(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバを保持する保持部材と、
前記保持部材を収容するハウジングと、
前記保持部材の少なくとも一部を、前記ハウジングの内部に後退した第１位置と、相手側コネクタとの光結合を可能にする第２位置との間で、熱の印加により前記光ファイバの伝搬方向に沿って移動させる熱駆動型アクチュエータと、
を含み、
前記熱駆動型アクチュエータは、熱の印加により変位して前記保持部材を前記第２位置へと押圧する第１弾性体と、熱の印加がなくなったときに変位して前記保持部材を前記第１位置へ押し戻す第２弾性体とを含む光コネクタ。
【請求項２】
前記保持部材は弾性変形が可能であり、前記保持部材の一部が前記第２弾性体となることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記保持部材は、先端側部材と、後端側部材と、前記先端側部材と後端側部材とを接続する可撓性のアームとを有することを特徴とする請求項２に記載の光コネクタ。
【請求項４】
前記光ファイバの少なくとも一部は、前記保持部材が前記第２位置にあるときに前記先端側部材と前記後端側部材の間で屈曲することを特徴とする請求項３に記載の光コネクタ。
【請求項５】
前記ハウジングに設置される発熱体、
をさらに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。
【請求項６】
前記発熱体は、前記光コネクタを介して信号の送受信を行う電子部品の動作と連動した給電制御を受ける給電端子を含むことを特徴とする請求項５に記載の光コネクタ。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光コネクタと、
前記光コネクタによって光接続されるボードと、
前記ボードの第１主面上に配置される電子部品と、
前記ボードに設けられ、前記光コネクタと前記電子部品の間で光電気変換を行なう光電気変換器と、
を備え、前記光コネクタは前記電子部品から発せられる熱の流路上に配置されることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
前記光電気変換器と前記光コネクタの間を接続する光伝送路の少なくとも一部と、前記光電気変換器とは、前記熱の流路から外れて位置することを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
【請求項９】
請求項５に記載の光コネクタと、
前記光コネクタによって光接続されるボードと、
前記ボードの第１主面上に配置される電子部品と、
前記ボードに設けられ、前記光コネクタと前記電子部品の間で光電気変換を行なう光電気変換器と、
前記ボード上に配置され、前記光コネクタの前記発熱体と電気的に接続されるスイッチと、
を備え、前記発熱体への給電は前記電子部品の動作に連動した前記スイッチのオン・オフ制御によって制御されることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項６に記載の光コネクタと、
前記光コネクタによって光接続されるボードと、
前記ボードの第１主面上に配置される前記電子部品と、
前記ボードに設けられ、前記光コネクタと前記電子部品の間で光電気変換を行なう光電気変換器と、
前記ボード上に配置され、前記光コネクタの前記発熱体と電気的に接続されるスイッチと、
を備え、前記発熱体の前記給電端子への給電は前記電子部品の動作に連動した前記スイッチのオン・オフ制御によって制御されることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタとこれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スーパーコンピュータやサーバ等の分野では、ＬＳＩ同士、あるいはＬＳＩとメモリまたはストレージとの間の信号伝送レートが高速化の一途を辿っている。信号伝送レートの高速化に伴い、従来の電気配線では信号波形の劣化、消費電力の増大といった問題が生じるようになってきている。これらの問題を解決する新たな接続方法として、低消費電力で大容量の信号伝送が可能な広帯域光配線伝送路を用いた光インタコネクションが注目されている。
【０００３】
光インタコネクションによるＬＳＩのボード間接続では、電気信号を光信号に変換する発光素子や、その逆の機能を有する受光素子が各ボード上に搭載され、素子間を光ファイバや光導波路に代表される光伝送路で接続する。光配線で構成されたスーパーコンピュータやサーバ等でハードウェアのシステムを拡張し、あるいは保全機能を実現するためには、ＬＳＩが搭載されたボードの挿抜時に給電や低速信号線用の電気コネクタと同時に光伝送路も共に着脱する必要がある。このため、光インタコネクションの分野では光素子や光伝送路の開発だけではなく、着脱可能な光コネクタの開発が求められている。
【０００４】
前述のサーバ等における光配線(インタコネクション)の用途で使用される光伝送路の本数は膨大になる。多チャネルの光伝送路を接続するための多心光コネクタは、主に光通信の分野で多くの発明が成されている。とりわけ、光コネクタとして現在多く用いられているものは、ＭＴフェルールをベースとした突き当て方式である。これは、フェルール内部に光ファイバを所定のピッチで整列させ、対向するフェルールの一方に設けたガイドピンと、他方に設けられたガイド穴を基準として位置決めをしながら、嵌合時に多心の光ファイバ同士を一括して突き合わせる方式である。
【０００５】
しかしながら、通信用途のＭＴフェルールをベースとするコネクタを用いて光インタコネクションを構成すると、コストが非常に高くなってしまう。ＭＴフェルールに光ファイバを実装した後にファイバ端面を高精度に研磨して光ファイバの突き出し量を調整するためである。低コスト化のためにはコネクタを無研磨で実現する必要がある。
【０００６】
低コストの無研磨ファイバを実装する方法として、高速組み立てＭＴコネクタという技術が知られている。これはＭＴフェルールへのファイバ実装時に、僅かに凹みのある冶具をその端面に押し付けながら接着する。この治具を用いると、光ファイバをフェルール端面よりも突き出させた状態で実装することができる。しかし、光ファイバ突き出し量が精密に制御されないため、ファイバ突き出し量にばらつきが生じる。また、すべての光ファイバが突き出るとは限らず、フェルール内部に引き込まれた光ファイバも存在する。さらに、ファイバ突き出し量にばらつきがある状態で光コネクタ同士を嵌合させた場合、突き出し量の大きなチャネルに、嵌合時の衝撃力が集中するため、挿抜において光ファイバが破損したり、長期の信頼性が保てないという課題がある。
【０００７】
なお、ファイバ突き出し量のばらつきの影響を低減するために、突き出たファイバの先端をダミーフェルールで押し戻して、光ファイバの先端をそろえる手法や（たとえば、特許文献１参照）、フェルール端面に光ファイバコアの屈折率に近い屈折率を有する光透過性の樹脂層を設ける手法（たとえば、特許文献２参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２８３５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３１７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
低コストで接続信頼性の高い光コネクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の態様では、光コネクタは、
複数の光ファイバを保持する保持部材と、
前記保持部材を収容するハウジングと、
前記保持部材の少なくとも一部を、前記ハウジングの内部に後退した第１位置と、相手側コネクタとの光結合を可能にする第２位置との間で、熱駆動により移動させる熱駆動型アクチュエータと、
を含む。
【００１１】
第２の態様では、上記の光コネクタを用いた電子機器を提供する。電子機器は、
上述した光コネクタと、
前記光コネクタによって光接続されるボードと、
前記ボードの第１主面上に配置される電子部品と、
前記ボードに設けられ、前記光コネクタと前記電子部品の間で光電気変換を行なう光電気変換器と、
を備え、前記光コネクタは前記電子部品から発せられる熱の流路上に配置される。
【発明の効果】
【００１２】
低コストで接続信頼性の高い光ファイバが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の光コネクタが適用される電子機器の構成例を示す図である。
【図２】光コネクタで用いられる無研磨多心フェルールの模式図である。
【図３】一般的な無研磨コネクタ嵌合時の問題を説明するための図である。
【図４】熱駆動型アクチュエータを用いた実施形態の光コネクタの概略構成図である。
【図５Ａ】図４の光コネクタの非嵌合時の状態を示す図である。
【図５Ｂ】図４の光コネクタの準嵌合時の状態を示す図である。
【図５Ｃ】図４の光コネクタの嵌合時の状態を示す図である。
【図６】可撓性のフェルールの模式図である。
【図７Ａ】図６のフェルールを相手側コネクタに用いた際の光コネクタの非嵌合時の状態を示す図である。
【図７Ｂ】図６のフェルールを相手側コネクタに用いた際の光コネクタの準嵌合時の状態を示す図である。
【図７Ｃ】図６のフェルールを相手側コネクタに用いた際の光コネクタの嵌合時の状態を示す図である。
【図８Ａ】図６のフェルールを、熱駆動型アクチュエータを用いた光コネクタに適用した場合の非嵌合時の状態を示す図である。
【図８Ｂ】図６のフェルールを、熱駆動型アクチュエータを用いた光コネクタに適用した場合の準嵌合時の状態を示す図である。
【図８Ｃ】図６のフェルールと、熱駆動型アクチュエータを用いた光コネクタに適用した場合の嵌合時の状態を示す図である。
【図９】図４の光コネクタの変形例の図である。
【図１０】熱源として廃熱を利用する場合の電子機器の配置構成例を示す図である。
【図１１】熱源として廃熱を利用する場合の電子機器の別の配置構成例を示す図である。
【図１２】熱源として廃熱を利用する場合の電子機器のさらに別の配置構成例を示す図である。
【図１３】熱源として廃熱を利用する場合の電子機器のさらに別の配置構成例を示す図である。
【図１４】熱源として廃熱を利用する場合の熱アシスト機構を備えた光コネクタの構成例を示す図である。
【図１５】熱アシスト機構の制御構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下で、図面を参照して発明の実施形態を説明する。実施形態では、光コネクタ同士の嵌合に熱駆動型アクチュエータを用いる。
【００１５】
図１は、光コネクタ１０を適用した電子機器１の模式図である。電子機器１は、バックプレーン２と、このバックプレーン２に差し込まれる複数のボード３を含む。バックプレーン２上には光伝送路４が形成され、複数のボード３は、光コネクタ１０Ａ、１０Ｂを介して相互接続される。それぞれのボード３には、ＬＳＩ７、メモリ９などの電子部品と、光電気変換モジュール６が搭載されている。ＬＳＩ７、メモリ９などの電子部品で生成された電気信号は、光電気変換モジュール６で光信号に変換され、光伝送路４、５及び光コネクタ１０Ａ、１０Ｂを介して、他のボード３に伝送される。光伝送路４、５はたとえば光ファイバ（光ファイバシート）である。
【００１６】
光伝送路４にバックプレーン側光コネクタ１０Ａが接続される。ボード３のエッジにボード側光コネクタ１０Ｂが配置される。ボード３がバックプレーン２に差し込まれたときに、光コネクタ１０Ａと１０Ｂが嵌合する。図示の便宜上、図１では２枚のボード３だけが描かれているが、電子機器１では多数の光配線により多数のボード３同士を接続するため、光コネクタ１０Ａ、１０Ｂは、低コストの無研磨光コネクタである。
【００１７】
図２は、光コネクタ１０の内部でファイバを保持する無研磨多心フェルール２０の模式図である。無研磨多心フェルール２０は、光ファイバ２２と、光ファイバ２２を保持するフェルール２１を含む。この例では、４心フェルール２０である。光ファイバ２２は、先端のテープ被覆２５が剥離され、個別の光ファイバ２２の状態でフェルール２１のファイバ挿入孔２３に挿入される。各光ファイバ２２は、フェルール２１の先端面２１ａから２０ミクロン程度突き出た状態で実装される。このとき、光ファイバ２２間には切断時の長さのばらつきがあり、図２のように突き出し量が異なる光ファイバ２２のチャネルを持つことになる。フェルール２１には、相手側光コネクタとの接続位置決めのためのガイドピン穴２４が設けられている。通常は、このような無研磨多心フェルール２０は、ハウジング内に収容されて光コネクタ１０の形態で用いられる。
【００１８】
図３は、実施形態の構成に至る過程で考えられる無研磨光コネクタ１００Ａと１００Ｂの嵌合を説明するための図である。無研磨多心フェルール２０は、バックプレーン側光コネクタ１００Ａのコネクタハウジング２８と、ボード側光コネクタ１００Ｂのコネクタハウジング２８にそれぞれ収容されている。嵌合前は、フェルール２１の先端面２１ａはコネクタハウジング２８の嵌合面２８ａとそろっている。フェルール２１の後端面２１ｂはバネ２７に当接している。
【００１９】
フェルール２１同士の位置精度はガイドピン２６により決定される。フェルール２１同士を嵌合させるための押圧力は、バネ２７により生成される。この状態で、バックプレーン側光コネクタ１００Ａの光ファイバ２２と、ボード側光コネクタ１００Ｂの光ファイバ２２の先端を突き合わせて接続すると、サークルＣで示すように、突き出し量の大きなチャネル同士が最初に当たってしまう。この場合、光ファイバ２２に衝撃による破損が生じやすく、長期信頼性に欠ける。そこで、実施形態では熱駆動型アクチュエータを利用して光コネクタ同士の適切な嵌合を実現する。
【００２０】
図４は、実施形態の光コネクタ１０の概略構成図である。光コネクタ１０は、光ファイバ２２と、光ファイバ２２を保持するフェルール２１と、光ファイバ２２及びフェルール２１を収容するコネクタハウジング２８と、フェルール２１を非結合時の第１位置と結合時の第２位置の間で移動させる熱駆動型アクチュエータ３８を含む。図４の例では、熱駆動型アクチュエータ３８は、形状記憶合金バネ３７と、弾性体３６を含む。
【００２１】
光ファイバ２２の少なくとも一部の先端はフェルール２１の先端面２１ａから突き出ているが、これはファイバの切断ばらつきによるものである。すべての光ファイバ２２の端面がフェルール２１の先端面２１ａと揃っているのが望ましいが、低コストの無研磨ファイバ２２を用いる以上、ばらつきは発生する。このとき、光ファイバ２２の端面は、フェルール２１の内部に後退するよりは、フェルール２１から突き出ているほうが望ましい。光ファイバ２２がファイバ挿入孔内部に後退していると異物を挟み込む可能性がある。また、フェルール２１内で光ファイバ２２同士が接続すると気泡、結露等の影響を受け、長期の信頼性が保てなくなるからである。
【００２２】
光コネクタ１０の非嵌合時には、フェルール２１はコネクタハウジング２８の嵌合面２８ａよりも内側に引っ込んで位置する。フェルール２１の後端面２１ｂは、コネクタハウジング２８内で、形状記憶合金バネ３７に当接している。形状記憶合金として、たとえばＴｉＮｉ合金を用いることができる。コネクタハウジング２８の内壁にリセス２９が形成され、リセス２９内に弾性体３６が配置される。弾性体３６として、たとえばネオプレンゴムを用いることができる。形状記憶合金バネ３７は、熱の印加を受けると、フェルール２１をコネクタハウジング２８の嵌合面２８ａに向けて押圧する。弾性体３６は、フェルール２１の先端面２１ａの最終位置を規定するとともに、形状記憶合金バネ３７に対する熱の印加がなくなったときに、フェルール２１を元の後退位置に押し戻す。図４では、フェルール２１の後端側のショルダー部２１ｃとコネクタハウジング２８の内壁との間に弾性体３６が挿入される。
【００２３】
図５Ａ〜図５Ｃは、図４の光コネクタ１０の嵌合状態を示す図である。図４の光コネクタ１０は、たとえばバックプレーン側光コネクタ１０Ａに適用される。接続相手となるボード側コネクタ１００は、図３に示す構成の光コネクタ１００Ａでもよい。もっともこの例に限定されず、図４の光コネクタ１０をボード側光コネクタ１０Ｂに適用してもよいし、双方のコネクタを図４の構成の光コネクタ１０としてもよい。
【００２４】
まず、図５Ａの非嵌合時には、光コネクタ１０Ａの熱駆動型アクチュエータ３８（形状記憶合金バネ３７）に熱が印加されていない。フェルール２１の先端面２１ａ及び光ファイバ２２の先端は、コネクタハウジング２８の嵌合面２８ａよりも内側に後退した位置Ｐ１にある。フェルール２１の先端面２１ａが位置Ｐ１にあるときは、たとえ光コネクタ１０Ａがボード側コネクタ１００と嵌合しても光結合しないので、Ｐ１を非結合位置と称する。嵌合面２８ａから非結合位置Ｐ１までの後退量ｄは、例えば１００ミクロン程度である。
【００２５】
次に、ボード３（図１参照）がバックプレーン２に挿入されると、図５Ｂに示すようにボード側光コネクタ１００のハウジング２８と、バックプレーン側光コネクタ１０Ａのハウジング２８が嵌合する。この段階では、コネクタハウジング２８のみの嵌合であり、フェルール２１はまだ非結合位置Ｐ１にある。すなわち、ボード側のフェルール２１と、バックプレーン側のフェルール２１の間に空隙が存在する。この状態を準嵌合の状態と称する。
【００２６】
次に、図５Ｃに示すように、光コネクタ１０Ａの熱駆動型アクチュエータ３８に熱が加えられると、形状記憶合金バネ３７の温度が上昇して嵌合状態に移行する。形状記憶合金の長さが伸び、バネ定数が増大するため、弾性体３６を変形させる。フェルール２１は、その先端面２１ａで光ファイバ２２がボード側コネクタ１００の光ファイバ２２と光学的に結合する位置Ｐ２まで前進する。フェルール２１の前進は、熱駆動による穏やかな移動であり、かつ弾性体３６により接続位置が規定されているので、光ファイバ２２同士の結合時に衝撃による破損を防止することができる。無研磨光ファイバ２２は、長さのばらつきを含むので、すべての光ファイバが物理的に接続するとは限らないが、光ファイバ２２の先端長さのばらつきは適正に光結合できる範囲内にあるので接続方向の位置ずれにより発生する光損失はほとんどない。熱の印加がなくなると、弾性体３６がフェルール２０を押し戻すことにより、図５Ｂの準嵌合状態に戻る。
【００２７】
図６は、ＭＴタイプのフェルール２１に替えて、弾性変形するフェルール９０を用いる場合の模式図を示す。フェルール９０は、先端面９１ａを有する先端側部材９１と、テープ被覆２２５側に位置する後端側部材９２と、先端側部材９１と後端側部材９２を連結する可撓性のアーム９３を有する。先端側部材９１には、ガイドピン穴９４とファイバガイド穴９５が形成されている。一例として、先端側部材９１、後端側部材９２、およびアーム９３は、射出成型により一体形成される。
【００２８】
先端側部材９１と後端側部材９２で、無研磨の光ファイバ２２２をガイドする。光ファイバ２２２もしくはテープ被覆２２５でまとめられたテープファイバは、後端側部材９２の内部で接着されている。他方、光ファイバ２２２の先端部分はファイバガイド穴９５の中で移動可能である。フェルール９０にファイバ挿入方向の荷重がかかると、アーム９３が撓んで先端側部材９１と後端側部材９２の間の距離が縮まる。このとき、光ファイバ２２２は、先端側部材９１と後端側部材９２の間の空間で可逆的に弾性変形する。
【００２９】
上述のように、無研磨ファイバではファイバ切断後にファイバの長さにばらつきが発生する。このため、フェルール９０に挿入された光ファイバ２２２の先端面の位置は、ファイバガイド穴９５の中でばらついている。嵌合時にフェルール９０が弾性変形すると、後述するようにアーム９３の変形に応じて、光ファイバ２２２の先端は先端側部材９１の先端面９１ａに向かって前進する。長い光ファイバ２２２から先に相手側（たとえばボード側）の光ファイバと接続するが、押圧力をさらに印加することで先端側部材９１と後端側部材９２の間の空間で座屈する。これにより、すべてのチャネル（光ファイバ２２２）を接続することができる。この動作を、図７Ａから図７Ｃを参照して説明する。
【００３０】
図７Ａ〜図７Ｃは、図６のフェルール９０をボード側コネクタ２００に適用した場合の非嵌合状態、準嵌合状態、嵌合状態を示す。図７Ａの例では、ボード側光コネクタ２００に図６のフェルール９０を使用し、バックプレーン側に図４の熱駆動型アクチュエータ３８を用いた光コネクタ１０Ａを配置する。
【００３１】
非嵌合状態では、バックプレーン側光コネクタ１０Ａと、ボード側光コネクタ２００は互いに離れている。ボード側光コネクタ２００のフェルール９０の先端側部材９１は、その先端面９１ａがハウジング２０８の嵌合面２０８ａよりも前に突き出ている。光ファイバ２２２は先端側部材９１の内側に後退している。
【００３２】
図７Ｂの準嵌合状態では、バックプレーン側光コネクタ１０Ａのガイドピン２６が、ボード側光コネクタ２００のガイドピン穴９４にはめ込まれる。これにより、バックプレーン側光コネクタ１０Ａとボード側光コネクタ２００とが位置決めされる。バックプレーン側光コネクタ１０Ａのハウジング２８の嵌合面２８ａと、ボード側光コネクタ２００のハウジング２０８の嵌合面２０８ａとが合致する。
【００３３】
この状態では、バックプレーン側光コネクタ１０Ａに熱が印加されておらず、熱駆動側アクチュエータ３８はまだ動作しない。したがって、フェルール２１は、ハウジング２８の内側に後退している。ボード側光コネクタ２００のフェルール９０も変形前であり、先端側部材９１はハウジング２０８の先端から突き出ている。
【００３４】
図７Ｃは、嵌合状態を示す。バックプレーン側光コネクタ１０Ａは熱を受けて、熱駆動型アクチュエータ３８の形状記憶合金バネ３７が伸長する。フェルール２１はバネ３７に押されてハウジング２８の嵌合面２８ａに向かって押し出される。弾性体３６はバネ３７の押圧力により収縮する。フェルール２１の先端面２１ａは、ボード側光コネクタ２００の弾性フェルール９０の先端面９１ａを押して、先端側部材９１をハウジング２０８の内側に押しやる。
【００３５】
ボード側光コネクタ２００のフェルール９０の後端側部材９２はハウジング２０８内部で固定されているので、フェルール２１の押圧力を受けてアーム９３が撓み、先端側部材９１と後端側部材９２との間の距離が縮む。光ファイバ２２２はファイバガイド穴９５（図６参照）の中をフェルール９０の先端面９１ａに向かって前進する。ボード側光コネクタ２００の光ファイバ２２２が、バックプレーン側光コネクタ１０Ａの光ファイバ２２と付き合わさると、それ以上前進することはできない。そのため、先に結合した長い光ファイバ２２２は、内部の空間で座屈する。短い光ファイバ２２２はそのまま、対応する光コネクタと結合するまで先端面９１ａに向かって前進する。これにより、全チャネルでのファイバ接続（光結合）が可能となる。
【００３６】
図８Ａ〜図８Ｃは、図６と同様の種類のフェルール１９０を、熱駆動型アクチュエータを用いた光コネクタ３０に適用する例を示す。図８Ａは非嵌合状態、図８Ｂは準嵌合状態、図８Ｃは嵌合状態である。
【００３７】
図８Ａを参照すると、光コネクタ３０は、光ファイバ２２と、光ファイバ２２を保持するフェルール１９０と、フェルール１９０の後端側に位置する形状記憶合金バネ３７を含む。形状記憶合金バネ３７とフェルール１９０のアーム９３とで、熱駆動型アクチュエータ７８を構成する。
【００３８】
一例としてバックプレーン側に配置される光コネクタ３０のフェルール１９０は、先端側部材１９１、後端側部材９２、先端側部材１９１と後端側部材９２を連結する可撓性のアーム９３を含む。先端側部材１９１は、ハウジング６８の前壁６８ｃのコーナー６８ｂに当接するストッパ１９６を有する。ストッパ１９６により先端側部材１９１が固定される。先端面１９１ａの位置は、ハウジング６８の嵌合面６８ａよりも内側に後退した位置に固定される。
【００３９】
ボード側コネクタ３００は任意の光コネクタである。図８Ａの例では、コネクタ３００は一般的な無研磨多心フェルール２０を有し、テープ被覆３２５された光ファイバ３２２がフェルール２１に保持されている。フェルール２１の先端面２１ａはハウジング３０８の嵌合面３０８とほぼ揃っている。
【００４０】
図８Ｂで、光コネクタ３０のガイドピン２６がボード側コネクタ３００のガイドピン穴３２０に挿入され、光コネクタ同士が位置決めされる。光コネクタ３０のハウジング６８の嵌合面６８ａと、ボード側コネクタ３００のハウジング３０８の嵌合面３０８ａとが合致する。光コネクタ３０のフェルール１９０の先端面１９１ａはハウジング３０８の嵌合面３０８ａよりも内側に固定されているので、ボード側コネクタ３００のフェルール２１の先端面２１ａとの間に空間が生じる。この状態では、光コネクタ３０の光ファイバ２２と、ボード側コネクタ３００の光ファイバ３２２とは接続されていない（準嵌合状態）。
【００４１】
図８Ｃで、光コネクタ３０に熱が印加されると光ファイバ同士が接続する嵌合状態に移行する。熱の印加により形状記憶合金バネ３７が伸長してフェルール１９０の後端側部材９２を前方に押す。先端側部材１９１は固定されているので、アーム９３が撓む。同時に、光ファイバ２２が先端側部材１９１のファイバガイド穴（図６参照）の中を前進する。光ファイバ２２はボード側コネクタ３００の対応する光ファイバ３２２と接続するまで前進する。光ファイバ２２の長さにばらつきがあるので、先に接続した光ファイバ２２は先端側部材１９１と後端側部材９２との間の空間で座屈する。バネ３７の押圧力によりすべての光ファイバ２２をボード側コネクタ３００の光ファイバ３２２と接続することができる。
【００４２】
熱の印加がなくなり一定温度以下になると、フェルール１９１のアーム９３の復元力により形状記憶合金バネが収縮する。これにより、図８Ｂの準嵌合状態に戻る。フェルール１９０の後端側部材９２がバネ３７に押されていない状態を、フェルール１９０がハウジング６８の内部に後退した第１位置とする。後端側部材９２がバネ３７に押されて前進し光ファイバ２２がボード側コネクタ３００の光ファイバと光結合する位置を第２位置とする。
【００４３】
弾性変形が可能なフェルール１９０を用いることにより、使用中は光ファイバ２２が座屈し、原理的に光ファイバ２２内部に応力が付加され続ける。熱の印加の解除により後端側部材９２が後退して、光ファイバ２２の座屈が解かれる。一般的にファイバの長期信頼性は応力により決定されるため、使用していないときに不要の応力が印加されないような構成とすることで、光コネクタ３０の使用寿命が伸張される。さらに、ボード挿抜時の振動が直に光ファイバに伝わるのを防止できるため、光ファイバやフェルールの破損を防止することができる。また、フェルール１９１自体が形状記憶合金バネを押し戻す弾性体として機能するので、別途弾性体を設ける必要がない。上記の構成は、例として示したバックプレーン側、ボード側だけに限定されるものではなく、バックプレーン側とボード側を逆に配置した構成としてもよいし、バックプレーンとボードとの接続以外に、任意の光伝送路の接続に用いることができる。
【００４４】
図９は、図４の熱駆動型アクチュエータの別の変形例を示す。図９の熱駆動型アクチュエータ４７は、二膜構成のダイアフラム４７と、弾性体３６を含む。二膜構成のダイアフラム４７は、図９（Ｂ）に示すように、熱膨張率の大きな材料４７ａと熱膨張率の小さな材料４７ｂを張り合わせたものであり、バイメタル、シリコンバイメタル等で形成することができる。このダイアフラム４７を、フェルール２１の後端面２１ｂとコネクタハウジング２８の内壁の間に配置する。熱が印加されると、温度上昇にともなってダイアフラム４７は図９（Ｃ）のように湾曲して、フェルール２１の後端面２１ｂを押圧する。その結果フェルール２１は嵌合位置に向かって前進する。ダイアフラム４７としては、熱膨張の異なる２種の材料を選択して形成する以外に、形状記憶合金をいずれか一方の材料として用いることによっても、同様の効果を得ることができる。なお、フェルール２０に替えて図８Ａ〜図８Ｃの弾性変形が可能なフェルール１９０を用いてもよい。
【００４５】
図１０〜図１３は、熱駆動型アクチュエータへの熱供給を示す図である。これらの例ではボード３上に搭載された電子部品からの廃熱を利用する。ボード３上のＬＳＩ７やメモリ９等の電子部品は発熱源である。図示はしていないが、ボード３上には給電用のコネクタも存在する。そこで、図１０に示すように、給電されスタートアップを始めた電子部品７、９からの熱を、バックプレーン側に配置した吸気ファン５１を用いて空冷することで、廃熱を利用した受動的な自動嵌合機構を実現する。
【００４６】
ボード３をバックプレーン２に挿入した時点で、図５Ｂに示した準嵌合状態となる。電子部品７、９等のスタートアップが完了すると、その廃熱が光コネクタ１０Ａ、１０Ｂの温度を上昇させて、図５Ｃの嵌合状態を実現する。電子機器１の動作停止後は廃熱の供給が止まり、自動的に図５Ｂの準嵌合状態に戻る。なお、光コネクタ１０Ａ、１０Ｂの双方を図４又は図９に示す熱駆動型アクチュエータを用いた光コネクタ１０とする必要はなく、たとえばボード側光コネクタ１０Ｂのみを図４の光コネクタ１０としてもよい。また、いずれか一方または双方を、図８Ａ−図８Ｃに示す光コネクタ３０としてもよい。
【００４７】
図１１は、光電気変換モジュール６や光伝送路（導波路）５に対する廃熱の影響を回避する配置構成図である。ＬＳＩ７やメモリ９から発生する熱流束は、破線の矢印で示すように、吸気ファン５１に向かって流れる。そこで、この流路を避けて光電気変換モジュール６と光伝送路５を配置する。この場合、光伝送路５の長さが幾分長くなるが光信号の伝送には影響しない。かえって熱による変動を防止することができる。
【００４８】
図１２は、光電気変換モジュール６と光伝送路５を、ボード３の裏面、すなわちＬＳＩ７やメモリ９等の電子部品が搭載された面と反対側の面に配置する。この構成では、伝送路５の距離を最短にすることができる。電子部品７，９からの発熱により、光コネクタ１０Ｂの熱駆動アクチュエータ３８（又は４８）が変位し、フェルール２１を嵌合位置まで前進させてバックプレーン側光コネクタ１０Ａと光結合させる。
【００４９】
図１３は、光電気変換モジュール６と光伝送路５をメザニンカード５３上に配置する例を示す。メザニンカード５３はボード３に差し込むことで容易に増設できるので、ボード３に貫通穴を形成する必要がない。
【００５０】
図１４は、光コネクタに熱アシスト機構を適用する例を示す。電子機器１の使用環境によっては、廃熱による温度上昇に対するマージンが少ない場合もある。この場合に、図１４に示すように、光コネクタ６０の内部に熱アシスト機構として発熱体６２を配置する。具体的には、コネクタハウジング２８の内部にＮｉＣｒのような発熱体６２を配置し、給電端子６５を介した通電加熱により、光コネクタ６０の温度を環境温度よりも高く上昇させる。これにより、形状記憶合金バネ３７を効率的に変形させてフェルール２１を嵌合位置まで前進させることができる。
【００５１】
図１５は、図１４の熱アシスト機構への給電制御を示す図である。図１５では、バックプレーン側光コネクタ６０と、ボード側コネクタ７０を接続する。バックプレーン側光コネクタ６０は熱駆動型アクチュエータ３８と、発熱体６２を有する。バックプレーン側から発熱体６２に給電がされる。ボード側コネクタ７０は、必ずしも熱駆動型アクチュエータ３８を有しなくてもよいが、バックプレーン側光コネクタ６０と嵌合したときに光コネクタ６０の発熱体６２と嵌合する発熱体７２を内部に有する。
【００５２】
ボード３上に、ＬＳＩ７等の電子部品の他に、制御ＩＣ８０が配置される。制御ＩＣはスイッチ６５と温度センサ８６を含む。スイッチ６５はボード側光コネクタ７０の発熱体７２に接続され、そのオン・オフが制御ＩＣ８０によって制御される。
【００５３】
電子機器１の動作を説明する。まず、ボード３がバックプレーン２（図１参照）に挿入されて、光コネクタ６０と光コネクタ７０のハウジング２８同士が合わさって準嵌合状態（図５Ｂ参照）となる。図示しない給電源からＬＳＩ７に給電がなされ、ＬＳＩ７が起動する。ＬＳＩ７は、制御ＩＣ８０と通信を開始する。ＬＳＩ７は、制御ＩＣ８０のスイッチ（ヒータスイッチ）８５をオンにし、温度センサ８６の出力をモニタする。スイッチ８５の導通により、バックプレーン側光コネクタ６０の発熱体６２に給電がなされる。発熱体６２の発熱を受けて、熱アクチュエータ３８がフェルール２１を結合位置まで前進させる。光コネクタ６０と光コネクタ７０は互いに光学的に接続して、光通信を開始する。ＬＳＩ７は、温度センサ８６の出力をモニタし、センサ８６の出力が所定の温度範囲内にあるようにスイッチ８５のオン・オフを制御する。これにより発熱体６２、７２の発熱を制御して、光コネクタ６０と７０の嵌合（すなわち光ファイバ同士の結合）を適切な状態に維持する。
【００５４】
電子機器１の動作終了時には、ＯＳ停止命令に基づいて、ＬＳＩ７は制御ＩＣ８０のスイッチ８５をオフにする。これにより給電が停止するので、光コネクタ６０の温度が降下する。光コネクタ６０の熱駆動型アクチュエータ３８の弾性体３６がフェルール２１を非結合位置に押し戻す。これにより光コネクタ６０と光コネクタ７０が、図５Ｂの準嵌合状態となる。この状態では、ボード３の着脱も可能である。
【００５５】
以上述べたように、フェルール２１の押圧機構に熱駆動型アクチュエータを用いたことで、温度変化により嵌合状態を段階的に変化させる。形状記憶合金バネ３７や二膜ダイアフラム３８と、弾性体３６を組み合わせることで、高温時と低温時でフェルール先端の位置を変位させることできる。これにより光コネクタのハウジング同士は連結しても、フェルール同士は僅かに間隙を持つ準嵌合状態が実現できる。フェルール２０に替えて、図６および図８Ａ−８Ｃの弾性変形可能なフェルール９０、１９０を用いても同様の効果が得られる。
【００５６】
準嵌合状態は、ボードが挿入されているが電子機器の動作は停止している時に発現するため、装置移動時の衝撃は光コネクタに伝わらない。また、ボード挿入時にも準嵌合状態であるため、挿入による衝撃も光コネクタに伝わらない。さらに装置未使用時には、準嵌合状態であるためファイバに応力が印加されず長期信頼性が実現できる。実施形態の光コネクタをバックプレーン側のコネクタとし、サーバボードの廃熱を利用するアーキテクチャとすることで、受動的に準嵌合状態から嵌合状態へ移行することが可能となる。光コネクタに発熱体を埋め込むことで、能動的に嵌合状態を制御することも可能となる。
【００５７】
以上述べてきたことは、熱駆動による光コネクタの準嵌合状態と嵌合状態の制御を説明するための例示であり、類似の変形構造によっても熱駆動による嵌合状態と準嵌合状態の遷移を実現することは可能である。上述した実施例の任意の組み合わせが可能である。
【００５８】
以上の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
複数の光ファイバを保持する保持部材と、
前記保持部材を収容するハウジングと、
前記保持部材の少なくとも一部を、前記ハウジングの内部に後退した第１位置と、相手側コネクタとの光結合を可能にする第２位置との間で、熱の印加により移動させる熱駆動型アクチュエータと、
を含む光コネクタ。
（付記２）
前記熱駆動型アクチュエータは、熱の印加により変位して前記保持部材を前記第２位置へと押圧する第１弾性体と、熱の印加がなくなったときに変位して前記保持部材を前記第１位置へ押し戻す第２弾性体とを含むことを特徴とする付記１に記載の光コネクタ。
（付記３）
前記保持部材は弾性変形が可能であり、前記保持部材の一部が前記第２弾性体となることを特徴とする付記２に記載の光コネクタ。
（付記４）
前記保持部材は、先端側部材と、後端側部材と、前記先端側部材と後端側部材とを接続する可撓性のアームとを有することを特徴とする付記３に記載の光コネクタ。
（付記５）
前記光ファイバの少なくとも一部は、前記保持部材が前記第２位置にあるときに前記先端側部材と前記後端側部材の間で屈曲することを特徴とする付記４に記載の光コネクタ。
（付記６）
前記ハウジングに設置される発熱体、
をさらに含むことを特徴とする付記１に記載の光コネクタ。
（付記７）
前記発熱体は、前記光コネクタを介して信号の送受信を行う電子部品の動作と連動した給電制御を受ける給電端子を含むことを特徴とする付記６に記載の光コネクタ。
（付記８）
前記第１弾性体は、形状記憶合金バネまたは二膜ダイアフラムであることを特徴とする付記２に記載の光コネクタ。
（付記９）
前記ハウジングは、その内壁に前記保持部材の位置遷移を規定するリセスを有し、前記第２弾性体は、前記リセス内で前記保持部材と前記ハウジング内壁の間に配置されることを特徴とする付記２に記載の光コネクタ。
（付記１０）
付記１〜５のいずれかに記載の光コネクタと、
前記光コネクタによって光接続されるボードと、
前記ボードの第１主面上に配置される電子部品と、
前記ボードに設けられ、前記光コネクタと前記電子部品の間で光電気変換を行なう光電気変換器と、
を備え、前記光コネクタは前記電子部品から発せられる熱の流路上に配置されることを特徴とする電子機器。
（付記１１）
前記光電気変換器と前記光コネクタの間を接続する光伝送路の少なくとも一部と、前記光電気変換器とは、前記熱流路から外れて位置することを特徴とする付記１０に記載の電子機器。
（付記１２）
前記光電気変換器と前記光伝送路は、前記ボードの前記第１主面と反対側の第２主面に配置されることを特徴とする付記１１に記載の電子機器。
（付記１３）
前記光電気変換器と前記光伝送路は、前記ボードの第１主面に設置されたメザニンカード上に配置されることを特徴とする付記１１に記載の電子機器。
（付記１４）
前記光コネクタを挟んで前記電子部品と反対側に設置される吸気ファン、をさらに含むことを特徴とする付記１０に記載の電子機器。
（付記１５）
付記６又は７に記載の光コネクタと、
前記光コネクタによって光接続されるボードと、
前記ボードの第１主面上に配置される電子部品と、
前記ボードに設けられ、前記光コネクタと前記電子部品の間で光電気変換を行なう光電気変換器と、
前記ボード上に配置され、前記光コネクタの前記発熱体と電気的に接続されるスイッチと、
を備え、前記発熱体への給電は前記電子部品の動作に連動した前記スイッチのオン・オフ制御によって制御されることを特徴とする電子機器。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
産業用、公共用等、任意の光伝送システムに利用可能である。一例として、サーバーやハイエンドコンピュータシステムの高速伝送路に適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  電子機器
２  バックプレーン
３  ボード
４  バックプレーン伝送路
５  ボード伝送路
６  光電気変換モジュール（光電気変換器）
７  ＬＳＩ（電子部品）
９  メモリ（電子部品）
１０、１０Ａ、１０Ｂ、３０、６０  光コネクタ
２０  無研磨多心フェルール
２１，９０、１９０  フェルール（保持部材）
２２、２２２  光ファイバ
３６  弾性体（第２弾性体）
３７  形状記憶合金バネ（第１弾性体）
４７  二膜ダイアフラム（第１弾性体）
３８、４８、７８  熱駆動型アクチュエータ
６２、７２  発熱体
９１、１９１  先端側部材
９２  後端側部材
９３  アーム
Ｐ１  非結合位置
Ｐ２  結合位置
【図１】
0005842584.tif 000002
【図２】
0005842584.tif 000003
【図３】
0005842584.tif 000004
【図４】
0005842584.tif 000005
【図５Ａ】
0005842584.tif 000006
【図５Ｂ】
0005842584.tif 000007
【図５Ｃ】
0005842584.tif 000008
【図６】
0005842584.tif 000009
【図７Ａ】
0005842584.tif 000010
【図７Ｂ】
0005842584.tif 000011
【図７Ｃ】
0005842584.tif 000012
【図８Ａ】
0005842584.tif 000013
【図８Ｂ】
0005842584.tif 000014
【図８Ｃ】
0005842584.tif 000015
【図９】
0005842584.tif 000016
【図１０】
0005842584.tif 000017
【図１１】
0005842584.tif 000018
【図１２】
0005842584.tif 000019
【図１３】
0005842584.tif 000020
【図１４】
0005842584.tif 000021
【図１５】
0005842584.tif 000022