(57)【要約】【課題】光データバスと発光素子及び受光素子との相対位置の位置決めに加えて、光通信を行う回路基板と発光素子及び受光素子との接続及び回路基板への信号入出力や給電をも簡単に行うことのできる光電気バックプレーンボードを提供する。【解決手段】光データバス４０と、光データバス４０を挿入する光データバス挿入用凹部が形成された光データバス固定基板２０と、光データバス固定基板２０が載置されたプリント配線基板３０と、からなる光電気バックプレーンボード１０であって、光データバス固定基板２０は、平板２６と、平板２６の上に固着されたガイド板２７、２８、２９と、からなることを特徴とする。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺で板状の光透過性材料からなり、長手方向に沿った一辺が、長手方向の一端側から他端に向かって発光素子又は受光素子を配置可能な間隔で階段状に形成されると共に、該階段状に形成された長手方向一端側の各端面を板面に対して略４５度傾斜されて形成された信号光入出射部を設けた複数の光データバスと、上記光データバスを挿入する光データバス挿入用凹部が形成された光データバス固定基板と、上記光データバス固定基板が載置されたプリント配線基板と、からなることを特徴とする光電気バックプレーンボード。
【請求項２】
前記光データバス固定基板は、平板と、この平板の上に固着された光データバスの板面形状に対応した複数の平板と、からなることを特徴とする請求項１記載の光電気バックプレーンボード。
【請求項３】
前記光データバス固定基板は、前記光データバス挿入用凹部が、前記光データバス挿入用凹部に前記光データバスを挿入した際に前記光データバスの互いに対応する前記信号光入出射部が夫々略直線上に配置されるように、略等間隔で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光電気バックプレーンボード。
【請求項４】
前記光データバス固定基板は、光コネクタを位置決め固定する貫通孔が穿設されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の光電気バックプレーンボード。
【請求項５】
前記光データバス固定基板の熱膨張率は、前記光データバスの熱膨張率と略同じであることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の光電気バックプレーンボード。
【請求項６】
前記プリント配線基板は、前記光データバス固定基板が載置された板面上に、前記光データバス挿入用凹部に挿入された前記光データバスを介して互いに光通信を行う複数の回路基板への給電及び信号入出力の少なくともいずれかを行うための電気コネクタが固定されていることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の光電気バックプレーンボード。
【請求項７】
請求項１から６いずれかに記載の光電気バックプレーンボードと、前記光電気バックプレーンボードに固定された前記光コネクタと、前記光コネクタに搭載された前記回路基板と、前記回路基板に接続された、コンピュータを含む複数の情報機器と、からなることを特徴とする情報処理装置。
【請求項８】
前記光コネクタは、前記光データバスの前記信号光入出射部をグループとして、１又は複数グループの前記信号光入出射部に対して個々に光信号の入出力を行う複数の発光素子及び受光素子を保持し、かつ、上記発光素子及び受光素子に電気信号の入出力を行うことにより前記各光データバスを介して光通信を行う前記回路基板が装着可能であることを特徴とする請求項７記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記回路基板は、前記情報機器の少なくとも一つに信号線を介して接続されると共に、前記光電気バックプレーンボードの前記プリント配線基板に固定された前記電気コネクタを介して前記プリント配線基板と電気的に接続され、前記信号線及び前記電気コネクタを介して前記情報機器及び前記プリント配線基板から入出力される信号に従い、前記光データバス固定基板に固定された前記光データバスを介して光通信を行うことを特徴とする請求項８または９記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺で板状の光透過性材料の一辺を階段状に形成すると共にその端面を板面に対して略４５度傾斜させることにより信号光入出射部を形成してなる光データバスを備えた光電気バックプレーンボード、及び、この光電気バックプレーンボードを利用した情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、バックプレーンボード（マザーボード）と複数のノード（ドーターボード）とから成る、並列アーキテクチャーを採用した信号処理装置について、処理能力を向上させるため、バスの高速化、多ビット化によるバンド幅の向上が図られてきた。このような並列アーキテクチャーを採用した信号処理装置については、さらなる高速化が求められているが、従来の電気配線で高速化を実現するためには、マザーボードとドーターボードについて、ノイズと遅延を考慮した回路基板の設計が求められる。また、配線は複雑化するが、高速化のために光ファイバ接続が導入されている。
【０００３】
このように、電気配線による信号処理装置の高速化が図られる一方、光インターコネクションと呼ばれる、システム内光接続技術による、信号処理装置の高速化が検討されている。
【０００４】
この光インターコネクション技術に関する概要は、電子情報通信学会誌、Ｖｏｌ．７９（Ｎｏ．９）、ｐｐ．９０７−９０９、１９９６年９月、「光インターコネクション技術とその応用」（和田修）や、エレクトロニクス実装学会誌、Ｖｏｌ．１、Ｎｏ．３（１９９８）、１７６頁〜１７９頁、「光インターコネクションで変わるコンピューターの世界」（石川正俊）において、システムの構成内容により様々な形態が提案されている。
【０００５】
しかし、産業用のみならずオフィスや家庭用で広く使われる装置内部に、光ファイバを信号伝送媒体とする光インターコネクションを導入する際には、光結合部の高精度な位置決めが必要で実装コストが高い、及び、多ノードの相互接続をシンプルな構成で実現することが難しい、といった問題があった。
【０００６】
一方、こうした問題を解決する技術として、２０００年、第２５回光学シンポジウム、講演番号８、「バックプレーン光学系の検討と光データバスへの適用」（岡田純二他）によって、図６に示すような光データバス８０が提案された。
【０００７】
この光データバス８０は、長尺で板状の光透過性材料（例えば、屈折率１．４９のアクリル、屈折率１．５２５のオレフィン系ポリマー等からなる光透過性樹脂）からなり、内部反射の繰り返しによって信号光を長手方向に伝送する透光性伝送媒体である。
【０００８】
即ち、この光データバス８０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、光透過性樹脂からなる矩形の樹脂平板の長手方向に沿った一辺を、長手方向の一端側から他端に向かって発光素子（例えばレーザダイオードＬＤ）又は受光素子（フォトダイオードＰＤ）を配置可能な間隔で階段状に形成した形状をしており、その階段状に形成された長手方向一端側の各端面を板面に対して４５度傾斜させることにより、信号光入出射部８２を形成したものである。なお、図６において、（ａ）は光データバス８０の平面図、（ｂ）はその側面図である。
【０００９】
また、この光データバス８０を利用して光伝送を行う際には、図６（ｃ）に例示するように、光データバス８０の信号光入出射部８２とは反対側の後端面に、例えば、光データバス８０の厚さ方向の拡散角が０．２度、幅方向の拡散角が４０度となる反射拡散部（例えば光拡散フィルム等）８４を設け、さらに、各信号光入出射部８２の上部に、光軸が光データバス８０の板面に直交するようレーザダイオードＬＤ又はフォトダイオードＰＤを配置する。
【００１０】
この状態で、任意の信号光入出射部８２に配置されたレーザダイオードＬＤを駆動し、光データバス８０の上方からレーザ光を入射させる。すると、その入射光が、光データバス８０の板面に対して４５度傾斜した端面で全反射されて、反射拡散部８４に向けて伝送され、その後、反射拡散部８４で反射拡散される。
【００１１】
すると、その反射光は、各信号光入出射部８２の端面で全反射されて、光データバス８０の上面から出射される。このようにして、信号光入出射部８２の上方に配置されたフォトダイオードＰＤには、レーザダイオードＬＤが出射した信号光が伝達され、フォトダイオードＰＤに流れる電流から、レーザダイオードＬＤ及び光データバス８０を介して伝送されてきた信号を得ることができる。
【００１２】
従って、上記のような光データバスを信号伝送媒体としたバックプレーンボードを実用化すれば、電気信号を生成する電子回路及びその電気信号を信号光に変換する発光素子を備えた発光手段と、信号光を電気信号に変換する受光素子及びその変換された電気信号を処理する電子回路を備えた受光手段との少なくとも一方を具備した複数の回路基板の相互接続を、シンプルな構成で実現することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような光データバスを信号伝送媒体として利用するには、その固定をどのようにするかが問題となる。即ち、光データバスは透光性伝送媒体であり、内部反射の繰り返しによって信号光を伝送するため、信号光入出射部で光が全反射するように光データバスと発光素子及び受光素子とを相対的に位置決めすることが必要である。
【００１４】
しかし、図６に示したような階段形状の光データバスを信号伝送媒体として利用するのに適した固定手段は未だ確立されていないことから、従来より、こうした光データバスを使って信号光を効率良く伝送し得る光データバスの固定手段が望まれていた。
【００１５】
この光データバスの固定手段としては、簡単には次の（ａ）、（ｂ）、及び、（ｃ）が考えられる。
（ａ）光データバスの形状に対応したくり抜きが設けられた平板をプリント配線基板の上面に貼り付け、このくり抜きに光データバスを挿入して接着剤で固定する。
（ｂ）プリント配線基板の上面に、光データバスの形状に対応した形状の銅パターンを形成し、この銅パターン中に光データバスを挿入し、接着剤で固定する。
（ｃ）光データバスの板面に突起部を設ける。貫通孔が設けられたプリント配線基板を用意し、この貫通孔に光データバスの突起部を挿入し、接着剤で固定する。
【００１６】
これらは、光データバスをプリント配線基板に固着するために接着剤を用いている。しかしながら、光データバスにおける光伝送は、屈折率が１の空気をクラッド層として利用するため、光データバスを固定する際に、接着剤を用いないことが望ましい。
【００１７】
そこで、本願発明者らは、こうした光データバスの固定方法として、平板の板面に、光データバスの板面形状に対応して開口した光データバス挿入用凹部を形成し、さらに、その光データバス挿入用凹部に挿入された光データバスの各信号光入出射部の上方に発光素子や受光素子を位置決め固定するための位置決め部を形成した光データバス固定基板を用いることを考えた。つまり、光データバスを、固定基板に形成された光データバス挿入用凹部に挿入して、所定の保持部材を用いて固定し、更に、固定基板に形成された位置決め部を利用して、光データバス挿入用凹部に挿入された光データバスの各信号光入出射部の上方に発光素子及び受光素子を位置決め固定できるようにするのである。
【００１８】
そして、このような固定基板を用いれば、光データバスの信号光入出射部と発光素子及び受光素子との相対位置を極めて簡単に位置決めすることができ、しかも、光データバスを接着剤を用いることなく固定できるので、上述した要求を充分満足できることになる。
【００１９】
しかしながら、この固定基板に固定された光データバスを用いて実際に光通信を行うには、光データバスとの相対位置が位置決めされた発光素子及び受光素子を複数の回路基板（上述のドーターボード）に接続し、各回路基板毎に、発光素子の駆動処理や受光信号処理を行う必要がある。
【００２０】
このため、今度は、上述した固定基板を用いて光データバスと発光素子及び受光素子との相対位置を位置決めした場合に、その位置決めされた発光素子及び受光素子とこれを用いて実際に光通信を行う各回路基板との接続をどのようにし、各回路基板で実行される信号処理をどのように制御すればよいか、といった新たな問題が生じてきた。
【００２１】
つまり、上述した固定基板を介して光データバスとの相対位置が位置決めされた発光素子及び受光素子を用いて複数の回路基板間で光通信を行うには、各回路基板で実行される発光素子の駆動処理や受光信号処理を各回路基板間で同期等の調整を行う必要があり、そのためには同期信号等の各種制御信号を各回路基板に分配する必要があるが、こうした各回路基板への信号供給を簡単に行えるようにするには、固定基板に位置決め固定された発光素子及び受光素子と各回路基板との接続をどのようにすればよいか、といった新たな問題が生じてきたのである。
【００２２】
また、各回路基板には電源供給を行う必要がある。そして、この電源供給に専用の電源線を用いるようにすると、その配線作業が面倒であることから、固定基板に各回路基板への給電機能を付与し、固定基板に各回路基板を装着した際に、固定基板から各回路基板へ給電できるようにすることも考えられるが、こうした給電を行う際にも、固定基板と各回路基板との接続をどのようにすればよいか、という問題が生じている。
【００２３】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、上述した階段状の光データバスと発光素子及び受光素子との相対位置の位置決めに加えて、光通信を行う回路基板と発光素子及び受光素子との接続及び回路基板への信号入出力や給電をも簡単に行うことのできる光電気バックプレーンボード、及び、この光電気バックプレーンボードを用いた情報処理装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた本発明の光電気バックプレーンボードでは、光データバス固定基板の土台となる平板に、光データバスの板面形状に対応した複数の平板を固着させることにより、複数の光データバス挿入用凹部が形成され、これら凹部に夫々、光データバスを挿入固定し、これを、プリント配線基板に載置することにより、光データバスがプリント配線基板上に位置決め固定されており、しかも、光データバス固定基板には、光データバスの信号光入出射部に光信号の入出力を行う複数の発光素子及び受光素子を保持した複数の光コネクタを位置決め固定するための貫通孔が穿設されている。つまり、光データバスの板面形状に対応した平板は、安価に製造できるものであり、これを固定基板の土台となる平板に固着して光データバス挿入用凹部を形成することによって、光データバス固定基板を安価に製造できるのである。さらに、光データバスの板面形状に対応した平板を分割することによって、光データバスの個数が増減しても、光データバスの間に位置する平板の数が増減するだけで対応でき、もって、部品を共通化することができる。
【００２５】
また、光データバス固定基板には、各光データバス挿入用凹部に光データバスを挿入した際、各光データバスの互いに対応する信号光入出射部が夫々略直線上に配置されるように、複数の光データバス挿入用凹部が略等間隔で形成されている。これは、光コネクタに光通信用の回路基板を装着した際に、その回路基板の板面に沿って発光素子及び受光素子を略直線上に配置できるようにするためである。
【００２６】
つまり、各光データバスにおいて互いに対応する信号光入出射部が略直線上に配置されていれば、光コネクタ側では、これら各光データバスの信号光入出射部に対して信号光を入出力する発光素子や受光素子を一列に並べ、その配列方向に沿って回路基板を配置できるようになるのである。
【００２７】
そして、本発明の光電気バックプレーンボードでは、プリント配線基板上で略直線上に配置される各光データバスの信号光入出射部をグループとして、１又は複数グループの信号光入出射部に対して一つの光コネクタ（換言すれば回路基板）が割り当てられ、各光コネクタ及び各光コネクタに装着された回路基板は、プリント配線基板上で、各光データバスを跨ぐ（換言すれば横切る）ように配置される。
【００２８】
尚、このように光データバス挿入用凹部を形成した場合、光コネクタ及び回路基板は、光データバスにおいて長手方向に配置される信号光入出射部の１個又は隣接する所定個に一つの割で配置されることになるので、発光素子及び受光素子を保持した複数の光コネクタを、全て共通にすることもできる。また特に、後述する実施例に記載のように、全ての光データバス信号光入出射部の各々が直交格子状に配置されるように光データバス挿入用凹部を形成すれば、光コネクタ及びこれに装着される回路基板を、光データバス固定基板の外形に沿って整列させることができるようになる。そして、プリント配線基板には、このように配置された各回路基板に対して給電もしくは信号入出力を行うための複数の電気コネクタが固定されており、プリント配線基板は、この電気コネクタを介して、各回路基板への給電もしくは信号入出力を行う。
【００２９】
このように、本発明の光電気バックプレーンボードによれば、光データバス固定基板に穿設された貫通孔を利用することにより、光データバスと光コネクタに保持された発光素子及び受光素子との相対位置を簡単に位置決めできるだけでなく、光コネクタに装着された回路基板に対して、プリント配線基板から電気コネクタを介して給電もしくは信号入出力を行うことができる。
【００３０】
このため本発明の光電気バックプレーンボードによれば、光データバスを利用して複数の回路基板（上述のドーターボード）間で高速なデータ通信を行うことのできる情報処理装置を極めて簡単に構築することが可能となる。
【００３１】
また次に、本発明の光電気バックプレーンボードでは、光データバス固定基板に、光データバスと光コネクタとを夫々固定するようにされているので、光コネクタに装着された発光素子及び受光素子と光データバスの信号光入出射部との位置あわせを、極めて簡単に行うことができるが、光データバス固定基板の熱膨張率と光データバスの熱膨張率とが大きく異なるような場合には、周囲温度の変化によって、光コネクタ内の発光素子及び受光素子と光データバスの信号光入出射部との相対位置がずれて、通信性能が低下する、といった問題が生じる。
【００３２】
そこで、こうした問題を防止するには、光データバス固定基板の熱膨張率を、光データバスの熱膨張率と略同じにすることが望ましい。つまり、このようにすれば、温度変化時に生じる光データバス固定基板と光データバスとの伸縮度合いを一致若しくは略一致させることができるので、温度変化時に、光コネクタ内の発光素子及び受光素子と光データバスの信号光入出射部との相対位置がずれて、通信性能が低下するようなことはない。
【００３３】
一方、請求項７に記載の発明は、請求項１から６いずれかに記載の光電気バックプレーンボードを用いて構成される情報処理装置に関するものである。この情報処理装置は、上述した本発明の光電気バックプレーンボードと、コンピュータを含む複数の情報機器と、情報機器の少なくとも一つに信号線を介して接続されると共に、光電気バックプレーンボードのプリント配線基板に固定された電気コネクタを介してプリント配線基板と電気的に接続され、信号線及び電気コネクタを介して情報機器及びプリント配線基板から入出力される信号に従い、プリント配線基板上に固定された光データバスを介して光通信を行う複数の回路基板と、光電気バックプレーンボードのプリント配線基板上で略直線上に配置された各光データバスの信号光入出射部をグループとして、１又は複数グループの信号光入出射部に対して個々に光信号の入出力を行う複数の発光素子及び受光素子を保持し、かつ、上記各回路基板を、発光素子及び受光素子に対して電気信号を入出力可能に支持する複数の光コネクタとから構成される。
【００３４】
このように構成された情報処理装置によれば、コンピュータを含む複数の情報機器間で信号を送受信するためのバックプレーンボードに、信号光を効率よく伝送し得る本発明の光電気バックプレーンボードを用い、各情報機器に入出力される電気信号を回路基板で一旦信号光に変換して、信号を伝送することから、電気配線を利用して各情報機器間で信号を伝送する情報処理装置のような、電気配線で生じるクロストークがなく、また、光伝送であるため、外部からの電磁放射ノイズによる信号波形の乱れがないことから、信号の安定伝送が可能になる。また、発光素子と受光素子の高速化により、電気伝送では実現が困難なレベルの高速なデータ伝送も可能となる。
【００３５】
また、光電気バックプレーンボードには、これを構成するプリント配線基板に穿設された貫通孔を介して光コネクタ及び回路基板を装着でき、しかも、回路基板に対する給電若しくは各種制御信号の信号入出力は、プリント配線基板に固定された電気コネクタを介してプリント配線基板から直接行うことができることから、本発明の情報処理装置を組み立てる際の作業性を向上できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、以下の説明において、図１は本発明が適用された実施例の光電気バックプレーンボード１０の全体構成を表し、（ａ）は光電気バックプレーンボードの斜視図、（ｂ）は光電気バックプレーンボードを（ａ）に示すｂ−ｂ’線に沿って切断したときの状態を表す端面図である。また、図２（ａ）は光電気バックプレーンボード１０を上方から見た平面図、図２（ｂ）は光電気バックプレーンボード１０を図２（ａ）に示すｂ−ｂ’線に沿って切断したときの状態を表す端面図である。図３は光電気バックプレーンボードを分解した状態を表す斜視図である。
【００３７】
図１〜図３に示すように、本実施例の光電気バックプレーンボード１０は、光データバス固定基板２０と、光データバス固定基板２０の表面に形成された複数（本実施例では４個）の光データバス挿入用凹部２３（図１（ｂ）参照）内に各々固定された複数の光データバス４０と、プリント配線基板３０とから構成されている。そして、プリント配線基板３０における光データバス固定基板２０の載置面上には、複数（本実施例では３個）の電気コネクタ３１ａが組み付けられている。なお、光データバス固定基板２０には、光データバス固定基板２０上に複数の光コネクタ５０（後述の図３参照）を位置決め固定するための貫通孔Ｈが穿設されており、プリント配線基板３０の貫通孔Ｈに対応した位置には、貫通孔Ｈよりも径の大きな貫通孔３２ｈが穿設されている。
【００３８】
また、電気コネクタ３１ａは、この貫通孔Ｈを介してプリント配線基板３０上に位置決め固定された複数の光コネクタ５０に装着された後述の回路基板ＰＫ（図４参照）に対して給電及び信号入出力を行うためのものである。
【００３９】
そして、プリント配線基板３０には、電気コネクタ３１ａを介して回路基板ＰＫに電源供給を行うための配線パターン（図示せず）、及び、同じく回路基板ＰＫに同期信号等の各種制御信号を入出力するための配線パターン（図示せず）が形成されると共に、これら各配線パターンを介して供給する電源電圧や各種制御信号を生成するための電子部品（図示せず）が実装される。
【００４０】
ここで、まず、光データバス４０は、基本的には、図６に示した光データバス８０と同様、光透過性樹脂からなる矩形の樹脂平板の長手方向に沿った一辺を階段状に形成し、且つ、その階段状に形成された長手方向一端側の各端面を板面に対して４５度傾斜させることにより、複数（本実施例では６個）の信号光入出射部４１を形成したものであるが、その長手方向に沿った側面には、光データバス挿入用凹部２３内で光データバス４０を位置決めするための位置合わせ用突起部４２が突設されている（図２（ａ）参照）。
【００４１】
これに対して、光データバス挿入用凹部２３は、光データバス４０の板面と略同形状で、その外形は、光データバス４０を挿入し易く、且つ、光データバス４０が熱膨張しても光データバス４０と干渉することのないようにするために、光データバス４０の外形よりも大きくなっている。また、光データバス挿入用凹部２３の長手方向の長さは、光データバス４０を挿入した際、その後端側に第１保持部材７０を配置できるように、光データバス４０よりも長くなっている。
【００４２】
そして、光データバス挿入用凹部２３の各々は、図２（ａ）の点線で示すように、各光データバス挿入用凹部２３に光データバス４０を挿入した際に、各光データバス４０の対応する信号光入出射部４１が略直線状に配置され、しかも、各光データバス４０での信号光入出射部４１の配列方向がその直線に略直交するように（換言すれば、全ての信号光入出射部４１が光データバス固定基板２０の外形に沿った直交格子上に並ぶように）、形成されている。つまり、各光データバス挿入用凹部２３は、その長手方向の中心軸が互いに平行となり、しかも、その中心軸が光データバス固定基板２０の側端縁に対して所定の角度で傾斜するように、光データバス固定基板２０に形成されている。
【００４３】
また、光データバス挿入用凹部２３の長手方向に沿った側壁（本実施例では、光データバス４０において階段状に形成された側の側壁）には、光データバス４０を光データバス挿入用凹部２３に挿入した際に、光データバス４０の側壁から突出した位置合わせ用突起部４２を挿通して、光データバス４０の位置決めを行うための係止部、複数（本実施例では３個）の第２保持部材７１を固定するための複数の第２保持部材固定部が形成されている。
【００４４】
このような光データバス挿入用凹部２３は、光データバス固定基板の土台となる平板２６に、光データバス４０の板面形状に対応した、光データバス４０と略同じ板厚の板材からなる３種類のガイド板２７、２８，２９を固着させることで形成されている。平板２６に対する、ガイド板２７、２８，２９の位置合わせは、あらかじめ平板２６、及び、ガイド板２７，２８，２９の位置合わせ用孔２６ａ、２７ａ、２８ａ、２９ａを設けておき、平板２６の位置合わせ用孔２６ａにピン９８を挿通し、続いてガイド板２７，２８，２９の位置合わせ用孔２７ａ、２８ａ、２９ａを挿通することによって行われる。
【００４５】
また、第２保持部材７１は、光データバス４０の長手方向に沿った側壁の複数箇所を板ばねにて押圧付勢することで、光データバス挿入用凹部２３の対向する内壁との間で光データバス４０を挟持し、光データバス挿入用凹部２３内に光データバス４０を保持するためのものである。
【００４６】
つまり、光データバス４０は、複数の信号光入出射部４１を形成するために、樹脂基板の一辺を階段状に形成したものであることから、各信号光入出射部４１が形成される階段部分の内、先端側ほど幅が狭くなる。このため、光データバス４０において、階段状に形成される先端部分では、熱等の影響を受けて、信号光入出射部４１が形成された側へと反り易くなる。そして、その先端部分が反ってしまうと、先端に位置する信号光入出射部３２に対する光の入出射を良好に行えなくなる。そこで、本実施例では、板ばねからなる複数の第２保持部材７１によって、光データバス４０の側壁を一方向に押圧付勢することにより、光データバス４０の先端部分が反るのを防止しているのである。
【００４７】
一方、光データバス４０の後端側に配置される第１保持部材７０は、光データバス挿入用凹部２３の後端部分に挿入固定され、光データバス４０の信号光入出射部４１とは反対側端面（後端面）を、信号光入出射部４１が形成された先端方向に押圧付勢することにより、光データバス４０を光データバス挿入用凹部２３内に保持するためにものである。
【００４８】
つまり、第１保持部材７０は、図２から明らかなように、光データバス挿入用凹部２３の後端部分にねじ等で固定される合成樹脂または金属製の本体部７０ｃと、光拡散フィルム（例えば、Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｏｐｔｉｃｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の反射拡散シート、型番「ＬＯＲＳ０．２×４０ＰＣＢ−ＭＢ」）が、光の反射面を外側にして貼着された反射型拡散板７０ａと、本体部７０ｃと反射型拡散板７０ａとの間に設けられて、反射型拡散板７０ａ（詳しくは光拡散フィルムの反射面）を光データバス４０の後端面に当接すると同時に、光データバス４０を後端側から先端側へと押圧付勢するコイルばね７０ｂとから構成されており、このコイルばね７０ｂの付勢力により、光データバス４０を光データバス挿入用凹部２３内に保持する。
【００４９】
また次に、光データバス固定基板２０上に光コネクタ５０を位置決め固定するための貫通孔Ｈは、上記各光データバス挿入用凹部２３によって互いに平行に配置される４個の光データバス４０を挟むように、その両側に形成されており、光コネクタ５０は、この貫通孔Ｈに位置決めされることにより、４個の光データバス４０を跨ぐように光データバス固定基板２０に固定される。
【００５０】
即ち、光コネクタ５０は、光データバス固定基板２０に固定されることにより、各光データバス４０において互いに直線上に配置される４個の信号光入出射部４１をグループとして、光データバス４０の長手方向に隣接する２グループの信号光入出射部４１を各々利用して信号光を入出力できるように、各光データバス４０の長手方向に２個、各光データバス４０の並設方向に４個、合計８個の素子を保持している。
【００５１】
そして、本実施例では、この光コネクタ５０を、貫通孔Ｈを利用して、４個の光データバス４０を跨ぐように光データバス固定基板２０に固定することにより、光コネクタ５０に保持された８個の素子を、４個の光データバス４０において連続する２つの信号光入出射部４１の上方に同時に位置決めできるようにされている。
【００５２】
そして、本実施例の光データバス４０には、その長手方向に沿って略等間隔に６つの信号光入出射部４１が形成されていることから、貫通孔Ｈは、並設された４個の光データバス４０の両側に、夫々、３個形成されており、各光データバス４０の上方には、合計６個の貫通孔を利用して、３個の光コネクタ５０が配置されることになる。
【００５３】
なお、プリント配線基板３０には、これら各貫通孔Ｈに挿通された後述の光コネクタ５０のロッド５６の先端部分を挿通できるように、貫通孔３２ｈが形成されるが、この貫通孔３２ｈの径は、光データバス固定基板２０側の貫通孔Ｈよりも若干大きくなっている。これは、光データバス固定基板２０とプリント配線基板３０の熱膨張率が異なり、ロッド５６を光データバス固定基板２０側の貫通孔Ｈに挿通固定する場合には、熱変化時におけるプリント配線基板３０側の貫通孔３２ｈの位置がずれ、ロッド５６の変位の妨げになるのを防ぐためである。
【００５４】
そして、複数（３個）の電気コネクタ３１ａは、光コネクタ位置決め用孔２２を介して光コネクタ５０を光データバス固定基板２０に位置決めし、更に、その光コネクタ５０に回路基板ＰＫを装着した際、回路基板ＰＫに組み付けられた電気コネクタ３１ｂを介して（或いは直接）、回路基板ＰＫに接続できる位置に配置されている。
【００５５】
次に、光コネクタ５０の構成を図４を用いて説明する。なお、図４において、（ａ）は光コネクタ５０を上方から見た平面図、（ｂ）は、光コネクタ５０を側面から見た側面図、（ｃ）は光コネクタ５０を下方から見た下面図、（ｄ）は図４（ｂ）に示すＤ−Ｄ’線に沿って光コネクタ５０を切断した状態を表す断面図である。
【００５６】
図４に示すように、光コネクタ５０は、上記８個の素子、具体的には４個の発光素子（本実施例ではＣＡＮパッケージに収納されたレーザダイオードＬＤ）と４個の受光素子（本実施例ではＣＡＮパッケージに収納されたフォトダイオードＰＤ）を、その信号光入出射用先端部を下方に突出させた状態で収納するロアケース５２と、このロアケース５２の上部開口を閉じるように、ロアケース５２の上部に固定されるアッパケース５４とからなる。
【００５７】
ロアケース５２は、上部を開口した長尺状の箱体からなっており、その底部には、４個のレーザダイオードＬＤ及び４個のフォトダイオードＰＤを夫々位置決めするための８個の素子挿通孔１０２が穿設されている。この素子挿通孔は、ロアケース５２の長手方向に沿って２列に並ぶように形成されており、４個のレーザダイオードＬＤ及び４個のフォトダイオードＰＤは、夫々、各列の素子挿通孔に、その信号光入出射用先端部が外側を向くように挿通される。尚、これら各素子の後端側には鍔部があるため、素子挿通孔１０２に挿通しても、各素子が外に飛び出すことはない。また、ロアケース５２底部の長手方向両側には、光データバス固定基板２０に設けられた一対の貫通孔Ｈに挿入するための一対のロッド５６が突設されている。
【００５８】
一方、アッパケース５４は、ロアケース５２の上部開口を閉じるためのものであるが、その内部には、ロアケース５２の底部に位置決めされたレーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤを後端側より外方向に付勢するコイルばね５８が設けられている。このため、光コネクタ５０に保持されたレーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤは、光コネクタ５０から突出した先端面が外部の障害物に当たれば光コネクタ５０内に移動し、その先端面が開放されれば、再び光コネクタ５０から突出されることになる。
【００５９】
また次に、アッパケース５４の上端面の長手方向両側には、光コネクタ５０に保持されたレーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤを利用してデータ通信を行う回路基板ＰＫを立設するための一対の基板固定部６０が設けられている。この基板固定部６０は、回路基板ＰＫの基板面を挟持する２つの部材から構成されており、各部材の間に挿入された回路基板ＰＫをねじで締め付けることにより、光コネクタ５０の上に回路基板ＰＫを装着できるようになっている。
【００６０】
また、アッパケース５４には、この回路基板ＰＫと内部のレーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤとを電気的に接続するために、レーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤのリードに接続された信号線（例えばフラットケーブル）６２を光コネクタ５０の上方に引き出すための信号線挿通孔１００が穿設されており、この孔から引き出された信号線６２は、コネクタ６４を介して、回路基板ＰＫに形成された信号処理用の回路に接続される。
【００６１】
そして、上述したプリント配線基板３０側の複数（３個）の電気コネクタ３１ａは、貫通孔Ｈを介して光コネクタ５０を光データバス固定基板２０（換言すればプリント配線基板３０）に位置決め固定し、更に、その光コネクタ５０に回路基板ＰＫを装着した際、回路基板ＰＫに組み付けられた電気コネクタ３１ｂを介して回路基板ＰＫに接続できる位置に配置されている（図３参照）。
【００６２】
以上説明したように、本実施例の光電気バックプレーンボード１０では、光データバス固定基板２０の表面に形成された光データバス挿入用凹部２３内に光データバス４０を挿入固定し、更に、光データバス固定基板２０に穿設された貫通孔Ｈを利用して、光データバス４０の上方に光コネクタ５０を位置決め固定することで、光データバス４０の信号光入出射部４１とレーザダイオードＬＤ或いはフォトダイオードＰＤとの相対位置を簡単且つ確実に位置決めできるようにされている。
【００６３】
また、光データバス挿入用凹部２３は、光データバス固定基板の土台となる平板２６に、光データバス４０の板面形状に対応した、光データバス４０と略同じ板厚の板材からなる３種類のガイド板２７、２８、２９を固着させることで形成されている。ガイド板２７、２８、２９は安価に製造できるものであり、これを固定基板の土台となる平板２６に貼り付けて光データバス挿入用凹部２３を形成することによって、光データバス固定基板２０を安価に製造できるのである。
【００６４】
さらに、図３に図示するように、あらかじめ平板２６、及びガイド板２７、２８、２９に位置合わせ用孔２６ａ、２７ａ、２８ａ、２９ａを設けておき、平板２６の位置合わせ用孔２６ａにピン９８を挿通し、続いてガイド板２７、２８、２９９の位置合わせ用孔２７ａ、２８ａ、２９ａを挿通することによって、平板２６に対してガイド板２７，２８，２９を高精度に位置合わせでき、位置精度の高い光データバス挿入用凹部２３を形成できるのである。従って、本実施例の光電気バックプレーンボード１０を用いれば、光データバス４０を利用して複数の回路基板ＰＫ間で高速なデータ通信を行うことのできる情報処理装置を極めて簡単に且つ安価に構築することが可能となる。
【００６５】
また、本実施例の光電気バックプレーンボード１０において、光データバス固定基板２０は、土台となるプリント配線基板３０に対して着脱自在に装着されることから、光データバス４０の交換等は、光データバス固定基板２０単位で、光データバス４０に触ること無く行うことができる。このため、光データバス４０の交換時等に光データバス４０が汚れたり、傷ついたりするのを防止でき、延いては、メンテナンス時の作業性を向上できる。
【００６６】
また、プリント配線基板３０と光データバス固定基板２０とは別体で構成されることから、光データバス固定基板２０の材料を適宜選択することにより、光データバス固定基板２０の熱膨張率と光データバス４０の熱膨張率とを容易に一致（或いは略一致）させることができる。
【００６７】
そして、このようにすれば、光データバス固定基板２０と光データバス４０との熱変化時の伸縮度合いを同じにして、光データバス固定基板２０に位置決め固定された光コネクタ５０を、この熱膨張に追随して変位させることができるので、熱変化時に、光コネクタ５０内のレーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤと光データバス４０の信号光入出射部４１との相対位置がずれて、通信性能が低下する、といったことを防止できる。
【００６８】
以上のように、本実施例の光電気バックプレーンボード１０を用いれば、光データバス４０を信号伝送媒体として、複数の回路間を極めて簡単に且つ伝送損失を招くことなく接続することが可能となり、延いては、高速化に対応し、且つ、多ノードの相互接続をシンプルな構成で実現し得る並列アーキテクチャーの情報処理装置を容易に実現できる。
【００６９】
次に、本実施例の光電気バックプレーンボード１０を用いて構成される情報処理装置１１０の一例を図５に基づき説明する。
【００７０】
図５に示す情報処理装置１１０は、光電気バックプレーンボード１０を介して互いに接続される情報機器として、コンピュータ９１とこれに接続される２台のハードディスク９２、９３を備える。そして、コンピュータ９１からは、内部のマザーボード（若しくはマザーボードに接続された拡張ボード）のデータバスから、ＳＣＳＩ、ＰＣＩ等の規格に準拠してデータを入出力するためのケーブル９５が引き出されており、ハードディスクからもこれを同じ規格に準拠してデータを入出力するためのケーブル９５が引き出されている。
【００７１】
一方、光電気バックプレーンボード１０には、３個の光コネクタ５０が固定されており、各光コネクタ５０の基板固定部６０には、前記各情報機器（コンピュータ９１及びハードディスク９２、９３）に対応した回路基板ＰＫが固定されている。これら各回路基板ＰＫは、上述した電気コネクタ３１ｂを介してプリント配線基板３０から電源及び各種制御信号の供給を受けて動作し、対応する情報機器（コンピュータ９１もしくはハードディスク９２、９３）からの出力データに従い光コネクタ５０内のレーザダイオードＬＤを駆動する信号を生成して、レーザダイオードＬＤを駆動すると共に、光コネクタ５０内のフォトダイオードＰＤから出力される受光信号を、対応する情報機器（コンピュータ９１若しくはハードディスク９２、９３）が読み取り可能なデータに変換して、その情報機器（コンピュータ９１若しくはハードディスク９２、９３）に出力するためのものであり、その基板面には、信号処理用のＩＣ６６やその他の電子部品が実装されている。
【００７２】
また、各回路基板ＰＫの光コネクタ５０とは反対側端部には、上記情報機器（コンピュータ９１及びハードディスク９２、９３）から引き出されたデータ伝送用のケーブル９５を接続するためのコネクタ９４が設けられており、各回路基板ＰＫと対応する情報機器（コンピュータ９１又はハードディスク９２、９３）とは、このコネクタ９４と信号線であるケーブル９５とを介して、互いにデータ伝送可能に接続されている。尚、光コネクタ５０内のレーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤは、図４（ｄ）に示した前述の信号線６２を介して対応する回路基板ＰＫに接続されている。
【００７３】
このように構成された情報処理装置１１０においては、コンピュータ９１若しくはハードディスク９２、９３から回路基板ＰＫにデータが出力されると、その出力データが、対応する回路基板ＰＫで信号処理され、その回路基板ＰＫが固定された光コネクタ５０内のレーザダイオードＬＤが、その出力データに応じて駆動される。この結果、その光コネクタ５０に保持されたレーザダイオードＬＤからは、その出力データに対応した信号光が出射され、これが光電気バックプレーンボード１０内の光データバス４０の信号光入出射部４１に入射される。
【００７４】
また、このように光データバス４０に入射された信号光は、光データバス４０内で後端方向に伝送され、更に、保持部材７０により光データバス４０の後端面に当接された反射型拡散板にて反射されて、光データバス４０の先端方向に戻される。そして、その戻された信号光は、光データバス４０の各信号光入出射部４１から光データバス４０の上方に向けて出射され、各信号光入出射部４１の上方に配置されたフォトダイオードＰＤに入射されて、電気信号に変換される。
【００７５】
そして、その電気信号は、各回路基板ＰＫで、対応する情報機器（コンピュータ９１若しくはハードディスク９２、９３）に送信すべきデータに変換された後、ケーブル９５を介して情報機器（コンピュータ９１もしくはハードディスク９２、９３）に入力される。
【００７６】
つまり、図５に示した情報処理装置１１０によれば、コンピュータ９１が、各ハードディスク９２、９３に対してデータの保存若しくは読み出しを行うために、対応する回路基板ＰＫにデータを出力すると、その出力データが、回路基板ＰＫ、光コネクタ５０内のレーザダイオードＬＤ、光電気バックプレーンボード１０（詳しくは光データバス４０）、光コネクタ５０内のフォトダイオードＰＤ、回路基板ＰＫを経由して、ハードディスク９２、９３に伝送され、コンピュータ９１からデータの要求を受けてハードディスク９２、９３からコンピュータ９１には、これとは逆の経路で、データが伝送されることになる。
【００７７】
そして、図５に示した情報処理装置１１０では、信号光を効率よく伝送し得る光電気バックプレーンボード１０を用いて、コンピュータ９１とハードディスク９２、９３間（或いはハードディスク９２、９３同士）のデータ伝送を行うことができることから、電気配線で複数の情報機器間を接続する情報処理装置に比べて、データの伝送品質を向上できる。また、発光素子と受光素子の高速化により、電気伝送では実現が困難なレベルの高速なデータ伝送も可能になる。
【００７８】
また、回路基板ＰＫは、光コネクタ５０を介して、光電気バックプレーンボード１０に固定されることから、光電気バックプレーンボード１０に回路基板ＰＫを固定したり、光電気バックプレーンボード１０から回路基板ＰＫを取り外したりする際には、回路基板ＰＫを光コネクタ５０に装着したまま、回路基板ＰＫを光電気バックプレーンボード１０から着脱するようにすれば、その着脱作業を極めて簡単に行うことができる。
【００７９】
また、回路基板ＰＫは、光コネクタ５０を介して光電気バックプレーンボード１０に固定されると、同時に、光電気バックプレーンボード１０（詳しくはプリント配線基板３０上）に固定された電気コネクタ３１ａを介してプリント配線基板３０に接続され、このプリント配線基板３０から電源及び各種制御信号の供給を受けることから、回路基板ＰＫに対して電源供給や信号入出力を行うための配線等も不要となり、これによっても光電気バックプレーンボード１０への回路基板ＰＫの着脱作業を簡単にすることができる。
【００８０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【００８１】
例えば、第１保持部材７０のコイルばねや、第２保持部材７１を構成する板ばねは、ゴム等からなる緩衝材や、他のばね材に変更してもよい。
また、上記実施例において、光データバス４０は、光データバス固定基板２０の光データバス挿入用凹部２３に単に挿入されるものとして説明してきたが、例えば、光データバス挿入用凹部２３に挿入された光データバス４０の信号光入出射部４１以外の部分を外部から保護する蓋体を設けて、この蓋体によって、光データバスを保護すると同時に光データバス４０を固定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の光電気バックプレーンボードの全体構成を表す説明図である。
【図２】実施例の光電気バックプレーンボードの全体構成を表す説明図である。
【図３】実施例の光電気バックプレーンボードの分解図である。
【図４】実施例の光電気バックプレーンボードに装着される光コネクタの構成を表す説明図である。
【図５】実施例の光電気バックプレーンボードを用いて構成される情報処理装置の一例を表す説明図である。
【図６】従来の光データバスの構成及びその使用状態を表す説明図である。
【符号の説明】
１０　　　　光電気バックプレーンボード
２０　　　　光データバス固定基板
２２　　　　光コネクタ位置決め用孔
２３　　　　光データバス挿入用凹部
２６　　　　平板
２６ａ　　位置合わせ用孔
２７　　　　ガイド板
２７ａ　　位置合わせ用用孔
２８　　　　ガイド板
２８ａ　　位置合わせ用用孔
２９　　　　ガイド板
２９ａ　　位置合わせ用用孔
３０　　　　プリント配線基板
３１ａ　　電気コネクタ
３１ｂ　　電気コネクタ
３２ｈ　　貫通孔
３２　　　　信号光入出射部
４０　　　　光データバス
４１　　　　信号光入出射部
４２　　　　位置合わせ用用突起部
５０　　　　光コネクタ
５２　　　　ロアケース
５４　　　　アッパケース
５６　　　　ロッド
６０　　　　基板固定部
６２　　　　信号線
６４　　　　コネクタ
６６　　ＩＣ
７０　　　　第１保持部材
７０ａ　　反射型拡散板
７０ｂ　コイルばね
７０ｃ　　本体部
７１　　　　第２保持部材
８０　　　　光データバス
８２　　　　信号光入出射部
８４　　　　反射拡散部
９１　　　　コンピュータ
９２　　　　ハードディスク
９４　　　　コネクタ
９５　　　　ケーブル
９８　　　　ピン
１００　　信号線挿通孔
１０２　　素子挿通孔
１１０　　情報処理装置
Ｈ　　　　　　貫通孔
ＬＤ　　　　レーザダイオード
ＰＤ　　　　フォトダイオード
ＰＫ　　　　回路基板
【図１】
2004069721.tif 000003
【図２】
2004069721.tif 000004
【図３】
2004069721.tif 000005
【図４】
2004069721.tif 000006
【図５】
2004069721.tif 000007
【図６】
2004069721.tif 000008