(57)【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度傾斜させることにより、信号光入出射部が形成された光データバス、を固定するための固定基板であって、
前記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、及び、該光データバス挿入用凹部に挿入された光データバスの前記各信号光入出射部の上方に、信号光入出射用先端部が略平坦なパッケージに収納された発光素子又は受光素子を位置決め固定するための位置決め部、が形成された平板と、
前記光データバス挿入用凹部に挿入された光データバスを、前記光データバス挿入用凹部内に保持するための保持部材と、
を備えると共に、
前記光データバス挿入用凹部が形成される前記平板の板面において、前記光データバス挿入用凹部の前記各信号光入出射部との対応位置周囲には、前記発光素子又は受光素子の信号光入出射用先端部を挿入するための段差部が形成され、
しかも、該段差部のうち、前記光データバスの最先端に位置する信号光入出射部の周囲に形成される段差部は、前記光データバス挿入用凹部の底面からの高さが、前記光データバスの厚みと同じかそれ以上になるように形成され、
他の信号光入出射部の周囲に形成される段差部は、前記光データバス挿入用凹部の底面からの高さが、前記光データバスの厚みと同じかそれ未満になるように形成されていること、
を特徴とする光データバス固定基板。
【請求項２】
前記平板に形成される位置決め部は、前記信号光入出射用先端部を突出させた状態で前記発光素子及び受光素子の少なくとも一方を保持する素子ホルダを位置決めするための孔からなり、
前記発光素子及び受光素子は、当該素子を保持する素子ホルダが前記孔に装着されることで、前記光データバス挿入用凹部に挿入された光データバスの信号光入出射部の上方に位置決めされることを特徴とする請求項１記載の光データバス固定基板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の光データバス固定基板を備え、前記光データバス挿入用凹部に前記光データバスが挿入されると共に、複数の発光素子及び受光素子が前記位置決め部を介して前記光データバスの各信号光入出射部の上方に位置決めされた光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、
前記光バックプレーンボードに固定されると共に、該光バックプレーンボードに位置決め固定された複数の素子の内の特定の発光素子及び受光素子に接続され、前記複数の情報機器の内、信号線を介して接続された情報機器から入力された電気信号を処理して、前記特定の発光素子から信号光を出射させると共に、前記特定の受光素子が前記光データバスを介して信号光を受光することにより得られる電気信号を処理して、信号線を介して接続された情報機器に出力する複数の回路基板と、
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
【請求項４】
前記複数の発光素子及び受光素子は、接続される回路基板毎にグループ分けして、前記各回路基板を夫々固定可能な複数の素子ホルダに保持され、該各素子ホルダを前記位置決め部に固定することにより、前記光バックプレーンボードに組み付けられ、
前記複数の回路基板は、前記各素子ホルダに固定されて、該素子ホルダに保持された発光素子及び受光素子に接続されていること、
を特徴とする請求項３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固定するための固定基板、及び、その固定基板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いる。
【０００３】
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。
【０００４】
このように、従来の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。
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）に記載されているように、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内で広く使われる装置内部に、光ファイバー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、および、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。
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。
【０００７】
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基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。尚、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。
【０００８】
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、更に、各信号光入出射部８２の上部に、光軸が光データバス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。
【０００９】
そして、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。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。このため、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。
【００１０】
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できることになる。
【００１１】
【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。また、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しているため、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。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装置が望まれていた。
【００１２】
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、更に、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固定基板を用いることを考えた。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
しかしながら、本発明者らが上述した光データバス固定基板を実際に試作し、光データバスによる信号光の伝送特性を測定したところ、単に平板に光データバス挿入用凹部と位置決め部を形成しただけでは、光データバスの各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簡単に位置決めすることはできるものの、光データバス挿入用凹部の深さと光データバスの厚さの関係で、各信号光入出射部に配置される素子の一部が、光データバスの板面（表面）に対して対して傾いてしまい、信号光が光データバスに対して入射又は出射する際に光データバスの板面で反射し、信号光の伝送損失が大きくなることが判った。
【００１６】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、上述した階段状の光データバスを光データバス挿入用凹部に挿入固定することにより光データバスと発光素子及び受光装置との相対位置を位置決めした際、各素子が傾いて信号光の伝送損失が大きくなるのを防止できる光データバス固定基板、及び、この光データバス固定基板を用いた情報処理装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の光データバス固定基板は、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と、こ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、信号光入出射用先端部が略平坦なパッケージに収納された発光素子又は受光素子を位置決め固定するための位置決め部と、が形成された平板からなり、光データバス挿入用凹部に挿入された光データバスを保持部材にて保持するようにされている。
【００１８】
このため、本発明（請求項１）の光データバス固定基板によれば、接着剤を使うことなく光データバスを固定することができ、光データバスにおける光伝送効率の低下を防止できる。また、光データバス挿入用凹部に挿入・固定された光データバスの信号光入出射部の上方には、位置決め部を介して、発光素子及び受光素子を位置決め固定することができるため、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る。
【００１９】
ところで、発光素子及び受光素子を光データバスの信号光入出射部の上方に正確に位置決めできても、発光素子や受光素子が光データバスの板面に対して傾き、各素子の光軸を光データバスの板面に対して直交させることができなくなると、光データバスの信号光入出射部で信号光の一部が反射されてしまい、光データバスによる信号光の伝送効率が低下する。
【００２０】
そこで、本発明（請求項１）の光データバス固定基板においては、更に、光データバス挿入用凹部が形成される平板の板面において、光データバス挿入用凹部の各信号光入出射部との対応位置周囲には、上記パッケージに収納された発光素子又は受光素子の信号光入出射用先端部を挿入するための段差部を形成し、しかも、その段差部のうち、光データバスの最先端に位置する信号光入出射部の周囲に形成される段差部については、光データバス挿入用凹部の底面からの高さが光データバスの厚みと同じかそれ以上になるように形成し、他の信号光入出射部の周囲に形成される段差部については、光データバス挿入用凹部の底面からの高さが光データバスの厚みと同じかそれ未満になるように形成している。
【００２１】
以下、この理由を説明する。
まず、上記パッケージに収納された発光素子及び受光素子の信号光入出射用先端部は平坦面となっていることから、光データバス挿入用凹部の平板の板面からの深さを光データバスの厚みと一致させて、発光素子及び受光素子を光データバスの各信号光入出射部に配置した際に、各素子の先端面が光データバス及び平板の板面に当接するようにすれば、素子の光軸を光データバスの板面に直交させることができる。
【００２２】
しかし、光データバス挿入用凹部の平板の板面からの深さや、光データバスの厚みは、製造時のばらつき等によって設計時の値からずれることから、上記のように、光データバス挿入用凹部の平板の板面からの深さを光データバスの厚みと正確に一致させることは困難である。
【００２３】
つまり、光データバス挿入用凹部の平板の板面からの深さと光データバスの厚みは、製造時のばらつきを考慮して、同じか何れか一方が大きくなるように設計することはできるものの、これらを一致させることはできないのである。
そこで、本願発明者らは、光データバス挿入用凹部の平板の板面からの深さと光データバスの厚みが同じか何れか一方が大きくなるように設計し、各信号光入出射部で素子の光軸を光データバスの板面に対して直交させることを検討した。
【００２４】
即ち、まず、光データバスの最先端に位置する信号光入出射部において、素子の端面を当接可能な板面は極めて狭く、しかも、他の信号光入出射部のように光データバスの長手方向に沿った板面全体で素子の端面を支持することができない。
【００２５】
このため、光データバスの最先端に位置する信号光入出射部において、素子の信号光入出射用先端部を光データバスの板面に当接させるようにすると、上記パッケージの信号光入出射面がメタル筐体端面よりも凹んでいる場合は、光データバスの板面に対して素子の端面が傾いてしまい、素子の光軸を信号光入出射部の板面に対して直交させることができなくなってしまう。
【００２６】
そこで、本発明（請求項１）では、光データバスの最先端に位置する信号光入出射部に配置される素子（発光素子又は受光素子）については、上記のように、その信号光入出射部の周囲に段差部を形成し、その段差部の光データバス挿入用凹部の底面からの高さを、光データバスの厚みと同じかそれ以上になるように形成することにより、素子の先端面を段差部の底面に当接させて、支持するようにした。
【００２７】
一方、光データバスは、光透過性材料からなる長尺の板状部材を階段状に形成し、その階段部分に信号光入出射部を形成したものであるから、各信号光入出射部における光データバスの幅（光データバスの長手方向に直交する方向の板面の長さ）は、最先端に位置する信号光入出射部で最も小さくなり、２段目，３段目，…と、後端側の信号光入出射部に移動する程、大きくなる。
【００２８】
このため、光データバスの最先端以外の信号光入出射部に配置される素子（発光素子又は受光素子）についても、最先端の信号光入出射部に配置される素子と同様に、信号光入出射部周囲の段差部に当接させて支持するようにすると、素子を光データバスの幅方向両側で支持することができなくなって、素子が光データバス側に傾いてしまうことがある。
【００２９】
そこで、本発明（請求項１）では、光データバスの最先端に位置する信号光入出射部以外の信号光入出射部に配置される素子（発光素子又は受光素子）については、上記のように、その信号光入出射部の周囲に段差部を形成し、その段差部の光データバス挿入用凹部の底面からの高さを、光データバスの厚みと同じかそれ未満になるように形成することにより、素子の先端面を光データバスの板面に直接当接させて、支持するようにした。
【００３０】
従って、本発明（請求項１）の光データバス固定基板によれば、光データバスの信号光入出射部の上方に位置決め固定される発光素子及び受光素子の光軸を、光データバスの板面に対して必ず直交させることができるようになり、光データバスの信号光入出射部で信号光の一部が反射されて、光データバスによる信号光の伝送効率が低下するのを確実に防止できるようになる。
【００３１】
ここで、平板に形成される位置決め部は、素子を直接位置決めできるように、段差部の周囲の板面（平板の板面）に素子を保持するための枠を立設することにより形成してもよいが、請求項２に記載のように、信号光入出射用先端部を突出させた状態で発光素子及び受光素子の少なくとも一方を保持する素子ホルダを位置決めするための孔にて構成するようにすれば、平板に対して位置決め部を極めて簡単に形成できることになる。
【００３２】
尚、この場合、発光素子及び受光素子は、当該素子を保持する素子ホルダが位置決め部となる孔に装着されることで、光データバス挿入用凹部に挿入された光データバスの信号光入出射部の上方に位置決めされることになる。
一方、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の光データバス固定基板を用いて構成される情報処理装置に関するものである。
【００３３】
そして、この情報処理装置においては、光データバス固定基板の光データバス挿入用凹部に光データバスを挿入すると共に、複数の発光素子及び受光素子を位置決め部を介して光データバスの各信号光入出射部の上方に位置決めすることにより構成される光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、光バックプレーンボードに固定されると共に、光バックプレーンボードに位置決め固定された複数の素子の内の特定の発光素子及び受光素子に接続され、複数の情報機器の内、信号線を介して接続された情報機器から入力された電気信号を処理して、特定の発光素子から信号光を出射させると共に、特定の受光素子が光データバスを介して信号光を受光することにより得られる電気信号を処理して、信号線を介して接続された情報機器に出力する複数の回路基板とから構成される。
【００３４】
このように構成された本発明（請求項３）の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（請求項１又は請求項２）の光データバス固定基板を利用した光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、信号を伝送するようにしているので、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に、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が可能になる。
【００３５】
ここで、各情報機器に接続される回路基板は、光バックプレーンボードに固定されるが、その固定は、請求項４に記載のように、光データバス固定基板に位置決めされる発光素子及び受光素子を保持する素子ホルダを用いて行うようにするとよい。
【００３６】
即ち、請求項４に記載の情報処理装置において、複数の発光素子及び受光素子は、接続される回路基板毎にグループ分けして、各回路基板を夫々固定可能な複数の素子ホルダに保持され、各素子ホルダを光データバス固定基板の位置決め部に固定することにより、光バックプレーンボードに組み付けられ、複数の回路基板は、各素子ホルダに固定されて、その素子ホルダに保持された発光素子及び受光素子に接続される。
【００３７】
従って、請求項４に記載の情報処理装置によれば、回路基板を光バックプレーンボードに固定するための特別な部材を設ける必要がなく、回路基板を、素子ホルダを利用して、極めて簡単に光バックプレーンボードに固定することができる。
【００３８】
また、回路基板は、素子ホルダを介して、光バックプレーンボードに固定されることから、光バックプレーンボードに回路基板を固定したり、光バックプレーンボードから回路基板を取り外す際には、回路基板を素子ホルダに固定したまま、回路基板を光バックプレーンボード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。
【００３９】
また、このようにすれば、光バックプレーンボードからの回路基板の着脱時には、電気接点を有するコネクタに対して回路基板を挿抜する際に見られるようなノイズが生じないため、情報処理装置全体の電源を落としたり、回路基板と情報機器との接続を遮断したりすることなく、情報処理装置を動作させた状態でそのまま着脱作業を行うことができる。
【００４０】
【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。尚、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バックプレーンボード２の全体構成を表す斜視図であり、図２は光バックプレーンボード２を上方から見た平面図である。
【００４１】
図１，図２に示すように、本実施例の光バックプレーンボード２は、合成樹脂製の平板１２からなる光データバス固定基板１０と、平板１２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１４内に各々固定された複数の光データバス３０と、同じく平板１２の表面に形成された配線基板挿入用凹部内に固定されたプリント配線基板４０とから構成されている。
【００４２】
尚、プリント配線基板４０には、電源ラインや電気信号伝送用の配線が形成され、必要に応じて信号処理用の電子部品が実装されるが、このプリント配線基板４０は、本発明の特徴部分ではないので、その構成や組み付け方法については説明を省略する。
【００４３】
光データバス３０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基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８個）の信号光入出射部３２を形成したものであるが、その長手方向に沿った側壁には、光データバス挿入用凹部１４内で光データバス３０を位置決めするための位置合わせ用突起部３０ａが突設されている。
【００４４】
次に、光データバス挿入用凹部１４は、光データバス３０の板面と略同じ形状で、その外形は、光データバス３０を挿入し易く、且つ、光データバス３０が熱膨張しても光データバス３０と干渉することのないようにするために、光データバス３０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１４の長手方向の長さは、光データバス３０を挿入した際、その後端側に第１保持部材２２を配置できるように、光データバス３０よりも長くなっている。
【００４５】
そして、光データバス挿入用凹部１４の各々は、図２に点線で示すように、各光データバス挿入用凹部１４に光データバス３０を挿入した際、各光データバス３０の信号光入出射部３２を、矩形の平板１２の外形に沿って直交格子上に並べることができる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１４は、その長手方向の中心軸が互いに平行となり、しかも、その中心軸が平板１２の側端縁に対して所定角度で傾斜するように、平板１２に形成されている。
【００４６】
また、光データバス挿入用凹部１４の長手方向に沿った側壁（本実施例では、光データバス３０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３０を光データバス挿入用凹部１４に挿入した際に、光データバス３０の側壁から突出した位置合わせ用突起部３０ａを挿通して、光データバス３０の位置決めを行うための係止部１４ａ、第２保持部材１８を固定するための第２保持部材固定部１４ｂ、及び、光データバス３０において信号光入出射部３２が形成された側の先端部分の側壁を押圧付勢する反り矯正部材２０を固定するための反り矯正部材固定部１４ｃが形成されている。
【００４７】
ここで、第２保持部材１８は、光データバス３０の長手方向に沿った側壁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１４の対向する内壁との間で光データバス３０を挟持し、光データバス挿入用凹部１４内に光データバス３０を保持するためのものである。
【００４８】
また、反り矯正部材２０は、光データバス３０の先端部分の側壁を押圧付勢することにより、光データバス３０の先端部分の反りを防止するためのものであり、本実施例では、コイルばねが使用されている。
つまり、光データバス３０は、複数の信号光入出射部３２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３２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３０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３２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、コイルばねからなる反り矯正部材２０によって、光データバス３０の先端部分の側壁を押圧付勢することにより、光データバス３０の先端部分が反るのを防止するようにしているのである。
【００４９】
次に、光データバス３０の後端側に配置される第１保持部材２２は、光データバス挿入用凹部１４の後端部分に挿入固定され、光データバス３０の信号光入出射部３２とは反対側端面（後端面）を、信号光入出射部３２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３０を光データバス挿入用凹部１４内に保持するためのものである。
【００５０】
つまり、第１保持部材２２は、図２から明らかなように、光データバス挿入用凹部１４の後端部分にねじで固定される合成樹脂製の本体部と、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と、本体部と反射型拡散板との間に設けられて、反射型拡散板（詳しくは光拡散フィルムの反射面）を光データバス３０の後端面に当接すると同時に、光データバス３０を後端側から先端側へと押圧付勢するコイルばねとから構成されており、このコイルばねの付勢力により、光データバス３０を光データバス挿入用凹部１４内に保持する。
【００５１】
また次に、本実施例の光データバス固定基板１０を構成する平板１２には、上述した光データバス挿入用凹部１４、及び、配線基板挿入用凹部に加えて、発光素子（レーザダイオードＬＤ等）及び受光素子（フォトダイオードＰＤ等）を保持する素子ホルダ５０（図２に点線で示す）を光データバス固定基板１０上に位置決め固定するための貫通孔２６（本発明の位置決め部に相当する）が形成されている。
【００５２】
この貫通孔２６は、光データバス挿入用凹部１４に挿入されることにより互いに平行に配置される４個の光データバス３０を挟むように、その両側に形成されており、素子ホルダ５０は、この貫通孔２６に位置決めされることにより、４個の光データバス３０を跨ぐように光データバス固定基板１０に固定される。
【００５３】
即ち、本実施例の素子ホルダ５０は、光データバス固定基板１０に直交格子上に並ぶように配置される各光データバス３０の信号光入出射部３２の内、各光データバス３０において連続する２つの信号光入出射部３２を各々を利用して信号光を入出力できるように、各データバス３０の信号光入出射部３２の配列方向に２個、各データバス３０の並設方向に４個、合計８個の素子を保持しており、本実施例では、この素子ホルダ５０を、貫通孔２６を利用して、４個の光データバス３０を跨ぐように光データバス固定基板１０に固定することにより、素子ホルダ５０に保持された８個の素子を、４個の光データバス３０において連続する２つの信号光入出射部３２の上方に同時に位置決めできるようにされている。
【００５４】
尚、本実施例の光データバス３０には、その長手方向に沿って略等間隔に８つの信号光入出射部３２が形成されていることから、貫通孔２６は、並設された４個の光データバス３０の両側に、夫々、４個形成されており、各光データバス３０の上方には、この４個の貫通孔２６を利用して、４個の素子ホルダ５０が配置される。
【００５５】
次に、素子ホルダ５０の構成を図３を用いて説明する。
尚、図３において、（ａ）は素子ホルダ５０を上方から見た平面図、（ｂ）は、素子ホルダ５０を側面から見た側面図、（ｃ）は素子ホルダ５０を下方から見た下面図、（ｄ）は図３（ｂ）に示すＤ−Ｄ線に沿って素子ホルダ５０を切断した状態を表す断面図である。
【００５６】
図３に示すように、素子ホルダ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個の素子挿通孔が穿設されている。この素子挿通孔は、ロアケース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、夫々、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１０に設けられた一対の貫通孔２６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、素子ホルダ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、素子ホルダ５０から突出した先端面が外部の渉外部に当たれば素子ホルダ５０内に移動し、その先端面が開放されれば、再び素子ホルダ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、素子ホルダ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、素子ホルダ５０の上に回路基板ＰＫを固定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を素子ホルダ５０の上方に引き出すための信号線挿通孔が穿設されており、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】
以上のように、本実施例の光バックプレーンボード２では、光データバス固定基板１０を構成する平板１２の表面に形成された光データバス挿入用凹部１４に挿入された光データバス３０を、第１保持部材２２と第２保持部材１８とを用いて固定し、更に、平板１２に穿設された貫通孔２６を利用して、光データバス３０の上方に素子ホルダ５０を位置決め固定することで、光データバス３０の信号光入出射部３２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している。
【００６２】
このため、本実施例の光バックプレーンボード２（換言すれば光データバス固定基板１０）によれば、接着剤を使うことなく光データバス３０を固定できるので、接着剤を用いて光データバスを固定するようにした場合に比べて、光伝送効率の低下を防止できる。また、光データバス３０とこれに信号光を入出力するレーザダイオードＬＤ或いはフォトダイオードＰＤとの相対位置を簡単に位置決めできるので、光バックプレーンボード２の製造時の作業性を向上できる。
【００６３】
ところで、上記のように、光データバス３０の上方に素子ホルダ５０を位置決め固定した際、レーザダイオードＬＤやフォトダイオードＰＤの光軸を、光データバス３０の板面（詳しくは信号光入出射部３２の板面）に対して直交させることができないと、光データバス３０の信号光入出射部３２で信号光が反射し易くなり、信号光の伝送損失が大きくなる。
【００６４】
そして、この問題を解決するために、本実施例では、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、光データバス固定基板１０を構成する平板１２において、光データバス挿入用凹部１４の各信号光入出射部３２との対応位置周囲には、レーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤの信号光入出射用先端部を挿入するための段差部を形成し、その段差部のうち、光データバス３０の最先端に位置する信号光入出射部３２(1) の周囲に形成される段差部Ｈａについては、光データバス挿入用凹部１４の底面からの高さが光データバス３０の厚みと同じかそれ以上になるように形成し、他の信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…の周囲に形成される段差部Ｈｂについては、光データバス挿入用凹部１４の底面からの高さが光データバス３０の厚みと同じかそれ未満になるように形成している。
【００６５】
即ち、まず、光データバス３０の最先端に位置する信号光入出射部３２(1) においては、レーザダイオードＬＤ(1) （若しくはフォトダイオード）の先端面を当接可能な板面は極めて狭く、しかも、他の信号光入出射部のように光データバスの長手方向に沿った板面全体で素子の端面を支持することができない。
【００６６】
このため、図４（ｅ）に示すように、信号光入出射部３２(1) の周囲に光データバス３０の板面高さよりも低い段差部Ｈａ′を形成して、レーザダイオードＬＤ(1) （若しくはフォトダイオード）の先端面を光データバス３０の板面に直接当接させるようにすると、ＣＡＮパッケージの信号光入出射面がメタル筐体端面よりも凹んでいる場合は、光データバス３０の板面に対してレーザダイオードＬＤ(1) （若しくはフォトダイオード）の先端面が傾いてしまい、レーザダイオードＬＤ(1) （若しくはフォトダイオード）の光軸を信号光入出射部３２(1) の板面に対して直交させることができなくなってしまう。
【００６７】
そこで、本実施例では、光データバス３０の最先端に位置する信号光入出射部３２(1) に配置されるレーザダイオードＬＤ(1) （若しくはフォトダイオード）については、図４（ｂ）に示すように、信号光入出射部３２(1) の周囲に形成する段差部Ｈａの光データバス挿入用凹部１４の底面からの高さを、光データバス３０の厚みと同じかそれ以上になるように設定することにより、レーザダイオードＬＤ(1) （若しくはフォトダイオード）の先端面を段差部Ｈａの底面に当接させて、レーザダイオードＬＤ(1) （若しくはフォトダイオード）の先端面が信号光入出射部３２(1) の板面に対して必ず平行となり、その光軸が信号光入出射部３２(1) の板面に直交するようにしているのである。
【００６８】
一方、光データバス３０は、光透過性樹脂からなる矩形の樹脂基板の長手方向に沿った一辺を階段状に形成し、その階段部分に信号光入出射部３２を形成したものであるから、各信号光入出射部３２における光データバス３０の幅（光データバスの長手方向に直交する方向の板面の長さ）は、最先端に位置する信号光入出射部３２(1) で最も小さくなり、２段目，３段目，…と、後端側の信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…に移動する程、大きくなる。
【００６９】
このため、光データバス３０の最先端以外の信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…に配置されるレーザダイオードＬＤ(2) ，ＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）についても、最先端の信号光入出射部３２(1) に配置されるレーザダイオードＬＤ(1) （若しくはフォトダイオード）と同様に、信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…の周囲に形成した段差部Ｈｂ′に当接させて支持するようにすると、レーザダイオードＬＤ(2) ，ＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）を光データバス３０の幅方向両側で支持することができなくなって、レーザダイオードＬＤ(2) ，ＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）が光データバス３０側に傾いてしまうことがある。
【００７０】
つまり、光データバス３０の最先端以外の信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…の周囲にも、最先端の信号光入出射部３２(1) の周囲に形成される段差部Ｈａと同様に高さを規定した段差部Ｈｂ′を形成すると、図４（ｆ）に示すように、最先端から２番目の信号光入出射部３２(2) の周囲に形成される段差部Ｈｂ′では、信号光入出射部３２(2) の両側でレーザダイオードＬＤ(2) （若しくはフォトダイオード）の先端面を支持できるので、レーザダイオードＬＤ(2) （若しくはフォトダイオード）の先端面を信号光入出射部３２(2) の板面に対して平行にすることができるものの、図４（ｇ）に示すように、最先端から３番目以降の信号光入出射部３２(3) ，…の周囲に形成される段差部Ｈｂ′では、信号光入出射部３２(3) ，…の両側でレーザダイオードＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）の先端面を支持できなくなるので、レーザダイオードＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）の先端面が、信号光入出射部３２(3) ，…側に傾き、レーザダイオードＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）の光軸を信号光入出射部３２(3) ，…の板面に対して直交させることができなくなってしまう。
【００７１】
そこで、本実施例では、光データバス３０の最先端に位置する信号光入出射部３２(1) 以外の信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…に配置されるレーザダイオードＬＤ(2) ，ＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）については、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…の周囲に形成する段差部Ｈｂの光データバス挿入用凹部１４の底面からの高さを、光データバス３０の厚みと同じかそれ未満になるように設定することにより、レーザダイオードＬＤ(2) ，ＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）の先端面を直接光データバス３０の板面に当接させて、レーザダイオードＬＤ(2) ，ＬＤ(3) ，…（若しくはフォトダイオード）の先端面が信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…の板面に対して必ず平行となり、その光軸が信号光入出射部３２(2) ，３２(3) ，…の板面に直交するようにしているのである。
【００７２】
従って、本実施例の光バックプレーンボード２によれば、光データバス３０とレーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤとの相対位置を簡単に位置決めできるだけでなく、これらの組み付けによって、レーザダイオードＬＤ及びフォトダイオードＰＤの光軸を、光データバス３０の板面に対して必ず直交させることができるようになり、光データバス３０の信号光入出射部３２で信号光の一部が反射されて、光データバス３０による信号光の伝送効率が低下するのを、確実に防止できる。
【００７３】
また、本実施例の光バックプレーンボード２を用いれば、光データバス３０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ことになる。
【００７４】
そこで、次に、本実施例の光バックプレーンボード２を用いて構成される情報処理装置の一例を図５に基づき説明する。
図５に示す情報処理装置は、光バックプレーンボード２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７０とこれに接続される３台のハードディスク７２、７４、７６を備える。そして、コンピュータ７０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が引き出されており、ハードディスク７２〜７６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が引き出されている。
【００７５】
一方、光バックプレーンボード２には、４個の素子ホルダ５０が固定されており、各素子ホルダ５０の基板固定部６０には、上記各情報機器（コンピュータ７０及びハードディスク７２〜７６）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、対応する情報機器（コンピュータ７０若しくはハードディスク７２〜７６）からの出力データに従い素子ホルダ５０内のレーザダイオードＬＤを駆動する駆動信号を生成して、レーザダイオードＬＤを駆動すると共に、素子ホルダ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７０若しくはハードディスク７２〜７６）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７０若しくはハードディスク７２〜７６）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。
【００７６】
また、各回路基板ＰＫの素子ホルダ５０とは反対側端部には、上記各情報機器（コンピュータ７０及びハードディスク７２〜７６）から引き出されたデータ伝送用のケーブルを接続するためのコネクタ６８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７０又はハードディスク７２〜７６）とは、このコネクタ６８と信号線であるケーブルとを介して、互いにデータ伝送可能に接続されている。
【００７７】
尚、素子ホルダ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３（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。
このように構成された情報処理装置においては、コンピュータ７０若しくはハードディスク７２〜７６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が固定された素子ホルダ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、その素子ホルダ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、これが光データバス３０の信号光入出射部３２に入射される。
【００７８】
また、このように光データバス３０に入射された信号光は、光データバス３０内で後端方向に伝送され、更に、第１保持部材２２により光データバス３０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３０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３０の各光信号入出射部３２から光データバス３０の上方に向けて出射され、各光信号入出射部３２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。
【００７９】
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７０若しくはハードディスク７２〜７６）に送信すべきデータに変換された後、ケーブルを介して情報機器（コンピュータ７０若しくはハードディスク７２〜７６）に入力される。
【００８０】
つまり、図５に示した情報処理装置によれば、コンピュータ７０が、各ハードディスク７２〜７６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、素子ホルダ５０内のレーザダイオードＬＤ、光バックプレーンボード２（詳しくは光データバス３０）、素子ホルダ５０内のフォトダイオードＰＤ、回路基板ＰＫを経由して、各ハードディスク７２〜７６に伝送され、コンピュータ７０からデータの要求を受けてハードディスク７２からコンピュータ７０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。
【００８１】
そして、図５に示した情報処理装置では、信号光を効率よく伝送し得る光バックプレーンボード２を用いて、コンピュータ７０とハードディスク７２〜７６間（或いはハードディスク７２〜７６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。
【００８２】
また、回路基板ＰＫは、素子ホルダ５０を介して、光バックプレーンボード２に固定されることから、光バックプレーンボード２に回路基板ＰＫを固定したり、光バックプレーンボード２から回路基板ＰＫを取り外す際には、回路基板ＰＫを素子ホルダ５０に装着したまま、回路基板ＰＫを光バックプレーンボード２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。また、このようにすれば、光バックプレーンボード２からの回路基板ＰＫの着脱時には、電気接点を有するコネクタに対して回路基板を挿抜する際に見られるようなノイズが生じないため、情報処理装置全体の電源を落としたり、回路基板と情報機器との接続を遮断したりすることなく、情報処理装置を動作させた状態でそのまま着脱作業を行うことができる。
【００８３】
以上、本発明の一実施例について説明したが、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。
例えば、上記実施例では、光データバス３０の側壁に設ける第２保持部材１８は、１個であるものとして説明したが、この第２保持部材１８は、光データバス３０に対して複数設けるようにしてもよく、或いは、第１保持部材２２のみで光データバス３０を充分保持できる場合であれば、第２保持部材１８を削除することもできる。
【００８４】
また、上記実施例では、光データバス固定基板１０を構成する平板１２は、合成樹脂製であるものとして説明したが、平板１２は、金属を用いて構成してもよく、またプリント配線基板を用いて構成してもよい。
また、上記実施例では、光データバス固定基板１０に対して、４個の光データバス３０を固定できるように、平板１２に４個の光データバス挿入用凹部１４を形成するものとして説明したが、この光データバス挿入用凹部１４の数は、光データバス固定基板１０の用途に応じて適宜設定すればよい。
【００８５】
また、第１保持部材２２のコイルばね２２ｆ、第２保持部材１８の板ばね１８ｃ、或いは、光データバス３０の反りを矯正するための反り矯正部材２０を構成するコイルばねは、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、上記実施例では、発光素子及び受光素子はＣＡＮパッケージに収納されているものとして説明したが、発光素子及び受光素子は、信号光入出射用先端部が平坦なパッケージであれば、ＣＡＮパッケージ以外のパッケージ（例えばセラミックパッケージ）に収納されていても良い。
【００８６】
尚、上記実施例において、光データバス固定基板１０に光データバス３０を組み付け、更に、その上に、発光素子や受光素子を保持する素子ホルダ５０を配置した場合、各光データバス３０の信号光入出射部３２は、素子ホルダ５０にて覆われるが、残りの部分（光データバス３０の後端側）は、外部に露出することになるので、図２に点線で示すように、この露出部分は、別途、プラスチック等からなる保護板４４で被覆するとよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例の光バックプレーンボードの全体構成を表す斜視図である。
【図２】  実施例の光バックプレーンボードを上方から見た平面図である。
【図３】  実施例の光バックプレーンボードに装着される素子ホルダの構成を表す説明図である。
【図４】  実施例の光データバス固定基板における信号光入出射部周囲の板面形状を表す説明図である。
【図５】  実施例の光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説明する説明図である。
【符号の説明】
２…光バックプレーンボード、１０…光データバス固定基板、１２…平板、１４…光データバス挿入用凹部、２６…貫通孔、３０…光データバス、３２…信号光入出射部、４０…プリント配線基板、５０…素子ホルダ、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、７０…コンピュータ、７２，７４，７６…ハードディスク、Ｈａ，Ｈｂ…段差部、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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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