JP4009896B2

JP4009896B2 - Optical transmission device and optical transmission system

Info

Publication number: JP4009896B2
Application number: JP2001374266A
Authority: JP
Inventors: 純二岡田; 岳洋新津; 勉浜田; 秀則山田; 博及川; 光夫白石
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: JP2003172850A

Description

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【課題を解決するための手段】
【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複数の光ファイバと、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、前記光ファイバは前記光配線基板の上方に曲げられ、前記光ファイバの他端は前記光配線基板積層体の一側面に配置され前記光配線本体から突出し、複数の前記光配線本体から突出した前記光ファイバの他端を前記光配線基板の積層方向でまとめて固定するフェルールを設け、前記複数の光ファイバには入力用光ファイバ及び複数の出力用光ファイバが含まれている光伝送装置にある。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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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２２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。
【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２２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。
【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２２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。
【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。。
【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,４４ｂｂに分割し、それぞれ対向する光ファイバ挿入溝４６ａ，４６ｂを形成し、この２つの分割部材４４ａ,４４ｂｂ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。
【００１６】
上述ように構成された光配線基板積層体１２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４８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。
【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５２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。
【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。
【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Ｄ_１（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φ１ｍｍ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、ｂ_１＝±０．２であり、ｃ＝±０．０５とすれば、これらを式（１）に代入すると、
Ｄ_１＝０．５７１となる。
仮に光配線本体の公差ｂ_１を０．０５とできたとしても、
Ｄ_１＝０．１６２となる。
【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×ｂ_１に代わって、フェルール３４の公差ｂ_２により累積公差Ｄ_２が律則されるので、Ｄ_２は式（２）で表せられる。

ここで、ｂ_２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、
Ｄ_２＝０．０９２７に押えることができる。
【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±０．０５ｍｍ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φ０．５ｍｍ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−０．５ｄＢ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。
【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。
【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２０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６４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６２は、光基板本体１８に形成された光ファイバ収容溝６８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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical transmission apparatus responsible for transmission of an optical signal between a plurality of circuit boards or devices.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
An electric bus circuit is generally used to connect a plurality of microprocessors and memories. However, the electrical bus circuit has a problem that the processing speed of the system is limited by the signal delay caused by the capacitance between the connection wires and the connection wire resistance, and electromagnetic noise is generated when the density of the parallel bus connection wires is increased. Therefore, it is becoming difficult to cope with high speed. Therefore, an optical interconnection technique that replaces electrical wiring with optical wiring to increase the speed of the bus has been proposed.
[0003]
As one of such optical interconnection technologies, there is an optical transmission device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-329962. This conventional optical transmission device includes a sheet-like translucent medium, optical fibers connected to both sides of the translucent medium, and an optical wiring body in which the translucent medium and the optical fiber are wired. The optical wiring board which has is used. A plurality of optical wiring substrates are stacked to form an optical wiring substrate stack, and the other end of the optical fiber is drawn out from the optical wiring substrate stack and connected to an electric wiring substrate having a photoelectric conversion element.
[0004]
However, in the above-described 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 merely extended from the optical wiring body. In particular, in the stacking direction of the optical wiring board, since the optical wiring main body is stacked, tolerances in the thickness direction of the optical wiring main body are stacked, and a positional deviation occurs between the photoelectric conversion element and coupling with the photoelectric conversion element. There was a problem that the loss increased.
[0005]
An object of the present invention is to improve the positional accuracy of an optical fiber in the stacking direction of an optical wiring board and to reduce the coupling loss at the connection portion of the optical fiber.
[Means for Solving the Problems]
[0006]
In order to solve the above-described problem, the first feature of the present invention is that a translucent medium and a plurality of optical fibers each having one end connected to the translucent medium and the other end extending from the one end. the a transparent medium and a plurality of optical wiring substrate and an optical interconnection body which the optical fiber is wired, the optical wiring board by stacking a plurality constitute an optical wiring board laminate, the optical fiber is the The other end of the optical fiber is bent above the optical wiring board, the other end of the optical fiber is disposed on one side of the optical wiring board laminate, protrudes from the optical wiring body, and protrudes from the plurality of optical wiring bodies the provided ferrule for fixing together in the laminating direction of the optical wiring board, wherein the plurality of optical fibers in an optical transmission apparatus that includes the input optical fiber and a plurality of output optical fibers. Since the ferrule that fixes the other end of the optical fiber in the direction of stacking the optical wiring board is provided, the tolerance stacking due to the stacking of the optical wiring body can be absorbed by the ferrule, and the positioning accuracy of the other end of the optical fiber is improved. be able to.
[0007]
The ferrule for fixing the optical fiber can be further fixed to the support substrate. The optical fiber and the support substrate may be formed by forming a ferrule fixing hole in the support substrate, and inserting and fixing a ferrule in which the optical fiber is fixed in the ferrule fixing hole, or forming an optical fiber insertion groove in the support substrate. It is also possible to insert an optical fiber into the optical fiber insertion hole, fix the other end of the inserted optical fiber to the ferrule, and fix the ferrule to the support substrate. Also, there may be a plurality of optical wiring board laminates, and the optical fibers of the plurality of optical wiring board laminates can be fixed together on one support substrate.
[0008]
The second feature of the present invention is that an optical transmission system is configured by connecting a plurality of electrical wiring boards to the optical transmission apparatus described above. That is, a plurality of photoelectric conversion elements provided on a plurality of electrical wiring boards are optically connected to the other end of an optical fiber drawn from a plurality of stacked optical wiring boards and fixed to a ferrule. Therefore, the positional accuracy at the other end of the optical fiber can be improved, and the coupling loss between the optical fiber and the photoelectric conversion element can be reduced.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
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 includes an optical wiring board laminate 12 and a plurality of electric wiring boards 14. The optical wiring board laminate 12 has a plurality of optical wiring boards 16 (in this embodiment, eight) formed in a sheet shape, and is configured by stacking the optical wiring boards 16 in the sheet side surface direction. . The electrical wiring board 14 includes a CPU and a memory, and is optically connected to the optical wiring board 16.
[0010]
The optical wiring board 16 includes an optical wiring body 18, a translucent medium 20, a diffusion portion 22, a first optical fiber 24, and a second optical fiber 26 provided on the optical wiring body 18.
[0011]
The optical wiring body 18 is formed by cutting a plastic material such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, amorphous polyolefin, or a metal material such as aluminum. In the case of a plastic material, it is formed by injection molding, and the production accuracy can be improved by injection molding. Further, by making the optical wiring body 18 opaque, light leakage to other optical wiring bodies can be reduced, and crosstalk between bits can be reduced. On one surface of the optical wiring body 18, a translucent medium accommodating groove 28 that accommodates the translucent medium 20 and the diffusion portion 22, a first optical fiber accommodating groove 30 that accommodates the first optical fiber 24, and a second optical fiber accommodating groove 28. A second optical fiber housing groove 32 for housing the optical fiber 26 is formed. The translucent medium housing groove 28 is formed in parallel with the optical wiring body 18, and the first optical fiber housing 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]
The translucent medium 20 is made of, for example, a plastic material such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, amorphous polyolefin, or inorganic glass. Further, a diffusing portion 22 is disposed on one end face of the translucent medium 20, and the diffusing portion 22 is formed in a film shape, for example, LSD (Light Shaping Diffusers) is used.
In this embodiment, the diffusing portion 22 is provided at one end of the translucent medium 20. However, as another embodiment, the diffusing portion 22 can also be provided on the second optical fiber connection side, and the translucent property is also provided. If the length in the longitudinal direction of the medium 20 is sufficient, it can be omitted.
[0013]
The first optical fiber 24 is one in this embodiment, and is wired along the first optical fiber receiving groove 30, and one end of the first optical fiber 24 is transmitted through the diffusion portion 22. It is connected to the center of one end face of the optical medium 20. 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 housing grooves 32. One end of the second optical fiber 26 is connected to the first optical fiber. It is connected to the other end face of the translucent medium 20 on the opposite side to 24. The other ends of the first optical fiber 24 and the second optical fiber 26 protrude from the upper surface of the optical wiring 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 body 18, respectively. The optical fiber housing groove 30 and the second optical fiber housing groove 32 are dropped and sandwiched between the optical wiring bodies. However, the present invention is not limited to this. For example, the translucent medium 20 and the first optical fiber are used. The fixing members for fixing the 24 and the second optical fiber 26 to the optical wiring body 18 may be provided.
[0014]
The ferrule 34 is provided along the stacking direction of the optical wiring board 16, and as shown in FIG. 6, an optical fiber fixing hole 36 is formed in the ferrule 34, and the first end is formed in the optical fiber fixing hole 36. The other end of the optical fiber 24 or the second optical fiber 26 is inserted and fixed. As shown in FIG. 6, a conical relief 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 is slightly upward from the optical fiber fixing hole 36 at the beginning of manufacture. Protruding, heat and pressure are applied to the protruding portion by the hot plate 40, and the molten portion is deformed and solidified in the escape groove 38 to form an accurate and smooth end face on the optical fiber, and the optical fiber is fixed to the ferrule 34. To do. The fusion fixing of the

optical fiber

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. A fixing means 42 for fixing the

optical fiber

24 or 26 to the optical wiring 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. However, the present invention is not limited to this and may be fixed by an adhesive or screwed. .
[0015]
In this embodiment, the ferrule 34 is inserted and fixed in the optical fiber fixing hole 36. However, as shown in FIG. 7, the ferrule 34 is divided into two divided members 44a and 44bb, and optical fiber insertions facing each other are inserted. The other end of the optical fiber 24 may be fixed to the optical fiber insertion grooves 46a and 46bb by forming the

grooves

46a and 46b and joining the two divided members 44a and 44bb 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 a cylindrical shape, or the optical fiber 24 is formed in one optical fiber insertion groove 46 as shown in FIG. Or the other end of 26 can also be fixed collectively.
[0016]
As shown in FIG. 4, the optical wiring board laminate 12 configured as described above is arranged in a plurality (four in this embodiment) in the lamination direction. Then, as shown in FIG. 5, the plurality of optical wiring substrate laminates 12 are fixed to the support substrate 48. A ferrule insertion hole 50 is formed in the support substrate 48 corresponding to the ferrule 34 of the optical wiring board laminate 12, and the ferrule 34 of each optical wiring board laminate 12 is inserted and fixed in the ferrule insertion hole 50. Further, the electric wiring board 14 described above is connected to the support substrate 48 in a direction orthogonal to the lamination direction of the optical wiring board laminate 12. In this embodiment, since four optical wiring board laminates 12 each having eight optical wiring boards 16 are arranged, a 32-bit electric wiring board 14 can be connected.
[0017]
For example, the electrical wiring board 14 and the optical wiring board 16 are connected as shown in FIG. That is, the electrical wiring board 14 includes an electrical wiring body 52 and a connector 54 provided at one end of the electrical wiring board 52. A photoelectric conversion element 56 and a drive circuit 58 for driving the photoelectric conversion element 56 are provided on the surface of the electrical wiring body 52. The photoelectric conversion element 56 is a light receiving element or a light emitting element, and in this specification, includes both an element that converts light into electricity and an element that converts electricity into light. The photoelectric conversion element 56 is disposed near the lower end of the electrical wiring body 52, faces the end face of the

optical fiber

24 or 26 fixed to the ferrule 34, and is optically connected. As long as the optical connection loss is sufficiently small, there may be a gap between the other end of the

optical fiber

24 or 26 and the photoelectric conversion element 56. The connection between the electric wiring board 14 and the support board 48 may be fixed with an adhesive or a screw. However, the electric wiring board 14 should be detachably fixed with a plug or the like so that the electric wiring board 14 can be easily attached and detached. Is preferred.
[0018]
In the above configuration, for example, signal light emitted from the photoelectric conversion element 56 connected to the first optical fiber 24 is input to the diffusion unit 22 via the first optical fiber 24 and is totally reflected by the translucent medium 20. While being guided to the opposite side, it is broadcast to the second optical fiber 26 and received by the photoelectric conversion element 56 of the other 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, a coupling loss of light occurs. In particular, when a plurality of optical wiring boards 16 are laminated to form the optical wiring board laminate 12, the tolerances of the optical wiring main body 18 accumulate. However, since the other end of the

optical fiber

24 or 26 is fixed in the stacking direction of the optical wiring board 16 with the ferrule 34 as in this embodiment, the accumulated tolerance of the optical wiring body 18 can be absorbed.
[0019]
This point will be further described in detail.
The accumulated tolerance D ₁ (mm) related to the position of the optical fiber when the ferrule 34 is not used is expressed by Expression (1). Here, a is the tolerance (mm) of the optical fiber, A is the number of optical wiring bodies, b1 is the tolerance (mm) in the single layer of the optical wiring body, and c is the tolerance (mm) of the optical fiber housing groove.

Therefore, for example, when an optical fiber having a diameter of 1 mm manufactured by Mitsubishi Rayon is used, a = ± 0.06 nominally, and when eight acrylic optical wiring bodies are used, A = 8, b ₁ = ± 0 .2 and c = ± 0.05, substituting these into equation (1),
The D ₁ = 0.571.
Even if the tolerance b ₁ of the optical wiring body can be set to 0.05,
D ₁ = 0.162.
[0020]
On the other hand, when the error due to the lamination of the optical wiring main body is absorbed using the ferrule 34 as in the above embodiment, the error is accumulated by the tolerance b ₂ of the ferrule 34 instead of the cumulative tolerance A × b ₁ of the optical wiring main body. Since the tolerance D ₂ is regulated, D ₂ can be expressed by the equation (2).

Here, _{b 2} is the tolerance of the ferrule (mm). Therefore, if the ferrule 34 is formed by injection molding or the like, b ₂ = ± 0.05 can be obtained. If this is substituted into the equation (2),
D ₂ can be held at 0.0927.
[0021]
11 and 12 show the relationship between the positional shift and the coupling loss between the optical fiber and the photoelectric conversion element when the diameter of the optical fiber is φ1 mm and φ0.5 mm. As is clear from this, coupling loss can be reduced by reducing the optical fiber misalignment using a ferrule. In the case of no ferrule, when the tolerance of the optical wiring body is ± 0.2 mm, the coupling loss exceeds −4 dB, whereas the coupling loss can be suppressed to −0.5 dB or less by using the ferrule. Even if there is no ferrule, if the tolerance of the optical wiring body is suppressed to ± 0.05 mm as described above, if the diameter of the optical fiber is φ1 mm, it will cause a slight coupling loss, but the diameter of the optical fiber is φ0.5 mm. In some cases, it exceeds -0.5 dB, but by using a ferrule, the coupling loss can be suppressed to -0.5 dB or less and can be reduced by about 1 dB.
[0022]
13 to 15 show a second embodiment of the present invention. 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 into the optical fiber insertion hole 60. Yes. The other end of the

optical fiber

24 or 26 inserted into the support substrate 48 is inserted and fixed to 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 number is attached | subjected to drawing and the description is abbreviate | omitted.
[0023]
In FIG. 16, a third embodiment of the present invention is shown. In the first embodiment and the second embodiment described above, the optical fiber is connected to both sides of the translucent medium 20 and the signal light is transmitted through the translucent medium 20. In the embodiment, the optical fiber 62 is disposed only on one side of the translucent medium 20 and is of a reflective type. That is, a reflection diffusion portion 64 is disposed on one end surface of the translucent medium 20, and a step portion 66 is continuously formed on the other end surface of the translucent medium 20. One end of the fiber 62 is connected. The reflection diffusing unit 64 is configured, for example, by providing a diffusion portion made of the above-mentioned LSD on an aluminum reflection surface. The optical fiber 62 is bent upward with a predetermined radius of curvature along the optical fiber receiving groove 68 formed in the optical substrate body 18, 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. Has been. The signal light that has entered the translucent medium 20 from an arbitrary optical fiber 62 strikes the reflection diffusion portion 64, is reflected and diffused, and is output from the other optical fiber 62 through the translucent medium 20 again. According to the third embodiment, an optical signal can be input / output from any optical fiber 62, and the length of the optical wiring board 16 in the longitudinal direction can be shortened.
In addition, about the same part as 1st and 2nd embodiment, the same number is attached | subjected to drawing and the description is abbreviate | omitted.
[0024]
In FIG. 17, a fourth embodiment of the present invention is shown. The fourth embodiment is different from the third embodiment described above in that the configuration of the step portion 66 is different and the optical fiber 62 is drawn out linearly. That is, the step portion 66 has a reflection surface inclined at 45 °, and the signal light entering and exiting the translucent medium 20 is reflected by the reflection surface of the step portion 66. Furthermore, the length of the optical wiring board 16 in the longitudinal direction can be shortened.
In addition, about the same part as 1st thru | or 3rd embodiment, the same number is attached | subjected to drawing and the description is abbreviate | omitted.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the ferrule for fixing the optical fiber in the stacking direction of the optical wiring substrate is provided, the stack of tolerances due to the stacking of the optical wiring body can be absorbed by the ferrule, and the optical fiber It is possible to improve the positioning accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an optical transmission system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the optical transmission apparatus excluding the ferrule according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an optical transmission device provided with a ferrule according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a state of the optical transmission device before connecting the support substrate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a state of the optical transmission apparatus after the support substrate is connected according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a connection portion of a ferrule used in the optical transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a first modification of the ferrule used in the optical transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a second modification of the ferrule used in the optical transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a third modification of the ferrule used in the optical transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention.
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.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a stacking direction shift between an optical fiber and a photoelectric conversion element and a coupling loss when the optical fiber diameter is φ1 mm in the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the stacking direction deviation between the optical fiber and the photoelectric conversion element and the coupling loss when the optical fiber diameter is φ0.5 mm in the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing a state of the optical transmission device before connecting the support substrate according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view illustrating a state of the optical transmission device after the support substrate is connected according to the second embodiment of the present invention.
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.
FIG. 16 is a side view showing an optical transmission apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a side view showing an optical transmission apparatus according to a third embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical transmission system 12 Optical wiring board laminated body 14 Electrical wiring board 16 Optical wiring board 18 Optical wiring board main body 20 Translucent medium 22 Diffusion part 24 1st optical fiber 26 2nd optical fiber 34 Ferrule 48 Support board 50 Ferrule Insertion hole 56 Photoelectric conversion element 60 Optical fiber insertion hole

Claims

Light having a translucent medium, a plurality of optical fibers having one end connected to the translucent medium and the other end extending from the one end, and an optical wiring main body in which the translucent medium and the optical fiber are wired There are a plurality of wiring boards, and a plurality of the optical wiring boards are laminated to form an optical wiring board laminate, and the optical fiber is bent above the optical wiring board, and the other end of the optical fiber is the optical wiring board. A ferrule that is disposed on one side of the laminate and protrudes from the optical wiring body , and fixes the other ends of the optical fibers protruding from the plurality of optical wiring bodies together in the stacking direction of the optical wiring board ; An optical transmission device, wherein the optical fiber includes an input optical fiber and a plurality of output optical fibers .

The optical transmission device according to claim 1, wherein the ferrule is further fixed to a support substrate.

3. The optical transmission device according to claim 2, wherein a plurality of the optical wiring board laminates are arranged side by side, and the ferrule of each optical wiring board laminate is fixed to one support substrate.

4. The optical transmission device according to claim 2, wherein the support substrate is formed with a ferrule fixing hole, and the ferrule is inserted and fixed into the ferrule fixing hole.

The 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. 2. The optical transmission device according to 2 or 3.

6. The optical transmission device according to claim 1, wherein the other end of the optical fiber is melted and fixed to the ferrule.

6. The optical transmission device according to claim 1, wherein the other end of the optical fiber is smoothed by melting.

7. The optical transmission device according to claim 6, wherein the other end of the optical fiber is melted and fixed in a relief groove formed in the ferrule.

Light having a translucent medium, a plurality of optical fibers having one end connected to the translucent medium and the other end extending from the one end, and an optical wiring main body in which the translucent medium and the optical fiber are wired There are a plurality of wiring boards, and a plurality of the optical wiring boards are laminated to form an optical wiring board laminate, and the optical fiber is bent above the optical wiring board, and the other end of the optical fiber is the optical wiring board. A ferrule that is disposed on one side of the laminate and protrudes from the optical wiring body , and fixes the other ends of the optical fibers protruding from the plurality of optical wiring bodies together in the stacking direction of the optical wiring board ; The optical fiber includes an optical transmission device including an input optical fiber and a plurality of output optical fibers, and an electric wiring substrate having a photoelectric conversion element optically connected to the optical fiber of the optical transmission device. This The optical transmission system according to claim.