WO2007043481A1 - 複数枚の回路基板を固定する固定部材とそれを利用したモジュール - Google Patents

Abstract

　本発明は、回路基板間において、光信号を媒体にして情報を正確に伝送するための技術を提供することを目的としている。 　本明細書で開示される固定部材１０は、複数枚の回路基板２０を所定距離を隔てて固定するとともに、回路基板２０間に光通信路を提供する。固定部材１０は、本体１５と、その本体１５内を貫通する光導波路１２を備えている。固定部材１０はさらに、受光部５０と発光部４０を備えている。固定部材１０によると、一方の回路基板２０が発信して他方の回路基板２０が受信する光信号が、固定部材１０の光導波路１２を伝播する。

Description

複数枚の回路基板を固定する固定部材とそれを利用したモジュール 技術分野

[0001] 本出願は、 2005年 10月 7日に出願された日本国特許出願第 2005— 294377号 に基づく優先権、及び 2006年 3月 22日に出願された日本国特許出願第 2006— 07 8870号に基づく優先権を主張する。それらの出願の全ての内容はこの明細書中に 参照により援用されている。

本発明は、複数枚の回路基板を所定距離を隔てて固定するとともに、回路基板間 に光通信路を提供する固定部材に関する。本発明はまた、複数枚の回路基板が固 定部材を介して光通信可能に固定されているモジュールにも関する。

背景技術

[0002] 電子 ·電気部品等で構成された回路が作り込まれている回路基板の複数枚を、所 定距離を隔てて積層したモジュールが開発されている。この種のモジュールでは、回 路基板と回路基板が、固定部材を介して平行に固定されている。固定部材を介して 複数枚の回路基板を積層化することによって、同一面内に複数枚の回路基板を配置 する場合に比して、モジュールの省スペース化を図ることができる。この種のモジユー ルは、ハウジング等に収容されて用いられる。例えば、この種のモジュールは、車載 用の情報処理装置等に用いられる。

積層化された回路基板間において、多量の情報を正確に伝送することが望まれて いる。実開平 5— 77954号公報には、回路基板間で情報を伝送するために、受光素 子と発光素子を利用したモジュールが開示されている。このモジュールは、一方の回 路基板に発光素子が設けられ、他方の回路基板に受光素子が設けられ、その発光 素子と受光素子が、平面視したときに、重なるように配置されている。実開平 5— 779 54号公報の技術では、発光素子が発光した光信号を受光素子が受光することによ つて、回路基板間で光通信を実現する。実開平 5— 77954号公報のモジュールでは 、光信号が回路基板間の空間を伝播する。

発明の開示 発明が解決しょうとする課題

[0003] 実開平 5— 77954号公報のモジュールでは、平面視したときに、発光素子と受光 素子の位置関係を重なるように配置させることが難 、と 、う問題がある。実開平 5— 77954号公報の技術では、固定部材（実開平 5 - 77954号公報では支柱と 、う）を 介して回路基板と回路基板が固定されている。このため、固定部材と発光素子の水 平方向の位置関係が予め決められた位置関係に正確に形成され、固定部材と受光 素子の水平方向の位置関係が予め決められた位置関係に正確に形成されていれば 、発光素子と受光素子の位置関係は、平面視したときに、重なるように配置させること ができ得る。しかしながら、いずれか一方の水平方向の位置関係が予め決められた 位置関係から外れていると、発光素子と受光素子の位置関係は、平面視したときに、 重なるように配置させることができない。また、温度変化等によって回路基板に膨張 収縮が生じると、発光素子と受光素子の位置関係が変動し、発光素子と受光素子は 、対畤した位置関係から外れてしまう。発光素子と受光素子の位置関係が不安定で あれば、光信号の送受信が不安定となる。実開平 5— 77954号公報の技術では、光 通信の安定性が低い。

本発明は、回路基板間で安定した光通信が確保されるように回路基板同士を固定 する技術を提供する。

課題を解決するための手段

[0004] 本明細書で開示される技術は、回路基板と回路基板を固定している固定部材に、 光信号を伝播するための光導波路を設けることを特徴としている。

本明細書で開示される固定部材は、回路基板と回路基板を機械的に固定する役 割と、光信号を伝播する光通信路を提供する役割を兼用している。本明細書で開示 される固定部材は、実開平 5— 77954号公報のように、固定部材と発光素子の水平 方向の位置関係、及び固定部材と受光素子の水平方向の位置関係を正確に位置 決めするという困難な仕組みを必要としない。また、本明細書で開示される固定部材 は、温度変化等によって回路基板に膨張収縮が生じたとしても、固定部材に形成さ れた光導波路を利用して、光通信機能を維持することができる。このため、本明細書 で開示される固定部材を利用すれば、回路基板間にお 、て情報を正確に伝送する ことができる。

なお、本明細書で開示される技術は、単一波長又は多波長の光信号を利用する伝 送技術のいずれにも適用することができる。本明細書で開示される技術の技術範囲 は、光信号の種類に限定されるものではない。

[0005] 本明細書で開示される固定部材は、本体と、その本体を貫通して伸びている光導 波路を備えている。固定部材は、複数枚の回路基板を所定距離を隔てて固定する。 複数枚の回路基板を固定部材で固定すると、本体を貫通して伸びている光導波路 が回路基板間に光通信路を提供する。

本明細書で開示される固定部材は、回路基板と回路基板を所定距離を隔てて機 械的に固定することができる。さらに、本明細書で開示される固定部材は、本体を貫 通して伸びている光導波路を利用して、回路基板間に伸びている光通信路を提供 することができる。本明細書で開示される固定部材は、回路基板と回路基板を光通 信可能に固定することができる。

[0006] 固定部材の光導波路にプラスチックファイバーを利用することができる。

プラスチックファイバ一は、可撓性を有しており、加工が容易な材料である。プラス チックファイバーを利用すると、多様な形状の固定部材を形成し得る。

[0007] 固定部材は、第 1反射手段を備えているのが好ましい。第 1反射手段は、光導波路 内に設けられており、光導波路内を伝播する光信号の少なくとも一部を光導波路外 に向けて反射する。固定部材はさらに、受光素子を備えているのが好ましい。受光素 子は、光導波路外に設けられており、第 1反射手段で反射された光信号を電気信号 に変換する。

第 1反射手段と受光素子は、光導波路を伝播する光信号を電気信号に変換するこ とができる。第 1反射手段と受光素子によって変換された電気信号は、この受光素子 に接続されている回路基板上の回路に伝送される。

[0008] 第 1反射手段は、ハーフミラーを備えていることが好ましい。この場合、第 1反射手 段は、光導波路内を伝播する光信号の一部を反射するとともに、残部を透過すること を特徴としている。

第 1反射手段がハーフミラーを備えていると、ハーフミラーを透過した光信号は、他 の固定部材の光導波路に伝播される。第 1反射手段がハーフミラーを備えていると、 複数の固定部材に亘つて延びている光導波路を構築したときに、複数の固定部材に 亘つて光信号を伝播することができる。第 1反射手段がハーフミラーを備えていると、 複数の固定部材に亘つて延びている光導波路を利用して、複数枚の回路基板間で 光通信をすることができる。

[0009] 第 1反射手段が一対のハーフミラーを備えていることが好ましい。この場合、第 1反 射手段は、光導波路内を一方から他方に伝播する光信号の一部と、光導波路内を 他方から一方に伝播する光信号の一部を、受光素子に向けて反射することを特徴と している。

第 1反射手段が一対のハーフミラーを備えていると、光導波路内を双方向に伝播す る光信号を受光素子によって電気信号に変換することができる。第 1反射手段が一 対のハーフミラーを備えていると、双方向に設けられた回路基板からの情報を受信す ることがでさる。

[0010] 固定部材は、固定部材の表面に露出している端子と、その端子と受光素子を接続 している接続線をさらに備えていることが好ましい。これにより、固定部材は、受光素 子と回路基板を電気的に接続する配線を確保することができる。光導波路を伝播す る光信号は、受光素子で電気信号に変換され、この接続線を介して回路基板上の回 路に伝送される。

[0011] 固定部材は、発光素子を備えているのが好ましい。発光素子は、光導波路外に設 けられており、電気信号を光信号に変換する。固定部材はさらに、第 2反射手段を備 えているのが好ましい。第 2反射手段は、光導波路内に設けられており、発光素子か らの光信号を光導波路内に向けて反射する。

第 2反射手段と発光素子は、光導波路に対して光信号を供給することができる。第 2反射手段と発光素子は、この発光素子に接続されている回路基板上の回路からの 電気信号を光信号に変換して、光導波路に供給することができる。

[0012] 第 2反射手段がハーフミラーを備えて 、ることが好ま U、。この場合、第 2反射手段 は、発光素子からの光信号を光導波路内に向けて反射するとともに、光導波路内を 伝播する光信号を透過することを特徴として!ヽる。 第 2反射手段がハーフミラーを備えていると、発光素子からの光信号を光導波路に 導くとともに、光導波路を伝播してくる他の光信号を透過させることができる。

[0013] 第 2反射手段は、一対のハーフミラーを備えて 、ることが好ま 、。この場合、第 2 反射手段は、発光素子からの光信号を光導波路の一方に向けて反射するとともに、 発光素子からの光信号を光導波路の他方に向けて反射することを特徴としている。 第 2反射手段が一対のハーフミラーを備えて 、ると、発光素子からの光信号を光導 波路内の双方向に向けて供給することができる。第 2反射手段が一対のハーフミラー を備えていると、双方向に設けられた回路基板に向けて、情報を送信することができ る。

[0014] 固定部材は、固定部材の表面に露出している端子と、その端子と発光素子を接続 している接続線をさらに備えていることが好ましい。これにより、固定部材は、発光素 子と回路基板を電気的に接続する配線を確保することができる。回路基板上の回路 からの電気信号は、この接続線を介して発光素子に伝送され、発光素子で光信号に 変換した後に光導波路に供給される。

[0015] 光導波路は、貫通方向の一方端に形成されている第 1端面と、貫通方向の他方端 に形成されている第 2端面を備えていることが好ましい。光導波路はさらに、その第 1 端面及び Z又は第 2端面に設けられて 、る集光レンズを備えて 、ることが好ま U、。 複数枚の回路基板を固定する場合、個々の固定部材の光導波路が光接合するこ とによって、複数の固定部材に亘つて延びている光導波路が構築される。このとき、 一方の固定部材と他方の固定部材の間に空間が形成されたとしても、一方の光導波 路の端面に集光レンズが設けられていれば、その集光レンズは、その一方の光導波 路の端面から出射する光信号 (本明細書では、光信号と信号光は同義であり、広義 の意味で解釈される）が空間的に広がることを抑制することができる。このため、集光 レンズは、一方の光導波路の端面力 他方の光導波路の端面まで光信号を効率良 く伝播することができる。集光レンズを利用すれば、複数の固定部材に亘つて構築さ れた光導波路は、安定した光通信を提供することができる。また、光導波路の両端面 に集光レンズが設けられていると、光導波路を双方向に伝播する光信号に対して、 前記の効果を奏することができる。 [0016] 固定部材の本体は、外径が大きい第 1部分と、外径力 、さい第 2部分を備えている のが好ましい。本体が第 1部分と第 2部分を備えていると、第 1部分と第 2部分の間に 段差面が形成される。

この段差面に回路基板の裏面 (又は表面)を接触させることによって、回路基板と固 定部材を所定の位置関係で組立てることができる。したがって、回路基板と回路基板 の間の所定距離は、外径が大きい第 1部分の高さによって調整することができる。

[0017] 固定部材の第 1部分は、他の固定部材の第 2部分を受入れる挿入穴を備えている のが好ましい。その挿入穴は、第 1部分の端面から光導波路の貫通方向に沿って伸 びていることが好ましい。さらに、その挿入穴の形状と、第 2部分の形状が略一致して いることが好ましい。この場合、一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2 部分を挿入すると、一方の固定部材の光導波路の端面と他方の固定部材の光導波 路の端面が光接合されることを特徴としている。ここで、「光接合される」とは、一方の 固定部材の光導波路の端面と他方の固定部材の光導波路の端面が物理的に接触 する場合に限らず、所定距離を隔てている場合や、他の部材が介在する場合等も含 まれる。

第 1部分の挿入穴の形状と第 2部分の形状が略一致していると、一方の固定部材 の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を嵌合させることができる。さらに、第 1部分 の挿入穴が光導波路の貫通方向に沿って伸びているので、一方の固定部材の挿入 穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入させると、一方の固定部材の光導波路の端 面と他方の固定部材の光導波路の端面が光接合することができる。これにより、光導 波路は、複数の固定部材を亘つて延びることができる。複数の固定部材を連結した 場合でも、複数の固定部材を亘つて光信号を伝播させることができる。

[0018] 本体は、一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入したときに 、その第 2部分が挿入穴の所定位置まで挿入されたことを検知する検知手段を備え ていることが好ましい。本体はさらに、その所定位置で、一方の固定部材と他方の固 定部材を固定する固定手段を備えて 、ることが好ま U、。

一方の固定部材の光導波路と他方の固定部材の光導波路の間で、安定した光通 信を行うためには、一方の固定部材の光導波路の端面と他方の固定部材の光導波 路の端面が良好に光接合することが望ましい。良好な光接合を実現するためには、 一方の固定部材と他方の固定部材が所定の位置関係に配置されることが望ましい。 検知手段は、一方の固定部材と他方の固定部材が所定の位置関係に配置されてい ることを検知することができる。さらに、本明細書で開示される本体は、その所定の位 置関係で、一方の固定部材と他方の固定部材を固定する固定手段を備えている。こ のため、一方の固定部材と他方の固定部材は、所定の位置関係に確実に配置され るので、安定した光通信を行うことができる。

検知手段は、第 1部分の少なくとも一部に形成されており、第 1部分の外表面から 挿入穴まで伸びている第 1貫通孔を備えていることが好ましい。検知手段は、第 2部 分の外表面の少なくとも一部に形成されている第 1突起部を備えていることが好まし い。検知手段はさらに、第 1貫通孔内に設けられており、一端が第 1部分の外表面か ら露出しており、他端が挿入穴内に張り出している第 1係合部材を備えていることが 好ましい。一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入すると、一 方の固定部材の第 1係合部材の他端は、挿入されてきた他方の固定部材の第 2部分 によって弾性変形し、その第 2部分が所定位置まで挿入されたときに、その第 1係合 部材の他端は、他方の固定部材の第 1突起部と係合することを特徴としている。さら に、その第 1係合部材は、一端を所定方向に移動させると他端が移動し、一方の固 定部材と他方の固定部材の係合状態を解除することを特徴としている。

一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入すると、挿入穴内 に張り出している第 1係合部材は、挿入されてきた第 2部分に押し込まれて弾性変形 する。さらに、他方の固定部材の第 2部分を一方の固定部材の挿入穴の深い位置ま で挿入すると、一方の固定部材の第 1係合部材の他端は、他方の固定部材の第 1突 起部と係合する。第 1係合部材と第 1突起部が係合すると、一方の固定部材と他方の 固定部材が連結される。これにより、使用者は、一方の固定部材の挿入穴に他方の 固定部材の第 2部分が所定位置まで挿入されたことを確認することができる。

さらに、第 1係合部材は、一端を所定方向に移動させると他端が移動し、一方の固 定部材と他方の固定部材の係合状態を解除することができる。これにより、複数の固 定部材を連結するときに、間違った順序で固定部材を連結したとしても、係合状態を 解除することによって、やり直しを行うことができる。

[0020] 固定手段は、第 1部分の少なくとも一部に形成されており、外表面から挿入穴まで 伸びており、第 2係合部材を受入れる第 2貫通孔を備えていることが好ましい。固定 手段はさらに、第 2部分の外表面の少なくとも一部に形成されている第 2突起部を備 えていることが好ましい。一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分が 所定位置まで挿入されたときに、他方の固定部材の第 2突起部は、一方の固定部材 の第 2貫通穴を通して挿入された第 2係合部材と係合することを特徴としている。 固定部材は、一方の固定部材と他方の固定部材が所定の位置関係に配置されて いる状態を強固に維持することができる。このため、一方の固定部材の光導波路と他 方の固定部材の光導波路の間で、安定した光通信を行うことができる。また、使用者 は、第 2係合部材が第 2貫通穴を通して挿入されている状態から、第 1係合部材と第 1突起部が係合したことを確認することもできる。

[0021] 固定部材は、第 1部分の挿入穴を画定する内表面の少なくとも一部に形成されて いる第 1端子を備えているのが好ましい。固定部材はさらに、第 2部分の外表面の少 なくとも一部に形成されて 、る第 2端子を備えて 、るのが好ま 、。固定部材はその 他に、光導波路外に設けられており、第 1端子と第 2端子を電気的に接続する導線を 備えているのが好ましい。この場合、一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の 第 2部分を挿入すると、一方の固定部材の第 1端子と他方の固定部材の第 2端子が 電気的に接続されることを特徴として 、る。

この固定部材によると、一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を 挿入すると、一方の固定部材の第 1端子と他方の固定部材の第 2端子が接触する。 これにより、複数の固定部材を連結した場合でも、複数の固定部材の個々の導線は 、一方の固定部材の第 1端子と他方の固定部材の第 2端子を介して電気的に接続さ れる。複数の固定部材に亘つて電気的に接続された導線は、複数枚の回路基板に 対して電圧を供給することができる。

なお、第 1端子、第 2端子及び導線の組合せは、一つの固定部材に複数個形成さ れていてもよい。前記組合せが複数個形成されていると、複数の電圧を供給すること ができる。 [0022] 固定部材は、接地用の導線と、電源用の導線を備えているのが好ましい。この場合 、固定部材は、挿入穴を画定する内表面の少なくとも一部に形成されている接地用 第 1端子と、第 2部分の外表面の少なくとも一部に形成されている接地用第 2端子と、 光導波路外に設けられており、接地用第 1端子と接地用第 2端子を電気的に接続す る接地用導線を備えている。固定部材はさらに、挿入穴を画定する内表面の少なくと も一部に形成されている電源用第 1端子と、第 2部分の外表面の少なくとも一部に形 成されている電源用第 2端子と、光導波路外に設けられており、電源用第 1端子と電 源用第 2端子を電気的に接続する電源用導線を備えている。この場合、一方の固定 部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入すると、一方の固定部材の接地 用第 1端子と他方の固定部材の接地用第 2端子が電気的に接続され、一方の固定 部材の電源用第 1端子と他方の固定部材の電源用第 2端子が電気的に接続される ことを特徴としている。

この固定部材によると、接地電圧と電源電圧の両者を、複数枚の回路基板に対し て供給することができる。

[0023] 固定部材は、ノイズフィルタをさらに備えて 、るのが好まし 、。ノイズフィルタは、電 源用導線に接続されており、不要成分 (ノイズとなる周波数領域)を除去する。

ノイズフィルタが不要成分を除去することによって、電源用導線には、安定した電源 電圧が供給される。

[0024] 固定部材は、第 1部分の挿入穴に設けられているワイビング機構をさらに備えてい るのが好ましい。ワイビング機構は、ワイパー部と、そのワイパー部の移動を許容する ようにワイパー部を挿入穴を画定する内表面に支持するアーム部を有している。この ワイビング機構は、一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入 すると、ワイパー部が他方の固定部材の第 2部分の端面に露出している光導波路の 端面に当接しながら移動することを特徴としている。

固定部材にワイビング機構が設けられていると、一方の固定部材の挿入穴に他方 の固定部材の第 2部分を挿入したときに、他方の固定部材の第 2部分の端面に露出 している光導波路の端面の汚れを除去することができる。このため、光導波路の端面 に付着している汚れなどを除去することによって、光導波路を伝播する光信号にノィ ズが重畳してしまうことを回避することができる。

また、背景技術で説明した実開平 5— 77954号公報では、光信号が回路基板と回 路基板の間の空間を伝播する。このため、実開平 5— 77954号公報の技術では、そ の空間内に埃などが存在していると、光信号にノイズが重畳するという問題が発生し てしまう。

一方、本明細書で開示される固定部材は、固定部材の本体を貫通して伸びている 光導波路を利用して光信号を伝播する。このため、光導波路に外部から埃などが侵 入することが抑制されている。本明細書で開示される固定部材は、一方の固定部材 の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入したときに、第 2部分の端面に露出し ている光導波路の端面の汚れを排除することができ、さらにその後に光導波路に埃 などが侵入することも抑制することができる。本明細書で開示される固定部材を利用 すると、汚れ、埃等による光信号に対するノイズの重畳化が低減されているので、正 確な光信号を伝播することができる。

本体は、光導波路の貫通方向に残部部分から分割されている分割部分と、その分 割部分と前記残部部分の間の距離を変更可能に連結している連結手段を備えてい ることが好ましい。光導波路は、その分割部分と前記残部部分との間の空間に露出し ており、分割部分の光導波路に形成されている第 3端面を備えている。光導波路は、 その分割部分と前記残部部分との間の空間に露出しており、前記残部部分の光導 波路に形成されている第 4端面を備えている。光導波路はさらに、第 3端面及び Z又 は第 4端面に設けられて 、る集光レンズを備えて 、ることが好ま U、。

回路基板と回路基板の間の距離は、回路基板の種類やその用途に応じて要求さ れる大きさが異なることが多い。一種類の固定部材が、異なる回路基板間の距離に 対応することができれば、複数種類の固定部材を用意する必要がなくなる。本明細 書で開示される固定部材は、分割部分と残部部分によって構成されており、この間の 距離を変動させることによって、異なる回路基板間の距離に対応することができる。 本明細書で開示される固定部材はさらに、分割部分と残部部分の間の空間におい て、光信号が空間的に広がることによって光通信が不安定になることに対しても対策 が講じられている。即ち、その空間に露出している光導波路の第 3端面及び Z又は 第 4端面に、集光レンズが設けられている。これにより、分割部分と残部部分の間に 空間が形成されたとしても、第 3端面 (又は第 4端面）〖こ集光レンズが設けられていれ ば、その集光レンズは、第 3端面 (又は第 4端面)から出射する光信号が空間的に広 力 ¾ことを抑制する。このため、集光レンズは、第 3端面 (又は第 4端面)から第 4端面 (又は第 3端面)まで光信号を効率良く伝播することができる。また、第 3端面及び第 4 端面の両端面に集光レンズが設けられていると、光導波路を双方向に伝播する光信 号に対して、前記の効果を奏することができる。

[0026] 連結手段は、分割部分に形成されている第 1ねじ山と、残部部分に形成されている 第 2ねじ山を備えていることが好ましい。分割部分と残部部分は、第 1ねじ山と第 2ね じ山を介して螺合することを特徴としている。

螺合する程度を調整すれば、分割部分と残部部分の間の距離を調整することがで きる。

[0027] 本明細書で開示される技術は、モジュールに具現ィ匕することができる。本明細書で 開示されるモジュールは、回路基板と回路基板を所定距離を隔てて固定している固 定部材を備えている。固定部材は、本体と、その本体内を貫通して伸びている光導 波路を有している。本明細書で開示されるモジュールは、一方の回路基板が発信し て他方の回路基板が受信する光信号が、固定部材の光導波路を伝播することを特 徴としている。

[0028] 本明細書で開示されるモジュールは、回路基板上に形成されており、固定部材と 係合することによって、回路基板と固定部材と固定する係合手段をさらに備えている ことが好ましい。

回路基板上に予め係合手段が形成されていると、その係合手段を介して回路基板 と固定部材を固定することができる。係合手段を利用すれば、例えば、固定部材をは んだ等を介して回路基板に対して固定する必要がない。このため、固定部材の光導 波路には、はんだ等の熱負荷が加わることがない。固定部材の光導波路は、良好な 状態に維持することができる。したがって、モジュールに係合手段が設けられていると 、安定した光通信を提供することができる。

[0029] 本明細書で開示される技術は、複数枚の回路基板を所定距離を隔てて固定すると ともに、回路基板間に光通信路を提供するシリーズ化された固定部材に具現ィ匕する ことができる。シリーズィ匕された固定部材は、 4つのタイプの固定部材を備えているこ とを特徴としている。

第 1固定部材は、本体と、光導波路と、光導波路を伝播する光信号の少なくとも一 部を受光して電気信号に変換する受光素子と、光導波路に導入する光信号を発光 する発光素子を備えている。

第 2固定部材は、本体と、光導波路と、光導波路を伝播する光信号の少なくとも一 部を受光して電気信号に変換する受光素子を備えて 、る。

第 3固定部材は、本体と、光導波路と、光導波路に導入する光信号を発光する発 光素子を備えている。

第 4固定部材は、本体と、光導波路を備えている。

第 1固定部材力 第 4固定部材は共通形状であって、間に回路基板を挟んだ状態 で任意の固定部材に任意の固定部材を接続するとともに、その任意の固定部材の 光導波路の端面と任意の固定部材の端面を光接合することが可能であることを特徴 としている。

第 1固定部材力 第 4固定部材は、回路基板の役割に応じて適宜に選択されてい る。他の回路基板との間で信号を発信 ·受信する回路基板には、第 1固定部材が選 択される。他の回路基板力 信号を受信する回路基板には、第 2固定部材が選択さ れる。他の回路基板に信号を発信する回路基板には、第 3固定部材が選択される。 他の回路基板と信号を発信も受信もしない回路基板には、第 4固定部材が選択され る。

第 1固定部材力 第 4固定部材を組合せて用いることによって、多様な役割を有し ている複数枚の回路基板を、所定距離を隔てて固定することができる。さらに、固定 部材は、複数枚の回路基板間に光通信路を構築し、情報の送受信を可能にする。 発明の効果

本明細書で開示される固定部材には、光導波路が設けられている。その光導波路 を利用して、回路基板間において光信号を伝播することができる。本明細書で開示さ れる固定部材によれば、一の回路基板と他の回路基板を固定部材で固定することに よって、光信号を伝播するための光導波路も構築することができる。このため、本明 細書で開示される固定部材は、回路基板間において、光信号を媒体にして情報を正 確に伝送することができる。

本明細書で開示されるモジュールは、光導波路を有する固定部材が利用されてい る。したがって、本明細書で開示されるモジュールは、回路基板間において情報を正 確に伝送することができる。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、モジュールの構成を概略的に示す。

[図 2]図 2は、固定部材の拡大斜視図を概略的に示す。

[図 3]図 3は、受光部及び発光部を有する固定部材の断面図を概略的に示す。

[図 4]図 4は、受光部及び発光部を有しない固定部材の断面図を概略的に示す。

[図 5]図 5は、複数の種類の固定部材が用いられたモジュールの断面を概略的に示 す。

[図 6]図 6は、図 3の固定部材の変形例を示す。

[図 7]図 7は、図 4の固定部材の変形例を示す。

[図 8]図 8 (A)は、回路基板の厚みが薄い場合に、一方の固定部材と他方の固定部 材が嵌合した状態を示す。図 8 (B)は、回路基板の厚みが大きい場合に、一方の固 定部材と他方の固定部材が嵌合した状態を示す。

[図 9]図 9は、ノイズフィルタを有する固定部材の断面図を概略的に示す。

[図 10]図 10 (a)は、ノイズフィルタの回路図の一例を示す。図 10 (b)は、ノイズフィル タの回路図の一例を示す。

[図 11]図 11は、ワイビング機構の動作を示す。

[図 12]図 12 (A)は、ソケットの平面図を示す。図 12 (B)は、ソケットの断面図を示す。

[図 13]図 13は、回路基板と固定部材カソケットを介して固定されている状態を示す。

[図 14]図 14は、検知手段と固定手段を有する固定部材の断面図を概略的に示す。

[図 15]図 15は、検知手段と固定手段を有する固定部材の断面図を概略的に示す。

[図 16]図 16 (A)は、第 2係合部材の一例を示す。図 16 (B)は、第 2係合部材の他の 一例を示す。 [図 17]図 17は、分割部分と残部部分を有する固定部材の断面図を概略的に示す。

[図 18]図 18(A)は、回路基板間の距離が大きい場合に、一方の固定部材と他方の 固定部材が嵌合した状態を示す。図 18(B)は、回路基板間の距離が小さい場合に、 一方の固定部材と他方の固定部材が嵌合した状態を示す。

[図 19]図 19は、図 17の固定部材の変形例を示す。

[図 20]図 20(A)は、回路基板の厚みが薄い場合に、一方の固定部材と他方の固定 部材が嵌合した状態を示す。図 20(B)は、回路基板の厚みが大きい場合に、一方の 固定部材と他方の固定部材が嵌合した状態を示す。

符号の説明

10:固定部材

12:光導波路

12a, 12b、 12c、 12d、：光導波路の端面

14: ：第 2部分

15: ：本体

16: ：第 1部分

18: ：段差面

19: ：係合片

20: ：回路基板

22: ：開口

31: ：電源用第 2端子

32: ：接地用第 2端子

33: ：接地導線

34: ：第 2信号配線

35: ：接地用第 1端子

36: ：電源用第 1端子

37: ：第 1信号配線

38: ：電源導線

40: ：発光部 :発光素子

、 46、 54、 56:ノヽーフミラー

:第 2反射手段

:受光部

:第 1反射手段

:揷入穴

:ノイズフィルタ

:固定部

:アーム部

:ワイパー部

:ワイビング機構

:接地用第 3端子

:発光素子用信号端子

:受光素子用信号端子

:電源用第 3端子

、 92、 391、 392、 393、 394:集光レンズ0:モジユーノレ

1:基板

0:ソケット

0:ガイド部材

2:上側ガイド部材

:下側ガイド部材

:係合片

:検知手段

1:第 1突起部

:第 1貫通孔

:第 1係合部材

:固定手段 267:第 2突起部

268:第 2貫通孔

269:第 2係合部材

301:分割部分

302:残部部分

322:縁端板

322a:雌ねじ

323:螺合部分

323a:雄ねじ

332:円筒状電極

333:螺合部分接地用接続部

334:円筒状電極接地用接続部

335:円筒状電極電源用接続部

336:螺合部分電源用接続部

発明を実施するための最良の形態

本発明の特徴を列記する。

(第 1形態） 光導波路に利用される材料は特に限定されるものではない。典型的に は、プラスチックファイバー、ガラスファイバ一等が利用される。光信号の伝播距離が 短 、ので、加工性に優れたプラスチックファイバーを利用するのが好ま U、。

(第 2形態） 光信号の種類は特に限定されるものでない。単一波長又は多波長のい ずれの光信号も利用することができる。

(第 3形態） 光信号に多波長を利用する場合は、第 1反射手段及び Z又は第 2反射 手段に、複数の波長成分を分画するために、誘電体多層膜又は回折格子型合分波 器等を好適に利用することができる。

(第 4形態） 集光レンズには、凸レンズ (両凸、平凸）、球レンズ、円柱レンズなどの形 状のレンズを利用することができる。また、集光レンズには、分布屈折率型 (ダリン）レ ンズ、モールドレンズなどを利用することができる。

実施例 [0034] (第 1実施例）

図 1に、モジュール 100の構成を概略的に示す。モジュール 100は、略正方形状の 複数枚の回路基板 20と、略円筒状の複数の固定部材 10を備えている。複数枚の回 路基板 20は、所定距離を隔てて積層している。回路基板 20と回路基板 20は、固定 部材 10を介して所定距離を隔てて平行に固定されている。なお、図 1では、明瞭ィ匕 のために、取り付け前の回路基板 20及び固定部材 10も同時に図示されている。モ ジュール 100は、ハウジング等に収容され、車載用の情報処理装置に利用される。

[0035] 回路基板 20は、電子'電気部品等によって構成されている回路（図示せず)と、角 部近傍に形成されている開口 22を備えている。開口 22は、回路基板 20の表面から 裏面まで貫通しており、その平面形状は略円形である。固定部材 10の一部は、回路 基板 20の開口 22に挿入されている。固定部材 10は、開口 22を通して他の固定部 材 10と軸方向に連結されている。開口 22は、複数枚の回路基板 20のそれぞれにお いて、共通した位置に形成されている。このため、モジュール 100を平面視したときに 、積層されている複数枚の回路基板 20は、その輪郭が一致している。回路基板 20 は、上下の固定部材 10によって狭持されている。あるいは、後の実施例で説明する ように、回路基板 20と固定部材 10は、ソケットを介して固定されていてもよい。

[0036] 図 2に、固定部材 10の拡大斜視図を概略的に示す。

固定部材 10は、本体 15と、その本体 15を貫通して伸びている光導波路 12を備え ている。光導波路 12は、貫通方向（紙面上下方向）の一方端に形成されている第 1 端面 12aと、貫通方向の他方端に形成されている第 2端面 12bを備えている（図 3及 び図 4を参照)。第 1端面 12aは、本体 15の一方の端面に露出している。第 2端面 12 bは、本体 15の他方の端面に露出している。光導波路 12には、プラスチックファイバ 一が利用されている。プラスチックファイバ一は、可撓性を有しているので、プラスチ ックファイバーを利用することによって多様な形状の固定部材 10を得ることができる。 固定部材 10の本体 15は、外径が大きい第 1部分 16と、外径が小さい第 2部分 14 を備えている。第 1部分 16は、固定部材 10の全体において、相対的に外径が大きい と観念できる部分をいう。第 2部分 14は、固定部材 10の全体において、相対的に外 径が小さいと観念できる部分をいう。外径の異なる第 1部分 16と第 2部分 14の間には 、段差面 18が形成されている。第 2部分 14の外径は、図 1に示す回路基板 20の開 口 22の径よりも小さく調整されている。第 1部分 16の外径は、図 1に示す回路基板 2 0の開口 22の径よりも大きく調整されている。これにより、固定部材 10の第 2部分 14 は、回路基板 10の開口 22を通過することができる。一方、固定部材 10の第 1部分 1 6は、回路基板 20の開口 22を通過することができない。したがって、固定部材 10を 回路基板 20の開口 22に挿入すると、固定部材 10の段差面 18に回路基板 20の裏 面が接触する。回路基板 20の開口 22から突出する第 2部分 14には、他の固定部材 10が連結される（なお、後述するが、固定部材 10と固定部材 10は嵌合される）。これ により、回路基板 20は、固定部材 10と固定部材 10によって狭持される。固定部材 1 0と固定部材 10の間の距離は、第 1部分 16の高さによって調整することができる。

[0037] 固定部材 10には、複数の種類が用意されている。図 3と図 4に、代表的な固定部材 10Aと固定部材 10Bの断面図を概略的に示す。図 3に示す第 1種類の固定部材 10 Aは、受光部 50と発光部 40を備えている。図 4に示す第 2種類の固定部材 10Bは、 受光部 50と発光部 40を備えていない。ここで、本明細書において固定部材 10を固 定部材 10が有する機能毎に区別する場合は、「10A」「10B」などの符号を用いる。 一方、本明細書において固定部材 10を機能毎に区別せずに総称として表現する場 合は、「10」の符号を用いることとする。

なお、本実施例のモジュール 100は、単一波長の光信号を利用して光通信する。 したがって、受光部 50が受光する波長と、発光部 40が発光する波長は等しい。

[0038] まず、第 1種類の固定部材 10Aを説明する。図 3に示すように、第 1種類の固定部 材 10Aは、受光部 50と発光部 40を備えている。

受光部 50は、第 1反射手段 58と、受光素子 52を備えている。第 1反射手段 58は、 光導波路 12内に設けられている一対のハーフミラー 54、 56を備えている。ハーフミ ラー 54、 56は、光導波路 12の貫通方向（紙面上下方向）に対して傾斜して設けられ ている。ハーフミラー 54は、光導波路 12内を紙面下側から紙面上側に向けて伝播す る光信号の一部を反射するとともに残部を透過する。ハーフミラー 54で反射した光信 号の一部は、受光素子 52で電気信号に変換される。ハーフミラー 54を透過した光信 号は、他の固定部材 10に設けられた受光部 50でも受光され得る。ハーフミラー 56は 、光導波路 12内を紙面上側力も紙面下側に向けて伝播する光信号の一部を反射す るとともに残部を透過する。ハーフミラー 56で反射した光信号の一部は、受光素子 5 2で電気信号に変換される。ハーフミラー 56を透過した光信号は、他の固定部材 10 に設けられた受光部 50でも受光され得る。一対のハーフミラー 54、 56を利用するこ とによって、光導波路 12内を双方向に伝播する光信号を受光素子 52に導くことがで きる。なお、必要に応じて、一対のハーフミラー 54、 56の一方を除去してもよい。この 場合、光導波路 12内を伝播する光信号のうち、選択された向きに伝播する光信号の みを受光することができる。

受光素子 52は、光導波路 12外に設けられており、光導波路 12を伝播する光信号 を物理的に遮らない位置に配置されている。受光素子 52と光導波路 12は、一対の ハーフミラー 54、 56を介して光結合している。受光素子 52には、半導体を利用した 光電変換装置が用いられている。受光素子 52には、変換された電気信号を取り出す ための第 1信号配線 37が電気的に接続されている。第 1信号配線 37は、固定部材 1 0を貫通して固定部材 10の下端面にまで伸びており、その端部が固定部材 10の下 端面に露出している。固定部材 10の下端面には受光素子用信号端子 86が形成さ れており、第 1信号配線 37の端部と受光素子用信号端子 86が電気的に接続してい る。第 1信号配線 37は、回路基板 20上に設けられている回路に、受光素子用信号 端子 86を介して電気的に接続されている。受光素子用信号端子 86には、板状の金 属端子、ばね性の金属端子などが用いられている。これにより、受光素子 52で変換 された電気信号は、第 1信号配線 37及び受光素子用信号端子 86を介して回路基板 20上の回路に伝送される。

なお、実際には、第 1信号配線 37は、アノードと力ソードの 2つの信号配線を備えて いることが多い。したがって、受光素子用信号端子 86も、 2つの受光素子用信号端 子を備えていることが多い。本実施例では、図の明瞭化のために、 1つの信号配線と 1つの受光素子用信号端子のみを図示して 、る。

発光部 40は、発光素子 42と第 2反射手段 48を備えて ヽる。

発光素子 42は、光導波路 12外に設けられており、光導波路 12を伝播する光信号 を物理的に遮らない位置に配置されている。発光素子 42と光導波路 12は、一対の ハーフミラー 44、 46を介して光結合している。発光素子 42には、半導体を利用した 半導体レーザ装置が用いられている。発光素子 42には、回路基板 20上に設けられ ている回路力もの電気信号を入力するための第 2信号配線 34が電気的に接続され ている。第 2信号配線 34は、固定部材 10を貫通して固定部材 10の下端面にまで伸 びており、その端部が固定部材 10の下端面に露出している。固定部材 10の下端面 には発光素子用信号端子 84が形成されており、第 2信号配線 34の端部と発光素子 用信号端子 84が電気的に接続している。第 2信号配線 34は、回路基板 20上に設け られている回路に、発光素子用信号端子 84を介して電気的に接続されている。発光 素子用信号端子 84には、板状の金属端子、ばね性の金属端子などが用いられてい る。回路基板 20上の回路からの電気信号は、発光素子用信号端子 84及び第 2信号 配線 34を介して発光素子 42に入力される。発光素子 42は、入力された電気信号に 応じて光信号を生成する。

なお、実際には、第 2信号配線 34は、アノードと力ソードの 2つの信号配線を備えて いることが多い。したがって、発光素子用信号端子 84も、 2つの発光素子用信号端 子を備えていることが多い。本実施例では、図の明瞭化のために、 1つの信号配線と 1つの発光素子用信号端子のみを図示して 、る。

第 2反射手段 48は、光導波路 12内に設けられている一対のハーフミラー 44、 46を 備えている。ハーフミラー 44、 46は、光導波路 12の貫通方向（紙面上下方向）に対 して傾斜して設けられている。ハーフミラー 44は、発光素子 42からの光信号を反射し て光導波路 12に導く。ハーフミラー 44で反射した光信号は、光導波路 12内を紙面 上側から紙面下側に向けて伝播する。ハーフミラー 44は、他の固定部材 10からの光 信号の少なくとも一部を透過することができる。このため、他の固定部材 10からの光 信号は、ハーフミラー 44を透過して、さらに他の固定部材 10に向けて伝播することが できる。ハーフミラー 46は、発光素子 42からの光信号を反射して光導波路 12に導く 。ハーフミラー 46で反射した光信号は、光導波路 12内を紙面下側から紙面上側に 向けて伝播する。ハーフミラー 46は、他の固定部材 10からの光信号の少なくとも一 部を透過することができる。このため、他の固定部材 10からの光信号は、ハーフミラ 一 46を透過して、さらに他の固定部材 10に向けて伝播することができる。一対のハ 一フミラー 44、 46を利用することによって、発光素子 42からの光信号を、光導波路 1 2内の双方向に向けて供給することができる。なお、必要に応じて、一対のハーフミラ 一 44、 46のいずれか一方を除去してもよい。この場合、一対のハーフミラー 44、 46 のいずれか一方を選択することによって、選択された向きにのみ光信号を供給するこ とがでさる。

[0040] 以下に説明する構成要素は、特に説明が無い限り、複数種類の固定部材 10が共 通して備えているものである。図 3の固定部材 10Aを参照して、共通する構成要素に 関して説明する。

図 3に示すように、第 1部分 16は、他の固定部材 10の第 2部分 14を受入れる挿入 穴 60を備えている。挿入穴 60は、第 1部分 16の下端面から光導波路 12の貫通方向 (紙面上下方向）に沿って伸びている。光導波路 12の第 2端面 12bは、挿入穴 60に 露出している。挿入穴 60の形状は、第 2部分 14の形状と略一致するように形成され ている。

第 1部分 16の挿入穴 60の形状と、第 2部分 14の形状が略一致していると、第 1部 分 16の挿入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14を嵌合させることができる。第 1 部分 16の挿入穴 60と他の固定部材 10の第 2部分 14を連結させる仕組みには、様 々な技術を利用することができる。例えば、形状的に固定するもの、磁力等の物理力 を利用するもの、パネ等の付勢によるもの等の様々な仕組みを採用することができる 。さらに、第 1部分 16の挿入穴 60は、光導波路 12の貫通方向に沿って伸びている ので、第 1部分 16の挿入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14を嵌合させると、第 1 部分 16の挿入穴 60に露出している光導波路 12の第 2端面 12bと、他の固定部材 1 0の第 2部分 14の端面に露出している光導波路 12の第 1端面 12aが光接合される。 これにより、第 1部分 16の挿入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14を嵌合させると 、個々の固定部材 10の光導波路 12は、複数の固定部材 10に亘つて延びることがで きる。複数の固定部材 10を連結した場合でも、連続する光導波路 12を利用して、複 数の固定部材 10に光信号を伝播させることができる。

[0041] 図 3に示すように、固定部材 10は、接地電圧用の接地用導線 33と、電源電圧用の 電源用導線 38を備えている。 接地用導線 33の一方の端は、第 1部分 16の挿入穴 60を画定している内表面に形 成されている接地用第 1端子 35に電気的に接続されている。接地用導線 33の他方 の端は、第 2部分 14の外表面に形成されている接地用第 2端子 32に電気的に接続 されている。接地用第 1端子 35は、挿入穴 60を画定している内表面の周方向に一 巡して形成されている。接地用第 2端子 32は、第 2部分 14の外表面の周方向に一巡 して形成されている。接地用第 1端子 35及び接地用第 2端子 32には、ばね性の金 属端子が用いられている。接地用導線 33は、光導波路 12外に設けられており、本体 15内を軸方向に貫通して伸びている。また、接地用導線 33は分岐しており、接地用 導線 33の一部は、固定部材 10の下端面に露出している。固定部材 10の下端面に は接地用第 3端子 82が形成されており、接地用導線 33の一部と接地用第 3端子 82 は電気的に接続している。接地用導線 33の一部は、回路基板 20上に設けられてい る回路に、接地用第 3端子 82を介して電気的に接続されている。接地用第 3端子 82 には、板状の金属端子、ばね性の金属端子などが用いられている。

電源用導線 38の一方の端は、第 1部分 16の挿入穴 60を画定している内表面に形 成されている電源用第 1端子 36に電気的に接続されている。電源用導線 38の他方 の端は、第 2部分 14の外表面に形成されている電源用第 2端子 31に電気的に接続 されている。電源用第 1端子 36は、挿入穴 60を画定している内表面の周方向に一 巡して形成されている。電源用第 2端子 31は、第 2部分 14の外表面の周方向に一巡 して形成されている。電源用第 1端子 36及び電源用第 2端子 31には、ばね性の金 属端子が用いられている。電源用導線 38は、光導波路 12外に設けられており、本体 15内を軸方向に貫通して伸びている。また、電源用導線 38は分岐しており、電源用 導線 38の一部は、固定部材 10の下端面に露出している。固定部材 10の下端棉に は電源用第 3端子 88が形成されており、電源用導線 38の一部と電源用第 3端子 88 は電気的に接続している。電源用導線 38の一部は、回路基板 20上に設けられてい る回路に、電源用第 3端子 88を介して電気的に接続されている。電源用第 3端子 88 には、板状の金属端子、ばね性の金属端子などが用いられている。

第 1部分 16の挿入穴 60を画定している内表面に形成されている接地用第 1端子 3 5と電源用第 1端子 36は、固定部材 10の軸方向にオフセットされている。このため、 接地用第 1端子 35と電源用第 1端子 36は、電気的に絶縁分離されている。第 2部分 14の外表面に形成されている接地用第 2端子 32と電源用第 2端子 31は、固定部材 10の軸方向にオフセットされている。このため、接地用第 2端子 32と電源用第 2端子 31は、電気的に絶縁分離されている。

固定部材 10では、第 1部分 16の挿入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14を嵌 合すると、接地用第 1端子 35と他の固定部材 10の接地用第 2端子 32が接触する。ま た、電源用第 1端子 36と他の固定部材 10の電源用第 2端子 31も接触する。これによ り、複数の固定部材 10を連結した場合でも、複数の固定部材 10の個々の接地用導 線 33は、接地用第 1端子 35及び接地用第 2端子 32を介して電気的に接続される。 複数の固定部材 10の個々の電源用導線 38も、電源用第 1端子 36及び電源用第 2 端子 31を介して電気的に接続される。このため、接地用第 1端子 35、接地用第 2端 子 32、又は接地用第 3端子 82から接地用導線 33に接地電圧を供給すると、接地用 導線 33の接地電圧は、嵌合されている複数の固定部材 10において共通した大きさ に保たれる。その接地電圧は、接地用第 3端子 82を介して回路基板 20に供給される 。したがって、複数の回路基板 20に対して、共通した大きさの接地電圧を供給するこ とができる。電源用第 1端子 36、電源用第 2端子 31、又は電源用第 3端子 88から電 源用導線 38に電源電圧を供給すると、電源用導線 38の電源電圧は、嵌合されてい る複数の固定部材 10において共通した大きさに保たれる。その電源電圧は、電源用 第 3端子 88を介して回路基板 20に供給される。したがって、複数の回路基板 20に 対して、共通した大きさの電源電圧を供給することができる。なお、一部の固定部材 1 0において、接地用第 3端子 82と電源用第 3端子 88を除去してもよい。この場合、回 路基板 20上の回路が、接地用導線 33及び電源用導線 38から独立した接地電圧及 び電源電圧によって動作するようにすることができる。

図 4には、第 2種類の固定部材 10Bの断面図が示されている。なお、図 3に示す第 1種類の固定部材 10Aと同一構成には、同一符号が付されている。

図 4に示すように、第 2種類の固定部材 10Bには、発光部 40と受光部 50が設けら れていない。第 2種類の固定部材 10Bには、光導波路 12が設けられており、光信号 を伝播することができる。第 2種類の固定部材 10Bには、接地用導線 33と電源用導 線 38が設けられており、回路基板 20に対して接地電圧と電源電圧の供給を行うこと ができる。例えば、モジュール 100内に非通信用の回路基板 20を設けたいこともある 。このような場合には、第 2種類の固定部材 10Bを用いるのが好ましい。第 2種類の 固定部材 10Bは、回路基板 20との間で情報の受け渡しをしない。第 2種類の固定部 材 10Bは、他の固定部材 10からの光信号をバイパスし、さらに他の固定部材 10にそ の光信号を伝播させることができる。また、第 2種類の固定部材 10Bは、回路基板 20 に接地電圧及び電源電圧の供給が必要な場合は、接地用第 3端子 82と電源用第 3 端子 88を介して、回路基板 20に接地電圧及び電源電圧を供給することもできる。 なお、上記の 2種類の固定部材 10A及び固定部材 10Bの他に、受光部 50は備え て 、るが発光部 40を備えて 、ない固定部材や、発光部 40は備えて 、るが受光部 50 を備えていない固定部材を利用することもある。これらの複数の種類の固定部材 10 は、共通した外的な形状とすることができる。これらの複数の種類の固定部材 10を利 用して、任意の回路基板 20と回路基板 20を積層してモジュールを構築することがで きる。

図 5に、複数の種類の固定部材 10を用いて、複数枚の回路基板 20が積層された モジュール 100を構築した例を示す。なお、固定部材 10の種類が理解できるように、 図面上では固定部材 10に受光素子 52と発光素子 42のみが図示されている。

複数の種類の固定部材 10は、回路基板 20に求められる機能に応じて適宜に選択 される。

回路基板 20 (A)及び (E)は、他の回路基板 20との間で、光信号を発信'受信する 機能が求められている。この場合、回路基板 20 (A)及び (E)には、受光素子 52と発 光素子 42の両者を備えた固定部材 10 (10A)が利用される。

回路基板 20 (B)は、他の回路基板 20から光信号を受信する機能が求められてい る。この場合、回路基板 20 (B)には、受光素子 52のみが備えられた固定部材 10が 利用される。

回路基板 20 (C)は、他の回路基板 20に光信号を発信する機能が求められている 。この場合、回路基板 20 (C)には、発光素子 42のみが備えられた固定部材 10が利 用される。 回路基板 20 (D)は、他の回路基板 20と光信号を発信も受信もしないことが求めら れている。この場合、回路基板 20 (D)には、受光素子 52と発光素子 42も備えていな い固定部材 10 (10B)が利用される。

複数の種類の固定部材 10を組合せて用いることによって、多様な役割を有してい る複数枚の回路基板 20を、所定距離を隔てて固定することができる。さらに、固定部 材 10は、複数枚の回路基板 20間に光通信路を構築し、情報の送受信を可能にする

[0044] 前記したように、固定部材 10は、光信号を伝播するための光導波路 12を備えてい ることを特徴としている。固定部材 10は、回路基板 20と回路基板 20を機械的に固定 するための役割と、光信号を伝播するための光通信路としての役割を兼用して 、る。 固定部材 10は、回路基板 20と回路基板 20を機械的に固定するとともに、光信号を 伝播するための光導波路 12を回路基板 20間に提供することができる。複数枚の回 路基板 20を積層するために、複数の固定部材 10を連結したとしても、個々の固定部 材 10の光導波路 12が光接合し、複数の固定部材 10に亘つて延びている光導波路 12が提供される。固定部材 10に設けられた受光部 50及び発光部 40は、光導波路 1 2を伝播する光信号を受信したり、光導波路 12に光信号を送信する。光導波路 12、 受光部 50及び発光部 40を利用して光信号を送受信すれば、複数枚の回路基板 20 の間で情報の送受信をすることができる。また、本実施例のように、受光素子 52及び 発光素子 42のそれぞれが、固定部材 10内に一体で設けられていると、受光素子 52 及び発光素子 42の位置関係を正確に位置決めする必要がない。このため、固定部 材 10と固定部材 10を連結すれば、受光素子 52及び発光素子 42の間において、安 定した光信号の送受信を行うことができる。また、固定部材 10内に光導波路 12を設 けることによって、温度変化等によって回路基板 20に膨張収縮が生じたとしても、安 定した光通信機能を維持することができる。このため、固定部材 10は、複数枚の回 路基板 20に対して光信号を媒体にして情報を正確に伝送することを可能にする。光 導波路 12が設けられた複数の種類の固定部材 10を利用することによって、複数の 種類の回路基板 20間で情報を正確に伝送することができる。

[0045] 固定部材 10は、その他に下記の特徴を備えている。 (1)固定部材 10に光導波路 12を設けることによって、回路基板 20に光導波路用の 部材を別個に設ける必要がない。このため、固定部材 10の利用は、回路基板 20の 面積を小さくするとともに、モジュール 100の小型化を実現することができる。

(2)固定部材 10の利用は、複数の固定部材 10を貫通して 1系統のみの光導波路 12 を提供することができる。このため、固定部材 10の利用は、回路基板 20の面積を小 さくするとともに、モジュール 100の小型化を実現することができる。また、光導波路 1 2を 1系統のみにすることで、光通信用の構造が簡単ィ匕される。

(3)回路基板 20は、上下の固定部材 10に狭持して固定されている。回路基板 20の 開口 22が略円形に形成されており、その開口 22に挿入される固定部材 10が略円筒 状に形成されていることから、狭持する力を調整すれば、回路基板 20を固定部材 10 の軸周りに回転させることができる。したがって、固定部材 10の軸周りにおける回路 基板 20の位置を調整することができる。このため、回路基板 20と回路基板 20の積層 方向の位置関係を正確に一致させることができる。

また、以下のような変形例も考えられる。

(4)図 6と図 7に、固定部材 10Aと固定部材 10Bの変形例の断面図を概略的に示す 。固定部材 10A及び固定部材 10Bの光導波路 12はいずれも、第 1端面 12a及び第 2端面 12bに集光レンズ 91、 92を備えている。

複数枚の回路基板 20を固定する場合、個々の固定部材 10の光導波路 12が光接 合することによって、複数の固定部材 10に亘つて延びている光導波路が構築される 。このとき、一方の固定部材 10と他方の固定部材 10の間に空間が形成されたとして も、一方の固定部材 10の光導波路 12の第 1端面 12aに集光レンズ 91が設けられて いれば、集光レンズ 91は、その光導波路 12の第 1端面 12aから出射する光信号が 空間的に広がることを抑制することができる。このため、集光レンズ 91は、その第 1端 面 12aから他方の固定部材 10の第 2端面 12bまで効率良く光信号を伝播することが できる。あるいは、他方の固定部材 10の光導波路 12の第 2端面 12bに集光レンズ 9 2が設けられていれば、集光レンズ 92は、その光導波路 12の第 2端面 12bから出射 する光信号が空間的に広がることを抑制することができる。その第 2端面 12bから一 方の固定部材 10の第 1端面 12aまで効率良く信号光を伝播することができる。第 1端 面 12aと第 2端面 12bの両端面に集光レンズ 91、 92が設けられていると、光導波路 1 2を双方向に伝播する光信号を、第 1端面 12aと第 2端面 12bの間で効率良く伝播す ることがでさる。

例えば、集光レンズ 91、 92は、図 8に示すような場合に有用である。図 8には、回路 基板 20の厚みに差² OWが存在する場合の例が示されている。図 8 (A)に示すように 、回路基板 20の厚みが薄い場合は、一方の固定部材 10と他方の固定部材 10が良 好に嵌合し、それぞれの光導波路 12の間に空間が形成されない。それぞれの光導 波路 12は、良好に光接合する。しかしながら、図 8 (b)に示すように、同一の固定部 材 10を用いて、厚みの大きい回路基板 20を固定しょうとすると、一方の固定部材 10 と他方の固定部材 10の間に挿入穴 60の空間が形成されてしまう。この挿入穴 60の 空間には、光導波路 12が形成されていない。このため、対策が何も講じられていな ければ、光導波路 12の第 1端面 12a又は第 2端面 12bから出射した光信号は、その 挿入穴 60の空間で空間的に広がってしまい、出射した光信号の一部が他方の端面 まで到達しない事態が発生してしまう。このため、対策が何も講じられていなければ、 光信号の信号強度が低下するなどの問題が生じる。しかしながら、本実施例では、第 1端面 12aと第 2端面 12bに集光レンズ 91、 92が設けられている。このため、集光レ ンズ 91、 92は、挿入穴 60の空間で光信号が空間的に広がってしまうことを抑制し、 一方の端面力 他方の端面まで光信号を効率良く伝播することができる。これにより 、集光レンズ 91、 92が設けられていると、一種類の固定部材 10を用意するだけで、 厚みの異なる複数の回路基板 20に対応することができる。したがって、モジュールを 構築する場合に、部品点数を削減し、コストを大幅に削減することができる。

また、集光レンズ 91、 92には、焦点距離を変動させることが可能なものを用いるの が好ましい。例えば、複数枚の集光レンズを組合せることによって、焦点距離を変動 させる構成にしてもよい。あるいは、集光レンズの曲率が変動可能なものを採用して もよい。焦点距離が変動可能になっていると、挿入穴 60の空間の大きさに応じて焦 点距離を変動させることによって、良好な光信号の伝播を実現することができる。例 えば、挿入穴 60の空間が大きくなりすぎると、一方の端面力も出射した光信号は、他 方の端面に到達する前に空間的に広がってしまい、光信号の伝播を悪ィヒさせてしま う。この場合、焦点距離を長くすることによって対処することができる。

また、以下のような応用例も考えられる。

(5)固定部材 10に発光部 40と受光部 50の両者が設けられているので、発光部 40か らの光信号を同一固定部材 10の受光部 50で監視することもできる。これにより、受光 部 50で監視された発光部 40の状態に基づ 、て、発光部 40をフィードバック制御す ることも可能になる。この場合、発光部 40と受光部 50の間に接続されるマイコン等の 処理回路を固定部材 10内に設ければ、フィードバック制御が可能になる。

(6)同一の固定部材 10に設けられた受光部 50と発光部 40において、その受光部 5 0が他の固定部材 10からの光信号を得たのを合図に、発光部 40が光信号を生成す るようにしてもよい。受光部 50と発光部 40を連動させることによって、他の固定部材 1 0からの光信号を増幅して、さらに他の固定部材 10に向けて光信号を伝播させること ができる。例えば、多数の回路基板 20が積層している場合でも、光信号のエネルギ 一損失を補償して、多数の回路基板 20に対して光信号を伝播させることができる。ま た、光導波路 12にプラスチックファイバー（一般的に、ガラスファイバーよりもェネル ギー損失が大きい)を利用する場合でも、光信号のエネルギー損失を補償して、複 数の回路基板 20に対して光信号を伝播させることができる。この場合、発光部 40と 受光部 50の間に接続されるマイコン等の処理回路を固定部材 10内に設けることによ つて、受光部 50と発光部 40の間において、発光部 40が光信号を生成するタイミング を調整することができる。

また、実施例に代えて以下の構造を採用することもできる。

(7)同一の固定部材 10に設けられた受光部 50と発光部 40において、その受光部 5 0が他の固定部材 10からの光信号を得たのを合図に、発光部 40が異なる波長の光 信号を生成するようにしてもよい。異なる波長の光信号を生成することによって、通信 状態の情報を付加させることもできる。例えば、所定の回路基板 20が光信号を受信 したと 、う情報を付加させることができる。

(8)光信号が、光導波路 12内を選択された向きのみに伝播するようにしてもよい。こ の場合、反射手段には全反射する光ミラーを利用するのが好ましい。さらにこの場合 、同一の固定部材 10に設けられた受光部 50と発光部 40において、その受光部 50 が他の固定部材 10からの光信号を得たのを合図に、発光部 40が光信号を生成する ようにするのが好ましい。さらにこの場合、連結された固定部材 10に亘つて延びてい る光導波路 12の一方端と他方端を光接合させ、光導波路をループ状に構築するの が好ましい。これにより、光信号が光導波路 12内を選択された向きのみに伝播する 場合でも、複数枚の回路基板 20間において情報の送受信が可能になる。また、受光 部 50と発光部 40を連動させることによって、光信号のエネルギー損失を補償して、 多数の回路基板 20に対して光信号を伝播させることができる。

(第 2実施例）

図 9に、第 2実施例の固定部材 10Cの断面図を示す。この例は、第 1実施例の第 2 種類の固定部材 10Bの変形例に相当する。しかしながら、この技術思想は、第 1実 施例の第 1種類の固定部材 10Aや、その他の固定部材 10の種類にも適用すること ができる。なお、図 9では、第 1実施例の固定部材 10A及び固定部材 10Bと同一の 構成に関しては、同一符号を付してその説明を省略する。

固定部材 10Cは、ノイズフィルタ 62を備えていることを特徴としている。ノイズフィル タ 62は、電源電圧用の電源用導線 38a、 38bと、接地電圧用の接地用導線 33から 伸びている接地用分岐導線 33aに電気的に接続している。ノイズフィルタ 62は、ノィ ズとなる高周波領域の波長成分を除去して安定した電源電圧を生成する。

図 10に示すように、本実施例では、 2種類のノイズフィルタ 62の回路図が提案され ている。図 10 (a)には、カットオフ周波数が固定されたノイズフィルタ 62Aの回路図が 示されている。図 10 (b)には、カットオフ周波数が調整可能なノイズフィルタ 62Bの回 路図が示されている。

図 10 (a)に示すように、ノイズフィルタ 62Aは、ローパスフィルタであり、キャパシタ C と、抵抗 Rl、 R2を備えている。抵抗 Rl、 R2には、抵抗体としてフェライトを利用する こともできる。キャパシタ Cの一端は、接地用分岐導線 33aが接続している接地端子 6 4に接続されている。キャパシタ Cの他端は、抵抗 R1及び抵抗 R2の一端に接続され ている。抵抗 R1の他端は、電源用導線 38bが接続している電源端子 63に接続され ている。抵抗 R2の他端は、電源用導線 38aが接続している電源端子 65に接続され ている。 図 10 (a)に示すノイズフィルタ 62Aは、キャパシタ Cの容量及び抵抗 Rl、 R2の抵 抗値の大きさに基づいて決定されるカットオフ周波数よりも高い周波数成分を除去す ることができる。これにより、高周波数領域のノイズを除去して安定した電源電圧を生 成することができる。

図 10 (b)に示すノイズフィルタ 62Bは、キャパシタ Cの容量及び抵抗 Rl、 R2の抵 抗値を調整可能なものが利用されている。これにより、ノイズフィルタ 62Bのカットオフ 周波数を任意に調整することができる。カットオフ周波数を調整することによって、除 去したいノイズの高周波領域を調整することができる。なお、ここで示されるキャパシ タ Cや抵抗 Rl、 R2は、全てが可変である必要はなぐいずれかを可変とすることによ つてカットオフ周波数を調整してもよ 、。

(第 3実施例）

図 11に、固定部材 10の挿入穴 60に設けられて 、るワイビング機構 75を概略的に 示す。

ワイビング機構 75は、ワイパー部 74と、アーム部 73と、挿入穴 60を画定している内 表面にアーム部 73を固定する固定部 72を備えている。ワイパー部 74は、円筒状の 帯電防止低発泡ウレタンと、その表面を被覆している極細分割繊維を備えている。ァ ーム部 73は、ワイパー部 74を挿入穴 60の内表面力も支持するとともにワイパー部 7 4の移動を許容する。ワイパー部 74には、板ばねが利用されており、弾性変形するこ とが可能になっている。

図 11 (a)、（b)及び (c)は、挿入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14が嵌合する ときのワイビング機構 75の動作を経時的に示している。図 11 (a)、（b)及び (c)の上 部分には、ワイビング機構 75、挿入穴 60、他の固定部材 10の第 2部分 14及び光導 波路 12の端面の軸方向における位置関係が理解し易いように、概略的な平面図が 示されている。

図 11 (a)に示すように、挿入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14が嵌合する前 の段階では、平面視したときに、ワイパー部 74は他の固定部材 10の光導波路 12の 周縁部に配置されている。

図 11 (b)及び (c)に示すように、挿入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14が嵌 合すると、他の固定部材 10の上端面がワイパー部 74に当接する。アーム部 73は、 他の固定部材 10が紙面上方向に押し込まれる力を受けて弾性変形する。これにより 、ワイパー部 73は、第 2部分 14の上端面に露出している光導波路 12の上端面に当 接しながら移動する。このとき、ワイパー部 73は、光導波路 12の一方の周縁部から 他方の周縁部に向けて移動し、光導波路 12の全体表面を移動する。これにより、挿 入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14が嵌合すると、第 2部分 14の上端面に露 出している光導波路 12の上端面に付着している汚れが除去される。このため、第 2部 分 14の上端面に露出している光導波路 12の上端面の汚れなどによって、光信号に ノイズが重畳してしまうことが回避される。

また、挿入穴 60に他の固定部材 10の第 2部分 14が嵌合されると、ワイビング機構 7 5は、光導波路 12内から光導波路 12外に退避する。これにより、ワイビング機構 75 が光信号の通過を遮ることがない。したがって、光導波路 12を通過する光信号にノィ ズが重畳することが回避される。

固定部材 10は、固定部材 10の本体 15を貫通する光導波路 12を利用して光信号 を伝送するので、光導波路 12に外部力も埃などが侵入することが抑制されている。 固定部材 10によると、固定部材 10同士を嵌合したときに、第 2部分 14の上端面に露 出している光導波路 12の上端面の汚れをワイビング機構 75によって排除することが でき、さらにその後に光導波路 12に埃などが侵入することも抑制することができる。本 実施例の固定部材 10を利用すると、汚れ、埃等による光信号に対するノイズの重畳 化が低減されて ヽるので、正確な光信号を伝送することができる。

(第 4実施例）

図 12に、回路基板 20上に形成されているソケット 110 (係合手段の一例）を概略的 に示す。図 12 (A)は、ソケット 110の平面図である。図 12 (B)は、ソケット 110の断面 図であり、図 12 (A)の 12B— 12Bに対応した矢視断面図である。図 13に、回路基板 20と固定部材 10が、ソケット 110を介して固定されている状態を示す。なお、図 13の 固定部材 10は、第 1実施例及び第 2実施例の固定部材 10と実質的に同一の構造を 備えている。作用効果が同一の構造に関しては、同一符号を付し、その説明を省略 する。 図 12に示すように、ソケット 110は、回路基板 20上に固定されている基板 111を備 えている。基板 111は、回路基板 20の開口 22に対応した貫通孔 140を備えている。 回路基板 20の開口 22の輪郭と基板 111の貫通孔 140の輪郭は一致しており、固定 部材 10の第 2部分 14を受入れることができる。ソケット 110はさらに、基板 111から鉛 直上方向に伸びているガイド部材 120を備えている。ガイド部材 120は、下側ガイド 部材 124と、その下側ガイド部材 124の一部力も鉛直上方向に伸びている 2つの上 側ガイド部材 122を備えている。下側ガイド部材 124は、基板 111の貫通孔 140の周 囲を一巡して形成されている。 2つの上側ガイド部材 122は、基板 11の貫通孔 140 に対して対称な位置に配置されている。下側ガイド部材 124の内径は、固定部材 10 の第 1部分 16の外径にほぼ一致して形成されている。したがって、図 13に示すように 、固定部材 10の第 1部分 16は、下側ガイド部材 124の内表面に当接した状態で固 定される。上側ガイド部材 122の先端には、係合片 130が形成されている。係合片 1 30は、固定部材 10に形成されている係合片 19と係合する。

[0051] ソケット 110は、基板 111を貫通して形成されている複数の連絡端子 182、 188を 備えている。連絡端子 182、 188には、板状の金属端子、ばね性の金属端子などが 用いられている。本実施例の連絡端子 182、 188は、接地用連絡端子 182と電源用 連絡端子 188を備えている。図 13に示すように、接地用連絡端子 182は、接地用第 3端子 82と回路基板 20上の回路を電気的に接続する。電源用連絡端子 188は、電 源用第 3端子 88と回路基板 20上の回路を電気的に接続する。なお、固定部材 10に 発光部 40ゃ受光部 50が設けられて ヽる場合は、発光素子用信号端子 84や受光素 子用信号端子 86と回路基板 20上の回路を電気的に接続するために、他の連絡端 子が利用される。

[0052] ソケット 110と回路基板 20は、はんだ等によって固定されている。回路基板 20上に 予めソケット 110が固定されていると、ソケット 110の係合片 130に固定部材 10の係 合片 19を係合することによって、回路基板 20に固定部材 10を固定することができる 。ソケット 110を利用すれば、例えば、固定部材 10をはんだ等を介して回路基板 20 に固定する必要がない。このため、固定部材 10の光導波路 12には、はんだ等の熱 負荷が加わることがない。特に、固定部材 10に発光素子 42ゃ受光素子 52が設けら れている場合は、熱負荷によって発光素子 42ゃ受光素子 52に不具合が生じてしま う。ソケット 110を利用すれば、固定部材 10の光導波路 12、発光素子 42及び受光素 子 52は、良好な状態に維持される。したがって、ソケット 110を利用すると、安定した 光通信を提供することができる。

(第 5実施例）

図 14及び図 15に、固定部材 200の要部断面図を概略的に示す。図 14は、一方の 固定部材 200の挿入穴 60に他方の固定部材 200の第 2部分 14を挿入する途中の 段階を示している。図 15は、一方の固定部材 200の挿入穴 60の所定位置まで他方 の固定部材 200の第 2部分 14を挿入した段階を示している。なお、他の実施例の同 一の作用効果を有する構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。 固定部材 200の本体 15は、検知手段 260と、固定手段 266を備えている。検知手 段 260は、一方の固定部材 200の挿入穴 60に他方の固定部材 200の第 2部分 14を 挿入したときに、その第 2部分 14が挿入穴 60の所定位置まで挿入されたことを検知 する。固定手段 266は、その所定位置で、一方の固定部材 200と他方の固定部材 2 00を固定する。検知手段 260には、様々な手段が採用され得る。本実施例は、一方 の固定部材 200と他方の固定部材 200が特殊な機構を介して係合することによって 、一方の固定部材 200と他方の固定部材 200が所定位置に配置されたのを検知す る例である。この例に代えて、検知手段には、磁力等の物理力を利用するもの、パネ 等の付勢力を利用するもの等の様々な仕組みを採用することができる。

なお、図 14及び図 15では、一方の固定部材 200の一部と他方の固定部材 200の 一部のみが図示されている。このため、検知手段 260の構成要素は、一方の固定部 材 200と他方の固定部材 200に分かれて図示されている。しかしながら、一方の固定 部材 200の一部と他方の固定部材 200の一部を組合せると、一つの固定部材 200と 観念することができる。実際、一つの固定部材 200は、図 14及び図 15に示す一方の 固定部材 200の一部が有する構成要素と他方の固定部材 200の一部が有する構成 要素を具備している。このため、一つの固定部材 200は、検知手段 260の構成要素 の全てを備えている。同様に、一つの固定部材 200は、固定手段 266の構成要素の 全てを備えている。以下では、上記の理解に基づいて、各手段の構成要素を説明す る。

[0054] 検知手段 260は、本体 15の第 1部分 16の少なくとも一部に形成されており、第 1部 分 16の外表面力も挿入穴 60まで伸びている第 1貫通孔 263を備えている。検知手 段 260は、第 2部分 14の外表面の少なくとも一部に形成されている第 1突起部 261を 備えている。検知手段 260はさらに、第 1貫通孔 263内に設けられており、一端 262 が第 1部分 16の外表面力も露出しており、他端 265が挿入穴 60内に張り出している 第 1係合部材 264を備えている。第 1係合部材 264のほぼ中心部分には、支持棒 26 4aが設けられている。支持棒 264aは、第 1係合部材 264を貫通して伸びており、そ の両端は第 1貫通孔 263を画定している内表面に固定されている。支持棒 264aは、 第 1係合部材 264を回転可能に支持して 、る。

[0055] 固定手段 266は、本体 15の第 1部分 16の少なくとも一部に形成されており、第 1部 分 16の外表面力も挿入穴 60まで伸びている第 2貫通孔 268を備えている。第 2貫通 孔 268は、第 2係合部材 269を受入れる。第 2係合部材 269は、本体 15を構成する 要素の一部ではない。固定手段 266は、第 2部分 14の外表面の少なくとも他の一部 に形成されて ヽる第 2突起部 267を備えて 、る。固定手段 266の第 2突起部 267は、 検知手段 260の第 1係合部材 264と第 1突起部 261が係合したのを条件に、第 2貫 通穴 268を通して挿入された第 2係合部材 269と係合する。

なお、固定手段 266には、様々な形態のものを採用することができる。例えば、図 1 6 (A)に示すように、複数の第 2係合部材 269を利用して、固定部材 200を固定して もよい。あるいは、図 16 (B)に示すように、 2本のアームを有する第 2係合部材 269を 利用して、固定部材 10を固定してもよい。

[0056] 一方の固定部材 200の光導波路 12と他方の固定部材 200の光導波路 12の間で、 安定した光通信を行うためには、一方の固定部材 200の光導波路 12の端面と他方 の固定部材 200の光導波路 12の端面が良好に光接合することが望ましい。良好な 光接合を実現するためには、一方の固定部材 200と他方の固定部材 200が所定の 位置関係に配置されることが望ましい。

図 14に示すように、一方の固定部材 200の挿入穴 60に他方の固定部材 200の第 2部分 14を挿入すると、挿入穴 60内に張り出している第 1係合部材 264の他端 265 は、挿入されてきた第 2部分 14のテーパ面 14aに沿ってスライドする。第 1係合部材 2 64は、支持棒 264aを介して固定部材 200に固定されているので、第 1係合部材 26 4は第 1貫通孔 263の軸方向への移動が規制されている。したがって、支持棒 264a よりも挿入穴 60側の第 1係合部材 264の一部は、圧縮応力を受けて弾性変形する。 これにより、一方の固定部材 200の挿入穴 60は、他方の固定部材 200の第 2部分 1 4の侵入を受入れる。また、第 1係合部材 264は、支持棒 264a回りに回転し、第 1係 合部材 264の一端 262の位置が上方向に移動する。さらに、他方の固定部材 200の 第 2部分 14を一方の固定部材 200の挿入穴 60の深い位置まで挿入すると、図 15に 示すように、第 1係合部材 264の他端 265は、第 1突起部 261と係合する。第 1係合 部材 264の他端 265が第 1突起部 261に係合すると、第 1係合部材 264の一端 262 は初期の位置に戻る。これにより、使用者は、一方の固定部材 200の挿入穴 60に他 方の固定部材 200の第 2部分 16が所定位置まで挿入されたことを視認にて確認する ことができる。また、第 1係合部材 264と第 1突起部 261が係合すると、一方の固定部 材 200と他方の固定部材 200が連結される。この状態は、仮止めの状態であるが、 検知手段 260は、一方の固定部材 200から他方の固定部材 200を引き抜くことに対 して抵抗力を付与する。したがって、使用者は、一方の固定部材 200の挿入穴 60に 他方の固定部材 200の第 2部分 16が所定位置まで挿入されたことをその抵抗力によ つて確認することができる。

一方の固定部材 200と他方の固定部材 200が所定の位置関係に配置されると、固 定手段 266の第 2突起部 267は、第 2貫通穴 268を通して挿入された第 2係合部材 2 69と係合することが可能になる。一方の固定部材 200と他方の固定部材 200が所定 の位置関係に配置されるまでは、固定手段 266の第 2突起部 267は、第 2係合部材 269と係合することができない。固定手段 266の第 2突起部 267は、検知手段 260の 第 1係合部材 264と第 1突起部 261が係合したのを条件に、第 2貫通穴 268を通して 挿入された第 2係合部材 269と係合することができる。固定手段 266は、一方の固定 部材 200と他方の固定部材 200が所定の位置関係に配置されている状態を強固に 維持することができる。このため、一方の固定部材 200の光導波路 12と他方の固定 部材 200の光導波路 12の間で、安定した光通信を行うことができる。特に、図 16 (B) に示す第 2係合部材 269は、テーパ面 269aを有しており、このテーパ面 269aを利 用して、一方の固定部材 200の光導波路 12と他方の固定部材 200の光導波路 12を 密着させることができる。このため、一方の固定部材 200の光導波路 12と他方の固 定部材 200の光導波路 12の間の距離を短くすることができので、光信号が空間的に 広がってしまうのを抑制し、より安定した光通信を提供することができる。

また、使用者は、第 2係合部材 269が第 2貫通穴 268を通して挿入されている状態 から、第 1係合部材 264の他端 265が第 1突起部 261に係合したことを確認すること ができる。

[0058] なお、第 1係合部材 264は、一端 262を上方向に移動させると他端 265が下方向 に移動し、第 1係合部材 264の他端 265と第 1突起部 261の係合状態を解除すること ができる。これにより、複数の固定部材 200を連結するときに、間違った順序で固定 部材 200を連結したとしても、係合状態を解除することで、やり直しを行うことができる

[0059] (第 6実施例）

図 17に、固定部材 300の断面図を概略的に示す。なお、他の実施例の構成要素 とその作用効果が同一のものに関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。 固定部材 300の本体 15は、光導波路 12の貫通方向（紙面上下方向）に残部部分 302から分割されている分割部分 301と、その分割部分 301と残部部分 302の間の 距離 321Dを変更可能に連結している連結手段 324を備えている。分割部分 301は 、キャップ状の形状を有している。分割部分 301は、本体 15の第 2部分 14と、その第 2部分 14の底面力も横方向に広がるプレート 320と、そのプレート 320の周縁端に沿 つて鉛直下方向に伸びている周縁端板 322を備えている。周縁端板 322は、円筒状 の形状を有している。その周縁端板 322の内表面には、雌ねじ 322a (第 1ねじ山の 一例）が螺刻されている。周縁端板 322に対応して、本体 15の第 2部分 16の一部に は、本体 15の径に比して径の小さい螺合部分 323が形成されている。螺合部分 323 は、残部部分 302の上面に形成されている突起状の部分をいう。螺合部分 323の外 表面には、周縁端板 322の雌ねじ 322aに対応した雄ねじ 323a (第 2ねじ山の一例） が螺刻されている。連結手段 324は、周縁端板 322と、その周縁端板 322に形成さ れている雌ねじ 322aと、螺合部分 323と、その螺合部分 323に形成されている雄ね じ 323aによって構成されている。連結手段 324は、螺合する程度を調整すれば、分 割部分 301と残部部分 302の間の距離 321Dを調整することができる。連結手段 32 4は、本体 15の第 1部分 16に形成されているので、連結手段 327によって、第 1部分 16の長さを調整することができる。

分割部分 301はさらに、プレート 320の下面力も鉛直下方向に伸びる円筒状電極 3 32を備えている。円筒状電極 332は、光導波路 12の周囲を一巡して形成されている 。円筒状電極 332の一部には、電源用第 2端子 31から伸びている電源用導線 38が 配設されている。電源用導線 38は、円筒状電極 332の外表面の一部に形成されて いる円筒状電極電源用接続部 335に電気的に接続されている。また、円筒状電極 3 32の他の一部には、接地用第 2端子 32から伸びている接地用導線 33が配設されて いる。接地用導線 33は、円筒状電極 332の外表面の一部に形成されている円筒状 電極接地用接続部 334に電気的に接続されている。円筒状電極電源用接続部 335 と円筒状電極接地用接続部 334は、円筒状電極 332の周方向に分離されている。あ るいは、円筒状電極電源用接続部 335と円筒状電極接地用接続部 334は、円筒状 電極 332の軸方向に分離されて!、てもよ!/、。

螺合部分 323の上部分には、円筒状電極 332を受入れる溝が形成されている。そ の溝は、螺合部分 323の上部分において光導波路 12の周囲を一巡して形成されて いる。その溝を画定している内表面の一部には、螺合部分電源用接続部 336が設け られている。螺合部分電源用接続部 336は、ばね性の金属端子が用いられている。 螺合部分電源用接続部 336は、電源用第 1端子 36から伸びている電源用導線 38に 電気的に接続されている。螺合部分電源用接続部 336と円筒状電極電源用接続部 335は、電気的に接続している。これにより、電源用第 1端子 36と電源用第 2端子 31 は、電源用導線 38、螺合部分電源用接続部 336及び円筒状電極電源用接続部 33 5を介して電気的に接続されている。さらに、溝を画定している内表面の他の一部に は、螺合部分接地用接続部 333が設けられている。螺合部分接地用接続部 333は、 接地用第 1端子 35から伸びている接地用導線 33に電気的に接続されている。螺合 部分接地用接続部 333と円筒状電極接地用接続部 334は、電気的に接続している 。これにより、接地用第 1端子 35と接地用第 2端子 32は、接地用導線 33、螺合部分 接地用接続部 333及び円筒状電極接地用接続部 334を介して電気的に接続されて いる。

[0061] 光導波路 12は、分割部分 301と残部部分 302の間の空間 321に露出しており、分 割部分 301の光導波路 12に形成されている第 3端面 12cを備えている。光導波路 1 2は、分割部分 301と残部部分 302の間の空間 321に露出しており、残部部分 302 の光導波路 12に形成されている第 4端面 12dを備えている。光導波路 12はさらに、 第 3端面 12c及び第 4端面 12dに設けられている集光レンズ 393、 394を備えている

[0062] 次に、図 18を参照して、固定部材 300の特徴を説明する。

回路基板 20と回路基板 20の間の距離は、回路基板 20の種類やその用途に応じ て要求される大きさが異なることが多い。例えば、図 18 (A)の場合に要求される回路 基板 20の間の距離と、図 18 (B)の場合に要求される回路基板 20の間の距離には、 差 20Dが求められている。

固定部材 300は、連結手段 324を用いて、分割部分 301と残部部分 302の間の距 離 321Dを調整することができる。連結手段 324は、第 1部分 16の長さを調整するこ とができる。これにより、図 18 (A)と図 18 (B)の場合のように、回路基板 20の間に異 なる距離が求められたとしても、固定部材 300は、そのような状況に対応することがで きる。

[0063] 固定部材 300はさらに、分割部分 301と残部部分 302の間の空間 321において、 光信号が空間的に広がってしまい、光通信が不安定になることに対しても対策が講 じられている。図 17に示すように、第 3端面 12c及び第 4端面 12dに集光レンズ 393、 394が設けられている。これにより、分割部分 301と残部部分 302の間に空間 321が 形成されたとしても、集光レンズ 393は、空間 321で光信号が空間的に広がってしま うことを抑制し、第 3端面 12cから第 4端面 12dまで効率良く光信号を伝播することが できる。また、集光レンズ 394は、空間 321で光信号が空間的に広がってしまうことを 抑制し、第 4端面 12dから第 3端面 12cまで光信号を効率良く伝播することができる。 また、集光レンズ 393、 394には、焦点距離を変動させることが可能なものが用いら れるのが好ましい。

[0064] また、以下のような変形例も考えられる。

図 19に、固定部材 300の変形例の断面図を概略的に示す。固定部材 300の光導 波路 12は、第 1端面 12a及び第 2端面 12bにも集光レンズ 391、 392を備えている。 例えば、集光レンズ 391、 392は、図 20に示すような場合に有用である。図 20には 、回路基板 20の厚みに差 20Wが存在する場合の例が示されている。図 20 (A)に示 すように、回路基板 20の厚みが薄い場合は、一方の固定部材 300と他方の固定部 材 300が良好に嵌合し、それぞれの光導波路 12が良好に光接合する。一方、図 20 (B)に示すように、同一の固定部材 300を用いて、厚みの大きい回路基板 20を固定 しょうとすると、一方の固定部材 300と他方の固定部材 300の間の挿入穴 60に空間 が形成されてしまう。この挿入穴 60の空間には、光導波路 12が形成されていない。 しかしながら、第 1端面 12aと第 2端面 12bに集光レンズ 391、 392が設けられている と、集光レンズ 391、 392は、挿入穴 60の空間で光信号が空間的に広がってしまうの を抑制することができる。このため、集光レンズ 391、 392は、一方の端面から他方の 端面まで光信号を効率良く伝播することができる。これにより、集光レンズ 391、 392 が設けられていると、一種類の固定部材 10を用意するだけで、厚みの異なる複数の 回路基板 20に対応することができる。したがって、モジュールを構築する場合に、部 品点数を削減し、コストを大幅に削減することができる。

また、集光レンズ 391、 392には、焦点距離を変動させることが可能なものが用いら れるのが好ましい。

[0065] 以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の 範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した 具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せ によって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定さ れるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に 達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を 持つものである。

Claims

請求の範囲

[1] 複数枚の回路基板を所定距離を隔てて固定するとともに、回路基板間に光通信路 を提供する固定部材であり、

本体と、

その本体を貫通して伸びている光導波路と、

を備えている固定部材。

[2] 光導波路は、プラスチックファイバーであることを特徴とする請求項 1の固定部材。

[3] 光導波路内に設けられており、光導波路内を伝播する光信号の少なくとも一部を光 導波路外に向けて反射する第 1反射手段と、

光導波路外に設けられており、第 1反射手段で反射された光信号を電気信号に変 換する受光素子と、

をさらに備えていることを特徴とする請求項 1又は 2の固定部材。

[4] 第 1反射手段は、ハーフミラーを備えており、

第 1反射手段は、光導波路内を伝播する光信号の一部を反射するとともに、残部を 透過することを特徴とする請求項 3の固定部材。

[5] 第 1反射手段は、一対のハーフミラーを備えており、

第 1反射手段は、光導波路内を一方から他方に伝播する光信号の一部と、光導波 路内を他方から一方に伝播する光信号の一部を、受光素子に向けて反射することを 特徴とする請求項 4の固定部材。

[6] 固定部材の表面に露出している端子と、

その端子と受光素子を接続している接続線をさらに備えており、

これにより、受光素子と回路基板を電気的に接続する配線が確保されていることを 特徴とする請求項 3〜5のいずれかの固定部材。

[7] 光導波路外に設けられており、電気信号を光信号に変換する発光素子と、

光導波路内に設けられており、発光素子からの光信号を光導波路内に向けて反射 する第 2反射手段と、

をさらに備えていることを特徴とする請求項 1〜6のいずれかの固定部材。

[8] 第 2反射手段は、ハーフミラーを備えており、 第 2反射手段は、発光素子からの光信号を光導波路内に向けて反射するとともに、 光導波路内を伝播する光信号を透過することを特徴とする請求項 7の固定部材。

[9] 第 2反射手段は、一対のハーフミラーを備えており、

第 2反射手段は、発光素子からの光信号を光導波路の一方に向けて反射するとと もに、発光素子力 の光信号を光導波路の他方に向けて反射することを特徴とする 請求項 8の固定部材。

[10] 固定部材の表面に露出している端子と、

その端子と発光素子を接続している接続線をさらに備えており、

これにより、発光素子と回路基板を電気的に接続する配線が確保されていることを 特徴とする請求項 7〜9のいずれかの固定部材。

[11] 光導波路は、

貫通方向の一方端に形成されている第 1端面と、

貫通方向の他方端に形成されている第 2端面と、

その第 1端面及び Z又は第 2端面に設けられている集光レンズをさらに備えている ことを特徴とする請求項 1〜10のいずれかの固定部材。

[12] 本体は、外径が大きい第 1部分と、外径が小さい第 2部分を備えており、

第 1部分と第 2部分の間に段差面が形成されていることを特徴とする請求項 1〜： L 1 のいずれかの固定部材。

[13] 第 1部分は、他の固定部材の第 2部分を受入れる挿入穴を備えており、

その挿入穴は、第 1部分の端面力も光導波路の貫通方向に沿って伸びており、 その挿入穴の形状と、第 2部分の形状が略一致しており、

一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入すると、一方の固 定部材の光導波路の端面と他方の固定部材の光導波路の端面が光接合されること を特徴とする請求項 12の固定部材。

[14] 本体は、

一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入したときに、その第 2部分が挿入穴の所定位置まで挿入されたことを検知する検知手段と、

その所定位置で、一方の固定部材と他方の固定部材を固定する固定手段をさらに 備えて 、ることを特徴とする請求項 12又は 13の固定部材。

[15] 検知手段は、

第 1部分の少なくとも一部に形成されており、外表面力 挿入穴まで伸びている第 1 貫通孔と、

第 2部分の外表面の少なくとも一部に形成されている第 1突起部と、

第 1貫通孔内に設けられており、一端が第 1部分の外表面に露出しており、他端が 挿入穴内に張り出している第 1係合部材を備えており、

一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入すると、一方の固 定部材の第 1係合部材の他端は、挿入されてきた他方の固定部材の第 2部分によつ て弾性変形し、その第 2部分が所定位置まで挿入されたときに、その第 1係合部材の 他端は、他方の固定部材の第 1突起部と係合し、

その第 1係合部材は、一端を所定方向に移動させると他端が移動し、一方の固定 部材と他方の固定部材の係合状態を解除することを特徴としている請求項 14の固定 部材。

[16] 固定手段は、

第 1部分の少なくとも一部に形成されており、外表面から挿入穴まで伸びており、第

2係合部材を受入れる第 2貫通孔と、

第 2部分の外表面の少なくとも一部に形成されている第 2突起部を備えており、 一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分が所定位置まで挿入され たときに、他方の固定部材の第 2突起部は、一方の固定部材の第 2貫通穴を通して 挿入された第 2係合部材と係合することを特徴とする請求項 14又は 15の固定部材。

[17] 挿入穴を画定する内表面の少なくとも一部に形成されている第 1端子と、

第 2部分の外表面の少なくとも一部に形成されている第 2端子と、

光導波路外に設けられており、第 1端子と第 2端子を電気的に接続する導線をさら に備えており、

一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入すると、一方の固 定部材の第 1端子と他方の固定部材の第 2端子が電気的に接続されることを特徴と する請求項 13〜 16の 、ずれかの固定部材。

[18] 挿入穴を画定する内表面の少なくとも一部に形成されている接地用第 1端子と、 第 2部分の外表面の少なくとも一部に形成されている接地用第 2端子と、 光導波路外に設けられており、接地用第 1端子と接地用第 2端子を電気的に接続 する接地用導線と、

挿入穴を画定する内表面の少なくとも一部に形成されている電源用第 1端子と、 第 2部分の外表面の少なくとも一部に形成されている電源用第 2端子と、 光導波路外に設けられており、電源用第 1端子と電源用第 2端子を電気的に接続 する電源用導線をさらに備えており、

一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入すると、一方の固 定部材の接地用第 1端子と他方の固定部材の接地用第 2端子が電気的に接続され 、一方の固定部材の電源用第 1端子と他方の固定部材の電源用第 2端子が電気的 に接続されることを特徴とする請求項 13〜 16の ヽずれかの固定部材。

[19] 前記電源用導線に接続されているノイズフィルタをさらに備えていることを特徴とす る請求項 18の固定部材。

[20] 挿入穴内に設けられているワイビング機構をさらに備えており、

ワイビング機構は、ワイパー部と、そのワイパー部の移動を許容するようにワイパー 部を挿入穴を画定する内表面に支持するアーム部を有しており、

ワイビング機構は、一方の固定部材の挿入穴に他方の固定部材の第 2部分を挿入 すると、ワイパー部が他方の固定部材の第 2部分の端面に露出している光導波路の 端面に当接しながら移動することを特徴とする請求項 1〜19のいずれかの固定部材

[21] 本体は、

光導波路の貫通方向に残部部分から分割されて ヽる分割部分と、

その分割部分と前記残部部分の間の距離を変更可能に連結している連結手段を 備えており、

光導波路は、

その分割部分と前記残部部分との間の空間に露出しており、分割部分の光導波路 に形成されている第 3端面と、 その分割部分と前記残部部分との間の空間に露出しており、前記残部部分の光導 波路に形成されている第 4端面と、

第 3端面及び Z又は第 4端面に設けられている集光レンズを備えていることを特徴 とする請求項 1〜20のいずれかの固定部材。

[22] 連結手段は、

分割部分に形成されている第 1ねじ山と、

前記残部部分に形成されている第 2ねじ山を備えており、

分割部分と前記残部部分は、第 1ねじ山と第 2ねじ山を介して螺合することを特徴と する請求項 21の固定部材。

[23] モジユーノレであり、

複数枚の回路基板と、

回路基板と回路基板を所定距離を隔てて固定している固定部材を備えており、 前記固定部材は、本体と、その本体を貫通して伸びている光導波路を有しており、 一方の回路基板が発信して他方の回路基板が受信する光信号が、前記固定部材 の光導波路を伝播することを特徴とするモジュール。

[24] 回路基板上に形成されており、固定部材と係合することによって、回路基板と固定 部材を固定する係合手段をさらに備えていることを特徴とする請求項 23のモジユー ル。

[25] 複数枚の回路基板を所定距離を隔てて固定するとともに、回路基板間に光通信路 を提供するシリーズ化された固定部材であり、

本体と、光導波路と、光導波路を伝播する光信号の少なくとも一部を受光して電気 信号に変換する受光素子と、光導波路に導入する光信号を発光する発光素子を備 えている第 1固定部材と、

本体と、光導波路と、光導波路を伝播する光信号の少なくとも一部を受光して電気 信号に変換する受光素子を備えている第 2固定部材と、

本体と、光導波路と、光導波路に導入する光信号を発光する発光素子を備えてい る第 3固定部材と、

本体と、光導波路を備えている第 4固定部材を備えており、 第 1固定部材力 第 4固定部材は共通形状であって、間に回路基板を挟んだ状態 で任意の固定部材に任意の固定部材を接続するとともに、その任意の固定部材の 光導波路の端面と任意の固定部材の端面を光接合することが可能であり、 他の回路基板と信号を発信 ·受信する回路基板には第 1固定部材が選択され、 他の回路基板力 信号を受信する回路基板には第 2固定部材が選択され、 他の回路基板に信号を発信する回路基板には第 3固定部材が選択され、 他の回路基板と信号を発信も受信もしない回路基板には第 4固定部材が選択され て用いられることを特徴とするシリーズィ匕された固定部材。