JP4652204B2 - 光バックプレーン及び光伝送方法 - Google Patents

Description

本発明はルータ、サーバ等の情報処理装置としての情報機器内部に複数実装される回路基板（ボード）同士の信号接続を光信号によって行う、光バックプレーンおよび光伝送方法に関する。

近年、広帯域なネットワークの拡充によりネットワークを流通する情報量が増大し、ルータ、サーバ等の情報機器内部の情報処理容量の向上が求められている。しかしながら装置内部に用いられている電気基板の伝送速度限界が、装置容量向上の障壁となっている。この障壁を打開し、情報機器内部の情報処理容量をさらに向上するためには、機器内部に収容されているボード間を光信号によって相互接続することが有効である。

情報機器内部の光相互接続は、一般的に光ファイバ等の光伝送路を敷線した光バックプレーンに信号入出力ボードやスイッチボード等複数のボードを直角に挿入接続することによって達成される。ボード上の電気信号は光電変換モジュールによって光信号に変換されて光バックプレーンに送られ、光バックプレーンを伝搬した光信号は電気信号に戻されて他のボードに伝送される。

光バックプレーンの優位性を活かすための要件としては、ボードの実装間隔を狭くすることにより高密度化し、装置１台あたりの情報処理容量を高くすることが求められる。

光バックプレーンの従来の構造としては、図１５に示すような構造が知られている。図１５は、非特許文献１に掲載された写真に基づいて模式的に描いたものである。

光バックプレーン１上に複数の光ファイバ２を並べて敷線したものをシート状にして貼り付け（前記文献ではOptical Fiber Boardと注記された部分）、複数並べた光ファイバ２の端末部分を、光ファイバが光バックプレーン１に対して直角になるように曲げてコネクタ３（前記文献ではRight-angle Connectorと注記された部分）を取り付け、ボード４の端部に設けた光コネクタ５と光学的に接続する。この構造では、光ファイバアレイの端末部分のファイバの配列方向はボード４の面と平行である。

なお本発明に関連する技術は、特許文献１及び特許文献２に、光バックプレーンに取付られた光コネクタに複数配列して収容された光ファイバの配列方向が回路基板と直角であることの記載がある。
超先端電子技術開発機構，「超高密度電子SI技術の研究開発 エネルギー使用合理化技術開発」平成12年度研究成果報告書，p.377，(2000) 特表２００３−５１５７８５号（図２〜図４、図９〜図１２、段落番号（００２２）〜（００２３）、（００２７）） 特表２００４−５０７７８５号（図２〜図３、図９〜図１０）

以上述べたような、光ファイバアレイの端末のファイバの配列方向がボードの面と平行である構造の場合、図１５に示したように光バックプレーン上でファイバがコネクタ部分を迂回するように敷線設計される。これは、コネクタ付けを行う部分に重ねてファイバを敷線するとコネクタ付けが困難になるためである。その結果、光バックプレーンからファイバ端末の垂直立ち上げ部９とコネクタ部分の迂回部８とで２回のファイバ曲げが必要となる。ここで問題となるのは光ファイバの曲げ半径には下限があることであり、例えば通常のマルチモードファイバの場合、前記文献によれば２回のファイバ曲げのために、隣接するコネクタ同士の間隔を ある程度の長さ、例えば４５ｍｍ以上とする必要があり、それ以下にボード実装間隔を詰めることができない。以上の理由により従来の光バックプレーンの構造では、ファイバ敷線におけるコネクタ部分迂回の必要性と、ファイバ曲げ半径の下限により光バックプレーンのボード実装密度を高くできないというという課題があった。

本発明の目的は、光バックプレーンによって基板間を相互接続する形態の情報処理装置において、以上述べた課題を解決し、処理容量性能を向上することにある。

本発明の光バックプレーンは、一主面に、複数の回路基板が略直角に取り付けられる光バックプレーンであって、
異なる前記回路基板に対応して前記光バックプレーンの前記一主面に取付けられた異なる前記光コネクタ間を接続する複数の光ファイバが前記光バックプレーンの前記一主面上に敷線され、
前記光コネクタは、前記回路基板から前記回路基板の主面と非平行に並行に送られる光信号を受け又は前記回路基板へ前記回路基板の主面と非平行に並行に光を送り、
前記光コネクタは、前記複数の光ファイバの端部を配列して収容し、
前記光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向は前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする。

本発明の光バックプレーンは、一主面に、複数の回路基板が略直角に取り付けられる光バックプレーンであって、
異なる前記回路基板に対応して前記光バックプレーンの前記一主面に取付けられた第１の光コネクタと、第２の光コネクタとの間を接続する複数の光ファイバが、前記光バックプレーンの前記一主面上に敷線され、
前記第１の光コネクタは、前記回路基板から前記回路基板の主面と略平行に並行に送られる光信号を受け又は前記回路基板へ前記回路基板の主面と略平行に並行に光を送り、
前記第１光コネクタは前記回路基板の前記主面と略平行な方向に複数配列され、
前記第１及び第２の光コネクタは、前記複数の光ファイバの両端部をそれぞれ配列して収容し、
前記第１光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向は前記回路基板の前記主面と略平行であり、前記第２光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向は前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする。

本発明の光伝送方法は、複数の回路基板が光バックプレーンの一主面に略直角に取付けられ、異なる前記回路基板に対応して前記光バックプレーンの前記一主面に取付けられた異なる光コネクタ間を接続する複数の光ファイバが前記光バックプレーンの前記一主面上に敷線され、前記光コネクタが前記複数の光ファイバの端部を配列して収容し、前記光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向が前記回路基板の主面と非平行であり、
前記回路基板から該回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を出力し、前記回路基板に対して略直角に配された前記光バックプレーンに設けられた前記光コネクタで、前記光信号を受けることを特徴とする。

また本発明の光伝送方法は、複数の回路基板が光バックプレーンの一主面に略直角に取付けられ、異なる前記回路基板に対応して前記光バックプレーンの前記一主面に取付けられた異なる光コネクタ間を接続する複数の光ファイバが前記光バックプレーンの前記一主面上に敷線され、前記光コネクタが前記複数の光ファイバの端部を配列して収容し、前記光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向が前記回路基板の主面と非平行であり、
前記回路基板に対して略直角に配された前記光バックプレーンに設けられた前記光コネクタから、前記回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を出力し、前記回路基板は前記光信号を受けることを特徴とする。

なお本願で用いる略直角又は略平行とは直角、平行であることの他、実質的に直角、平行とされる程度に角度がずれている場合を含む意味である。そして、非平行とは略平行でないことをいう。

［作用］
本発明は、回路基板へ複数の光信号を並行に受ける場合、又は回路基板から複数の光信号を並行に出力する場合、回路基板の主面に対して非平行（回路基板の主面に対して、４５度〜１３５度が好ましく、最も好ましくは９０度）に光信号を受ける又は出力することで、光信号を回路基板の主面に対して平行に光信号を受ける又は出力した場合に比べて、光コネクタの幅を小さくし、回路基板の実装密度をより高くするものである。

また、回路基板からの光信号を受ける、又は回路基板へ光信号を出力する光バックプレーンの光コネクタの光ファイバの配列方向を回路基板の主面に対して非平行（回路基板の主面に対して、４５度〜１３５度が好ましく、最も好ましくは略９０度）とすることで、光ファイバの曲げを小さくし又は曲げの回数を減らして、光コネクタ間のピッチを小さくして光バックプレーンの実装密度も向上させることができる。特に、光バックプレーン側の光ファイバアレイコネクタを、ファイバの配列方向がボードの面に対して略直角（９０度）となるように設置することで、従来のボードとファイバアレイの配列方向が平行な場合に必要であったコネクタ迂回部分が不要となり、コネクタピッチを狭くすることができる。これによりバックプレーンの実装密度を高めることができる。

本発明によれば、回路基板の光バックプレーンへの実装密度を高くすることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明による情報処理装置における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。図４は情報処理装置の全体構成を示す斜視図である。

図４に示すように、本実施形態の情報処理装置は、筐体３１内に複数の回路基板４が収容され、この複数の回路基板４は略直角に光バックプレーン１に配置される。回路基板４には、回路基板側の光コネクタ５と光電変換モジュール６が設けられ、光バックプレーン１には光バックプレーン側の光コネクタ３が設けられている。光コネクタ３と光コネクタ５とは光学的に接続される。情報処理装置としては、例えば、ルータ、サーバ等がある。

図１に示すように、光バックプレーン１上に複数の光ファイバ２を並べて敷線したものをシート状にして貼り付け、平行に並べた光ファイバ２の端末部分を、光ファイバ端からの光線入出射方向が光バックプレーン１の主面に対して略直角になるように曲げて、光コネクタ３を取り付ける。光コネクタ３は複数の光ファイバ２の端部を配列して収容することになる。これにより、あるボード（回路基板となる）と別のボードに対応する光コネクタ同士が光ファイバ２によって光配線される。このとき、光バックプレーン１側の光コネクタ３の光ファイバ配列方向は回路基板となるボード４の主面に対して略直角となるように光コネクタ３を設置する。

一方、ボード４の端部には複数の光ファイバを並べて収容した光コネクタ５を設置し、このときボード側の光コネクタ５の光ファイバ配列方向はボード４の主面に対して略直角となるように光コネクタ５を設置する。ボード側光コネクタ５と光電変換モジュール６とは光ファイバアレイ７によって接続される。光バックプレーン１にはガイド１ａが取り付られ、ガイド１ａに対してボード４を挿入すると同時に、光バックプレーン側の光コネクタ３とボード側の光コネクタ５とが光学的に接続される。なお、ここではガイド１ａは一対のみ図１に図示されているが、光バックプレーン１に挿入するボードの枚数に対応したガイド１ａが光バックプレーンに取付られる。図１に示した光バックプレーン１には、５枚のボードが取付けられる。図中左側のボードに４つの光コネクタ５が取付られて、ボードの主面に対して略平行に配列された（図中上下方向に配列された）、光バックプレーン１上の４つの光コネクタ３に、４つの光コネクタ５が接続される。残りのボードにそれぞれ光コネクタ５が１づつ取付られ、光バックプレーン１上の残りの４つの光コネクタ３にそれぞれ光コネクタ５が接続される。

本実施形態においては、光バックプレーン１側の光コネクタ３及びボード４側の光コネクタ５の光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して略直角となるようにしている。しかし、略直角に限定されず、光コネクタ３及び光コネクタ５の光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して非平行となるようにされていればよく、好ましくは光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して４５度〜１３５度、最も好ましくは略９０度（略直角）であるとよい。光コネクタ５の光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して非平行であれば、図１５と図１との対比から明らかなように、従来の光コネクタ５の幅をｔ１としたとき、光コネクタ５の幅はｔ２（ｔ２＜ｔ１）となるのでより、光コネクタ間ピッチを狭くして（ピッチＰ３＜Ｐ１）、ボード４のコネクタ実装密度を上げることができる。

また、光バックプレーン１においても光コネクタ３のボード４と略平行な方向のピッチを狭くすることができる（ピッチＰ４＜Ｐ２）。さらに、図１５では光コネクタ３はボード４の主面に対して略平行な状態なので、光コネクタ３間の光ファイバは２回曲げなければならないが、ボード４の主面に対して直角となるように傾けていけば、光コネクタ３間の光ファイバのコネクタ部分の迂回部８の曲げを少なくすることができ、光ファイバの曲げに必要な距離を小さくすることができるので（４５度〜１３５度とすれば光ファイバの迂回部８の曲げに必要な光コネクタ３間の距離がほとんどなくなり、略９０度ではコネクタ部分の迂回部８の曲げそのものをなくすことができる）、光コネクタ３のボード４の主面と直角な方向のピッチをも狭くすることができる（ピッチｌ２＜ｌ１）。

本実施形態においては、光電変換モジュール６の光ファイバ配列方向もボード４の主面に対して略直角となるように配置している。こうすることで、光電変換モジュール６の幅を小さくでき、ボード４の実装密度をさらに上げることができるので構成上望ましい。なお、光電変換モジュール６の光ファイバ配列方向のボード４の主面に対する角度が、光コネクタ５の光ファイバ配列方向のボード４の主面に対する角度と異なると光ファイバアレイ７のねじれが生ずるので、同じ角度（光ファイバ配列方向が同一方向）であることが望ましいが、必ずしも角度が同じでなくてもよい。例えば、光ファイバアレイ７のねじれの許容範囲で両者の角度を変えてもよく、光電変換モジュール６と光コネクタ５との間の距離が取れ、光ファイバアレイ７のねじれや曲げが許容される場合には両者の角度を任意に変えてもよい。

例えば、光コネクタ５の光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して略直角であっても、光電変換モジュール６と光コネクタ５との間の距離を取れ、光ファイバアレイ７のねじれや曲げが許容される場合には光電変換モジュール６の光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して平行であってもよい。また後述する第４の実施形態の図１６に示すように、光コネクタ５の光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して略平行である場合には、光電変換モジュール６と光コネクタ５との間の距離を取れ、光ファイバアレイ７のねじれや曲げが許容される場合には光電変換モジュール６の光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して、非平行（略直角である場合も含む）であってもよい。

ボード４の実装密度を上げるには、光電変換モジュール６の光ファイバ配列方向をボード４の主面に対して略直角となるように配置しなくても、光電変換モジュール６の光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して非平行となるようにされていればよく、好ましくは光ファイバ配列方向がボード４の主面に対して４５度〜１３５度、最も好ましくは略９０度（略直角）であるとよい。非平行であれば、図１５と図１との対比から明らかなように、従来の光電変換モジュール６の幅をｔ３としたとき、光電変換モジュール６の幅はｔ４（ｔ４＜ｔ３）となるので、その幅を小さくでき、ボード４の実装密度を上げることができる。

光電変換モジュール６の光ファイバ配列方向はボード４の主面に対して略直角となるように配置されているが、このような光電変換モジュールはボード４への取付面に対して光電変換チップを略直角になるように配置して光電変換モジュール内に収容することで作成することができる。光電変換チップは発光素子又は／及び受光素子を備えたチップである。

このように光コネクタの幅ｔ２、ピッチＰ３，Ｐ４、及びピッチｌ２を小さくすることができるので、図２に示すように、ボード４における光コネクタ５の実装密度、及び光バックプレーン１における光コネクタ３の実装密度を高くして、搭載できる光コネクタ５、光コネクタ３の数を増すことができる。
また、本実施形態において、光コネクタの光ファイバー配列は一列として示したが、二列以上としてもよい。

本実施形態に係わる光伝送方法について、図１、図３を用いて説明する。図３は光伝送方法のフローを示す図である。

光バックプレーン１に二つの回路基板（ボード）４，４′が取り付られ、一方の回路基板４上に設けられた光電変換モジュール６により電気信号が光信号に光電変換され（ステップＳ１１）、回路基板４に対して非平行に光信号が並行に出力され、回路基板４上の光コネクタ５、光バックプレーン１上の光コネクタ３を介して光バックプレーン１に送られる（ステップＳ１２、Ｓ１３）。この光コネクタ３は光バックプレーン１上の他の光コネクタ３′に複数の光ファイバ２を介して接続され、光信号が他のコネクタ３′に送られる（ステップＳ１４）。光バックプレーン１上の他のコネクタ３′、他の回路基板４′上に設けられた光コネクタ５′を介して、他の回路基板４′に対して非平行に光信号が並行に送られ（ステップＳ１５）、他の回路基板４′の光電変換モジュール６′で光信号が電気信号に光電変換される（ステップＳ１６）。
［第２の実施形態］
図５は本発明による光バックプレーンを用いた情報処理装置における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。図５において、図１の構成部材と同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。回路基板となるボード４の端部には光コネクタ３と接続可能な光インタフェース１１を備えた光電変換モジュール６を塔載し、光電変換モジュール６の光インタフェース１１の光入出射ポートの配列方向はボード４の主面と略直角とする。光バックプレーン１のガイド１ａ（図５においてガイド１ａは不図示）にボード４を挿入すると同時に、光バックプレーン側光コネクタ３とボード４側に搭載した光電変換モジュール６の光インタフェース１１とが光学的に接続される。光電変換モジュール６が光インタフェース１１を備える点以外の構造は第１の実施形態と同様である。

本実施形態では第１の実施形態の効果に加えて、ボード上で光コネクタと光電変換モジュールとを接続する光ファイバがないので、ボード上の実装密度をより高くすることができる。
［第３の実施形態］
図６（ａ）〜（ｃ）は本発明による光バックプレーンを用いた情報処理装置における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す図である。図６（ａ）はボード上面より見た本構成の断面分解図、図６（ｂ）は光バックプレーン表面から見た図、図６（ｃ）はボードを光バックプレーンに挿入した状態を、ボード上面から見た断面図である。本実施形態の情報処理装置の全体構成は、回路基板に光電変換モジュールが搭載されておらず、電気コネクタが回路基板に配置され、光電変換モジュールが光バックプレーン側の電気コネクタ内に設けられ、その光電変換モジュールが直接光バックプレーン側の光コネクタと接続されている点が第１の実施形態と異なる。情報処理装置における、回路基板、光バックプレーン、筐体の配置関係は図４に示した構成と同じである。直接光バックプレーン側の光コネクタの光ファイバ２の敷線は図１の配置と同様である。

図７はボード側の電気コネクタ、光バックプレーン側の電気コネクタ、光電変換モジュールの分解斜視図、図８は光コネクタと光バックプレーンの分解斜視図である。

複数の光ファイバ２を並べて敷線した光バックプレーン１に光バックプレーンコネクタとなる電気コネクタ１６を設ける。ここでは図示していないが、図１と同様に、光バックプレーンにはガイド１ａが設けられ、光バックプレーン１の主面に対して略直角方向にボード４を挿抜可能とする。電気コネクタ１６内部には、光電変換モジュール６を収容する。光バックプレーン側の電気コネクタ１６は外側電気接点１４と、内側電気接点１５を備える。外側電気接点１４はボード４に設けた電気コネクタ１２の電気接点１３と電気的に接続するためのものであり、内側電気接点１５は光電変換モジュール６の電気接点２１と電気的に接続するためのものである。光電変換モジュール６の入出射光は光バックプレーン１に対して略直角となるようにする。電気コネクタ１６には、光電変換モジュール６が嵌合可能なように光電変換モジュール６の形状に合った凹部が形成され、光電変換モジュール６が収容可能となっている。そして凹部内（ここでは凹部の底部）に内側電気接点１５が設けられ、凹部に光電変換モジュール６を挿入することで、電気コネクタ１６の内側電気接点１５と光電変換モジュール６の電気接点２１とが電気的接続される。

図７に示すように、光バックプレーンコネクタとなる電気コネクタ１６の光バックプレーン取付部１６Ａの一部には二箇所切り込みが設けられおり、電気コネクタ１６に嵌入された光電変換モジュール６の光透過性基板２２がこの切り込み部分に露出するので、この光透過性基板２２を掴んで電気コネクタ１６から光電変換モジュール６を取り出すことができ、光電変換モジュール６を取り出しやすいようになっている。光電変換モジュール６の入出射光は光バックプレーン１に対して略直角となるようにする。入出射光を光バックプレーン１に対して略直角とすることで、光電変換モジュール６を光コネクタ３に嵌合させる際の押し込み量ばらつきが光軸ずれに与える影響を小さくすることができる。

光電変換モジュール６と回路基板側のコネクタ１３との間は電気接点２１、１５、１４および１３により高速電気配線接続される。

光電変換モジュール６の光透過性基板２２には光コネクタ３に設けられたガイドピン１０と嵌合するための嵌合穴１８を設ける。光電変換モジュール６の電気接点２１と電気コネクタ１６の内側電気接点１５との接触および導通は、内側電気接点１５の弾性力によって保持される。この構造により光電変換モジュール６が故障した場合でも電気コネクタ１６を取り外して光電変換モジュール６を容易に交換できるため、保守性が良好である。
光電変換モジュール６を交換するには、回路基板４を電気コネクタ１６より抜去し、電気コネクタ１６を光バックプレーン１より取り外す。次に内部に収容されている光電変換モジュール６を取り出し、新たな光電変換モジュールを収容する。ここでは、光バックプレーンコネクタとなる電気コネクタ１６は光バックプレーン１にねじ止めされており、このねじを外すことで電気コネクタ１６を光バックプレーン１から取り外す。

光バックプレーン１上の光ファイバ２の端部には光路変換手段となる４５度ミラー２３、ガイドピン１０を備えた光コネクタ３を取り付ける。光コネクタ３のガイドピン１０と光電変換モジュール６側の嵌合穴１８とを嵌合させることにより位置決めを達成する。光電変換モジュール６内の光素子（受光素子、発光素子、又は受光素子と発光素子）１７と光ファイバ２とは光コネクタ３内の４５度ミラー２３を介して光学的に結合する。光素子１７は光コネクタ３からの光を受光して電気信号に変換し、又は／及びボード４からの電気信号を光信号に変換する。４５度ミラーを介して結合することで、ファイバ直角立ち上げにおいてもファイバ曲げが不要となり、光ファイバ曲げによる光路変換で問題となる曲げ半径の限界に関係なく、コネクタ同士の間隔を詰めて、狭ピッチでの光コネクタ配置が可能となる。光素子１７は半導体基板に設けられ、この半導体基板は光透過性基板２２上に設けられ、光透過性基板２２上は光素子１７を覆うように、凸形状をなすモジュール本体が設けられている。モジュール本体上に電気接点２１が設けられている。

光コネクタ３と光バックプレーン１の間にはバネ１９が入っており、光電変換モジュール６と光コネクタ３との物理的な接触がバネ１９の弾性力によって保持される。これにより光電変換モジュールと光伝送路との間に余計な隙間が生じて結合効率が不安定になることを防げる。
光コネクタ３と光バックプレーン１の間には弾性体が挿入されていればよく、バネの他にスプリング、ゴムシート、板バネ、ウレタン等を用いることができる。

本実施形態に係わる光伝送方法について図９を用いて説明する。
光バックプレーン１に二つの回路基板４，４′が取り付られ、一方の回路基板４上に設けられた回路により信号処理された電気信号が、回路基板４上の電気コネクタ１２から出力され（ステップＳ２１）、光バックプレーン１に取り付られた電気コネクタ１６内の光電変換モジュール６に入力されて光信号に光電変換される（ステップＳ２２）。光信号は回路基板４に対して非平行に光コネクタ３に並行に出力され、光ファイバを介して他の光コネクタ３′を介して他の電気コネクタ１６′内の光電変換モジュール６′に送られ、光信号が電気信号に光電変換される（ステップＳ２３）。光電変換された電気信号は、光バックプレーン１の他の電気コネクタ１６′と接続される、他の回路基板４′の電気コネクタ１２′に送られ、他の回路基板４′で信号処理される（ステップＳ２４）。

以上説明した構成では、光電変換モジュールに一つの光素子を収納する場合について説明したが、本実施形態において、図１０に示すように光電変換モジュールに二つの光素子を収納してもよい。

光電変換モジュール６には二つの光素子１７を収容し、光コネクタ３に二つの４５度ミラーを設けてそれぞれ異なる方向へ伸びる光ファイバ２に結合するようにする。光電変換モジュール６側の嵌合穴１８は光素子１７間に設けられ、この嵌合穴１８に光コネクタ３のガイドピン１０が挿入される。このような実施形態により、例えばラックの中央付近に実装した回路基板となるスイッチ基板と左右双方に実装された回路基板となる信号入出力基板とを接続する場合などに、光バックプレーン上での光ファイバの引き回しを単純にでき、効率よく光相互接続することができる。図１０では、説明をわかりやすくするために、光素子が二つで光ファイバ２が二本の場合を例として説明したが、光素子や光ファイバの数は３つ以上であっても構わない。

また本実施形態において、光バックプレーンにフタを設け、光電変換モジュールを光バックプレーン側から引き出せるようにしてもよい。

図１１（ａ）はボード上面より見た本構成の断面分解図、図１１（ｂ）はボードを光バックプレーンに挿入した状態の、ボード上面から見た断面図である。また図１２は光コネクタとフタの取付方法を示す図である。図１１（ａ）、（ｂ）及び図１２において、図６及び図７と同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。

光バックプレーンに貫通穴を設け、この貫通穴を塞ぐフタ２０を設ける。フタ２０を開け、光コネクタ３のガイドピン１０を光電変換モジュール６の嵌合穴１８から抜いて光バックプレーン１の後ろに引き出すことにより光電変換モジュール６を光バックプレーン後ろに取り出すことができる。この構造により光電変換モジュールが故障した場合などにボード４を抜かずに装置を駆動したまま容易に取り外し交換ができるため、さらに保守性が良好である。フタ２０は光バックプレーンに取付られた扉でもよい。

また、本実施形態において、光バックプレーンコネクタとなる電気コネクタは２つ以上の構成部に分割可能な構成としてもよい。このような構成においても、光電変換モジュールを内部に収容することができる。

図１３に電気コネクタの断面図、図１４にその斜視図を示す。図１３及び図１４に示すように、電気コネクタ１６を２つの構成部１６−１と１６−２とに分割可能とし、構成部１６−２に光電変換モジュールを挿入した後に構成部１６−２を構成部１６−１に嵌入して、構成部１６−１の電気接点と光電変換モジュールの電気接点とを接続する、又は構成部１６−１に光電変換モジュールを挿入した後に構成部１６−２を構成部１６−１内に嵌入する。この場合、構成部１６−１に端部に凸部を有する爪部（ここでは２箇所爪部を設けている）１６−１Ａを設け、構成部１６−２にそれを受ける凹部１６−２Ａを設けることで、両者を固定接続することができる。構成部１６−２に爪部を設け、構成部１６−１にそれを受ける凹部を設けることで、両者を固定接続することもできる。また、構成部１６−２を構成部１６−１に嵌入するのではなく、構成部１６−１を構成部１６−２内に嵌入する構成としてもよい。

このように、電気コネクタを２つの構成部１６−１と１６−２とに分割すれば、構成部１６−２を光バックプレーンに固定した状態でも、構成部１６−１を取り外して光電モジュールの交換が可能となる。

以上説明した本実施形態の各構成では光電変換モジュール全体が光バックプレーンコネクタに収容される場合について説明したが、光電変換モジュールの一部（例えば透明基板２２の部分）が電気コネクタに収容されず、光バックプレーン側に入り込むようにしてもよい。

また本実施形態において、電気コネクタ１６の凹部に嵌入される光電変換モジュールの凸部の形状は、光電変換モジュールの一部の凸部が凹部の一部に嵌るようにされるように構成されていてもよい。例えば、図６に示す光電変換モジュールの透明基板２２を含む部分は、電気コネクタ１６の第１の凹部１６Ａに嵌るように形成され第１の凹部１６Ａに嵌合するが、電気接点２１を有する部分は電気コネクタ１６の第２の凹部１６Ｂ（第１の凹部の奥の凹部で、第１の凹部よりも小さい）よりも小さく形成され、第２の凹部１６Ｂに嵌らないように形成されてもよい。

また本実施形態において、光コネクタ３は光電変換モジュール６に接するように配置されなくてもよく、光電変換モジュール６を電気コネクタ１６に挿入した後に、開口部を有するフタ又は電気コネクタ１６に取り付られた扉で蓋をし、このフタや扉上に光コネクタ３を取り付けてもよい。

さらに、本実施形態において、電気コネクタの内部に光電変換モジュールを収容可能であればよいので、必ずしも光電変換モジュールは電気コネクタ１６の凹部に嵌合しなくともよい。例えば、電気接点１５と電気接点２１との接続で十分に接続の信頼性が保てれば、光電変換モジュールは電気コネクタ１６の凹部に嵌入されるような凸形状を有する必要はなく、電気コネクタ１６の凹部の内壁に光電変換モジュールが接していなくてもよい。
また、図７、図８、図１２においては、ガイドピン１０もしくは嵌合穴１８と、光入出射部２４とが一直線上に配置されていないが、これらは一直線上に配置されていても良い。
また、以上の説明では、電気接点１５が電気接点２１を挟み込む構造として説明をしてきたが、逆に、電気接点２１が電気接点１５を挟み込む構造としてもよい。

［第４の実施形態］
図１６は本発明による光バックプレーンを用いた情報処理装置における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。図１６において、図１及び図１５の構成部材と同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態は、ボード４の主面と略平行な方向に配列した複数の光コネクタ３−１の光ファイバ配列方向は図１５の光コネクタ３と同様にボード４の主面に対して略平行であるが、ボード４の主面と略直角な方向に配列した複数の光コネクタ３−２の光ファイバ配列方向は図１の光コネクタ３と同様にボード４の主面に対して非平行（ここでは略直角となっている）としている。図１６に示した光バックプレーン１には、５枚のボードが取付けられる。図中左側のボードに４つの光コネクタ５が取付られて、ボードの主面に対して略平行に配列された（図中上下方向に配列された）、光バックプレーン１上の４つの光コネクタ３−１に４つの光コネクタ５が接続される。残りのボードにそれぞれ光コネクタ５が１づつ取付られ、光バックプレーン１上の残りの４つの光コネクタ３−２にそれぞれ光コネクタ５が接続される。

なお、ここでは、図中左側のボードに取付られる光コネクタ５の光ファイバ配列方向はボード４の主面に対して略平行となるが、残りのボードに取付られる光コネクタ５の光ファイバ配列方向はボード４の主面に対して非平行（ここでは略直角となっている）となる。

本実施形態では第１の実施形態と同様に、ボード４の主面と略直角な方向に配列した複数の光コネクタ３−２の光ファイバ配列方向は図１と同様にボード４の主面に対して非平行とすることで、図１５に示すような光コネクタ３間の光ファイバのコネクタ部分の迂回部８の曲げを少なくすることができ、光ファイバの曲げに必要な距離を小さくすることができるので（４５度〜１３５度とすれば光ファイバの迂回部８の曲げに必要な光コネクタ３間の距離がほとんどなくなり、略９０度（略直角）ではコネクタ部分の迂回部８の曲げそのものをなくすことができる）、光コネクタ３のボード４の主面と略直角な方向のピッチをも狭くすることができる（ピッチｌ２＜ｌ１）。

なお、図１６では光コネクタ３−２はボード４の主面に対して略直角方向に一列に配置されているが、光コネクタ３−２の配置は特に限定されず、任意に配置してもよい。すなわち、ボード４の主面に対して直角でない一定角度傾くように列状に複数の光コネクタ３−２を配置してもよく、また列状に複数の光コネクタ３−２を配置しなくてもよい。例えば光バックプレーン１の図中右端の光コネクタ３−２のみを光ファイバ２の長さを短くするために図中右下の位置に配置してもよい。これは本実施形態に限らず、実施形態１から３においても同様である。

本発明による情報処理装置における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。 光電変換モジュール６、光コネクタ５、光コネクタ３の数を増し、ボード４と光バックプレーン１との実装密度を向上させることができた状態を示す斜視図である。 光伝送方法のフローを示す図である。 情報処理装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明による光バックプレーンを用いた情報処理装置における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。 本発明による光バックプレーンを用いた情報処理装置における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す断面図である。 ボード側の電気コネクタ、光バックプレーン側の電気コネクタ、光電変換モジュールの分解斜視図である。 光コネクタと光バックプレーンの分解斜視図である。 光伝送方法のフローを示す図である。 光電変換モジュールに二つの光素子を収納した場合の構成を示す断面図である。 （ａ）はボード上面より見た本構成の断面分解図、（ｂ）はボードを光バックプレーンに挿入した状態の、ボード上面から見た断面図である。 光コネクタとフタの取付方法を示す図である。 電気コネクタの断面図である。 電気コネクタの斜視図である。 従来例の情報処理装置の接続構造を示す斜視図である。 本発明による情報処理装置における回路基板と光バックプレーンの接続部を示す斜視図である。

符号の説明

１ 光バックプレーン
２ 光ファイバ
３ 光バックプレーン側光コネクタ
４ ボード
５ ボード側光コネクタ
６ 光電変換モジュール
７ ボード側光ファイバ
８ ファイバコネクタ迂回部
９ ファイバ直角立ち上げ部
１０ ガイドピン
１１ ボード側光電変換モジュール光インタフェース
１２ ボード側電気コネクタ
１３ ボード側電気コネクタ電気接点
１４ 光バックプレーン側電気コネクタ外側電気接点
１５ 光バックプレーン側電気コネクタ内側電気接点
１６ 光バックプレーン側電気コネクタ
１７ 光素子
１８ 嵌合穴
１９ バネ
２１ 光電変換モジュール電気接点
２２ 光透過性基板
２３ ４５度ミラー
２４ 光入出射部

Claims (6)

1. 一主面に、複数の回路基板が略直角に取り付けられる光バックプレーンであって、
   異なる前記回路基板に対応して前記光バックプレーンの前記一主面に取付けられた異なる前記光コネクタ間を接続する複数の光ファイバが前記光バックプレーンの前記一主面上に敷線され、
   前記光コネクタは、前記回路基板から前記回路基板の主面と非平行に並行に送られる光信号を受け又は前記回路基板へ前記回路基板の主面と非平行に並行に光を送り、
   前記光コネクタは、前記複数の光ファイバの端部を配列して収容し、
   前記光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向は前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする光バックプレーン。
2. 請求項１に記載の光バックプレーンにおいて、前記光コネクタは前記回路基板の前記主面と略平行な方向に複数配列されるとともに、前記回路基板の前記主面と略直角な方向に複数配列され、
   前記回路基板の前記主面と略平行な方向に配された前記光コネクタと、前記回路基板の該主面と略直角な方向に配された前記光コネクタとが前記複数の光ファイバで接続されることを特徴とする光バックプレーン。
3. 一主面に、複数の回路基板が略直角に取り付けられる光バックプレーンであって、
   異なる前記回路基板に対応して前記光バックプレーンの前記一主面に取付けられた第１の光コネクタと、第２の光コネクタとの間を接続する複数の光ファイバが、前記光バックプレーンの前記一主面上に敷線され、
   前記第１の光コネクタは、前記回路基板から前記回路基板の主面と略平行に並行に送られる光信号を受け又は前記回路基板へ前記回路基板の主面と略平行に並行に光を送り、
   前記第１光コネクタは前記回路基板の前記主面と略平行な方向に複数配列され、
   前記第１及び第２の光コネクタは、前記複数の光ファイバの両端部をそれぞれ配列して収容し、
   前記第１光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向は前記回路基板の前記主面と略平行であり、前記第２光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向は前記回路基板の前記主面と非平行であることを特徴とする光バックプレーン。
4. 請求項２に記載の光バックプレーンにおいて、前記光コネクタには、前記光ファイバの光路を前記光バックプレーンと略平行な方向から略直角な方向へ、又は前記光バックプレーンと略直角な方向から略平行な方向へと変換する光路変換手段を有することを特徴とする光バックプレーン。
5. 複数の回路基板が光バックプレーンの一主面に略直角に取付けられ、異なる前記回路基板に対応して前記光バックプレーンの前記一主面に取付けられた異なる光コネクタ間を接続する複数の光ファイバが前記光バックプレーンの前記一主面上に敷線され、前記光コネクタが前記複数の光ファイバの端部を配列して収容し、前記光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向が前記回路基板の主面と非平行であり、
   前記回路基板から該回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を出力し、前記回路基板に対して略直角に配された前記光バックプレーンに設けられた前記光コネクタで、前記光信号を受けることを特徴とする光伝送方法。
6. 複数の回路基板が光バックプレーンの一主面に略直角に取付けられ、異なる前記回路基板に対応して前記光バックプレーンの前記一主面に取付けられた異なる光コネクタ間を接続する複数の光ファイバが前記光バックプレーンの前記一主面上に敷線され、前記光コネクタが前記複数の光ファイバの端部を配列して収容し、前記光コネクタに収容される前記複数の光ファイバの端部の配列方向が前記回路基板の主面と非平行であり、
   前記回路基板に対して略直角に配された前記光バックプレーンに設けられた前記光コネクタから、前記回路基板に対して非平行に複数の並行な光信号を出力し、前記回路基板は前記光信号を受けることを特徴とする光伝送方法。

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