコネクタ７同士を光ファイバケーブル１１ｂで接続する。電気伝送を行う配線は、電気バックプレーン１１ａを設け、電気コネクタ６と接続する。

１…光モジュール、１ａ…光フェルール、１ｂ…位置合せピン穴、１ｃ…引き抜きタブ、１ｄ…タブ押さえ板、１ｅ…バネ、１ｆ…バネ固定板、１ｇ…電極、１ｈ…バネ固定板、１ｉ…タブ固定ピン、１ｋ…光素子、１ｍ…ＩＣ、１ｎ…モジュール基板、２…コネクタ、２ａ，２ｂ…端子、３…装置基板、４…光配線板、４ａ…光ファイバ、４ｂ…光フェルール、４ｃ…位置合せピン、４ｄ…圧接用バネ、４ｅ…ミラー、４ｆ…湾曲部、５…ＬＳＩ、６…電気バックプレーンコネクタ、７…光バックプレーンコネクタまたは光ケーブルコネクタ、８…冷却風スペース、９…放熱フィン、１０…バックプレーン、１１ａ…電気バックプレーン、１１ｂ…光ファイバケーブル、２０ａ…リボン光ファイバ、２０ｂ…単芯光ファイバ。

Claims (12)

1. 装置基板に対して、モジュールの中のモジュール基板が垂直となるよう搭載され、光の出射方向または入射方向も装置基板と垂直である光モジュールにおいて、
   光モジュールと嵌め合う光フェルールを有する光配線板が取り外された際に、上方へ持ち上がる引き抜きタブを備えることを特徴とする光モジュール。
2. 請求項１記載の光モジュールにおいて、
   前記引き抜きタブは、タブ押さえ板によりスライド可能に取り付けられ、前記光配線板が取り外された際に、前記引き抜きタブが光モジュールに沿って上方へスライドすることを特徴とする光モジュール
3. 請求項１記載の光モジュールにおいて、
   前記引き抜きタブは、支点を中心に回転可能に取り付けられ、前記光配線板が取り外された際に、前記引き抜きタブが上方へ回転することを特徴とする光モジュール
4. 装置基板と、
   前記装置基板に対して、モジュールの中のモジュール基板が垂直となるよう搭載され、光の出射方向または入射方向も装置基板と垂直である複数の光モジュールと、
   前記光モジュールのそれぞれと嵌め合う複数の光フェルールを有する光配線板を備える情報処理装置用基板であって、
   前記光モジュールは、前記光配線板が光モジュールから取り外された際に、上方に持ち上がる引き抜きタブを備えることを特徴とする情報処理装置用基板。
5. 請求項４記載の情報処理装置用基板において、
   前記光モジュールの引き抜きタブは、タブ押さえ板によりスライド可能に取り付けられ、前記光配線板が取り外された際に、前記引き抜きタブが光モジュールに沿って上方へスライドすることを特徴とする情報処理装置用基板。
6. 請求項４記載の情報処理装置用基板において、
   前記光モジュールの引き抜きタブは、支点を中心に回転可能に取り付けられ、前記光配線板が取り外された際に、前記引き抜きタブが上方へ回転することを特徴とする情報処理装置用基板。
7. 請求項４記載の情報処理装置用基板において、
   前記装置基板上に、前記光モジュールを取り付ける複数のコネクタを備え、
   前記装置基板から前記光配線板までの高さをｈ１、前記コネクタの高さをｈ２としたとき、ｈ１：ｈ２の比が９：１以上となるように前記コネクタを高くしたことを特徴とする情報処理装置用基板。
8. 請求項４記載の情報処理装置用基板において、
   前記光モジュールのそれぞれは、位置合わせピン穴を備え、
   前記光配線板に取り付けた光フェルールのそれぞれは、前記位置合わせピン穴に嵌め合う位置合わせピンを備えることを特徴とする情報処理装置用基板。
9. 請求項４記載の情報処理装置用基板において、
   前記光配線板に取り付けた光フェルールのそれぞれは、圧接手段により、前記光モジュールの光フェルールに押し付けられることを特徴とする情報処理装置用基板。
10. 請求項４記載の情報処理装置用基板において、
    前記光配線板に取り付けた光フェルールに接続した光ファイバは、水平面内において湾曲部を備えることを特徴とする情報処理装置用基板。
11. 請求項４記載の情報処理装置用基板において、
    前記光配線板に取り付けた光フェルールに接続した光ファイバは、何本かの光ファイバをリボン状にまとめたリボン光ファイバであり、前記リボン光ファイバの一部が単芯光ファイバに分離されていることを特徴とする情報処理装置用基板。
12. 請求項４〜１１の何れか１項に記載の情報処理装置用基板と、
    前記情報処理装置用基板を取り付けるバックプレーンとを備える情報処理装置。

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