(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部と第２の端部とを有する第１基板と、
前記第１基板中を、各々前記第１の端部から前記第２の端部まで連続的に延在する複数の第１貫通孔よりなる第１の光配線接続部と、
第３の端部と第４の端部とを有し、前記第３の端部が前記第１基板の前記第２の端部と結合するように配設された第２基板と、
前記第２基板中を、各々前記第３の端部から前記第４の端部まで連続的に延在する複数の第２貫通孔よりなる第２の光配線接続部と、
前記複数の第１貫通孔の各々に、前記第１の端部から前記第２の端部まで連続的に延在し、さらに前記第１貫通孔に対応する第２貫通孔中を前記第３の端部から前記第４の端部まで連続して延在するように設けられた光配線と、
前記第１の基板の各々に対応して設けられ、前記第１の端部から延出する光ファイバが接続された第１の光コネクタと、
前記第２の基板の各々に対応して設けられ、前記第４の端部から延出する光ファイバが接続された第２の光コネクタとよりなり、
前記第２基板は、基板面が前記複数の第１基板の各々の基板面と直交するように配設され、
前記第２基板は、前記複数の第２貫通孔の各々が、前記第３の端部において、前記第２の端部に露出されている前記複数の貫通孔の一つと対応するように設けられ、
前記第2の基板に設けられた第２の光コネクタと、これに接する他の第２の基板に設けられた他の第２の光コネクタとは、該第２の基板主面に垂直な方向から見た場合に互い違いに設けられていることを特徴とする光配線接続構造。
【請求項２】
前記基板は、前記貫通孔に対応した溝が形成された板の積層体よりなることを特徴とする請求項１記載の光配線接続構造。
【請求項３】
前記複数の貫通孔は、前記第１の端部において第１のピッチで形成され、前記第２の端部において第２の、より大きなピッチで形成されることを特徴とする請求項１または２記載の光配線接続構造。
【請求項４】
前記複数の貫通孔は、前記第１の端部において第１のピッチで形成され、前記第２の端部において第２の、異なったピッチで形成されることを特徴とする請求項１または２記載の光配線接続構造。
【請求項５】
前記複数の貫通孔の各々は、前記第２の端部において、径が増大することを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【請求項６】
前記複数の光配線は、前記第２の端部において、前記第１の端部におけるよりも大きなピッチで形成されており、また前記第３の端部において、前記第１基板の厚さに対応したピッチで形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に光通信装置に係り、特に高速、大容量の信号伝送を必要とする情報・通信系の装置内において使われる信号、データ伝送系の光配線接続構造に関する。
【０００２】
光通信技術は高速なデータ送信が可能なことから、基幹通信システムのような長距離伝送で広く使われている。特に、ＷＤＭ（波長多重変調）と呼ばれる単一の光ファイバに複数の波長で異なった情報を同時に送信する技術が開発されており、大容量の情報伝送が実現されている。
【０００３】
基幹通信システムの中継基地局では、ＷＤＭで送られてくる情報を個々の波長のチャネル成分に分離し、それぞれのチャネル成分の行先をスイッチで切換て、行先ごとに、複数のチャネル成分をふたたび単一の光ファイバに合波することが行われている。このような切換を行うには、任意のチャネル成分の行先を自在に切換ることができなければなければならない。すなわち、Ｎチャネルの入力をＮチャネルの出力に交換出力するクロスコネクト機能が必要とされる。
【０００４】
将来的には、ＷＤＭ技術の進歩に鑑み、１００を超えるチャネル成分が単一の光ファイバで送られてくると予想されている。このため、クロスコネクト機能には、１０００チャネル以上を処理する能力が求められている。
【０００５】
【従来の技術】
このような、多チャネル光クロスコネクト機能は、例えば図１のような多段光スイッチにより実現されると考えられる。
【０００６】
図１を参照するに、それぞれ一のＷＤＭ信号からデマルチプレクシングされたチャネル１〜Ｍの光信号成分を搬送する一群の光ファイバＣＨ1〜ＣＨMよりなる光ファイバ束４１1が、各々他のＷＤＭ信号からデマルチプレクシングされた光信号成分を搬送する光ファイバ群よりなる、他の同様な光ファイバ束４１2〜４１Nと共に、光クロスコネクト部４３Ａにおいてクロスコネクトされる。前記光ファイバ束４１1〜４１Nの各々は、対応する光コネクタスイッチ４２1〜４２Nを有しており、前記光クロスコネクト部４３Ａでは、前記光コネクタ４２1〜４２Nが、出力側の光コネクタスイッチ４４1〜４４Nとクロスコネクトされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１の構成では、前記出力側光コネクタスイッチ４４1〜４４Nは、次段の光クロスコネクト部４３Ｂにより次段の出力側光コネクタスイッチ４５1〜４５Nに接続され、各々の光コネクタ４５1〜４５Nからは、出力側の光ファイバ４６1〜４６Nが出射する。
【０００８】
このような光クロスコネクト部４３Ａ，４３Ｂは、最も単純には、特開平０６−３１９１０号公報に記載されているように、多数の単心の光ファイバを使うことにより実現することもできるが、このような構成では、各チャンネル分の光ファイバおよび光コネクタを収納するためだけでも、非常に大きなスペースが必要になってしまう。
【０００９】
これに対し、特開平１１−１７８０１８号公報には前段の光コネクタスイッチを搭載した基板と後段の光コネクタスイッチを搭載した基板とを直交させた構造が開示されている。このように、前段の基板と後段の基板とを直交させることにより、光クロスコネクト部４３Ａ，４３Ｂにおける光ファイバの引きまわしが単純化される。しかし、かかる光接続構造においても、基本的に１本１本の光ファイバを接続する必要があり、作業量が多く、接続ミスが誘発されすい。
【００１０】
また、特開平１０−２４３４２４号公報には、Ｎ層のＭ芯光ファイバシートよりなる２次元ファイバアレイとＭ層のＮ芯光ファイバシートよりなる２次元ファイバアレイとを直交接合することで交差させる技術が開示されている。かかる構成によれば、交差構造をコンパクトに実現できるが、結合損失を回避するためには、光ファイバの芯間ピッチに正確に対応するピッチで積層する必要がある。しかし、ような構成は製作が困難である。
【００１１】
さらに、光ファイバ素線を任意の配線に敷設して樹脂などによりシート状に固化させたファイバシート技術を使用する方法もある。かかる構成によれば、光ファイバに保護皮膜がない分、コンパクトにまとめることができる。しかし、図１から明らかなように、交差構造の中央部分に光ファイバが集中し積み重なってしまう。光ファイバには許容最小曲げ半径が仕様により定められているが、このような構成では、光ファイバの積み重なりにより生じる縦方向の曲げ半径の制御が困難である。このため、特性を保証することができない。
【００１２】
そこで、本発明は上記の課題を解決した新規で有用な光接続構造を提供することを概括的課題とする。
【００１３】
本発明のより具体的な課題は、コンパクトで、信頼性が高く、製造が容易な光接続構造を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記の課題を、第１の端部と第２の端部とを有する第１基板と、前記第１基板中を、各々前記第１の端部から前記第２の端部まで連続的に延在する複数の第１貫通孔とよりなる第１の光配線接続部と、第３の端部と第４の端部とを有し、前記第３の端部が前記第１基板の前記第２の端部と結合するように配設された第２基板と、前記第２基板中を、各々前記第３の端部から前記第４の端部まで連続的に延在する複数の第２貫通孔とよりなる第２の光配線接続部と、前記複数の第１貫通孔の各々に、前記第１の端部から第２の端部まで延在し、さらに前記第１貫通孔に対応する第２貫通孔中を前記第３の端部から前記第４の端部まで連続して延在するように設けられた光配線と、前記第１基板の各々に対応して設けられ、前記第１の端部から延出する光ファイバが接続された第１の光コネクタと、前記第２基板の各々に対応して設けられ、前記第４の端部から延出する光ファイバが接続された第２の光コネクタとよりなり、前記第２基板は、基板面が前記複数の第１基板の各々の基板面と直交するように配設され、前記第２基板は、前記複数の第２貫通孔の各々が、前記第３の端部において、前記第２の端部に露出されている前記複数の第１貫通孔の一つと対応するように設けられ、前記第2の基板に設けられた第２の光コネクタと、これに接する他の第２の基板に設けられた他の第２の光コネクタとは、該第２の基板主面に垂直な方向から見た場合に互い違いに設けられていることを特徴とする光配線接続構造により、解決する。
【００１６】
本発明によれば、貫通孔を有する基板を第１の基板に使うことにより、光配線のピッチを光コネクタに対応した第１のピッチから、第２の基板の厚さに対応した第２のピッチまで、連続的に変化させることが可能である。そこで、前記第１の基板を多数積層し、この積層体に対して第２の基板を積層した積層体を結合することにより、前記第２の端面と第３の端面との境界面において、光配線を使った光クロスコネクトが実現される。このような光配線接続構造は頑丈であり、製造が容易で、しかもコンパクトである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の第１実施例による光配線接続構造１０の概略的構成を示す。
【００１８】
図２を参照するに、光接続構造１０は、図３に示す構成の基板１１を積層した積層体１１０よりなり、前記基板１１上には、一の端面１１1からこれに対向する他の端面１１2へと連続的に延在する複数の溝１１Ａが形成されている。前記複数の溝１１Ａの各々には、ＪＩＳ−ＭＴコネクタなどの光コネクタ１２から延在する光ファイバ素線１２Ａが敷設され、前記光ファイバ素線１２Ａが前記端面１１2において露出されている。光コネクタ１２は、光フラットケーブルの先端に設けられたものであっても、あるいは配線基板１２０上に設けられたものであってもよい。
【００１９】
さらに前記他端には、前記基板１１と同様な基板１３を積層した積層体１３０が係合しており、各々の基板１３中には、前記端面１１2に係合した端面からこれに対向する端面まで、前記溝１１Ａと同様な複数の溝が形成されており、前記溝中には前記光ファイバ素線１２Ａが連続して延在している。さらに、前記基板１３から延出する前記光ファイバ素線１２Ａは、光コネクタ１４においてまとめられる。その際、前記積層構造体１３０は前記積層構造体１１０上に、前記前記端面１１2から延出する光ファイバ素線１２Ａが基板１３の溝中に受け入れられるように設けられる。
【００２０】
前記複数の基板１１を積層することにより、前記複数の溝１１Ａの各々は、前記積層体１１０中において貫通孔を形成する。同様に、前記積層体１３０においても、図示は省略するが、前記溝１１Ａに対応する溝が貫通孔を形成する。その際、前記積層体１１０中の各々の貫通孔は、前記積層体１３０中の対応する貫通孔にと共に、前記積層体１１０および１３０を連続して貫通する貫通孔を形成する。
【００２１】
前記複数の溝１１Ａは、前記一端１１1においては、前記光コネクタ１２中に保持される光ファイバのピッチに等しい例えば０．２５ｍｍのピッチで形成されているのに対し、他端１１2においては、前記溝１１Ａは前記基板１３の厚さに対応した例えば３ｍｍのピッチで形成されている。また、前記基板１３において、前記光ファイバ１３Ａを収納する溝は、前記端面１１2に係合する端面においては前記基板１２の厚さに対応した例えば３ｍｍのピッチに形成され、一方、これに対向する端面では、前記光コネクタ１４中におけＪＩＳ−ＭＴコネクタなどの光ファイバのピッチに対応する例えば０．２５ｍｍのピッチに形成されている。前記基板１１中の溝１１Ａおよび基板１３中の溝（図示せず）は、例えば０．５〜１ｍｍ程度の幅と深さを有する。
【００２２】
また、前記溝１１Ａの前記端面１１1におけるピッチは、前記光コネクタ１４を担持する基板１４０の繰り返しピッチに等しく設定することもできる。
【００２３】
前記基板１１，１３は、プラスチックでも、金属でも、セラミックでもよい。また、溝１１Ａの形成は、射出整形、ＮＣ加工など、材質に適した通常の加工法により形成できる。
【００２４】
かかる構成によれば、入力側光コネクタ１２と出力側光コネクタ１４との間を、任意の光ファイバの組み合わせで接続することが可能になる。特に、図２に示すように基板１１と基板１３とを直交させて接続することで、光ファイバの許容曲率半径を遵守しながら、３次元的光ファイバクロスコネクトが可能になる。
【００２５】
なお、図４の変形例に示すように、基板１１の両面に溝１１Ａを形成してもよい。
【００２６】
本実施例では、前記溝中には光ファイバ素線１２Ａが敷設されるが、光ファイバ素線上に保護被覆設けた光ファイバケーブルを使うことも可能である。全体のサイズを小型化するという観点からは、ファイバ径の小さい光ファイバ素線を使ったほうが好ましい。本発明では、機械的に脆弱な光ファイバ素線を使っても、光ファイバ素線自体は積層構造体１１０あるいは１３０中に収められているため、機械的応力の印加を回避することができる。
［第２実施例］
図５は、本発明の第２実施例による光配線接続構造のうち、基板１１の端面１１2近傍を拡大して示す。図５中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
図５を参照するに、本実施例においては、前記溝１１Ａの端面１１2における開口部がテーパ部１１Ｂを形成している。その結果、前記基板１１を積層して積層体１１０を形成した場合、前記端面１１2には前記テーパ部１１Ｂに対応した大径の開口部が形成される。
【００２８】
このような積層構造体１１０および１３０同士を接続する際には、一般に連結する溝同士の間に位置ずれが発生するのが避けられない。このような位置ずれが発生した場合、細い溝１１Ａが前記基板端面１１2まで延在したいた場合には、前記積層構造体１１０および１３０を貫通して延在する光ファイバ１２Ａは、かかる基板の接合面において鋭く屈曲してしまい、光損失が増大する問題が生じる。
【００２９】
これに対し、図５に示すように、接合面に向かって溝幅を広げることにより、基板１１と１３との間に位置ずれが発生しても、光損失を増大させることなく光ファイバ１２Ａを貫通させる可能になる。
【００３０】
図５に示すように、このようなテーパ部１１Ｂは、前記基板１１の裏側にも設けることが好ましい。
【００３１】
その結果、基板１１を積層して積層体１１０を形成した場合、溝１１Ａ中に敷設された光ファイバ１２は、任意の方向の位置ずれを吸収することが可能になる。
【００３２】
なお、前記テーパ部１１Ｂは図５，６に示したように円錐形状である必要はなく、角錐形状であってもかまわない。
［第３実施例］
図７は、本発明の第３実施例による光配線接続構造のうち、光コネクタ１２が設けられた部分を拡大して示す。ただし、図７中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
図７を参照するに、本実施例では前記積層構造体１１０に、一体的に光コネクタ１２を形成している。
【００３４】
その際、本実施例では、一の基板１１ａ上の３個の光コネクタ１２Ａと、これに接する基板１１ｂ上の３個の光コネクタ１２Ｂとを、基板主面に垂直な方向から見た場合に互い違いになるように形成する。これに伴い、前記基板１１中に形成される溝１１Ａも、隣接する基板で互い違いになる。
【００３５】
図７の構成では、典型的には約３ｍｍの厚さを有する光コネクタ１２Ａが、隣接する一対の基板１１Ａにおいて上下に整列することがなく、このため基板１１Ａの厚さを減少させることが可能になる。
【００３６】
なお、本実施例は図７の構成に限定されるものではなく、図８に示すように、光コネクタ１２Ａと１２Ｂとを一つずつ、交互に配列してもよい。
【００３７】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【００３８】
（付記１）  第１の端部と第２の端部とを有する基板と、
前記基板中を、各々前記第１の端部から前記第２の端部まで連続的に延在する複数の貫通孔と、
前記複数の貫通孔の各々に、前記第１の端部から前記第２の端部まで連続的に延在するように設けられた光配線と、
前記基板の前記第１の端部から延出する前記光配線の各々に接続された光コネクタとよりなることを特徴とする光配線接続構造。
【００３９】
（付記２）  前記光配線は、光ファイバよりなることを特徴とする付記１記載の光配線接続構造。
【００４０】
（付記３）  前記基板は、前記貫通孔に対応した溝が形成された板の積層体よりなることを特徴とする付記１または２記載の光配線接続構造。
【００４１】
（付記４）  前記複数の貫通孔は、前記第１の端部において第１のピッチで形成され、前記第２の端部において第２の、より大きなピッチで形成されることを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【００４２】
（付記５）  前記複数の貫通孔は、前記第１の端部において第１のピッチで形成され、前記第２の端部において第２の、異なったピッチで形成されることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【００４３】
（付記６）  前記複数の貫通孔の各々は、前記第２の端部において、径が増大することを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【００４４】
（付記７）  前記基板は、プラスチック、金属あるいはセラミックよりなることを特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【００４５】
（付記８）  第１の端部と第２の端部とを有する第１基板と、前記第１基板中を、各々前記第１の端部から前記第２の端部まで連続的に延在する複数の第１貫通孔とよりなる第１の光配線接続部と、
第３の端部と第４の端部とを有し、前記第３の端部が前記第１基板の前記第２の端部と結合するように配設された第２基板と、前記第２基板中を、各々前記第３の端部から前記第４の端部まで連続的に延在する複数の第２貫通孔とよりなる第２の光配線接続部と、
前記複数の第１貫通孔の各々に、前記第１の端部から第２の端部まで延在し、さらに前記第１貫通孔に対応する第２貫通孔中を前記第３の端部から前記第４の端部まで連続して延在するように設けられた光配線と、
前記第１基板の各々に対応して設けられ、前記第１の端部から延出する光ファイバが接続された第１の光コネクタと、
前記第２基板の各々に対応して設けられ、前記第４の端部から延出する光ファイバが接続された第２の光コネクタとよりなり、
前記第２基板は、基板面が前記複数の第１基板の各々の基板面と直交するように配設され、
前記第２基板は、前記複数の第２貫通孔の各々が、前記第３の端部において、前記第２の端部に露出されている前記複数の第１貫通孔の一つと対応するように設けられていることを特徴とする光配線接続構造。
【００４６】
（付記９）  前記複数の光配線は、前記第２の端部において、前記第１の端部におけるよりも大きなピッチで形成されており、また前記第３の端部において、前記第１基板の厚さに対応したピッチで形成されていることを特徴とする付記８記載の光配線接続構造。
【００４７】
（付記１０）  前記複数の光配線は、前記第４の端部において、前記第３の端部におけるよりも小さなピッチで形成されることを特徴とする付記８または９記載の光配線接続構造。
【００４８】
（付記１１）  前記第１および第２の光配線部においては、それぞれの第１光配線が、基板主面に垂直な方向から見た場合、重ならないように形成されていることを特徴とする付記８〜１０のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【００４９】
（付記１２）  前記第１の端部から延出する第１光配線には第１の光コネクタが設けられ、前記第４の端部から延出する第２光配線には第２の光コネクタが設けられることを特徴とする付記８〜１１のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【００５０】
（付記１３）  前記第２基板上には、前記第２基板と同一構成の複数の基板が積層され、前記第２の端面において、前記複数の光配線は、前記第２基板の厚さに対応したピッチで形成されていることを特徴とする付記８〜１２のうち、いずれか一項記載の光配線接続構造。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバを使って任意の立体光配線構造を実現できる。本発明によれば、光ファイバがガイドとして機能する収納溝中に収められるため、光ファイバの敷設ミスを防ぐのに有効である。また光ファイバが収納溝中に保護されているため、光ファイバ素線を光配線に使うことが可能となる。このため、光ファイバケーブルを用いた場合より、光配線接続構造全体を小型化できる。従って、本発明は、特に小型化について厳しい要求がある大チャネル数の光伝送において有利である。また、本発明では、コネクタピッチにあわせて光ファイバを整列させることができ、光コネクタの接続も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の多段光スイッチの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例による光配線接続構造の構成を示す図である。
【図３】図２の構成の一部を示す図である。
【図４】図２の構成の一変形例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例による光配線接続構造の構成を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例による光配線接続構造の構成を示す別の図である。
【図７】本発明の第３実施例による光配線接続構造の構成を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例による光配線接続構造の構成を示す別の図である。
【符号の説明】
１０  光配線接続構造
１１，１１ａ，１１ｂ，１３  基板
１１1，１１2  端面
１１Ａ  溝
１１Ｂ  テーパ部
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１４  光コネクタ
１２Ａ  光ファイバ
４１1〜４１N，４６1〜４６N  光ファイバ
４２，４４，４５  光スイッチ
４３Ａ，４３Ｂ  光クロスコネクト部
１１０，１３０  積層体
【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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【図７】
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【図８】
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