複数枚の回路基板が所定距離を隔てて積層されているモジュールと、そのモジュール用の光コネクタ
【課題】 複数枚の回路基板２０が固定部材１０を介して積層されており、その固定部材１０には光導波路１２が貫通して伸びているモジュール１００に用いられる光コネクタ７０を提供すること。
【解決手段】 光コネクタ７０は、本体７１５と、その本体７１５内に設けられているミラー７４と、光導波路７１２と、連結手段７１４を備えている。光導波路７１２は、本体７１５の表面の一部に露出している第１端面７１２ａから、ミラー７４を介して屈曲し、その第１端面７１２に対して非平行な本体７１５の表面の一部に露出している第２端面７１２ｂまで伸びている。連結手段７１４は、第１端面７１２ａを含んで形成されており、第１端面７１２ａが固定部材１０の光導波路１２の第２端面１２ｂに光接合する状態で、その固定部材１０に連結する機構を備えている。
【解決手段】 光コネクタ７０は、本体７１５と、その本体７１５内に設けられているミラー７４と、光導波路７１２と、連結手段７１４を備えている。光導波路７１２は、本体７１５の表面の一部に露出している第１端面７１２ａから、ミラー７４を介して屈曲し、その第１端面７１２に対して非平行な本体７１５の表面の一部に露出している第２端面７１２ｂまで伸びている。連結手段７１４は、第１端面７１２ａを含んで形成されており、第１端面７１２ａが固定部材１０の光導波路１２の第２端面１２ｂに光接合する状態で、その固定部材１０に連結する機構を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の回路基板が所定距離を隔てて積層されており、その回路基板間に光通信路が提供されているモジュールに関する。本発明はまた、その回路基板間に提供されている光通信路に対して、その光通信路の軸方向と異なる方向から光通信路を提供する光コネクタにも関する。
【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、一の回路基板と他の回路基板が、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。この種のモジュールは、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。特許文献１には、一方の回路基板に設けられた発光素子と他方の回路基板に設けられた受光素子が、積層方向に対峙する位置関係で配置されているモジュールが開示されている。特許文献１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って、回路基板間で光通信を実現する。特許文献１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。
【０００３】
【特許文献１】実開平５−７７９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のモジュールでは、発光素子と受光素子の位置関係を積層方向に一致させることが難しい。特許文献１の技術では、固定部材（特許文献１では支柱という）を介して一の回路基板と他の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を積層方向に一致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、積層方向に一致することができない。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、対峙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。特許文献１の技術では、光通信の安定性が低い。積層された回路基板間で安定した光通信を達成できる光通信路の実現が望まれている。
【０００５】
また、この種のモジュールでは、回路基板間の光通信路と外部との間に、光通信路を提供する必要がある。この光通信路は、回路基板間の光通信路に向けて外部から光信号を送信する場合や、回路基板間の光通信路から外部に向けて光信号を送信する場合に用いられる。この種のモジュールでは、設置するスペースを十分に確保できないことが多い。このため、回路基板間の光通信路と外部との間に設けられる光通信路は、設置するスペースに係る制約を受けることが多い。したがって、回路基板間の光通信路と外部との間に設けられる光通信路は、設置するスペースに係る制約に対応できることが望まれている。
【０００６】
本発明は、積層された回路基板間で安定した光通信を達成する光通信路を提供することを目的とする。本発明はさらに、その回路基板間に提供されている光通信路に対して、その光通信路の軸方向と異なる方向から光通信路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一の回路基板と他の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。本発明はさらに、その固定部材に連結されるとともに、その固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタを提供することを特徴としている。
本発明で提供される固定部材は、一の回路基板と他の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。本発明の固定部材は、特許文献１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、本発明の固定部材は、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、本発明の固定部材を利用すれば、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。
本発明で提供される光コネクタは、ミラーを備えている。光コネクタ内を伸びる光導波路は、そのミラーを介して屈曲する。これにより、光導波路の一方の端面と他方の端面は、光コネクタの表面において、異なる方向に露出する。したがって、光コネクタは、固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供することができる。光コネクタは、回路基板間の光通信路と外部との間に、様々な方向に伸びる光通信路を提供することができる。光コネクタは、モジュールが設置されるスペースの制約を緩和し、回路基板間の光通信路と外部との間に光通信路を提供することができる。
本発明の固定部材と光コネクタを利用することによって、積層された回路基板間で安定した光通信が達成されるとともに、その回路基板間の光通信路と外部との間に光通信路が提供されたモジュールを実現することができる。
なお、本発明の技術は、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。本発明の技術範囲は、光信号の種類に限定されるものではない。
【０００８】
本発明の一つのモジュールは、複数枚の回路基板と、その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と、その固定部材に連結されるとともにその固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタを備えている。本発明の固定部材は、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いる。本発明の光コネクタは、本体と、その本体内に設けられているミラーと、その本体の表面の一部に露出している第１端面から、ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面の一部に露出している第２端面まで伸びている光導波路を備えている。本発明の光コネクタはさらに、その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段を備えている。ここで、「光接合する」とは、光コネクタの光導波路の第１端面と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。
本発明で創作された固定部材は、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。本発明の固定部材は、一の回路基板と他の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、本発明の固定部材は、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。本発明の固定部材は、一の回路基板と他の回路基板を光通信可能に固定することができる。
本発明で創作された光コネクタは、光コネクタ内を伸びる光導波路をミラーを介して屈曲させることによって、光導波路の一方の第１端面と他方の第２端面を、光コネクタの表面において、異なる方向に露出させることができる。これにより、光コネクタは、固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供することができる。
本発明のモジュールは、固定部材と光コネクタを備えている。これにより、本発明のモジュールは、積層された回路基板間で安定した光通信を達成するとともに、回路基板間の光通信路と外部との間に光通信路を提供することができる。
【０００９】
本発明の光コネクタの連結手段は、固定部材と連結するときに、第１端面とその固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの少なくとも複数の角度で光接合する機構を有していることが好ましい。なお、ここでいう機構には、光コネクタの光導波路の第１端面と固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りに回転可能に光接合するものも含まれる。
光コネクタの光導波路の第１端面と固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの複数の角度から選択された角度で光接合すると、光コネクタの光導波路の第２端面は、固定部材の半径方向に向けて複数の角度から選択された角度で露出する。本発明の光コネクタは、回路基板間の光通信路と外部との間に、複数の方向に伸び得る光通信路を提供することができる。
【００１０】
本発明の固定部材及び／又は光コネクタの光導波路は、プラスチックファイバーを備えていることが好ましい。
プラスチックファイバーは、可塑性を有しており、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及び／又は光コネクタを形成し得る。
【００１１】
本発明の固定部材の本体は、外径が大きい第１部分と、外径が小さい第２部分を備えていることが好ましい。これにより、本発明の固定部材の本体は、その第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している。
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、一の回路基板と他の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。
【００１２】
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。これにより、光導波路は、複数の固定部材を亘って伸びることができる。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って光信号を伝播させることができる。
【００１３】
固定部材は、固定部材の挿入穴を画定する内壁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部分の外壁の少なくとも一部に形成されている第２端子を備えているのが好ましい。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いる。
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っ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。その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。
【００１４】
本発明の光コネクタの連結手段は、固定部材の第２部分の形状に略一致した形状の突起部、及び／又は固定部材の挿入穴の形状に略一致した形状の嵌合穴を備えているのが好ましい。連結手段が突起部を備えている場合は、固定部材の挿入穴に突起部を挿入すると、固定部材の光導波路の端面と突起部の第１端面が光接合されることを特徴としている。連結手段が嵌合穴を備えている場合は、嵌合穴が固定部材の第２部分を受入れると、固定部材の光導波路の端面と嵌合穴の第１端面が光接合されることを特徴としている。
上記の態様によると、光コネクタの連結手段は、固定部材の第２部分及び／又は挿入穴と共通した形状を備えている。これにより、固定部材と固定部材が嵌合する仕組みと同一の仕組みを利用して、光コネクタと固定部材を嵌合することができる。嵌合する仕組みを共通化することによって、使用者の利便性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の光コネクタの連結手段は、固定部材の第２部分の形状に略一致した形状の突起部、及び／又は固定部材の挿入穴の形状に略一致した形状の嵌合穴を備えているのが好ましい。さらに、本発明の光コネクタは、固定部材が第１端子、第２端子及び導線の組合せを備えている場合には、以下の構成をさらに備えているのが好ましい。
本発明の光コネクタは、連結手段が突起部を備えている場合には、その突起部の外壁の少なくとも一部に形成されている第３端子と、突起部以外の本体の表面に形成されている第４端子と、光導波路外に設けられており、第３端子と第４端子を電気的に接続する導線をさらに備えているのが好ましい。この場合、固定部材の挿入穴に突起部を挿入すると、固定部材の光導波路の端面と突起部の第１端面が光接合されるとともに、固定部材の第１端子と突起部の第３端子が電気的に接続されることを特徴としている。
本発明の光コネクタは、連結手段が嵌合穴を備えている場合には、その嵌合穴を画定する内壁の少なくとも一部に形成されている第５端子と、嵌合穴以外の本体の表面の一部に形成されている第６端子と、光導波路外に設けられており、第５端子と第６端子を電気的に接続する導線をさらに備えているのが好ましい。この場合、嵌合穴が固定部材の第２部分を受入れると、固定部材の光導波路の端面と嵌合穴の第１端面が光接合されるとともに、固定部材の第２端子と嵌合穴の第５端子が電気的に接続されることを特徴としている。
これにより、固定部材と光コネクタを連結すると、固定部材の導線と光コネクタの導線が電気的に接続され、固定部材と光コネクタの両者に亘って伸びる導線を得ることができる。
【００１６】
本発明の固定部材の第２部分及び光コネクタの連結手段の突起部は、円筒状の形状を有しているのが好ましい。本発明の固定部材の挿入穴及び光コネクタの連結手段の嵌合穴は、その円筒状の形状に略一致した形状を有していることが好ましい。
これにより、固定部材の光導波路の端面と光コネクタの光導波路の第１端面は、その対向方向回りに回転可能に光接合することができる。光コネクタは、回路基板間の光通信路と外部との間に、様々な方向に伸び得る光通信路を提供することができる。
【００１７】
本発明の固定部材が、第１端子、第２端子及び導線の組合せを備えている場合、その組合せの複数個が固定部材に形成されているのが好ましい。そのうちの少なくとも一つの組合せは接地電圧用であり、そのうちの少なくとも一つの組合せは電源電圧用であることが好ましい。
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。
【００１８】
本発明の固定部材は、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。
【００１９】
第１反射手段にハーフミラーを利用することが好ましい。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反射手段にハーフミラーを利用すると、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反射手段にハーフミラーを利用すれば、複数の固定部材に亘って伸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って光信号を伝播することができる。第１反射手段にハーフミラーを利用すると、複数の固定部材に亘って伸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することができる。
【００２０】
第１反射手段に一対のハーフミラーを利用することが好ましい。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反射手段に一対のハーフミラーを利用すると、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反射手段に一対のハーフミラーを利用すると、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きる。
【００２１】
固定部材の表面に、受光素子に接続されている接続線の端部が露出していることが好ましい。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。
【００２２】
本発明の固定部材は、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。
【００２３】
第２反射手段にハーフミラーを利用することが好ましい。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いる。
第２反射手段にハーフミラーを利用すると、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。
【００２４】
第２反射手段は、一対のハーフミラーを利用するのが好ましい。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反射手段に一対のハーフミラーを利用すると、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反射手段に一対のハーフミラーを利用すると、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。
【００２５】
固定部材の表面に、発光素子に接続されている接続線の端部が露出していることが好ましい。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。
【００２６】
本発明の他の一つのモジュールは、複数枚の回路基板と、その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と、その固定部材に連結されるとともにその固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタを備えている。
本発明の光コネクタは、本体と、その本体内に設けられているミラーと、その本体の表面の一部に露出している第１端面から、ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面の一部に露出している第２端面まで伸びている光導波路を備えている。本発明の光コネクタはさらに、その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段を備えている。
本発明のシリーズ化された固定部材は、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固定部材から第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光導波路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固定部材から第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。他の回路基板から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固定部材から第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】
【００２７】
本発明で提供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。本発明の固定部材によれば、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、本発明の固定部材は、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。
本発明で提供される光コネクタには、ミラーが設けられている。光コネクタ内を伸びる光導波路は、そのミラーを介して屈曲する。これにより、光導波路の一方の端面と他方の端面は、光コネクタの表面において、異なる方向に露出する。したがって、光コネクタは、固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供することができる。
本発明の固定部材と光コネクタを利用することによって、積層された回路基板間で安定した光通信が達成されるとともに、その回路基板間の光通信路と外部との間に光通信路が提供されたモジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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、ガラスファイバー等が利用される。光信号の伝播距離が短いので、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しい。
（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／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。
【実施例】
【００２９】
（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、その複数枚の回路基板２０を所定距離を隔てて固定するとともに回路基板２０の間に光通信路を提供する固定部材１０と、その固定部材１０に連結されるとともにその固定部材１０の軸方向（Ｙ方向）とは異なる方向（Ｘ方向）に光通信路を提供する光コネクタ７０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されている。一の回路基板２０と他の回路基板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。光コネクタ７０は、モジュール１００の外部に設けられている外部コネクタ７２と固定部材１０を連結している。なお、図１では、明瞭化のために、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。
【００３０】
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（Ｙ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、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。
【００３１】
固定部材１０は、一の回路基板２０と他の回路基板２０を機械的に固定する役割を担っている。固定部材１０は、後述するように、軸方向に伸びる光導波路１２を備えている。このため、固定部材１０は、他の固定部材１０と連結したときに、光信号を伝播する光導波路１２を回路基板２０の間に提供する役割も担っている。
光コネクタ７０は、回路基板２０のうち最も外側に配置されている回路基板２０に設けられている。光コネクタ７０の一部もまた、回路基板２０の開口２２に挿入されている。光コネクタ７０は、開口２２を通して固定部材１０と軸方向（Ｙ方向）に連結されている。光コネクタ７０はまた、Ｘ方向において、外部コネクタ７２と連結されている。光コネクタ７０は、後述するように、屈曲する光導波路７１２を備えている。光コネクタ７０は、固定部材１０と外部コネクタ７２を連結することによって、固定部材１０の光導波路１２と外部コネクタ７２の光導波路７２１の間に、屈曲する光導波路７１２を提供する。
【００３２】
まず、固定部材１０に関して説明する。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１２ｂは、本体１５の他方の端面に露出している。光導波路１２は、プラスチックファイバーを備えている。プラスチックファイバーは、可塑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。
【００３３】
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２０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１６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、一の固定部材１０と他の固定部材１０は嵌合される）。これにより、回路基板２０は、一の固定部材１０と他の固定部材１０によって狭持される。一の固定部材１０と他の固定部材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。
【００３４】
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１０Ａ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、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、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。
【００３５】
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内を紙面上側から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５２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、選択された方向に伝播する光信号のみを受光することができる。
【００３６】
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。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、アノードとカソードの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いる。
【００３７】
発光部４０は、発光素子４２と第２反射手段４８を備えている。
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から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。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、アノードとカソードの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いる。
【００３８】
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、ハーフミラー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。一対のハーフミラー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１２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、一対のハーフミラー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、選択された方向にのみ光信号を供給することができる。
【００３９】
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、バ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１０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に亘って伸びることができる。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。
【００４０】
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を画定している内壁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の外壁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を画定している内壁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部分の外壁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、ばね性の金属端子又は板状の金属端子などが用いられている。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。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、接地用基板端子８２を介して電気的に接続されている。接地用基板端子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。
【００４１】
電源用導線３８の一方の端は、第１部分１６の挿入穴６０を画定している内壁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の外壁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を画定している内壁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部分の外壁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、ばね性の金属端子又は板状の金属端子などが用いられている。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。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、電源用基板端子８８を介して電気的に接続されている。電源用基板端子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。
【００４２】
第１部分１６の挿入穴６０を画定している内壁に形成されている接地用第１端子３５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の外壁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１０Ａ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。
【００４３】
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、又は接地用基板端子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、接地用基板端子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、又は電源用基板端子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、電源用基板端子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１０において、接地用基板端子８２と電源用基板端子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。
【００４４】
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、接地用基板端子８２と電源用基板端子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は備えているが発光部４０を備えていない固定部材や、発光部４０は備えているが受光部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。
【００４５】
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。
【００４６】
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も発光素子４２も備えていない固定部材１０（１０Ｂ）が利用される。
【００４７】
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。
【００４８】
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、一の回路基板２０と他の回路基板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いる。固定部材１０は、一の回路基板２０と他の回路基板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、複数個の固定部材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、複数個の固定部材１０に亘って伸びる光導波路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１２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、受光部５０及び発光部４０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、一の固定部材１０と他の固定部材１０を連結すれば、受光部５０及び発光部４０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。
【００４９】
次に、光コネクタ７０に関して説明する。図6に、光コネクタ７０の断面図を模式的に示す。図７に、外部コネクタ７２の断面図を模式的に示す。図８に、固定部材１０と光コネクタ７０と外部コネクタ７２が連結した状態を示す。モジュール１００では、設置するスペースを十分に確保できないことが多い。このため、固定部材１０と外部コネクタ７２の間に光通信路を提供するときに、光コネクタ７０を利用して、固定部材１０と外部コネクタ７２を様々な角度で連結する仕組みは有用である。
【００５０】
図６に示すように、光コネクタ７０は、本体７１５と、その本体７１５内に設けられているミラー７４と、本体を貫通して伸びている光導波路７１２を備えている。光導波路７１２は、一方端に形成されている第１端面７１２ａと、他方端に形成されている第２端面７１２ｂを備えている。第１端面７１２ａは、本体７１５の表面の一部に形成されており、外部に露出している。第２端面７１２ｂは、第１端面７１２ａが形成されている表面とは非平行な本体７１５の表面の一部に形成されており、外部に露出している。光導波路７１２は、第１端面７１２ａから、ミラー７４を介して屈曲し、第２端面７１２ｂまで伸びている。ミラー７４の利用は、光コネクタ７０を小型にする場合に特に有効である。仮に、ミラー７４を利用しないで光コネクタ７０を小型にすると、光導波路７１２は、第１端面７１２ａと第２端面７１２ｂの間で大きな曲率を持つことになる。この場合、光導波路７１２から漏れる光の割合が増大し、光損失が増大してしまう。一方、本実施例のように、ミラー７４が設けられていると、ミラー７４は、光損失の増大を抑制しながら、光導波路７１２を様々な角度に屈曲することができる。小型にした光コネクタ７０では、ミラー７４を利用することが極めて有効である。また、光導波路７１２は、プラスチックファイバーを備えている。プラスチックファイバーは、可塑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光コネクタ７０を得ることができる。多様な形状の光コネクタ７０では、様々な角度から光導波路７１２を露出させたいことが多い。したがって、プラスチックファイバーの光導波路７１２とミラー７４の組合せは、小型で多様な形状の光コネクタ７０を提供する場合に極めて有効である。
【００５１】
光コネクタ７０はさらに、固定部材１０と連結するための連結手段７１１を備えている。連結手段７１１は、固定部材１０の第２部分１４の形状に略一致した形状の突起部７１４を備えている。突起部７１４の頂面には、第１端面７１２ａが露出している。突起部７１４の外径は、残部の本体７１５よりも小さく調整されている。連結手段７１１はさらに、突起部７１４と残部の本体７１５の間に形成されている段差面７１８を備えている。突起部７１４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。残部の本体７１５の外径は、図１に示す回路基板２０の開口２２の径よりも大きく調整されている。これにより、光コネクタ７０の突起部７１４は、回路基板１０の開口２２を通過することができる。一方、光コネクタ７０の残部の本体７１５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、光コネクタ７０を回路基板２０の開口２２に挿入すると、光コネクタ７０の段差面７１８に回路基板２０の裏面が接触する。回路基板２０の開口２２から突出する突起部７１４には、固定部材１０の挿入穴６０が嵌合される。突起部７１４は、固定部材１０の挿入穴６０に挿入されると、固定部材１０の光導波路１２の第２端面１２ｂと突起部７１４の光導波路７１２の第１端面７１２ａが光接合される。
突起部７１４と固定部材１０の第２部分１４が共通した形状を備えている。これにより、固定部材１０と固定部材１０が嵌合する仕組みと同一の仕組みを利用して、光コネクタ７０と固定部材１０を連結することができる。
【００５２】
光コネクタ７０はさらに、外部コネクタ７２と連結するための連結穴７７９ａを備えている。連結穴７７９ａは、固定部材１０の挿入穴６０の形状に略一致した形状を備えている。図７に示すように、外部コネクタ７２は、固定部材１０の第２部分１４の形状に略一致した形状の連結突起７７９ｂを備えている。したがって、固定部材１０と固定部材１０が嵌合する仕組みと同一の仕組みを利用して、光コネクタ７０と外部コネクタ７２を連結することができる。外部コネクタ７２の連結突起７７９ｂは、光コネクタ７０の連結穴７７９ａに挿入されると、光コネクタ７０の第２端面７１２ｂと外部コネクタ７２の光導波路７２１の端面が光接合される。
【００５３】
光コネクタ７０は、ミラー７４を備えている。光コネクタ７０内を伸びる光導波路７１２は、そのミラー７４を介して屈曲する。これにより、光導波路７１２の第１端面７１２ａと第２端面７１２ｂは、光コネクタ７０の表面において、異なる方向に露出する。したがって、図８に示すように、光コネクタ７０は、固定部材１０の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供することができる。
【００５４】
図９に、光コネクタ７０と外部コネクタ７２が、固定部材１０の軸方向回りに回転する様子を示す。
光コネクタ７０の突起部７１４は、円筒状の形状を有している。また、固定部材１０の挿入穴６０は、その円筒状の形状に略一致した形状を有している。このため、図９に示すように、光コネクタ７０は、固定部材１０の軸方向回りに回転することが可能になる。即ち、固定部材１０の光導波路１２の第２端面１２ｂと光コネクタ７０の光導波路７１２の第１端面７１２ａは、その対向方向回りに回転可能に光接合することができる。光コネクタ７０の第１端面７１２ａと固定部材の第２端面１２ｂが対向方向回りに回転可能に光接合できれば、光コネクタ７０の光導波路７１２の第２端面７１２ｂは、固定部材１０の半径方向に向けて様々な角度で露出することができる。したがって、光コネクタ７０は、固定部材１０の光導波路１２と外部との間に、様々な方向に伸びる光通信路を提供することができる。
【００５５】
図６に示すように、光コネクタ７０も、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、突起部７１４の外壁に形成されている接地用第３端子７７２に電気的に接続されている。接地用導線３３の他方の端は、連結穴７７９ａを画定している内壁に形成されている接地用第４端子７７３に電気的に接続されている。接地用導線３３は、光導波路７１２外に設けられており、本体７１５内を貫通して伸びている。
電源用導線３８の一方の端は、突起部７１４の外壁に形成されている電源用第３端子７７１に電気的に接続されている。電源用導線３８の他方の端は、連結穴７７９ａを画定している内壁に形成されている電源用第４端子７７４に電気的に接続されている。電源用導線３８は、光導波路７１２外に設けられており、本体７１５内を貫通して伸びている。
【００５６】
また、図７に示すように、外部コネクタ７２もまた、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、連結突起部７７９ｂの外壁に形成されている接地用連結端子７３２に電気的に接続されている。接地用導線３３の他方の端は、外部に向けて伸びている。
電源用導線３８の一方の端は、連結突起部７７９ｂの外壁に形成されている電源用連結端子７３１に電気的に接続されている。電源用導線３８の他方の端は、外部に向けて伸びている。
【００５７】
図８に示すように、光コネクタ７０を介して固定部材１０と外部コネクタ７２を連結すると、接地用導線３３は、固定部材１０と光コネクタ７０と外部コネクタ７２に亘って電気的に接続される。同様に、電源用導線３８も、固定部材１０と光コネクタ７０と外部コネクタ７２に亘って電気的に接続される。したがって、外部に露出している接地用導線３３及び電源用導線３８に、接地電圧及び電源電圧を供給すれば、光コネクタ７０及び固定部材１０を介して、積層されている複数の回路基板２０に接地電圧及び電源電圧を供給することができる。
【００５８】
図１０及び図１１に、第１変形例の光コネクタ１７０を示す。図１２及び図１３に第２変形例の光コネクタ２７０を示す。なお、光コネクタ７０の構成要素と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。
【００５９】
図１０及び図１１に示す光コネクタ１７０は、前記した光コネクタ７０が設けられている回路基板２０とは反対側の回路基板２０に設けられている。光コネクタ１７０は、固定部材１０と連結するために嵌合穴７６０を備えていることを特徴としている。
嵌合穴７６０は、固定部材１０の挿入穴６０の形状と略一致した形状を備えている。このため、嵌合穴７６０には、固定部材１０の第２部分１４が嵌合される。固定部材１０と固定部材１０が嵌合する仕組みと同一の仕組みを利用して、光コネクタ１７０と固定部材１０を連結することができる。嵌合穴７６０は、固定部材１０の第２部分１４を受入れると、固定部材１０の光導波路１２の第１端面１２ａと光コネクタ１７０の光導波路７１２の第１端面７１２ａが光接合される。
【００６０】
光コネクタ１７０も、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、嵌合穴７６０を画定している内壁に形成されている接地用第５端子７７６に電気的に接続されている。接地用導線３３の他方の端は、連結穴７７９ａを画定している内壁に形成されている接地用第６端子７７８に電気的に接続されている。接地用導線３３は、光導波路７１２外に設けられており、本体７１５内を貫通して伸びている。
電源用導線３８の一方の端は、嵌合穴７６０を画定している内壁に形成されている電源用第５端子７７５に電気的に接続されている。電源用導線３８の他方の端は、連結穴７７９ａを画定している内壁に形成されている電源用第６端子７７７に電気的に接続されている。電源用導線３８は、光導波路７１２外に設けられており、本体７１５内を貫通して伸びている。
これにより、光コネクタ１７０の場合でも、接地用導線３３は、固定部材１０と光コネクタ１７０と外部コネクタ１７２に亘って電気的に接続される。同様に、電源用導線３８も、固定部材１０と光コネクタ１７０と外部コネクタ１７２に亘って電気的に接続される。
【００６１】
図１２及び図１３に示す光コネクタ２７０は、光コネクタ７０と光コネクタ１７０を組合せた構造を備えている。光コネクタ２７０は、積層されている回路基板２０の間の任意の回路基板２０に対して設けることができる。光コネクタ２７０は、光コネクタ７０の構成要素である突起部７１４と連結穴７７９ａを備えている。これにより、光コネクタ２７０は、突起部７１４によって連結される固定部材１０の光導波路１２と、連結穴７７９ａによって連結される外部コネクタ７２の光導波路７２１の間に、光通信路を提供することができる。光コネクタ２７０はさらに、光コネクタ１７０の構成要素である嵌合穴７６０と連結穴７７９ａを備えている。これにより、光コネクタ２７０は、嵌合穴７６０によって連結される固定部材１０の光導波路１２と、連結穴７７９ａによって連結される外部コネクタ７２の光導波路７２１の間に、光通信路を提供することができる。
図１３に示すように、光コネクタ２７０は、一対のミラー１７４ａ、１７４ｂを備えている。これにより、外部コネクタ２０を介して外部から送信された光信号は、軸方向に伸びる光導波路７１２の一方の端面７１２ａと他方の端面７１２ｃから出射することができる。したがって、光コネクタ２７０の上下に積層されている回路基板２０に対して、光信号を伝播することができる。あるいは、一対のミラー１７４ａ、１７４ｂは、光コネクタ２７０の上下に積層されている回路基板２０からの光信号を外部コネクタ２７２に向けて伝播することができる。
なお、一対のミラー１７４ａ、１７４ｂは、ハーフミラーであることが好ましい。この場合、光コネクタ２７０の上下に積層されている回路基板２０の間の光信号の送受信を良好に行うことができる。
また、光コネクタ２７０は、一の回路基板２０と他の回路基板２０を固定する役割も担っている。
【００６２】
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１２を１系統のみにすることで、光通信用の構造が簡単化される。
（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、一の回路基板２０と他の回路基板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。
（４）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の固定部材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の状態に基づいて、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。
（５）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１０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。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エ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って、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。
（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いう情報を付加させることができる。
（７）光信号が、光導波路１２内を選択された方向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に亘って伸びている光導波路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、光導波路が選択された方向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もできる。
【００６３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】モジュールの構成を概略的に示す。
【図２】固定部材の拡大斜視図を概略的に示す。
【図３】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】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】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】光コネクタの断面図を模式的に示す。
【図７】外部コネクタの断面図を模式的に示す。
【図８】固定部材と光コネクタと外部コネクタが連結した状態を示す。
【図９】光コネクタが固定部材の軸方向回りに回転する様子を示す。
【図１０】第１変形例の光コネクタを備えたモジュールの構成を示す。
【図１１】第１変形例の光コネクタの断面図を模式的に示す。
【図１２】第２変形例の光コネクタを備えたモジュールの構成を示す。
【図１３】第２変形例の光コネクタの断面図を模式的に示す。
【符号の説明】
【００６５】
１０：固定部材
１２、７１２、７２１：光導波路
１２ａ、１２ｂ、７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃ：光導波路の端面
１４：第２部分
１５：固定部材の本体
１６：第１部分
１８：固定部材の段差面
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
４２：発光素子
４４、４６、５４、５６：ハーフミラー
４８：第２反射手段
５０：受光部
５２：受光素子
５８：第１反射手段
６０：挿入穴
７０：光コネクタ
７２：外部コネクタ
７４、１７４ａ、１７４ｂ：ミラー
８２：接地用基板端子
８４：発光素子用信号端子
８６：受光素子用信号端子
８８：電源用基板端子
１００：モジュール
７１１：連結手段
７１４：光コネクタの突起部
７１５：光コネクタの本体
７６０：嵌合穴
７７１：電源用第３端子
７７２：接地用第３端子
７７３：接地用第４端子
７７４：電源用第４端子
７７５：電源用第５端子
７７６：接地用第５端子
７７７：電源用第６端子
７７８：接地用第６端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の回路基板が所定距離を隔てて積層されており、その回路基板間に光通信路が提供されているモジュールに関する。本発明はまた、その回路基板間に提供されている光通信路に対して、その光通信路の軸方向と異なる方向から光通信路を提供する光コネクタにも関する。
【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、一の回路基板と他の回路基板が、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。この種のモジュールは、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。特許文献１には、一方の回路基板に設けられた発光素子と他方の回路基板に設けられた受光素子が、積層方向に対峙する位置関係で配置されているモジュールが開示されている。特許文献１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って、回路基板間で光通信を実現する。特許文献１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。
【０００３】
【特許文献１】実開平５−７７９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のモジュールでは、発光素子と受光素子の位置関係を積層方向に一致させることが難しい。特許文献１の技術では、固定部材（特許文献１では支柱という）を介して一の回路基板と他の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を積層方向に一致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、積層方向に一致することができない。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、対峙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。特許文献１の技術では、光通信の安定性が低い。積層された回路基板間で安定した光通信を達成できる光通信路の実現が望まれている。
【０００５】
また、この種のモジュールでは、回路基板間の光通信路と外部との間に、光通信路を提供する必要がある。この光通信路は、回路基板間の光通信路に向けて外部から光信号を送信する場合や、回路基板間の光通信路から外部に向けて光信号を送信する場合に用いられる。この種のモジュールでは、設置するスペースを十分に確保できないことが多い。このため、回路基板間の光通信路と外部との間に設けられる光通信路は、設置するスペースに係る制約を受けることが多い。したがって、回路基板間の光通信路と外部との間に設けられる光通信路は、設置するスペースに係る制約に対応できることが望まれている。
【０００６】
本発明は、積層された回路基板間で安定した光通信を達成する光通信路を提供することを目的とする。本発明はさらに、その回路基板間に提供されている光通信路に対して、その光通信路の軸方向と異なる方向から光通信路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一の回路基板と他の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。本発明はさらに、その固定部材に連結されるとともに、その固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタを提供することを特徴としている。
本発明で提供される固定部材は、一の回路基板と他の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。本発明の固定部材は、特許文献１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、本発明の固定部材は、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、本発明の固定部材を利用すれば、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。
本発明で提供される光コネクタは、ミラーを備えている。光コネクタ内を伸びる光導波路は、そのミラーを介して屈曲する。これにより、光導波路の一方の端面と他方の端面は、光コネクタの表面において、異なる方向に露出する。したがって、光コネクタは、固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供することができる。光コネクタは、回路基板間の光通信路と外部との間に、様々な方向に伸びる光通信路を提供することができる。光コネクタは、モジュールが設置されるスペースの制約を緩和し、回路基板間の光通信路と外部との間に光通信路を提供することができる。
本発明の固定部材と光コネクタを利用することによって、積層された回路基板間で安定した光通信が達成されるとともに、その回路基板間の光通信路と外部との間に光通信路が提供されたモジュールを実現することができる。
なお、本発明の技術は、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。本発明の技術範囲は、光信号の種類に限定されるものではない。
【０００８】
本発明の一つのモジュールは、複数枚の回路基板と、その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と、その固定部材に連結されるとともにその固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタを備えている。本発明の固定部材は、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いる。本発明の光コネクタは、本体と、その本体内に設けられているミラーと、その本体の表面の一部に露出している第１端面から、ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面の一部に露出している第２端面まで伸びている光導波路を備えている。本発明の光コネクタはさらに、その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段を備えている。ここで、「光接合する」とは、光コネクタの光導波路の第１端面と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。
本発明で創作された固定部材は、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。本発明の固定部材は、一の回路基板と他の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、本発明の固定部材は、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。本発明の固定部材は、一の回路基板と他の回路基板を光通信可能に固定することができる。
本発明で創作された光コネクタは、光コネクタ内を伸びる光導波路をミラーを介して屈曲させることによって、光導波路の一方の第１端面と他方の第２端面を、光コネクタの表面において、異なる方向に露出させることができる。これにより、光コネクタは、固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供することができる。
本発明のモジュールは、固定部材と光コネクタを備えている。これにより、本発明のモジュールは、積層された回路基板間で安定した光通信を達成するとともに、回路基板間の光通信路と外部との間に光通信路を提供することができる。
【０００９】
本発明の光コネクタの連結手段は、固定部材と連結するときに、第１端面とその固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの少なくとも複数の角度で光接合する機構を有していることが好ましい。なお、ここでいう機構には、光コネクタの光導波路の第１端面と固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りに回転可能に光接合するものも含まれる。
光コネクタの光導波路の第１端面と固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの複数の角度から選択された角度で光接合すると、光コネクタの光導波路の第２端面は、固定部材の半径方向に向けて複数の角度から選択された角度で露出する。本発明の光コネクタは、回路基板間の光通信路と外部との間に、複数の方向に伸び得る光通信路を提供することができる。
【００１０】
本発明の固定部材及び／又は光コネクタの光導波路は、プラスチックファイバーを備えていることが好ましい。
プラスチックファイバーは、可塑性を有しており、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及び／又は光コネクタを形成し得る。
【００１１】
本発明の固定部材の本体は、外径が大きい第１部分と、外径が小さい第２部分を備えていることが好ましい。これにより、本発明の固定部材の本体は、その第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している。
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、一の回路基板と他の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。
【００１２】
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。これにより、光導波路は、複数の固定部材を亘って伸びることができる。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って光信号を伝播させることができる。
【００１３】
固定部材は、固定部材の挿入穴を画定する内壁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部分の外壁の少なくとも一部に形成されている第２端子を備えているのが好ましい。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いる。
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っ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。その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。
【００１４】
本発明の光コネクタの連結手段は、固定部材の第２部分の形状に略一致した形状の突起部、及び／又は固定部材の挿入穴の形状に略一致した形状の嵌合穴を備えているのが好ましい。連結手段が突起部を備えている場合は、固定部材の挿入穴に突起部を挿入すると、固定部材の光導波路の端面と突起部の第１端面が光接合されることを特徴としている。連結手段が嵌合穴を備えている場合は、嵌合穴が固定部材の第２部分を受入れると、固定部材の光導波路の端面と嵌合穴の第１端面が光接合されることを特徴としている。
上記の態様によると、光コネクタの連結手段は、固定部材の第２部分及び／又は挿入穴と共通した形状を備えている。これにより、固定部材と固定部材が嵌合する仕組みと同一の仕組みを利用して、光コネクタと固定部材を嵌合することができる。嵌合する仕組みを共通化することによって、使用者の利便性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の光コネクタの連結手段は、固定部材の第２部分の形状に略一致した形状の突起部、及び／又は固定部材の挿入穴の形状に略一致した形状の嵌合穴を備えているのが好ましい。さらに、本発明の光コネクタは、固定部材が第１端子、第２端子及び導線の組合せを備えている場合には、以下の構成をさらに備えているのが好ましい。
本発明の光コネクタは、連結手段が突起部を備えている場合には、その突起部の外壁の少なくとも一部に形成されている第３端子と、突起部以外の本体の表面に形成されている第４端子と、光導波路外に設けられており、第３端子と第４端子を電気的に接続する導線をさらに備えているのが好ましい。この場合、固定部材の挿入穴に突起部を挿入すると、固定部材の光導波路の端面と突起部の第１端面が光接合されるとともに、固定部材の第１端子と突起部の第３端子が電気的に接続されることを特徴としている。
本発明の光コネクタは、連結手段が嵌合穴を備えている場合には、その嵌合穴を画定する内壁の少なくとも一部に形成されている第５端子と、嵌合穴以外の本体の表面の一部に形成されている第６端子と、光導波路外に設けられており、第５端子と第６端子を電気的に接続する導線をさらに備えているのが好ましい。この場合、嵌合穴が固定部材の第２部分を受入れると、固定部材の光導波路の端面と嵌合穴の第１端面が光接合されるとともに、固定部材の第２端子と嵌合穴の第５端子が電気的に接続されることを特徴としている。
これにより、固定部材と光コネクタを連結すると、固定部材の導線と光コネクタの導線が電気的に接続され、固定部材と光コネクタの両者に亘って伸びる導線を得ることができる。
【００１６】
本発明の固定部材の第２部分及び光コネクタの連結手段の突起部は、円筒状の形状を有しているのが好ましい。本発明の固定部材の挿入穴及び光コネクタの連結手段の嵌合穴は、その円筒状の形状に略一致した形状を有していることが好ましい。
これにより、固定部材の光導波路の端面と光コネクタの光導波路の第１端面は、その対向方向回りに回転可能に光接合することができる。光コネクタは、回路基板間の光通信路と外部との間に、様々な方向に伸び得る光通信路を提供することができる。
【００１７】
本発明の固定部材が、第１端子、第２端子及び導線の組合せを備えている場合、その組合せの複数個が固定部材に形成されているのが好ましい。そのうちの少なくとも一つの組合せは接地電圧用であり、そのうちの少なくとも一つの組合せは電源電圧用であることが好ましい。
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。
【００１８】
本発明の固定部材は、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。
【００１９】
第１反射手段にハーフミラーを利用することが好ましい。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反射手段にハーフミラーを利用すると、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反射手段にハーフミラーを利用すれば、複数の固定部材に亘って伸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って光信号を伝播することができる。第１反射手段にハーフミラーを利用すると、複数の固定部材に亘って伸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することができる。
【００２０】
第１反射手段に一対のハーフミラーを利用することが好ましい。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反射手段に一対のハーフミラーを利用すると、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反射手段に一対のハーフミラーを利用すると、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きる。
【００２１】
固定部材の表面に、受光素子に接続されている接続線の端部が露出していることが好ましい。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。
【００２２】
本発明の固定部材は、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。
【００２３】
第２反射手段にハーフミラーを利用することが好ましい。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いる。
第２反射手段にハーフミラーを利用すると、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。
【００２４】
第２反射手段は、一対のハーフミラーを利用するのが好ましい。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反射手段に一対のハーフミラーを利用すると、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反射手段に一対のハーフミラーを利用すると、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。
【００２５】
固定部材の表面に、発光素子に接続されている接続線の端部が露出していることが好ましい。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。
【００２６】
本発明の他の一つのモジュールは、複数枚の回路基板と、その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と、その固定部材に連結されるとともにその固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタを備えている。
本発明の光コネクタは、本体と、その本体内に設けられているミラーと、その本体の表面の一部に露出している第１端面から、ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面の一部に露出している第２端面まで伸びている光導波路を備えている。本発明の光コネクタはさらに、その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段を備えている。
本発明のシリーズ化された固定部材は、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固定部材から第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光導波路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固定部材から第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。他の回路基板から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固定部材から第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】
【００２７】
本発明で提供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。本発明の固定部材によれば、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、本発明の固定部材は、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。
本発明で提供される光コネクタには、ミラーが設けられている。光コネクタ内を伸びる光導波路は、そのミラーを介して屈曲する。これにより、光導波路の一方の端面と他方の端面は、光コネクタの表面において、異なる方向に露出する。したがって、光コネクタは、固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供することができる。
本発明の固定部材と光コネクタを利用することによって、積層された回路基板間で安定した光通信が達成されるとともに、その回路基板間の光通信路と外部との間に光通信路が提供されたモジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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、ガラスファイバー等が利用される。光信号の伝播距離が短いので、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しい。
（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／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。
【実施例】
【００２９】
（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、その複数枚の回路基板２０を所定距離を隔てて固定するとともに回路基板２０の間に光通信路を提供する固定部材１０と、その固定部材１０に連結されるとともにその固定部材１０の軸方向（Ｙ方向）とは異なる方向（Ｘ方向）に光通信路を提供する光コネクタ７０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されている。一の回路基板２０と他の回路基板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。光コネクタ７０は、モジュール１００の外部に設けられている外部コネクタ７２と固定部材１０を連結している。なお、図１では、明瞭化のために、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。
【００３０】
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（Ｙ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、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。
【００３１】
固定部材１０は、一の回路基板２０と他の回路基板２０を機械的に固定する役割を担っている。固定部材１０は、後述するように、軸方向に伸びる光導波路１２を備えている。このため、固定部材１０は、他の固定部材１０と連結したときに、光信号を伝播する光導波路１２を回路基板２０の間に提供する役割も担っている。
光コネクタ７０は、回路基板２０のうち最も外側に配置されている回路基板２０に設けられている。光コネクタ７０の一部もまた、回路基板２０の開口２２に挿入されている。光コネクタ７０は、開口２２を通して固定部材１０と軸方向（Ｙ方向）に連結されている。光コネクタ７０はまた、Ｘ方向において、外部コネクタ７２と連結されている。光コネクタ７０は、後述するように、屈曲する光導波路７１２を備えている。光コネクタ７０は、固定部材１０と外部コネクタ７２を連結することによって、固定部材１０の光導波路１２と外部コネクタ７２の光導波路７２１の間に、屈曲する光導波路７１２を提供する。
【００３２】
まず、固定部材１０に関して説明する。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１２ｂは、本体１５の他方の端面に露出している。光導波路１２は、プラスチックファイバーを備えている。プラスチックファイバーは、可塑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。
【００３３】
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２０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１６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、一の固定部材１０と他の固定部材１０は嵌合される）。これにより、回路基板２０は、一の固定部材１０と他の固定部材１０によって狭持される。一の固定部材１０と他の固定部材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。
【００３４】
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１０Ａ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、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、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。
【００３５】
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内を紙面上側から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５２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、選択された方向に伝播する光信号のみを受光することができる。
【００３６】
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。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、アノードとカソードの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いる。
【００３７】
発光部４０は、発光素子４２と第２反射手段４８を備えている。
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から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。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、アノードとカソードの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いる。
【００３８】
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、ハーフミラー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。一対のハーフミラー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１２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、一対のハーフミラー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、選択された方向にのみ光信号を供給することができる。
【００３９】
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、バ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１０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に亘って伸びることができる。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。
【００４０】
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を画定している内壁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の外壁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を画定している内壁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部分の外壁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、ばね性の金属端子又は板状の金属端子などが用いられている。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。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、接地用基板端子８２を介して電気的に接続されている。接地用基板端子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。
【００４１】
電源用導線３８の一方の端は、第１部分１６の挿入穴６０を画定している内壁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の外壁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を画定している内壁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部分の外壁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、ばね性の金属端子又は板状の金属端子などが用いられている。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。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、電源用基板端子８８を介して電気的に接続されている。電源用基板端子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。
【００４２】
第１部分１６の挿入穴６０を画定している内壁に形成されている接地用第１端子３５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の外壁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１０Ａ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。
【００４３】
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、又は接地用基板端子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、接地用基板端子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、又は電源用基板端子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、電源用基板端子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１０において、接地用基板端子８２と電源用基板端子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。
【００４４】
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、接地用基板端子８２と電源用基板端子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は備えているが発光部４０を備えていない固定部材や、発光部４０は備えているが受光部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。
【００４５】
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。
【００４６】
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も発光素子４２も備えていない固定部材１０（１０Ｂ）が利用される。
【００４７】
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。
【００４８】
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、一の回路基板２０と他の回路基板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いる。固定部材１０は、一の回路基板２０と他の回路基板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、複数個の固定部材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、複数個の固定部材１０に亘って伸びる光導波路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１２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、受光部５０及び発光部４０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、一の固定部材１０と他の固定部材１０を連結すれば、受光部５０及び発光部４０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。
【００４９】
次に、光コネクタ７０に関して説明する。図6に、光コネクタ７０の断面図を模式的に示す。図７に、外部コネクタ７２の断面図を模式的に示す。図８に、固定部材１０と光コネクタ７０と外部コネクタ７２が連結した状態を示す。モジュール１００では、設置するスペースを十分に確保できないことが多い。このため、固定部材１０と外部コネクタ７２の間に光通信路を提供するときに、光コネクタ７０を利用して、固定部材１０と外部コネクタ７２を様々な角度で連結する仕組みは有用である。
【００５０】
図６に示すように、光コネクタ７０は、本体７１５と、その本体７１５内に設けられているミラー７４と、本体を貫通して伸びている光導波路７１２を備えている。光導波路７１２は、一方端に形成されている第１端面７１２ａと、他方端に形成されている第２端面７１２ｂを備えている。第１端面７１２ａは、本体７１５の表面の一部に形成されており、外部に露出している。第２端面７１２ｂは、第１端面７１２ａが形成されている表面とは非平行な本体７１５の表面の一部に形成されており、外部に露出している。光導波路７１２は、第１端面７１２ａから、ミラー７４を介して屈曲し、第２端面７１２ｂまで伸びている。ミラー７４の利用は、光コネクタ７０を小型にする場合に特に有効である。仮に、ミラー７４を利用しないで光コネクタ７０を小型にすると、光導波路７１２は、第１端面７１２ａと第２端面７１２ｂの間で大きな曲率を持つことになる。この場合、光導波路７１２から漏れる光の割合が増大し、光損失が増大してしまう。一方、本実施例のように、ミラー７４が設けられていると、ミラー７４は、光損失の増大を抑制しながら、光導波路７１２を様々な角度に屈曲することができる。小型にした光コネクタ７０では、ミラー７４を利用することが極めて有効である。また、光導波路７１２は、プラスチックファイバーを備えている。プラスチックファイバーは、可塑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光コネクタ７０を得ることができる。多様な形状の光コネクタ７０では、様々な角度から光導波路７１２を露出させたいことが多い。したがって、プラスチックファイバーの光導波路７１２とミラー７４の組合せは、小型で多様な形状の光コネクタ７０を提供する場合に極めて有効である。
【００５１】
光コネクタ７０はさらに、固定部材１０と連結するための連結手段７１１を備えている。連結手段７１１は、固定部材１０の第２部分１４の形状に略一致した形状の突起部７１４を備えている。突起部７１４の頂面には、第１端面７１２ａが露出している。突起部７１４の外径は、残部の本体７１５よりも小さく調整されている。連結手段７１１はさらに、突起部７１４と残部の本体７１５の間に形成されている段差面７１８を備えている。突起部７１４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。残部の本体７１５の外径は、図１に示す回路基板２０の開口２２の径よりも大きく調整されている。これにより、光コネクタ７０の突起部７１４は、回路基板１０の開口２２を通過することができる。一方、光コネクタ７０の残部の本体７１５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、光コネクタ７０を回路基板２０の開口２２に挿入すると、光コネクタ７０の段差面７１８に回路基板２０の裏面が接触する。回路基板２０の開口２２から突出する突起部７１４には、固定部材１０の挿入穴６０が嵌合される。突起部７１４は、固定部材１０の挿入穴６０に挿入されると、固定部材１０の光導波路１２の第２端面１２ｂと突起部７１４の光導波路７１２の第１端面７１２ａが光接合される。
突起部７１４と固定部材１０の第２部分１４が共通した形状を備えている。これにより、固定部材１０と固定部材１０が嵌合する仕組みと同一の仕組みを利用して、光コネクタ７０と固定部材１０を連結することができる。
【００５２】
光コネクタ７０はさらに、外部コネクタ７２と連結するための連結穴７７９ａを備えている。連結穴７７９ａは、固定部材１０の挿入穴６０の形状に略一致した形状を備えている。図７に示すように、外部コネクタ７２は、固定部材１０の第２部分１４の形状に略一致した形状の連結突起７７９ｂを備えている。したがって、固定部材１０と固定部材１０が嵌合する仕組みと同一の仕組みを利用して、光コネクタ７０と外部コネクタ７２を連結することができる。外部コネクタ７２の連結突起７７９ｂは、光コネクタ７０の連結穴７７９ａに挿入されると、光コネクタ７０の第２端面７１２ｂと外部コネクタ７２の光導波路７２１の端面が光接合される。
【００５３】
光コネクタ７０は、ミラー７４を備えている。光コネクタ７０内を伸びる光導波路７１２は、そのミラー７４を介して屈曲する。これにより、光導波路７１２の第１端面７１２ａと第２端面７１２ｂは、光コネクタ７０の表面において、異なる方向に露出する。したがって、図８に示すように、光コネクタ７０は、固定部材１０の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供することができる。
【００５４】
図９に、光コネクタ７０と外部コネクタ７２が、固定部材１０の軸方向回りに回転する様子を示す。
光コネクタ７０の突起部７１４は、円筒状の形状を有している。また、固定部材１０の挿入穴６０は、その円筒状の形状に略一致した形状を有している。このため、図９に示すように、光コネクタ７０は、固定部材１０の軸方向回りに回転することが可能になる。即ち、固定部材１０の光導波路１２の第２端面１２ｂと光コネクタ７０の光導波路７１２の第１端面７１２ａは、その対向方向回りに回転可能に光接合することができる。光コネクタ７０の第１端面７１２ａと固定部材の第２端面１２ｂが対向方向回りに回転可能に光接合できれば、光コネクタ７０の光導波路７１２の第２端面７１２ｂは、固定部材１０の半径方向に向けて様々な角度で露出することができる。したがって、光コネクタ７０は、固定部材１０の光導波路１２と外部との間に、様々な方向に伸びる光通信路を提供することができる。
【００５５】
図６に示すように、光コネクタ７０も、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、突起部７１４の外壁に形成されている接地用第３端子７７２に電気的に接続されている。接地用導線３３の他方の端は、連結穴７７９ａを画定している内壁に形成されている接地用第４端子７７３に電気的に接続されている。接地用導線３３は、光導波路７１２外に設けられており、本体７１５内を貫通して伸びている。
電源用導線３８の一方の端は、突起部７１４の外壁に形成されている電源用第３端子７７１に電気的に接続されている。電源用導線３８の他方の端は、連結穴７７９ａを画定している内壁に形成されている電源用第４端子７７４に電気的に接続されている。電源用導線３８は、光導波路７１２外に設けられており、本体７１５内を貫通して伸びている。
【００５６】
また、図７に示すように、外部コネクタ７２もまた、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、連結突起部７７９ｂの外壁に形成されている接地用連結端子７３２に電気的に接続されている。接地用導線３３の他方の端は、外部に向けて伸びている。
電源用導線３８の一方の端は、連結突起部７７９ｂの外壁に形成されている電源用連結端子７３１に電気的に接続されている。電源用導線３８の他方の端は、外部に向けて伸びている。
【００５７】
図８に示すように、光コネクタ７０を介して固定部材１０と外部コネクタ７２を連結すると、接地用導線３３は、固定部材１０と光コネクタ７０と外部コネクタ７２に亘って電気的に接続される。同様に、電源用導線３８も、固定部材１０と光コネクタ７０と外部コネクタ７２に亘って電気的に接続される。したがって、外部に露出している接地用導線３３及び電源用導線３８に、接地電圧及び電源電圧を供給すれば、光コネクタ７０及び固定部材１０を介して、積層されている複数の回路基板２０に接地電圧及び電源電圧を供給することができる。
【００５８】
図１０及び図１１に、第１変形例の光コネクタ１７０を示す。図１２及び図１３に第２変形例の光コネクタ２７０を示す。なお、光コネクタ７０の構成要素と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。
【００５９】
図１０及び図１１に示す光コネクタ１７０は、前記した光コネクタ７０が設けられている回路基板２０とは反対側の回路基板２０に設けられている。光コネクタ１７０は、固定部材１０と連結するために嵌合穴７６０を備えていることを特徴としている。
嵌合穴７６０は、固定部材１０の挿入穴６０の形状と略一致した形状を備えている。このため、嵌合穴７６０には、固定部材１０の第２部分１４が嵌合される。固定部材１０と固定部材１０が嵌合する仕組みと同一の仕組みを利用して、光コネクタ１７０と固定部材１０を連結することができる。嵌合穴７６０は、固定部材１０の第２部分１４を受入れると、固定部材１０の光導波路１２の第１端面１２ａと光コネクタ１７０の光導波路７１２の第１端面７１２ａが光接合される。
【００６０】
光コネクタ１７０も、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、嵌合穴７６０を画定している内壁に形成されている接地用第５端子７７６に電気的に接続されている。接地用導線３３の他方の端は、連結穴７７９ａを画定している内壁に形成されている接地用第６端子７７８に電気的に接続されている。接地用導線３３は、光導波路７１２外に設けられており、本体７１５内を貫通して伸びている。
電源用導線３８の一方の端は、嵌合穴７６０を画定している内壁に形成されている電源用第５端子７７５に電気的に接続されている。電源用導線３８の他方の端は、連結穴７７９ａを画定している内壁に形成されている電源用第６端子７７７に電気的に接続されている。電源用導線３８は、光導波路７１２外に設けられており、本体７１５内を貫通して伸びている。
これにより、光コネクタ１７０の場合でも、接地用導線３３は、固定部材１０と光コネクタ１７０と外部コネクタ１７２に亘って電気的に接続される。同様に、電源用導線３８も、固定部材１０と光コネクタ１７０と外部コネクタ１７２に亘って電気的に接続される。
【００６１】
図１２及び図１３に示す光コネクタ２７０は、光コネクタ７０と光コネクタ１７０を組合せた構造を備えている。光コネクタ２７０は、積層されている回路基板２０の間の任意の回路基板２０に対して設けることができる。光コネクタ２７０は、光コネクタ７０の構成要素である突起部７１４と連結穴７７９ａを備えている。これにより、光コネクタ２７０は、突起部７１４によって連結される固定部材１０の光導波路１２と、連結穴７７９ａによって連結される外部コネクタ７２の光導波路７２１の間に、光通信路を提供することができる。光コネクタ２７０はさらに、光コネクタ１７０の構成要素である嵌合穴７６０と連結穴７７９ａを備えている。これにより、光コネクタ２７０は、嵌合穴７６０によって連結される固定部材１０の光導波路１２と、連結穴７７９ａによって連結される外部コネクタ７２の光導波路７２１の間に、光通信路を提供することができる。
図１３に示すように、光コネクタ２７０は、一対のミラー１７４ａ、１７４ｂを備えている。これにより、外部コネクタ２０を介して外部から送信された光信号は、軸方向に伸びる光導波路７１２の一方の端面７１２ａと他方の端面７１２ｃから出射することができる。したがって、光コネクタ２７０の上下に積層されている回路基板２０に対して、光信号を伝播することができる。あるいは、一対のミラー１７４ａ、１７４ｂは、光コネクタ２７０の上下に積層されている回路基板２０からの光信号を外部コネクタ２７２に向けて伝播することができる。
なお、一対のミラー１７４ａ、１７４ｂは、ハーフミラーであることが好ましい。この場合、光コネクタ２７０の上下に積層されている回路基板２０の間の光信号の送受信を良好に行うことができる。
また、光コネクタ２７０は、一の回路基板２０と他の回路基板２０を固定する役割も担っている。
【００６２】
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１２を１系統のみにすることで、光通信用の構造が簡単化される。
（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、一の回路基板２０と他の回路基板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。
（４）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の固定部材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の状態に基づいて、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。
（５）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１０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。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エ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って、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。
（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いう情報を付加させることができる。
（７）光信号が、光導波路１２内を選択された方向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に亘って伸びている光導波路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、光導波路が選択された方向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もできる。
【００６３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】モジュールの構成を概略的に示す。
【図２】固定部材の拡大斜視図を概略的に示す。
【図３】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】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】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】光コネクタの断面図を模式的に示す。
【図７】外部コネクタの断面図を模式的に示す。
【図８】固定部材と光コネクタと外部コネクタが連結した状態を示す。
【図９】光コネクタが固定部材の軸方向回りに回転する様子を示す。
【図１０】第１変形例の光コネクタを備えたモジュールの構成を示す。
【図１１】第１変形例の光コネクタの断面図を模式的に示す。
【図１２】第２変形例の光コネクタを備えたモジュールの構成を示す。
【図１３】第２変形例の光コネクタの断面図を模式的に示す。
【符号の説明】
【００６５】
１０：固定部材
１２、７１２、７２１：光導波路
１２ａ、１２ｂ、７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃ：光導波路の端面
１４：第２部分
１５：固定部材の本体
１６：第１部分
１８：固定部材の段差面
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
４２：発光素子
４４、４６、５４、５６：ハーフミラー
４８：第２反射手段
５０：受光部
５２：受光素子
５８：第１反射手段
６０：挿入穴
７０：光コネクタ
７２：外部コネクタ
７４、１７４ａ、１７４ｂ：ミラー
８２：接地用基板端子
８４：発光素子用信号端子
８６：受光素子用信号端子
８８：電源用基板端子
１００：モジュール
７１１：連結手段
７１４：光コネクタの突起部
７１５：光コネクタの本体
７６０：嵌合穴
７７１：電源用第３端子
７７２：接地用第３端子
７７３：接地用第４端子
７７４：電源用第４端子
７７５：電源用第５端子
７７６：接地用第５端子
７７７：電源用第６端子
７７８：接地用第６端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の回路基板と、
その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と、
その固定部材に連結されるとともに、その固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタと、を備えているモジュールであって、
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、
光コネクタは、
本体と、
その本体内に設けられているミラーと、
その本体の表面の一部に露出している第１端面から、前記ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面に露出している第２端面まで伸びている光導波路と、
その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段と、
を備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項２】
光コネクタの連結手段は、固定部材と連結するときに、第１端面とその固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの少なくとも複数の角度で光接合する機構を有していることを特徴とする請求項１のモジュール。
【請求項３】
固定部材及び／又は光コネクタの光導波路は、プラスチックファイバーを備えていることを特徴とする請求項１又は２のモジュール。
【請求項４】
固定部材の本体は、
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、
その第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１〜３のいずれかのモジュール。
【請求項５】
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おり、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４のモジュール。
【請求項６】
固定部材は、
固定部材の挿入穴を画定する内壁の少なくとも一部に形成されている第１端子と、
第２部分の外壁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５のモジュール。
【請求項７】
光コネクタの連結手段は、
固定部材の第２部分の形状に略一致した形状の突起部、及び／又は固定部材の挿入穴の形状に略一致した形状の嵌合穴を備えており、
連結手段が突起部を備えている場合は、固定部材の挿入穴に突起部を挿入すると、固定部材の光導波路の端面と突起部の第１端面が光接合されることを特徴としており、
連結手段が嵌合穴を備えている場合は、嵌合穴が固定部材の第２部分を受入れると、固定部材の光導波路の端面と嵌合穴の第１端面が光接合されることを特徴とする請求項５又は６のモジュール。
【請求項８】
光コネクタの連結手段は、
固定部材の第２部分の形状に略一致した形状の突起部、及び／又は固定部材の挿入穴の形状に一致した形状の嵌合穴を備えており、
光コネクタは、連結手段が突起部を備えている場合には、
その突起部の外壁の少なくとも一部に形成されている第３端子と、
その突起部以外の本体の表面の一部に形成されている第４端子と、
光導波路外に設けられており、第３端子と第４端子を電気的に接続する導線をさらに備えており、
固定部材の挿入穴に突起部を挿入すると、固定部材の光導波路の端面と突起部の第１端面が光接合されるとともに、固定部材の第１端子と突起部の第３端子が電気的に接続されることを特徴としており、
光コネクタは、連結手段が嵌合穴を備えている場合には、
その嵌合穴を画定する内壁の少なくとも一部に形成されている第５端子と、
嵌合穴以外の本体の表面の一部に形成されている第６端子と、
光導波路外に設けられており、第５端子と第６端子を電気的に接続する導線をさらに備えており、
嵌合穴が固定部材の第２部分を受入れると、固定部材の光導波路の端面と嵌合穴の第１端面が光接合されるとともに、固定部材の第２端子と嵌合穴の第５端子が電気的に接続されることを特徴としている請求項６のモジュール。
【請求項９】
固定部材の第２部分及び光コネクタの連結手段の突起部は、円筒状の形状を有しており、
固定部材の挿入穴及び光コネクタの連結手段の嵌合穴は、その円筒状の形状に略一致した形状を有していることを特徴とする請求項７又は８のモジュール。
【請求項１０】
第１端子、第２端子及び導線の組合せは、複数個が固定部材に形成されており、そのうちの少なくとも一つの組合せは接地電圧用であり、そのうちの少なくとも一つの組合せは電源電圧用であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかのモジュール。
【請求項１１】
前記固定部材は、
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のいずれかのモジュール。
【請求項１２】
前記固定部材の第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１１のモジュール。
【請求項１３】
前記固定部材の第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１２のモジュール。
【請求項１４】
前記固定部材の表面に、受光素子に接続されている接続線の端部が露出しており、
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１１〜１３のいずれかのモジュール。
【請求項１５】
前記固定部材は、
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反射手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかのモジュール。
【請求項１６】
前記固定部材の第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１５のモジュール。
【請求項１７】
前記固定部材の第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する請求項１６のモジュール。
【請求項１８】
前記固定部材の表面に、発光素子に接続されている接続線の端部が露出しており、
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１５〜１７のいずれかのモジュール。
【請求項１９】
複数枚の回路基板と、
その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と、
その固定部材に連結されるとともに、その固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタと、を有するモジュールであって、
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固定部材から第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、
他の回路基板から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しており、
光コネクタは、
本体と、
その本体内に設けられているミラーと、
その本体の表面の一部に露出している第１端面から、前記ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面の一部に露出している第２端面まで伸びている光導波路と、
その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段と、
を備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項２０】
光コネクタの連結手段は、固定部材と連結するときに、第１端面とその固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの少なくとも複数の角度で光接合する機構を有していることを特徴とする請求項１９のモジュール。
【請求項２１】
複数枚の回路基板が固定部材を介して積層されており、その固定部材には光導波路が貫通して伸びており、その光導波路を利用して回路基板間に光通信路が提供されているモジュール用の光コネクタであって、
本体と、
その本体内に設けられているミラーと、
その本体の表面の一部に露出している第１端面から、前記ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面の一部に露出している第２端面まで伸びている光導波路と、
その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が前記固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段と、を備えている光コネクタ。
【請求項２２】
光コネクタの連結手段は、固定部材と連結するときに、第１端面とその固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの少なくとも複数の角度で光接合する機構を有していることを特徴とする請求項２１の光コネクタ。
【請求項１】
複数枚の回路基板と、
その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と、
その固定部材に連結されるとともに、その固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタと、を備えているモジュールであって、
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、
光コネクタは、
本体と、
その本体内に設けられているミラーと、
その本体の表面の一部に露出している第１端面から、前記ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面に露出している第２端面まで伸びている光導波路と、
その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段と、
を備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項２】
光コネクタの連結手段は、固定部材と連結するときに、第１端面とその固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの少なくとも複数の角度で光接合する機構を有していることを特徴とする請求項１のモジュール。
【請求項３】
固定部材及び／又は光コネクタの光導波路は、プラスチックファイバーを備えていることを特徴とする請求項１又は２のモジュール。
【請求項４】
固定部材の本体は、
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、
その第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１〜３のいずれかのモジュール。
【請求項５】
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おり、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４のモジュール。
【請求項６】
固定部材は、
固定部材の挿入穴を画定する内壁の少なくとも一部に形成されている第１端子と、
第２部分の外壁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５のモジュール。
【請求項７】
光コネクタの連結手段は、
固定部材の第２部分の形状に略一致した形状の突起部、及び／又は固定部材の挿入穴の形状に略一致した形状の嵌合穴を備えており、
連結手段が突起部を備えている場合は、固定部材の挿入穴に突起部を挿入すると、固定部材の光導波路の端面と突起部の第１端面が光接合されることを特徴としており、
連結手段が嵌合穴を備えている場合は、嵌合穴が固定部材の第２部分を受入れると、固定部材の光導波路の端面と嵌合穴の第１端面が光接合されることを特徴とする請求項５又は６のモジュール。
【請求項８】
光コネクタの連結手段は、
固定部材の第２部分の形状に略一致した形状の突起部、及び／又は固定部材の挿入穴の形状に一致した形状の嵌合穴を備えており、
光コネクタは、連結手段が突起部を備えている場合には、
その突起部の外壁の少なくとも一部に形成されている第３端子と、
その突起部以外の本体の表面の一部に形成されている第４端子と、
光導波路外に設けられており、第３端子と第４端子を電気的に接続する導線をさらに備えており、
固定部材の挿入穴に突起部を挿入すると、固定部材の光導波路の端面と突起部の第１端面が光接合されるとともに、固定部材の第１端子と突起部の第３端子が電気的に接続されることを特徴としており、
光コネクタは、連結手段が嵌合穴を備えている場合には、
その嵌合穴を画定する内壁の少なくとも一部に形成されている第５端子と、
嵌合穴以外の本体の表面の一部に形成されている第６端子と、
光導波路外に設けられており、第５端子と第６端子を電気的に接続する導線をさらに備えており、
嵌合穴が固定部材の第２部分を受入れると、固定部材の光導波路の端面と嵌合穴の第１端面が光接合されるとともに、固定部材の第２端子と嵌合穴の第５端子が電気的に接続されることを特徴としている請求項６のモジュール。
【請求項９】
固定部材の第２部分及び光コネクタの連結手段の突起部は、円筒状の形状を有しており、
固定部材の挿入穴及び光コネクタの連結手段の嵌合穴は、その円筒状の形状に略一致した形状を有していることを特徴とする請求項７又は８のモジュール。
【請求項１０】
第１端子、第２端子及び導線の組合せは、複数個が固定部材に形成されており、そのうちの少なくとも一つの組合せは接地電圧用であり、そのうちの少なくとも一つの組合せは電源電圧用であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかのモジュール。
【請求項１１】
前記固定部材は、
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のいずれかのモジュール。
【請求項１２】
前記固定部材の第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１１のモジュール。
【請求項１３】
前記固定部材の第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１２のモジュール。
【請求項１４】
前記固定部材の表面に、受光素子に接続されている接続線の端部が露出しており、
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１１〜１３のいずれかのモジュール。
【請求項１５】
前記固定部材は、
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反射手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかのモジュール。
【請求項１６】
前記固定部材の第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１５のモジュール。
【請求項１７】
前記固定部材の第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する請求項１６のモジュール。
【請求項１８】
前記固定部材の表面に、発光素子に接続されている接続線の端部が露出しており、
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１５〜１７のいずれかのモジュール。
【請求項１９】
複数枚の回路基板と、
その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と、
その固定部材に連結されるとともに、その固定部材の軸方向とは異なる方向に光通信路を提供する光コネクタと、を有するモジュールであって、
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固定部材から第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、
他の回路基板から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しており、
光コネクタは、
本体と、
その本体内に設けられているミラーと、
その本体の表面の一部に露出している第１端面から、前記ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面の一部に露出している第２端面まで伸びている光導波路と、
その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段と、
を備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項２０】
光コネクタの連結手段は、固定部材と連結するときに、第１端面とその固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの少なくとも複数の角度で光接合する機構を有していることを特徴とする請求項１９のモジュール。
【請求項２１】
複数枚の回路基板が固定部材を介して積層されており、その固定部材には光導波路が貫通して伸びており、その光導波路を利用して回路基板間に光通信路が提供されているモジュール用の光コネクタであって、
本体と、
その本体内に設けられているミラーと、
その本体の表面の一部に露出している第１端面から、前記ミラーを介して屈曲し、その第１端面に対して非平行な本体の表面の一部に露出している第２端面まで伸びている光導波路と、
その第１端面を含んで形成されており、その第１端面が前記固定部材の光導波路の端面に光接合する状態で、その固定部材に連結する機構を有する連結手段と、を備えている光コネクタ。
【請求項２２】
光コネクタの連結手段は、固定部材と連結するときに、第１端面とその固定部材の光導波路の端面が、その対向方向回りの少なくとも複数の角度で光接合する機構を有していることを特徴とする請求項２１の光コネクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２５６４７０（Ｐ２００７−２５６４７０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７８８６９（Ｐ２００６−７８８６９）
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２２７９９５）タイコエレクトロニクスアンプ株式会社 (340)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２２７９９５）タイコエレクトロニクスアンプ株式会社 (340)
【Ｆターム（参考）】
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