JP4205170B2 - コネクタタブを有する可とう性フォイル - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、可とう性フォイル（flexfoil）、すなわち、光導波路をシート内部またはシート上に配置した可とう性シートのための光コネクタ部材、それも例えば回路板およびバックプレーン（backplane／背面）へ接続する目的のものに関する。
背景
コンピュータ、電気通信等々のデータ伝送速度が高速化されてきたことで、以前から長距離の広帯域通信で十分に定着していた光通信が、内部での情報交換やコンピュータ等の、限られた範囲での使用にも導入されつつある。その種の使用の場合、光の相互接続部の数が重要になる。したがって、光ファイバまたは総じて光導波路の経路選択の管理と取扱いが必要になる。
これに対する実際的な一つの解決策は、内部にファイバまたは光導波路を有する光学的な可とう性フォイルの形態ですべての光接続部を収容する別個の光学的レベルを使用することである。光コネクタを光ファイバ／光導波路の終端に使用することにより、電気光学デバイスや外部デバイス、たとえば電気バックプレーンへの接続が可能になる。
AT&T社の二、三の特許、特に、ボナニ（Bonnani）ほかに対し発行された米国特許第5204925号で使用されている可とう性フォイルには、該可とう性フォイルの主ボディから延び、かつ主ボディに対し90°の角度でねじり可能なタブが設けられ、それによりバックプレーンの「エッジ対エッジ」の接続が可能になり、その接続部では、回路板主ボディのエッジと、バックプレーンの可とう性フォイル主ボディのエッジとが、互いに直角に位置せしめられている。この形式は、システム全体にとっては、バックプレーンから直角に回路板が延びている、よりなじみのあるシステムに比較して異例の構成である。しかし、この解決策は、可とう性フォイルを折曲げるというAT&Tの解決策により、おそらく達成されるだろう。
しかしながら、AT&Tの構想には、ひとつの重大な限界がある。すなわち、開示されているような単純な幾何的解決策を用いたのでは、バックプレーンに対し別別の数箇所で回路板のエッジに接続することは不可能だからである。さらにねじりと曲げの双方の作用を受け得る長く延びたタブを有することで、そのような接続は、原則として可能だろうが、タブがそれから延びているバックプレーン・フォイルのエッジ長さは、他の場合に必要な回路板間の隔たり又は間隔より、はるかに大きくなるだろう。その影響は、より多くのタブが回路板ごとに必要とされる場合には、一層明白である。
バラク（Burack）ほかに付与され、AT&T社に対し譲渡されてもいる米国特許第5259051号には、光学的な可とう性フォイルを製造する方法が開示されている。図７に関連して説明されている実施例の場合、フォイルの主ボディから延びるタブを有するベースフォイルが用いられている。このフォイル上に、１つ以上の光ファイバが経路設定され、次いでカットされた後、おそらく頂部フォイルが付加される。最後に、タブのエッジと境界がカットされる。
要約
本発明の目的は、可とう性フォイル上の光導波路のコネクタを得ることにより、可とう性フォイルのコンパクトな構成を可能にし、かつまた可とう性フォイルが一緒に使用されるバックプレーンおよび回路板の融通性のあるレイアウトをも可能にすることにある。
本発明の別の目的は、コネクタタブを簡単な装置内で研磨可能な構成を有する可とう性フォイルを得ることにある。
したがって、本発明により解決されねばならない問題は、取扱いの容易な可とう性フォイル、それも可とう性フォイルのどの箇所でも外部接続が可能で、かつまたコネクタタブのところで光導波路終端の研磨が簡単に可能な可とう性フォイルを製作することである。
光ファイバ等の光導波路を有する光学的な可とう性フォイルの場合に、光ファイバ終端を、可とう性フォイルの内部とエッジいずれにも配置できる。該光ファイバ終端周囲には、タブを形成するための切り抜きが設けられ、その結果、光ファイバの終端がタブの外側エッジのところに配置されることになる。これらのタブは、可とう性フォイルの主ボディの平面から曲げられて、該平面から突出できるように作られる。タブは、その場合、基本的には可とう性フォイル内部に位置せしめられ、言い換えると、タブのどの部分も、可とう性フォイルの平面内のエッジから突出しない。タブのエッジのところで光ファイバを研磨するさい、可とう性フォイルの平面と例えば直角に位置する外部区域を有するようにタブが折曲げられ、研磨作業の間、この位置に剛性的に保持される。研磨作業前に、タブの端部には適当な光コネクタを取付けることができる。
このように、可とう性フォイルの主ボディから切り抜かれた前記タブは、例えば、可とう性フォイルの主ボディの大きな表面の一つに直接配置される回路板上の電気光学デバイスへの接続手段としても使用できれば、従来の電気バックプレーンと平行に配向され、かつその裏側に配置される光学バックプレーンとして機能する可とう性フォイルから90°の偏向を得る手段としても使用できる。その場合、この種のトポロジー（形態）により、バックプレーンと回路板との間に多数の光接続箇所を得ることができ、回路板ごとに複数のタブを設けるために、バックプレーンの可とう性フォイルに付加的なエッジ長さを必要とすることがない。電気バックプレーン内に、光バックプレーンから曲げられたタブが貫通する開口を設けることにより、回路板のエッジに電気接続と光接続との組合わせ接続箇所が得られる。この形態により、また例えばマルチチャンネル型式のタブ端部の光コネクタが、タブのねじれを必要とすることなしに、回路板平面と平行に配向される。
切り抜かれたタブは、他の場合には光導波路を配置できる表面を可とう性フォイルから除去せざるを得ないので、タブは、不必要に長くせず、可とう性フォイルの主平面から小さい半径で曲げ得るようにされる。このことは、光バックプレーンの場合、バックプレーンに接続を要する複数プリント回路板の適正な間隔を得るためにも必要である。また、可とう性フォイル内に経路設定される光ファイバは、タブ用に作られた切り抜きの周囲に小さい経路半径で経路設定できることが要求される。なぜなら、そうでなければ、大きな経路半径のため、可とう性フォイル内に経路設定され得る光ファイバ数が、より少なくなるからである。このことは、可とう性フォイルの適当な製作方法によって達成できる。光ファイバの可とう性フォイルの場合には、それが、光ファイバの適正な経路設定および積層技術によって可能になり、何らかの信頼性のある刊行物を持ち出すことなしに可能である。同時に提出した国際特許出願『基板への光ファイバ取付け』と『光ファイバ可とう性フォイルの積層』とを参照されたい。可とう性フォイル内に積層された光ファイバを有する代わりに、パターン化されたポリマー光導波路を有する可とう性フォイルを使用することもできる。
回路板に用いる場合、切り抜きによって形成されて、可とう性フォイルのエッジから突出しないタブは、それ自体としては不要だが、経路設定および製作双方の上で利点となり得る。制作上の利点は、またバックプレーンの場合にも当てはまる。
経路設定のさい、タブが外部にある場合、つまり可とう性フォイルのエッジから突出している場合には、可とう性フォイルの経路設定可能な、残されている区域は、従来の回路パターンを有する回路板の大きな表面と平行に、該表面に取付けられた完全に内部の複数タブを有する可とう性フォイルの場合に比して、妨害が少ない。しかし、経路設定区域全体は、初めの場合のほうが有意に小さい。なぜなら、定義により、外部のタブは次のことを含意しているからである。すなわち、通常は長方形の可とう性フォイルは電気回路板より小さくなければならないだろうが、任意の位置を有するタブの場合は、可とう性フォイルが回路板と等しい寸法を有し得るということである。また、タブ位置が任意であることで、回路板の対応光コネクタの、より制約の少ない配置が可能である。なぜなら、光コネクタを回路板エッジに配置する必要がないからである。しかし、このことが重要になるのは、特定の場合に限られよう。
光ファイバの可とう性フォイル内に内部タブを実際に設ける場合、光ファイバのレイアウトは、連続的でなく−連続析出処理についてはAT&T社の特許に説明されている−光ファイバをカットでき、数箇所で再スタート可能にするのが、明らかに有利である。なぜなら、さもなければ、可とう性フォイル上に析出されるルーズなファイバ成分が過剰になるからである。しかし、おそらく、このことが許容されるのは、可とう性フォイル積層処理が、光ファイバ相互の交差箇所で多大の損失を発生させない場合だろう。ファイバ析出処理で連続的な光ファイバが使用されることを要しないそのような構成は、先に引用した国際特許同時出願『基板への光ファイバ取付け』に記載されている。これには、ポリマー、例えば薄膜形式の光導波路を有する可とう性フォイルは、問題にされていない。
製造時、エッジから突出するタブを有する可とう性フォイルは、例えばコネクタの研磨に関しては、容易に取扱い得る対象ではない。研磨作業の場合、可とう性フォイルは、簡単な長方形フレーム内に取付けることができ、タブは、可動の保持手段によって可とう性フォイルの主ボディ平面から曲げられ、その端部区域が予め定めた角度に、例えば前記平面に対し直角になるようにされる。次いで、曲げられたタブの端部のところの単数または複数の光導波路の端面が研磨され、曲げられたタブが緩められ、可とう性フォイルの主ボディ平面内の元の位置を占めることができる。通例、研磨作業前にMTコネクタ等の光コネクタをタブの端部に取付けることができる。
以下で、本発明の付加的目的および利点を説明するが、一部は、説明により明らかになるか、もしくは本発明の実施例により理解されよう。本発明の目的および利点は、請求の範囲に詳細に示した方法、処理過程、器具、組合わせによって実現し、獲得できる。
【図面の簡単な説明】
本発明の新規な特徴は請求の範囲に詳細に述べてあるが、その構成および内容、並びに既述の特徴およびその他の特徴に関しての本発明の完全な理解は、添付図面に示した、本発明を制限するものではない実施例についての以下の詳細な説明によって得られよう。
図面：
図１は光学的な可とう性フォイルが上に取付けられた回路板の略示斜視図。
図２は裏に光学的可とう性フォイルが取付けられた電気バックプレーンの略示斜視図。
図３は回路板の前部に光学的可とう性フォイルをも有している図２の集成体の略示横断面図。
図４は可とう性フォイルのコネクタ内のファイバ端部を研磨する装置の略示斜視図。
詳細な説明
図１に示された可とう性フォイル１は、光導波路、好適実施例では光ファイバ片３を有している。光ファイバ片３は、２個の等しいフレキシブルなプラスチックシートの間に、精密に定められた経路に沿って取付けられている。プラスチックシートは、互いに積層され、長方形のフレキシブルな複合構造体を形成している。可とう性フォイル１は、プリント回路板５の頂面、すなわち回路板の大きな面のうちの一方の面上に、回路板５と平行に配置されている。回路板５は、可とう性フォイル１と等しい長方形形状を有しているが、概していくぶん小さい。可とう性フォイル１には、内部タブ１１とエッジタブ１３とを形成するため、切り抜き７，９が形成され、タブ１１，１３の位置は、光ファイバ片３の終端が、タブ７，９の端部、または最も外側のエッジのところに位置するように選択されている。切り抜きまたは貫通穴７は、次の場合には、概してＵ字形を有することができる。すなわち、それらが可とう性フォイル１の内部に形成され内部のタブ１１を形成する場合、かつまたそれらが、可とう性フォイルのエッジのところでタブ１３を形成するため、２つの平行で細長の切り抜き区域９として造られ、前記エッジのタブ１３の最も外側部分または端部が可とう性フォイル１のエッジの一部をなしている場合である。
タブつまり舌状部１１，１３は、事実上長方形形状を有し、この長方形の長手側は、タブ内に配置された光ファイバと平行であり、該タブは、何らかのデバイスに接続される。短い側の最も外側は、タブの端部または最も外側であり、そこでは、光ファイバ終端が、エッジと直角方向に位置している。短い側の内側で、タブは可とう性フォイル１に接続されている。切り抜き７，９は、好ましくは、いくらかの可とう性フォイル材料を、狭幅のＵ字形または直線状のストリップとして除去することで形成される。タブ１１，１３は、可とう性フォイル１の平面から曲げることができる。ただし、可とう性フォイルのプラスチックシートがフレキシブルで、積層が適宜に造られ、タブが十分な長さを有し、それにより光ファイバが損傷することがなく、かつ内部に望ましくない減衰を生じさせることがないことを条件とする。タブの端部には、なんらかの従来式の光コネクタ部材１５が取付けられ、タブ端部の光ファイバ終端用の適当な光学インタフェース、例えばMT-コネクタが形成される。したがって、回路板５に取付けられた電気光学モジュール１７は、内部のタブ１１の光ファイバに接続できる。エッジのタブ１３は、バックプレーンに接続される回路板５のエッジのところで回路板に取付けられた光学的バックプレーンコネクタ１９に接続できる。このバックプレーンコネクタ１９が、回路板５のエッジからいくらかの間隔をおいて配置されている場合、図１の可とう性フォイルの右のコーナ近くに示したような、可とう性フォイル１のエッジに残る狭いストリップ２０を有する切り抜き７’を使用することもできる。このような接続部を造るために、タブ１１，１３はＳ字形に曲げられ、Ｓの端部が互いに僅かの間隔をおいた平行な平面内に位置せしめられる。
図２の斜視図では、可とう性フォイル１’が、電気バックプレーン２１の直ぐ背方に配置され、可とう性フォイルが光学式の補助バックプレーンとして働いている。プリント回路板５は、バックプレーン２１の前面から直角に延在し、従来式の協働電気エッジ接点２３とバックプレーン・コネクタストリップ２５とを介してバックプレーンに接続されている。図３は、図２に示したのと同じ構成部材の断面図だが、この場合も、光学的な可とう性フォイル１は、図１に示したのと同じ形式で回路板５の表面に配置され、回路板は、電気式および光学式構成部材２４と符号１７で示した電気光学デバイスとを保持している。プリント回路板５は、後部エッジに、図１の光コネクタ１９と比較される光コネクタ２７を有している。コネクタストリップ２５のところに、またはプリント回路板５上の光コネクタ２７に対応する箇所に、それもストリップ２５の長手方向垂直軸線近くの、該軸線と平行な複数ラインに沿った複数位置に、長方形貫通穴２９が電気バックプレーン２１に設けられ、それにより可とう性フォイル１のタブ１１が、該貫通穴を介して突出し、バックプレーン２１の前側に取付けられた光コネクタ３０に接続可能になる。タブは曲げられ、タブの端部が、可とう性フォイル１の主ボディおよびバックプレーン２１に対し直角に位置するようにされ、光コネクタ３０の後端内へ挿入される。電気バックプレーン上の光コネクタ３０は、回路板５がバックプレーンに取付けられた場合に、対応する光コネクタ２７が適合するように配置されている。
可とう性フォイルは、既述のように、長方形の可とう性フォイル基本形状を越えて延びることがないコネクタタブを有しているので、タブを損傷する危険なしに容易に取扱うことができる。したがって、可とう性フォイルは、図４に示したように、符号３３で示した位置決め装置のＸ-Ｙ方向-並進テーブル３１内に周部により取付けられて研磨されることができる。タブごとに反復位置決めされるので、そのつどタブ１１は、位置決め装置３３の定置アーム３７に取付けられたコネクタホールダ３５の直下に位置させられる。コネクタホールダ３５は、タブの端部区域が予め定められた傾斜角度に、例えば可とう性フォイル１およびテーブル３１に対して直角に、つまり図示のように下向きに位置するように、タブを曲げる手段を備えている。回転研磨ホイール４１を有する定置研磨装置３９は、Ｘ-Ｙ方向-並進テーブル３１の下に配置され、タブ１１がコネクタホールダ３５によって曲げられると、タブ１１の端エッジのところの光ファイバ終端を研磨する。研磨ホイールの回転軸は、可とう性フォイルの主ボディおよびテーブル３１に対し直角にすることができるが、それらに対し傾斜角度で、例えば約４５°で位置せしめることも、同じように可能である。コネクタホールダ３５は、タブ１１の端部区域が研磨ホイールの回転軸に対し平行となるように、または該回転軸に対し予め定められた何らかの小さい角度をなすように、研磨されるべきタブ１１を常時、曲げる機能を有している。
以上、本発明の特定の実施例を図示し、かつ説明したが、当業者にとっては、付加的に多くの利点、変更様態、変化形を容易に考え得るだろう。したがって、本発明は、より広い観点からは、以上に図示し説明した特定の細部、見本デバイス、図解例に限定されるものではない。したがって、請求の範囲およびそれに相当する内容によって定められた発明性のある構想全体の精神または範囲から逸脱することなしに、種々の変更様態が可能である。したがって、添付請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲に含まれる一切の変更様態および変化形を含むものと理解されたい。

Claims (7)

1. 光学的な可とう性フォイル（１，１’）の光導波路（３）用の接続手段を製作する方法において、次の段階、すなわち、
   前記光導波路（３）からの光、または光導波路（３）への光を伝搬するための外部デバイス（１７，２７）への光学接続は第１終端部分でなされ、前記光学的な可とう性フォイルの端部から離れた位置に設けられたその第１終端部分で回路が終端する前記光導波路を提供するために前記光学的な可とう性フォイル（１，１’）の光導波路（３）を製作する段階と、
   その第１終端部分を支持する前記可とう性フォイル区域を残して、その可とう性フォイル（１，１’）内にＵ字形を有し、前記第１終端部分の三方にその第１終端部分を取囲む切り抜き（７，７’）を設けて、コネクタタブ（１１）を形成する段階とを有し、コネクタタブ（１１）を形成する前記段階において、そのコネクタタブ（１１）が、前記第１終端部分および接続手段を形成する該第１終端部分を支持する可とう性フォイルが、横方向に、すなわち前記光学的な可とう性フォイル（１，１’）周りを直接切抜いた領域の面から、曲げられるか、若しくは、たわませられることを特徴とする、
   光導波路（３）用の接続手段を製作する方法。
2. 前記可とう性フォイル（１，１’）の主ボディの平面に対し、予め定められた角度に前記コネクタタブ（１１）の端部を位置させるために、前記コネクタタブ（１１）を曲げる段階と、
   その曲げられたコネクタタブ（１１）の前記端部のところに位置する、前記光導波路（３）の終端端面を研磨する段階と、
   その曲げられたコネクタタブ（１１）を緩めて、光学的な可とう性フォイル（１，１’）の主ボディ平面内の元の位置へもどす段階とを有することを特徴とする、
   請求項１に記載された方法。
3. 前記コネクタタブ（１１）を曲げる段階において、そのコネクタタブ（１１）は、前記可とう性フォイル（１，１’）の前記主ボディの面に対し、当該コネクタタブ（１１）の前記端部を直角に位置させるように曲げられることを特徴とする、請求項２に記載された方法。
4. 光コネクタ（１７）が、研磨段階の前に、前記コネクタタブ（１１）の前記端部に取り付けられることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載された方法。
5. 光導波路（３）の第１終端部分に接続手段を有する光学的な可とう性フォイル（１，１’）であって、その光導波路（３）の第１終端部分は該光学的な可とう性フォイル（１，１’）の面の内部位置に配置され前記光学的な可とう性フォイル（１，１’）のエッジから間隔をおいて設けられており、前記第１終端部分のところで、前記可とう性フォイル（１，１’）の前記光導波路（３）からの、または、光導波路（３）への光を伝搬するため外部デバイス（１７，２７）に光学接続される光学的な可とう性フォイル（１，１’）において、
   前記第１終端部分の三方に、前記光導波路（３）の前記第１終端部分まわりにＵ字形を有する切り抜き（７，７’）と、その第１終端部分を支持するために残された前記可とう性フォイル領域で、その領域はコネクタタブ（１１）を形成し、そのコネクタタブ（１１）は、前記第１終端部分および接続手段を形成する該第１終端部分を支持する可とう性フォイルが、横方向に、すなわち前記光学的な可とう性フォイル（１，１’）周りを直接切抜いた領域の面から、曲げられるか、若しくは、たわませられていることを特徴とする、
   光学的な可とう性フォイル。
6. バックプレーン集成体に接続される回路板用の電気コネクタを第１表面に有する電気バックプレーン（２１）を含み、かつ更に、請求項５に記載された光学的な可とう性フォイル（１，１’）を含む、
   バックプレーン集成体。
7. 光学的な可とう性フォイル（１，１’）が、電気バックプレーン（２１）の第２表面に、該第２表面と平行に配置され、該第２表面が第１表面と対向しており、この電気バックプレーンが、可とう性フォイル（１，１’）のコネクタタブ（１１、１３）が通過可能な貫通穴（２９）を有していることを特徴とする、請求項６に記載のバックプレーン集成体。

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