JP3910411B2 - Ｏ／ｅ変換コネクタ及びその接続構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号と光信号とを相互に変換するＯ／Ｅ変換コネクタ及びその接続構造に関し、さらに詳しくは、端面に設けられた入出射部から入射した光を反射・拡散させつつそれとは反対側に位置する他の入出射部の端面のほぼ全面に均一に伝送する光拡散機能を備えた光伝送媒体に受発光素子を介して接続される電気信号と光信号とを相互に変換するＯ／Ｅ変換コネクタ及びその接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットやマルチメディアの急速な普及に伴い、今日では各種処理装置で処理されるべき情報量が著しく増大してきている。そして、ネットワーク端末としての各種処理装置においては、情報処理能力を高める為にプロセッサの高速化・マルチ化や、システム内部メモリの大容量化が図られている。
しかし、かかる処理装置を構成する高性能デバイス間の接続は、従来から金属による電気配線により行われているため、配線容量・抵抗による信号遅延や消費電力の問題が発生してデータ処理能力のボトルネックとなりその処理速度が制限されている。また、電気配線においては、配線長により駆動周波数やファン・アウトが制限されたり、配線面積や消費電力が増大するといった問題も生じてきている。
【０００３】
これらの諸問題を解決する技術として従来の光ファイバ伝送とは異なるシート状の光伝送媒体である光シートバスを用いて信号を極めて高速に伝送する光インタコネクション技術が注目されている。ここで、光シートバスの原理について簡単に概説する。図１は光シートバスの原理を示すための概略説明図である。図１に最も良く示されているように、光シートバス１０は、その内部を光が透過して導光路を形成する、例えば、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）等の素材からなる平板状のコア層１００と、このコア層１００の上下面を覆うように塗布されたフッ素系樹脂皮膜であるクラッド層１０１から構成されている。そして、光信号が入出射されるコア層１００の向かい合う両端面１００ａ、１００ｂには光信号を最適に拡散分布させるための図示しない拡散フィルムが接着されると共に、光信号を入出射する複数の入出射部がそれぞれ所定間隔を置いて配置されている。
【０００４】
電気信号Ｅ１からＯ／Ｅ変換により変換された光信号Ｌ１を上述した光シートバス１０の端面１００ａの入出射部Ａ（説明上１箇所のみ示す）から入射すると光信号は拡散フィルムにより対向する端面１００ｂに拡散伝送されると共に、コア層１００の上下面での全反射を繰り返し、直接到達する光信号と相俟って対向する端面１００ｂの全面にほぼ均等に到達する。到達した光信号Ｌ２は端面１００ｂのいずれの部分からも取り出して電気信号Ｅ２とすることができる。従って、ため、光シートバス１０の両端面１００ａ、１００ｂにそれぞれ複数の入出射部を設けることにより、１：１の片方向通信を基本とする光ファイバとは異なり、Ｍ：Ｎのマルチキャスト伝送が可能となる。また、両端面１００ａ、１００ｂにそれぞれ入出射部を複数設けることによりいずれの端面側からも光信号を送受信する双方向伝送も可能となる。さらに、図２に示すように、光シートバス１０を黒色ＰＭＭＡ１１を挟んで積層することにより光信号の伝送路の多ビット化も可能となる。そして、特筆すべきは電気配線により行われる電気信号よりも高速な信号の伝達が実現可能となることである。尚、１３は拡散フィルムを示す。ここで、図１及び図２は、富士ゼロックス株式会社がインターネット上で提供している光シートバス技術の紹介ページの中で関連資料として示された「光シートバス技術の概要」から抜粋したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような光シートバスに密接されて接続されるＯ／Ｅ変換コネクタに複数の受発光素子を搭載する場合、受発光素子と光伝送媒体とが密接することにより効率のよい光信号の伝達が行なわれる。従って、その接触面に塵埃や湿気等が付着すると入出力される光信号の強度にロスが生じ、光信号が正しく伝送されず、その性能効率を著しく低下させるおそれがある。そのため、受発光素子と光伝送媒体との接触面を塵埃・湿気等の性能効率を低下させる外部要因から保護する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明においては、受発光素子と光伝送媒体との接触面を保護して、入出力される光信号の強度にロスを生じさせることなく光信号を正しく伝送可能なＯ／Ｅ変換コネクタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、端面に設けられた入出射部から入射した光を反射・拡散させつつそれとは反対側に位置する他の入出射部の端面のほぼ全面に均一に伝送する光拡散機能を備えた光伝送媒体に受発光素子を介して接続される電気信号と光信号とを相互に変換するＯ／Ｅ変換コネクタであって、コネクタケースの正面側に位置するようにして内蔵された受発光素子の周囲を取り囲むようにしてシーリング部材がコネクタケースの表面に配設されてなり、これにより、受発光素子を光伝送媒体の入出射部に密接させた際に受発光素子と光伝送媒体との接続面を塵埃・湿気から保護するように構成されていることを特徴とするＯ／Ｅ変換コネクタを提供する。
【０００８】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のＯ／Ｅ変換コネクタにおいて、受発光素子はＦＰＣに複数実装されてパッケージとされていることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、端面に設けられた入出射部から入射した光を反射・拡散させつつそれとは反対側に位置する他の入出射部の端面のほぼ全面に均一に伝送する光拡散機能を備えた光伝送媒体を保持したハウジングと、受発光素子を介して接続される電気信号と光信号とを相互に変換するＯ／Ｅ変換コネクタとの接続構造であって、受発光素子が配置される側のコネクターケース表面及び／又は光伝送媒体を保持し受発光素子と密接される側のハウジングの表面に受発光素子の周囲を取り囲むようなシーリング部材を配設することにより、受発光素子と光伝送媒体の入出射部とを密接させた際に受発光素子と光伝送媒体との接続面を塵埃・湿気から保護するように構成されていることを特徴とするＯ／Ｅ変換コネクタの接続構造を提供する。
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載のＯ／Ｅ変換コネクタの接続構造において、受発光素子はＦＰＣに複数実装されてパッケージとされていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＯ／Ｅ変換コネクタの一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図３は、本発明に係るＯ／Ｅ変換コネクタの一実施形態の斜視図、図４は図３に示したＯ／Ｅ変換コネクタのハウジングの平面図、図５はその正面図、図６はその側面図、図８は図３に示したＯ／Ｅ変換コネクタの平面断面図である。
【００１１】
まず、図３に示された実施形態におけるＯ／Ｅ変換コネクタ１は、概略として、複数の受発光素子２、２を備えたパッケージ２１、２１がコネクタケース２０内に複数（図では４つ）配設されて形成され、コネクタケース２０の両端部側には後述する光シートバス１０を保持したハウジング４０に設けられたネジ孔と密接させるためのロックネジ２７、２７を備えて構成されている。
【００１２】
コネクタケース２０は、例えば、アルミや銅合金等の高熱伝導性材料からなる金属製素材により、その内部に各種の電子部材を収納可能な空間部を備えた略直方体形状を有して形成され、その上部表面には後方へ向かって伸びるようにして形成された放熱部３０を備えている。コネクタケース２０の正面側には、図３及び図５に示すように、受発光素子２、２を搭載した４つのパッケージ２１、２１が横一列に並ぶようにして配置されている。受発光素子２、２は電気信号を光信号へ変換すると共に、光信号を電気信号へ変換する。
【００１３】
コネクタケース２０の正面の両端部近傍には、図９に示す光シートバス１０を保持したハウジング４０に設けられた図示しないネジ孔と密接させるためのロックネジ２７、２７と、ハウジング４０に設けられたガイドピン４１、４１が挿入されて両者の位置決めを行なう案内孔２９、２９が穿設されている。ロックネジ２７の後部にはツマミ部２７ａを有し、このツマミ部２７ａを回してハウジング４０に設けられたネジ孔に螺着する。これにより、Ｏ／Ｅ変換コネクタ１とハウジング４０が離脱しないようにしっかりと連結され、受発光素子２、２を光シートバス１０に設けられた入出射部１０ａに正確に密接するように位置決めしつつ案内する。尚、受発光素子２、２の配置数及びコネクタケース２０内へ配設されるパッケージ２１、２１の数もこれに限定されるものではない。
【００１４】
受発光素子２、２を備えたパッケージ２１、２１は、図１０に示すように、可撓性を有するフィルム上に電気配線が布設されたＦＰＣ（flexible printing circuit）２３、２３に取着されており、屈曲部２３ｂで折り曲げ可能とされている。そして、受発光素子２、２がコネクタケース２０の正面側に位置するようにしてコネクタケース２０内に収納される。尚、ＦＰＣ２３の屈曲部２３ｂ近傍には光信号から変換された電気信号を増幅するアンプ９が配設されている。ＦＰＣ２３、２３は、図９に示すように、各電子部品が配設された側とは反対側の面をコネクタケース２０の上部内壁面に密着するようにして配設されている。これにより、受発光素子２、２及びアンプ９等の電子部品から発生する熱を高熱伝導性材料からなるコネクタケース２０を介して発散して放熱を行なうようになっている。この場合、コネクタケース２０の内壁面に放熱グリースを塗布し、その上にＦＰＣ２３、２３を密着させることも好ましい。また、コネクタケース２０は放熱部３０を備えているのでさらに効率よく放熱を行なうことが可能となる。
【００１５】
放熱部３０は、図３に示すような単なる板状体に限らず、図７に示すような多段に折り曲げた形にすることもできる。このように形成することにより放熱板３０の表面積を広くすることができ放熱効果が向上する。また、それ以外にも、例えば、放熱部３０にフィンを形成して表面積を広くすることによりその効果を増大させることもできる。さらに、発熱する電子部品に放熱グリースを塗布することも効果的である。
【００１６】
ＦＰＣ２３、２３の後側の端部にはＦＰＣコネクタ２３ａ、２３ａが設けられており、このＦＰＣコネクタ２３ａ、２３ａを介して所定の電気回路を備えたＰＣＢ（Printed Circuit Board）５０が接続されている。ＰＣＢ５０は、フローティング機構を備えた取付手段によりコネクタケース２０に取付けられている。すなわち、図８及び図１１に示すように、ＰＣＢ５０の所定箇所には取付孔５１、５１が穿設されている。そして、ＰＣＢ５０は、取付孔５１、５１の直径よりも小さい径の挿入部を有すると共に取付孔５１、５１の直径よりも大きな径の頭部５１ａを備えた止め具５１を突起孔２０ａに遊挿して固定することによりコネクタケース２０に取付けられている。止め具５１は取付孔５１、５１の直径よりも大きな頭部５１ａを有しているのでＰＣＢ５０が離脱することはなく、また、僅かの遊びを有しているのでコネクタケース２０に対して上下及び左右方向に僅かに可動可能とされる。一方、ＰＣＢ５０は、可撓性を有するＦＰＣ２３、２３に備えられたＦＰＣコネクタ２３ａ、２３ａと結合されているためコネクタケース２０とハウジング４０が固定されたときの取り付け公差や誤差をＰＣＢ５０が可動することによって吸収することができ、ＰＣＢ５０とＦＰＣコネクタ２３ａ、２３ａとの結合部やコネクタケース２０とハウジング４０との結合部に無理な力が加わることがない。これにより、コネクタケース２０、ハウジング４０、ＰＣＢ５０の変形や破損を防止することができる。
【００１７】
コネクタケース２０の正面には受発光素子２、２の周囲を取り囲むようにしてシーリング部材２２が配設され、受発光素子２、２と光シートバス１０との接続面を塵埃・湿気等の汚れから保護するようになっている。シーリング部材２２は、コネクタケース２０の表面のみならず、コネクタケース２０と密接されるハウジング４０の表面に配設することもできる。図９に示された実施形態においては、ハウジング４０の表面にもシーリング部材２２が配設されている。この構成により、受発光素子２、２と光シートバス１０との接続面を塵埃・湿気等の汚れから接続面を保護することが可能となる。シーリング部材２２としては、高弾性を有する合成樹脂製又は天然ゴム等の材料が用いられ、これをシート状に形成して図示された位置に配置する。尚、図示された実施形態においてはコネクタケース２０の表面及びハウジング４０の表面にシーリング部材２２が配設されているが、シーリング部材２２はコネクタケース２０の表面又はハウジング４０の表面の少なくとも一方側だけに配設してもよい。
【００１８】
次に、上記のＯ／Ｅ変換コネクタ１の使用方法について説明する。まず、接続すべき受発光素子２、２が配置された側のコネクタケース２０表面及び光シートバス１０の入出射面が位置するハウジング４０の表面を清浄して汚れを落とす。そして、コネクタケース２０に穿設された案内孔２９、２９にハウジング４０に設けられたガイドピン４１、４１を挿入して位置決めをしながらＯ／Ｅ変換コネクタ１とハウジング４０を密接させる。次に、ツマミ部２７ａを回してロックネジ２７をハウジング４０に設けられたネジ孔に螺着して固定する。このとき、ＰＣＢ５０はコネクタケース２０に対して僅かに可動可能に取着されているのでＯ／Ｅ変換コネクタ１とハウジング４０との取り付け公差や誤差をＰＣＢ５０が可動することによって吸収する。また、コネクタケース２０の表面とハウジング４０の表面にはシーリング部材２２が配設されているので、両者は隙間なく密着され、受発光素子２、２と光シートバス１０の接続面が塵埃・湿気等の汚れから保護される。
【００１９】
この状態でＯ／Ｅ変換コネクタ１の稼動が開始されると受発光素子２、２やアンプ９等の各電子部品から熱が発生しコネクタケース２０内の温度が上昇する。このとき、ＦＰＣ２３、２３がコネクタケース２０の内壁面に密着されているので各電子部品から発生する熱がコネクタケース２０を介して放熱される。また、コネクタケース２０は放熱部３０を備えているのでこの放熱部３０によっても効率よく放熱が行なわれＯ／Ｅ変換コネクタ１の温度上昇が抑制され、各電子部品の性能が確保されると共に、寿命も延びることとなる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＯ／Ｅ変換コネクタ及びその接続構造によれば、受発光素子はその周囲を取り囲むように形成されたシーリング部材を介在させて光伝送媒体と密接され、受発光素子と光伝送媒体との接続面を塵埃・湿気等から保護するように構成されているので受発光素子と光伝送媒体との接触面が保護され、結果として入出力される光信号の強度にロスを生じさせることなく光信号を正しく伝送することが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】光シートバスの原理を示すための概略説明図である。
【図２】光シートバスを配置した伝送路を示すための概略説明図である。
【図３】本発明に係るＯ／Ｅ変換コネクタの一実施形態の斜視図である。
【図４】図３に示したＯ／Ｅ変換コネクタのハウジングの平面図である。
【図５】図３に示したＯ／Ｅ変換コネクタの正面図である。
【図６】図３に示したＯ／Ｅ変換コネクタの側面図である。
【図７】多段形の放熱板を示す斜視図である。
【図８】図３に示したＯ／Ｅ変換コネクタの平面断面図である。
【図９】図３に示したＯ／Ｅ変換コネクタの横断面図である。
【図１０】パッケージの側面図である。
【図１１】コネクタケースへのＰＣＢの取付けを説明する断面図平面図である。
【符号の説明】
１ Ｏ／Ｅ変換コネクタ
２ 受発光素子
９ アンプ
１０ 光シートバス
１０ａ 入出射部
２１ パッケージ
２２ シーリング部材
２３ ＦＰＣ
２３ａ ＦＰＣコネクタ
２７ ロックネジ
２７ａ ツマミ部
２９ 案内孔
３０ 放熱部
４０ ハウジング
４１ ガイドピン
５０ ＰＣＢ
５１ 取付孔

Claims (4)

1. 端面に設けられた入出射部から入射した光を反射・拡散させつつそれとは反対側に位置する他の入出射部の端面のほぼ全面に均一に伝送する光拡散機能を備えた光伝送媒体に受発光素子を介して接続される電気信号と光信号とを相互に変換するＯ／Ｅ変換コネクタであって、
   コネクタケースの正面側に位置するようにして内蔵された前記受発光素子の周囲を取り囲むようにしてシーリング部材が当該コネクタケースの表面に配設されてなり、これにより、前記受発光素子を前記光伝送媒体の入出射部に密接させた際に当該受発光素子と前記光伝送媒体との接続面を塵埃・湿気から保護するように構成されていることを特徴とするＯ／Ｅ変換コネクタ。
2. 請求項１に記載のＯ／Ｅ変換コネクタにおいて、
   前記受発光素子はＦＰＣに複数実装されてパッケージとされていることを特徴とするＯ／Ｅ変換コネクタ。
3. 端面に設けられた入出射部から入射した光を反射・拡散させつつそれとは反対側に位置する他の入出射部の端面のほぼ全面に均一に伝送する光拡散機能を備えた光伝送媒体を保持したハウジングと、受発光素子を介して接続される電気信号と光信号とを相互に変換するＯ／Ｅ変換コネクタとの接続構造であって、
   前記受発光素子が配置される側のコネクターケース表面及び／又は前記光伝送媒体を保持し前記受発光素子と密接される側の前記ハウジングの表面に前記受発光素子の周囲を取り囲むようなシーリング部材を配設することにより、前記受発光素子と前記光伝送媒体の入出射部とを密接させた際に当該受発光素子と前記光伝送媒体との接続面を塵埃・湿気から保護するように構成されていることを特徴とするＯ／Ｅ変換コネクタの接続構造。
4. 請求項３に記載のＯ／Ｅ変換コネクタの接続構造において、
   前記受発光素子はＦＰＣに複数実装されてパッケージとされていることを特徴とするＯ／Ｅ変換コネクタの接続構造。

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