JP5869287B2 - Optical connector and signal processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光コネクタ及び当該光コネクタを備えた信号処理装置に関する。 The present invention relates to an optical connector and a signal processing apparatus including the optical connector.
電子部品が搭載された回路基板(システムボード)を含むユニット装置が、ラックキャビネット内に多数積層して格納されたラックマウント型サーバーが知られている。システムボード上の電子部品は、システムボードに対し垂直に設置された回路基板(バックプレーン)を介して、他のシステムボード上の電子部品との間で信号伝送を行うことができるように構成されている。 There is known a rack mount server in which a large number of unit devices including circuit boards (system boards) on which electronic components are mounted are stored in a rack cabinet. Electronic components on the system board are configured so that signal transmission can be performed with electronic components on other system boards via a circuit board (backplane) installed perpendicular to the system board. ing.
従来、システムボード同士の信号伝送には、金属配線や電気ケーブル等により伝送される電気信号を用いることが一般的であった。しかし、高速且つ大容量(例えば、GHzオーダー)の信号伝送を行う場合、電気信号を用いる方式では、ノイズ等により高品質の信号伝送が困難となる場合がある。そこで、システムボード及びバックプレーンに光導波路を形成し、光信号を用いて信号伝送を行う光伝送方式が提案されている。ここで、システムボードの光導波路とバックプレーンの光導波路とは、光コネクタにより接続される。光コネクタはレンズを含んでおり、例えばバックプレーンの光導波路から射出された光は、光コネクタ内のレンズにより集光されて、システムボードの光導波路に導入される(逆の場合も同様である)。 Conventionally, for signal transmission between system boards, it is common to use electrical signals transmitted by metal wiring, electrical cables, or the like. However, when high-speed and large-capacity (for example, GHz order) signal transmission is performed, high-quality signal transmission may be difficult due to noise or the like in a method using an electrical signal. Accordingly, an optical transmission method has been proposed in which optical waveguides are formed on the system board and the backplane, and signal transmission is performed using optical signals. Here, the optical waveguide of the system board and the optical waveguide of the back plane are connected by an optical connector. The optical connector includes a lens. For example, light emitted from the optical waveguide of the backplane is collected by the lens in the optical connector and introduced into the optical waveguide of the system board (the reverse is also true). ).
従来の光コネクタでは、システムボード内の光導波路とバックプレーン内の光導波路とを接続する光学系に、一般的な倒立光学系のレンズを用いていた。このため、光導波路とレンズの位置関係がずれてしまうと、レンズの集光位置が大きくずれてしまい、光導波路とレンズの位置合わせを行うことが難しいという課題があった。 In the conventional optical connector, a lens of a general inverted optical system is used for an optical system that connects the optical waveguide in the system board and the optical waveguide in the backplane. For this reason, if the positional relationship between the optical waveguide and the lens is deviated, the condensing position of the lens is largely deviated, and it is difficult to align the optical waveguide and the lens.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、異なる2つの基板における光導波路同士を接続するための光コネクタにおいて、光学系の位置合わせを容易に行うことのできる光コネクタ、及び当該光コネクタを備えた信号処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an optical connector for connecting optical waveguides on two different substrates, an optical connector capable of easily aligning an optical system, and the optical connector An object of the present invention is to provide a signal processing apparatus including
本発明は、第1基板に形成された複数の第1光導波路と、前記第1基板と異なる第2基板に形成された複数の第2光導波路とを接続するための光コネクタであって、前記第1光導波路と前記第2光導波路との間に配置され、前記第1光導波路の端部から射出された光を前記第2光導波路の端部に集光する及び前記第2光導波路の端部から射出された光を前記第1光導波路の端部に集光する複数の正立等倍光学系のレンズを含むレンズ部と、前記第1光導波路、前記第2光導波路、及び前記レンズの位置関係を一定に保持する保持部材であって、前記第1光導波路に位置合わせされ、ガイドピンを有する第1保持部材と、前記第2光導波路に位置合わせされ、ガイド孔、前記レンズ部を格納する凹形状の格納部及び前記格納部の周辺に形成された複数の圧入孔を有する第2保持部材と、前記レンズ部の光軸方向における位置調整を行うためのスペーサと、及び前記レンズ部を固定するための押え部材であって、前記レンズ部の外側に対応する領域に複数の圧入ピンが形成された押え部材とを備える保持部材と、を備え、前記レンズ部は、前記第1保持部材及び前記第2保持部材に挟まれて保持され、前記ガイドピンが前記ガイド孔に挿入されており、前記格納部には、前記第2保持部材の側から、前記スペーサ及び前記レンズ部が順に格納され、前記複数の圧入ピンが前記複数の圧入孔に挿入されることで、前記レンズ部及び前記スペーサが前記押え部材により前記第2保持部材に固定されることを特徴とする光コネクタである。
上記構成において、前記保持部材は、前記第1保持部材と前記レンズ部との間に設けられ、前記レンズ部を前記第2保持部材に付勢するばね部材を含む構成とすることができる。
The present invention is an optical connector for connecting a plurality of first optical waveguides formed on a first substrate and a plurality of second optical waveguides formed on a second substrate different from the first substrate, The second optical waveguide is disposed between the first optical waveguide and the second optical waveguide, and condenses the light emitted from the end of the first optical waveguide on the end of the second optical waveguide. A lens unit including a plurality of erecting equal-magnification optical system lenses for condensing light emitted from the end of the first optical waveguide, and the first optical waveguide, the second optical waveguide, and A holding member that holds the positional relationship of the lens constant, the first holding member that is aligned with the first optical waveguide and has a guide pin; the second optical waveguide that is aligned; a guide hole; A concave storage part for storing the lens part and formed around the storage part A second holding member having a plurality of press-fitting holes, a spacer for adjusting the position of the lens unit in the optical axis direction, and a pressing member for fixing the lens unit, the outer side of the lens unit being A holding member having a pressing member in which a plurality of press-fit pins are formed in a corresponding region, and the lens portion is held between the first holding member and the second holding member, and the guide pin Is inserted into the guide hole, the spacer and the lens part are sequentially stored in the storage part from the second holding member side, and the plurality of press-fit pins are inserted into the plurality of press-fit holes. Thus, the lens unit and the spacer are fixed to the second holding member by the pressing member .
The said structure WHEREIN: The said holding member can be set as the structure provided between the said 1st holding member and the said lens part, and the spring member which urges | biases the said lens part to the said 2nd holding member.
上記構成において、1つの前記レンズに対応する前記第1光導波路及び前記第2光導波路の数は、それぞれ2つ以上である構成とすることができる。 In the above-described configuration, the number of the first optical waveguide and the second optical waveguide corresponding to one lens may be two or more.
上記構成において、1つの前記レンズに対応する前記第1光導波路及び前記第2光導波路の数は、それぞれ1つである構成とすることができる。 In the above configuration, the number of the first optical waveguide and the second optical waveguide corresponding to one lens may be one.
上記構成において、前記レンズ部は、光軸に対し交差する方向に配列された前記複数のレンズ同士の間に設けられ、前記複数のレンズのうち一のレンズに入射した光が、他のレンズに入射しないようにするための迷光防止部材を含む構成とすることができる。 In the above configuration, the lens unit is provided between the plurality of lenses arranged in a direction intersecting the optical axis, and light incident on one lens among the plurality of lenses is transmitted to another lens. It can be set as the structure containing the stray light prevention member for keeping it from entering.
上記構成において、前記複数のレンズの表面は、前記迷光防止部材の端部より内側に位置する構成とすることができる。 The said structure WHEREIN: The surface of these lenses can be set as the structure located inside the edge part of the said stray light prevention member.
上記構成において、前記レンズ部は、光軸に対し交差する方向に配列された前記複数のレンズの集合体を、前記光軸の方向に2つに分離した第1レンズ及び第2レンズと、前記第1レンズ及び前記第2レンズの間に設けられ、前記光軸を中心とする領域に絞り孔が形成された絞り部材と、を含む構成とすることができる。 In the above configuration, the lens unit, a collection of the plurality of lenses arranged in a direction crossing the optical axis, a first lens and a second lens separated into two in the direction of the optical axis, wherein And a diaphragm member provided between the first lens and the second lens and having a diaphragm hole formed in a region centered on the optical axis.
本発明は、複数の第1光導波路が形成された第1基板と、前記第1基板と交差する平面上に配置され、複数の第2光導波路が形成された第2基板と、前記複数の第1光導波路と前記複数の第2光導波路とを接続するための光コネクタと、を備え、前記光コネクタは、前記第1光導波路と前記第2光導波路との間に配置され、前記第1光導波路の端部から射出された光を前記第2光導波路の端部に集光する及び前記第2光導波路の端部から射出された光を前記第1光導波路の端部に集光する複数の正立等倍光学系のレンズを含むレンズ部と、前記第1光導波路、前記第2光導波路、及び前記レンズの位置関係を一定に保持する保持部材であって、前記第1光導波路に位置合わせされ、ガイドピンを有する第1保持部材と、前記第2光導波路に位置合わせされ、ガイド孔、前記レンズ部を格納する凹形状の格納部及び前記格納部の周辺に形成された複数の圧入孔を有する第2保持部材と、前記レンズ部の光軸方向における位置調整を行うためのスペーサと、及び前記レンズ部を固定するための押え部材であって、前記レンズ部の外側に対応する領域に複数の圧入ピンが形成された押え部材とを備える保持部材と、を備え、前記レンズ部は、前記第1保持部材及び前記第2保持部材に挟まれて保持され、前記ガイドピンが前記ガイド孔に挿入されており、前記格納部には、前記第2保持部材の側から、前記スペーサ及び前記レンズ部が順に格納され、前記複数の圧入ピンが前記複数の圧入孔に挿入されることで、前記レンズ部及び前記スペーサが前記押え部材により前記第2保持部材に固定されることを特徴とする信号処理装置である。
The present invention includes a first substrate on which a plurality of first optical waveguides are formed, a second substrate that is disposed on a plane that intersects the first substrate, and on which a plurality of second optical waveguides are formed, and a optical connector for connecting the plurality of second optical waveguide and the first optical waveguide, said optical connector is located between said second optical waveguide and said first optical waveguide, said first The light emitted from the end of one optical waveguide is condensed on the end of the second optical waveguide, and the light emitted from the end of the second optical waveguide is condensed on the end of the first optical waveguide. A holding member that holds a positional relationship between a lens unit including a plurality of erecting equal-magnification optical system lenses, the first optical waveguide, the second optical waveguide, and the lens constant, the first optical waveguide A first holding member aligned with the waveguide and having a guide pin; And a second holding member having a guide hole, a concave storage portion for storing the lens portion, and a plurality of press-fitting holes formed around the storage portion, and adjusting the position of the lens portion in the optical axis direction. A holding member including a spacer for performing the operation and a pressing member for fixing the lens unit, the pressing member having a plurality of press-fit pins formed in a region corresponding to the outside of the lens unit. The lens portion is sandwiched and held between the first holding member and the second holding member, the guide pin is inserted into the guide hole, and the storage portion includes a side of the second holding member. The spacer and the lens portion are stored in order, and the plurality of press-fit pins are inserted into the plurality of press-fit holes so that the lens portion and the spacer are fixed to the second holding member by the presser member. A signal processing apparatus characterized by being.
本発明によれば、異なる2つの基板における光導波路同士を接続するための光コネクタにおいて、光学系の位置合わせを容易に行うことができる。 According to the present invention, the optical system can be easily aligned in an optical connector for connecting optical waveguides on two different substrates.
最初に、比較例に係る光コネクタについて説明する。 First, an optical connector according to a comparative example will be described.
図1は、比較例及び実施例1〜3に係る光コネクタを含む信号処理装置の全体図であり、ラックキャビネットの内部を透過して見た図である。信号処理装置100は、ラックキャビネット10内に複数のシステムボード20a〜20cが複数積層して格納されたラックマウント型サーバーである。システムボード20a〜20cは、それぞれラックキャビネット10の底面に対し平行に配置されており、同底面に対し垂直に配置されたバックプレーン30を介して、互いに電気的に接続されている。ここで、システムボード20は電子部品が実装される第1基板の一例であり、バックプレーン30はシステムボード同士を接続する第2基板の一例である。
FIG. 1 is an overall view of a signal processing apparatus including an optical connector according to a comparative example and Examples 1 to 3, and is a view seen through a rack cabinet. The
システムボード20には、例えばCPU(Central Processing Unit)、メモリ回路、ブリッジ回路、ハードディスク等を含む電子部品(不図示)が実装されている。システムボード20の内部または表面には、複数の光導波路(以下、第1光導波路22と称する)が形成されている。第1光導波路22は、システムボード20上に設けられた発光素子24または受光素子26のいずれかと光接続されている。
Electronic components (not shown) including, for example, a CPU (Central Processing Unit), a memory circuit, a bridge circuit, a hard disk, and the like are mounted on the
バックプレーン30には、システムボード20と同様に、内部または表面に複数の光導波路(以下、第2光導波路32と称する)が形成されている。バックプレーン30に形成された第2光導波路32は、光コネクタ40を介して、システムボード20に形成された第1光導波路22と光接続されている。
Similar to the
上記電子部品から出力された電気信号は、発光素子24により光信号に変換され、第1光導波路22及び第2光導波路32を介して他のシステムボードへと伝送される。また、他のシステムボードより出力された光信号は、第1光導波路22及び第2光導波路32を介して受光素子26に入射し、電気信号に変換された上で上記電子部品へと入力される。これにより、一のシステムボード(例えば、20b)上の電子素子は、他のシステムボード(例えば、20a、20c)上の電子素子と信号の送受信を行うことができる。
The electrical signal output from the electronic component is converted into an optical signal by the
図2(a)〜(c)は、比較例に係る光コネクタ周辺の断面模式図であり、図中の矢印は光(信号)の導波方向を示す。本図では、光コネクタをレンズ150で置き換えて説明しているが、光学的な機能は同一である。なお、比較例に係る光コネクタでは、一般的な光コネクタに用いられる倒立光学系のレンズ150を用いている。図2(a)に示すように、バックプレーン30の第2光導波路32の端部には、ミラー34が設けられており、第2光導波路32の端面に到達した光は、ミラー34に反射されることで、バックプレーン30の表面に対し垂直方向(光軸L)を中心として拡散して射出される。
2A to 2C are schematic cross-sectional views of the periphery of the optical connector according to the comparative example, and the arrows in the drawing indicate the waveguide direction of light (signal). In this figure, the optical connector is replaced with a
第2光導波路32から射出された光のうちレンズ150に入射した光は、レンズ150によって所定の位置に集光する。図2(a)のように、第1光導波路22、第2光導波路32、及びレンズ150の位置関係が正しい場合には、レンズ150から射出された光は第1光導波路22の端面に収束し、第1光導波路22の内部へ導入される。これにより、第2光導波路32と第1光導波路22とは光学的に接続される。
Of the light emitted from the second
ここで、図2(b)及び図2(c)に示すように、レンズ150の位置が光軸L(第1光導波路22と第2光導波路32の端部同士を結ぶ光軸)に対し垂直にずれた場合、レンズ150から射出される光の集光位置も同様にずれてしまう。比較例のように、レンズ150に倒立光学系のレンズを用いた場合には、レンズ位置のずれに比べ、集光位置のずれは大きくなる。その結果、光が第1光導波路22に正しく導入されず、第1光導波路22と第2光導波路32とを光学的に接続できない場合がある。第1光導波路22から射出した光を第2光導波路32に導入する場合も、同様の現象が起こりうる。特に、比較例に係る光コネクタのように、互いに直交する基板上の光導波路同士を接続する場合には、光軸Lに垂直な方向にレンズの位置ずれが起こりやすい。
Here, as shown in FIGS. 2B and 2C, the position of the
以上のようなずれを抑制するために、比較例に係る光コネクタでは、第1光導波路22、第2光導波路32、及びレンズ150の位置合わせに高い精度が要求される。これに対し、以下に説明する実施例では、上記の位置合わせをより容易に行うことのできる光コネクタについて説明する。
In order to suppress such a shift, the optical connector according to the comparative example is required to have high accuracy in positioning the first
図3(a)〜(c)は、実施例1に係る光コネクタ周辺の断面模式図であり、それぞれ比較例の図2(a)〜(c)に対応するものである。実施例1では、比較例における倒立光学系のレンズ150の代わりに、正立等倍光学系のレンズ50を用いている。レンズ50としては、例えば屈折率分布型のレンズを用いることができる。その他の構成については比較例と同様であり、詳細な説明を省略する。
3A to 3C are schematic cross-sectional views of the periphery of the optical connector according to the first embodiment, and correspond to FIGS. 2A to 2C of the comparative example, respectively. In Example 1, a
正立等倍光学系は、物体側と同じ大きさ及び位置の像が、レンズの反対側に形成されるという特徴を有する。正立等倍光学系のレンズを複数並べた場合には、各レンズの形成する像は連続し、あたかも1つの大きなレンズであるかのような像が得られる。このため、図3(b)〜(c)のように、レンズ50の位置が光軸Lに対し垂直にずれた場合でも、レンズ50の集光位置は変化しない。従って、第1光導波路22及び第2光導波路32の位置関係が正しければ、第2光導波路32から射出された光を第1光導波路22に集光し、2つの光導波路同士を光学的に接続することができる。
The erecting equal-magnification optical system has a feature that an image having the same size and position as the object side is formed on the opposite side of the lens. When a plurality of erecting equal-magnification optical system lenses are arranged, the images formed by each lens are continuous, and an image as if it were one large lens is obtained. For this reason, even when the position of the
図4は、実施例1に係る光コネクタ周辺の詳細な構成を示す斜視図であり、バックプレーン30の裏側から光コネクタ等の構成部品を透過して見た図である。図示するように、システムボード20には、複数の第1光導波路(本図では不図示)の集合体を含む第1光導波部28が形成され、バックプレーン30には、複数の第2光導波路(本図では不図示)の集合体を含む第2光導波部38が形成されている。光コネクタ40の構成部品のうち、第1保持部材60が第1光導波部28に取り付けられ、第2保持部材70が第2光導波部38に取り付けられている。なお、本実施例では、第1光導波部28の端部はシステムボード20の表面から垂直方向に湾曲し、当該湾曲した端部に第1保持部材60が取り付けられた構成となっているが、第1保持部材60の取り付け方法は当該形態に限定されるものではない。
FIG. 4 is a perspective view illustrating a detailed configuration around the optical connector according to the first embodiment, and is a diagram seen from the back side of the
第1保持部材60は、複数の第1光導波路22と位置合わせされており、第2保持部材70は、複数の第2光導波路32と位置合わせされている。第1保持部材60は、その表面に設けられたガイドピン62により、第2保持部材70と係合する。このとき、図3で示したレンズ50を含むレンズアレイが、第1保持部材60と第2保持部材70との間に挟まれて保持される。
The first holding
図5は、実施例1に係る光コネクタの詳細な構成を示す斜視図である。また、図6(a)は図5の平面Aに沿った断面図、図6(b)は平面Bに沿った断面図である。図示するように、光コネクタ40は、レンズ部の一例としてのレンズアレイ52と、レンズ部を保持する保持部材の一例としての第1保持部材60、第2保持部材70、ばね部材80、スペーサ82、及び押え部材84とを含む。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a detailed configuration of the optical connector according to the first embodiment. 6A is a cross-sectional view along the plane A of FIG. 5, and FIG. 6B is a cross-sectional view along the plane B. As shown in the drawing, the
第2保持部材70の中央部には、凹形状の格納部72が形成されており、スペーサ82及びレンズアレイ52がこの順に格納部72に格納される。スペーサ82は、レンズアレイ52の光軸方向の位置を調整するための部材であり、光を透過可能な材料が用いられる。第2保持部材70における格納部72の開口部の周辺には、複数のガイド孔74及び複数の圧入孔76が形成されている。ガイド孔74同士及び圧入孔76同士は、それぞれ対向する2つの辺上に形成されている。また、第2保持部材70の中央には、開口部79が形成されている。
A
レンズアレイ52には、レンズが配置されたレンズ領域54の外側の表面に、ばね部材80を挿入するための受入孔56が設けられている。押え部材84には、レンズアレイ52のレンズ領域54に対応する位置に開口部86が形成され、その周辺に複数の圧入ピン88と、第1保持部材60のガイドピン62が貫通する貫通孔89が設けられている。押え部材84の圧入ピン88は、第2保持部材70の圧入孔76に挿入される。これにより、レンズアレイ52及びスペーサ82が、押え部材84により第2保持部材70に固定される。このとき、ばね部材80により、レンズアレイ52は第2保持部材70に付勢される。
The
第1保持部材60には、レンズアレイ52のレンズ領域54に対応する位置に開口部64が形成され、第2保持部材70のガイド孔74に対応する位置にガイドピン62が形成されている。ガイドピン62は、押え部材84の貫通孔89を貫通して、ガイド孔74に挿入される。これにより、第1保持部材60と第2保持部材70とが互いに固定される。
An
また、第1保持部材60及び第2保持部材70の外周部には、光導波路と位置合わせを行うための位置合わせ孔(68、78)がそれぞれ設けられている。この点については図9にて詳細に説明する。
In addition, alignment holes (68, 78) for alignment with the optical waveguide are provided in the outer peripheral portions of the first holding
図7(a)〜(d)は、レンズアレイ52の詳細な構成を示す図であり、レンズアレイ52を複数のレンズの光軸を含む平面で切断した断面図である。レンズアレイ52の構成としては、図7(a)〜(d)のいずれを用いてもよい。全ての形態に共通する性質として、レンズアレイ52は光軸に対し交差する方向に配置された複数のレンズ50と、各レンズ50の間に設けられた迷光防止部材42とを含む。迷光防止部材42は、一のレンズに入射した光が他のレンズに入射(迷光)しないようにするための遮光部材であり、例えば黒色の遮光部材を用いることができる。迷光防止部材42は、レンズアレイ52における第1光導波路側の主面から第2光導波路側の主面にまで延在するように、光軸に対し平行に挿入されている。
FIGS. 7A to 7D are diagrams showing a detailed configuration of the
図7(a)は、レンズ50として単レンズを用い、且つその端面を迷光防止部材42の端部の外側(または同じ位置)に形成したものである。この構成によれば、より多くの光を集めることができる。図7(b)は、レンズ50として単レンズを用い、且つその端面を迷光防止部材42の内側に形成したものである。この構成によれば、迷光をより確実に抑制することができる。図7(c)〜(d)は、レンズ50として光軸の一致する2つの組レンズを用いた例である。組レンズを用いる場合、図7(c)のように、組レンズのそれぞれを迷光防止部材42の端部の外側(または同じ位置)に配置してもよいし、図7(d)のように、迷光防止部材42の内側に配置してもよい。
In FIG. 7A, a single lens is used as the
図8は、光コネクタ40を第1保持部材60の側から透過して見た平面図である。図示するように、光コネクタ40には、ガイド孔74(ガイドピン62)、圧入孔76(圧入ピン88)、及び位置合わせ孔(68、78)が形成されている。このうち、位置合わせ孔68及び78は貫通孔である。図4及び図8に示すように、第1光導波路22と第1保持部材60との位置合わせを行う場合には、第2保持部材70の側から第1保持部材60の位置合わせ孔68を介して、第1光導波部28に描かれた位置合わせ用のマークを確認する。第2光導波路32と第2保持部材70との位置合わせを行う場合には、第1保持部材60の側から第2保持部材70の位置合わせ孔78を介して、第2光導波部38に描かれた位置合わせ用のマークを確認する。
FIG. 8 is a plan view of the
図9(a)及び(b)は、位置合わせ孔(68、78)及びマークの例である。マーク44の形状は、図9(a)のように十字型であってもよいし、図9(b)のように円形であってもよい。また、これ以外の形状のマークを用いてもよい。図示するように、マーク44が位置合わせ孔(68、78)の中心に位置するように位置合わせを行うことにより、光導波路と保持部材との位置合わせを容易に行うことができる。
FIGS. 9A and 9B are examples of alignment holes (68, 78) and marks. The shape of the
実施例1に係る光コネクタによれば、異なる基板に形成された複数の光導波路同士を接続する光コネクタのレンズ部に、正立等倍光学系のレンズを用いている。これにより、レンズの位置が光軸に対し垂直方向に少々ずれた場合であっても、レンズの集光位置は変化しないため、光導波路同士の光学的接続に影響は生じない。このため、比較例に係る光コネクタに比べ、光導波路及びレンズの位置合わせを容易に行うことができる。 According to the optical connector of Example 1, an erecting equal-magnification optical system lens is used for the lens portion of the optical connector that connects a plurality of optical waveguides formed on different substrates. Thereby, even if the position of the lens is slightly shifted in the direction perpendicular to the optical axis, the condensing position of the lens does not change, so that the optical connection between the optical waveguides is not affected. For this reason, compared with the optical connector which concerns on a comparative example, position alignment of an optical waveguide and a lens can be performed easily.
特に、実施例1のように、2つの交差する平面上に配置された基板の光導波路同士を接続する場合には、同一平面上に配置された基板の光導波路同士を接続する場合に比べ、上記のレンズ位置のずれが生じやすくなる。また、装置の小型化を図るために光導波路同士の間隔を狭くする場合には、レンズにはより高い精度の位置合わせが要求される。本実施例に係る光コネクタは、このような場合において特に好適である。 In particular, as in Example 1, when connecting the optical waveguides of the substrates arranged on two intersecting planes, compared to connecting the optical waveguides of the substrates arranged on the same plane, The above-mentioned lens position is likely to shift. Further, when the distance between the optical waveguides is reduced in order to reduce the size of the apparatus, the lens is required to be aligned with higher accuracy. The optical connector according to the present embodiment is particularly suitable in such a case.
実施例2は、レンズアレイにおける迷光防止の構成を変更した例である。光コネクタのうちレンズアレイ部分以外の構成については実施例1と同様であるため、詳細な説明を省略する。 The second embodiment is an example in which the configuration for preventing stray light in the lens array is changed. Since the configuration of the optical connector other than the lens array portion is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
図10(a)は、実施例2に係る光コネクタのレンズアレイ部分の構成を示す断面図(実施例1の図7(a)〜(c)に対応するもの)であり、図10(b)は図10(a)に示すレンズアレイを分解した図である。図示するように、レンズアレイ52は、光軸(図中点線)に対し交差する方向に配置された複数のレンズ50の集合体を、光軸の方向に2つに分離した第1レンズ50a及び第2レンズ50bを含む。実施例1と異なり、各レンズ50の間には迷光防止部材は設けられておらず、第1レンズ50a及び第2レンズ50bの間には、絞り部材46が配置されている。実施例2に係るレンズアレイも、実施例1と同じく正立等倍光学系となっている。
FIG. 10A is a cross-sectional view (corresponding to FIGS. 7A to 7C of Example 1) illustrating the configuration of the lens array portion of the optical connector according to Example 2, and FIG. ) Is an exploded view of the lens array shown in FIG. As shown in the figure, the
絞り部材46には、各レンズ50の光軸を中心とする領域に絞り孔48が形成されており、その他の領域は例えば黒色の遮光部材となっている。第1レンズ50a及び第2レンズ50bは、各レンズの端部から入射された光が、自らの光軸上に位置する絞り孔48に集光するように調整されている。これにより、他のレンズから入射された光は絞り部材46により遮られるため、隣り合うレンズ同士における光の干渉(迷光)を抑制することができる。
In the
実施例2に係る光コネクタによれば、実施例1と同様に、レンズアレイにおける迷光を抑制することができる。また、正立等倍光学系のレンズアレイを用いることにより、光導波路及びレンズの位置合わせを容易に行うことができる。 According to the optical connector according to the second embodiment, stray light in the lens array can be suppressed as in the first embodiment. Further, by using a lens array of an erecting equal-magnification optical system, the optical waveguide and the lens can be easily aligned.
実施例3は、1つのレンズに複数の光導波路を対応させた例である。 Example 3 is an example in which a plurality of optical waveguides are associated with one lens.
図11は実施例3に係る光コネクタ周辺の斜視図であり、図12はその断面図(実施例1の図3に対応するもの)である。図12に示すように、システムボード20には、第1光導波路22a及び22bが上下の異なる層に形成されている。バックプレーン30には、上方から延在する第2光導波路32aと、下方から延在する第2光導波路32bとが形成されており、両者の間は分離されている。第2光導波路(32a、32b)の端部には、それぞれミラー(34a、34b)が設けられており、上側の第2光導波路32aから射出された光は上側の第1光導波路22aに、下側の第2光導波路32bから射出された光は下側の第1光導波路22bに、それぞれ入射する。
11 is a perspective view of the periphery of the optical connector according to the third embodiment, and FIG. 12 is a sectional view thereof (corresponding to FIG. 3 of the first embodiment). As shown in FIG. 12, on the
本実施例では、図11に示すように、4本ずつの光導波路の組(図11の第1光導波路22a〜22d及び第2光導波路32a〜32d)に対し、1つの正立等倍光学系のレンズ50が対応するように構成されている。実施例1にて説明したように、正立等倍光学系では、物体側と同じ大きさ及び位置の像がレンズ50の反対側に形成される。このため、第2光導波路32a〜32dから射出された光は、レンズ50の反対側における元の位置(第1光導波路22a〜22dの端部)に集光する。例えば、図12では、上側の第2光導波路32aから射出された光は上側の第1光導波路22aに、下側の第2光導波路32bから射出された光は下側の第1光導波路22bにそれぞれ導入されている。なお、図11には示してはいないが、他の光導波路同士も上記と同様に、対応するレンズを介して接続されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 11, one erecting equal-magnification optical system is used for each set of four optical waveguides (first
実施例3に係る光コネクタによれば、集光位置が物体側と同じになるという正立等倍光学系の性質を利用して、レンズのサイズを大きくし、1つのレンズに対応する第1光導波路及び第2光導波路の数を、それぞれ2つ以上とすることができる。これにより、実施例1〜2に比べて部品点数の削減や、製造工程の簡易化を図ることができる。 With the optical connector according to the third embodiment, the size of the lens is increased by utilizing the property of the erecting equal-magnification optical system that the condensing position is the same as that on the object side, and the first corresponding to one lens. Each of the number of optical waveguides and second optical waveguides can be two or more. Thereby, compared with Examples 1-2, reduction of a number of parts and simplification of a manufacturing process can be aimed at.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 キャビネット
20 システムボード
22 第1光導波路
24 発光素子
26 受光素子
28 光導波部
30 バックプレーン
32 第2光導波路
34 ミラー
38 第2光導波部
40 光コネクタ
42 迷光防止部材
44 マーク
46 絞り部材
48 絞り孔
50 レンズ
50a 第1レンズ
50b 第2レンズ
52 レンズアレイ
60 第1保持部材
62 ガイドピン
68 位置合わせ孔
70 第2保持部材
72 格納部
74 ガイド孔
76 圧入孔
78 位置合わせ孔
80 ばね部材
82 スペーサ
84 押え部材
88 圧入ピン
100 信号処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1光導波路と前記第2光導波路との間に配置され、前記第1光導波路の端部から射出された光を前記第2光導波路の端部に集光する及び前記第2光導波路の端部から射出された光を前記第1光導波路の端部に集光する複数の正立等倍光学系のレンズを含むレンズ部と、
前記第1光導波路、前記第2光導波路、及び前記レンズの位置関係を一定に保持する保持部材であって、前記第1光導波路に位置合わせされ、ガイドピンを有する第1保持部材と、前記第2光導波路に位置合わせされ、ガイド孔、前記レンズ部を格納する凹形状の格納部及び前記格納部の周辺に形成された複数の圧入孔を有する第2保持部材と、前記レンズ部の光軸方向における位置調整を行うためのスペーサと、及び前記レンズ部を固定するための押え部材であって、前記レンズ部の外側に対応する領域に複数の圧入ピンが形成された押え部材とを備える保持部材と、を備え、
前記レンズ部は、前記第1保持部材及び前記第2保持部材に挟まれて保持され、前記ガイドピンが前記ガイド孔に挿入されており、
前記格納部には、前記第2保持部材の側から、前記スペーサ及び前記レンズ部が順に格納され、
前記複数の圧入ピンが前記複数の圧入孔に挿入されることで、前記レンズ部及び前記スペーサが前記押え部材により前記第2保持部材に固定されることを特徴とする光コネクタ。 An optical connector for connecting a plurality of first optical waveguides formed on a first substrate and a plurality of second optical waveguides formed on a second substrate different from the first substrate,
The second optical waveguide is disposed between the first optical waveguide and the second optical waveguide, and condenses the light emitted from the end of the first optical waveguide on the end of the second optical waveguide. A lens unit including a plurality of erecting equal-magnification optical system lenses that collect light emitted from the end of the first optical waveguide on the end of the first optical waveguide ;
A holding member for maintaining a fixed positional relationship between the first optical waveguide, the second optical waveguide, and the lens, the first holding member being aligned with the first optical waveguide and having a guide pin; A second holding member which is aligned with the second optical waveguide and has a guide hole, a concave storage portion for storing the lens portion, and a plurality of press-fitting holes formed around the storage portion; and light of the lens portion A spacer for adjusting the position in the axial direction, and a pressing member for fixing the lens unit, the pressing member having a plurality of press-fit pins formed in a region corresponding to the outside of the lens unit. A holding member ,
The lens portion is held between the first holding member and the second holding member, and the guide pin is inserted into the guide hole,
In the storage portion, the spacer and the lens portion are sequentially stored from the second holding member side,
The optical connector, wherein the plurality of press-fitting pins are inserted into the plurality of press-fitting holes, whereby the lens portion and the spacer are fixed to the second holding member by the pressing member .
光軸に対し交差する方向に配列された前記複数のレンズの集合体を、前記光軸の方向に2つに分離した第1レンズ及び第2レンズと、
前記第1レンズ及び前記第2レンズの間に設けられ、前記光軸を中心とする領域に絞り孔が形成された絞り部材と、
を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光コネクタ。 The lens part is
A first lens and a second lens obtained by separating an assembly of the plurality of lenses arranged in a direction intersecting the optical axis into two in the direction of the optical axis;
A diaphragm member provided between the first lens and the second lens and having a diaphragm hole formed in a region centered on the optical axis;
The optical connector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a.
前記第1基板と交差する平面上に配置され、複数の第2光導波路が形成された第2基板と、
前記複数の第1光導波路と前記複数の第2光導波路とを接続するための光コネクタと、を備え、
前記光コネクタは、
前記第1光導波路と前記第2光導波路との間に配置され、前記第1光導波路の端部から射出された光を前記第2光導波路の端部に集光する及び前記第2光導波路の端部から射出された光を前記第1光導波路の端部に集光する複数の正立等倍光学系のレンズを含むレンズ部と、
前記第1光導波路、前記第2光導波路、及び前記レンズの位置関係を一定に保持する保持部材であって、前記第1光導波路に位置合わせされ、ガイドピンを有する第1保持部材と、前記第2光導波路に位置合わせされ、ガイド孔、前記レンズ部を格納する凹形状の格納部及び前記格納部の周辺に形成された複数の圧入孔を有する第2保持部材と、前記レンズ部の光軸方向における位置調整を行うためのスペーサと、及び前記レンズ部を固定するための押え部材であって、前記レンズ部の外側に対応する領域に複数の圧入ピンが形成された押え部材とを備える保持部材と、を備え、
前記レンズ部は、前記第1保持部材及び前記第2保持部材に挟まれて保持され、前記ガイドピンが前記ガイド孔に挿入されており、
前記格納部には、前記第2保持部材の側から、前記スペーサ及び前記レンズ部が順に格納され、
前記複数の圧入ピンが前記複数の圧入孔に挿入されることで、前記レンズ部及び前記スペーサが前記押え部材により前記第2保持部材に固定されることを特徴とする信号処理装置。 A first substrate on which a plurality of first optical waveguides are formed;
A second substrate disposed on a plane intersecting the first substrate and having a plurality of second optical waveguides formed thereon;
An optical connector for connecting the plurality of first optical waveguides and the plurality of second optical waveguides;
The optical connector is
The second optical waveguide is disposed between the first optical waveguide and the second optical waveguide, and condenses the light emitted from the end of the first optical waveguide on the end of the second optical waveguide. A lens unit including a plurality of erecting equal-magnification optical system lenses that collect light emitted from the end of the first optical waveguide on the end of the first optical waveguide ;
A holding member for maintaining a fixed positional relationship between the first optical waveguide, the second optical waveguide, and the lens, the first holding member being aligned with the first optical waveguide and having a guide pin; A second holding member which is aligned with the second optical waveguide and has a guide hole, a concave storage portion for storing the lens portion, and a plurality of press-fitting holes formed around the storage portion; and light of the lens portion A spacer for adjusting the position in the axial direction, and a pressing member for fixing the lens unit, the pressing member having a plurality of press-fit pins formed in a region corresponding to the outside of the lens unit. A holding member ,
The lens portion is held between the first holding member and the second holding member, and the guide pin is inserted into the guide hole,
In the storage portion, the spacer and the lens portion are sequentially stored from the second holding member side,
The signal processing device, wherein the plurality of press-fitting pins are inserted into the plurality of press-fitting holes, whereby the lens portion and the spacer are fixed to the second holding member by the pressing member .
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