CN104035167B - 带连接器的线缆以及带连接器的线缆的制造方法 - Google Patents

带连接器的线缆以及带连接器的线缆的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明是带连接器的线缆,具备:线缆,其具有用于传输光信号的光纤;和连接器,其容纳基板,该基板搭载有与上述光纤的端面光学性耦合的光电转换部,该带连接器的线缆的特征在于,在将从上述连接器延伸出的上述线缆的方向设为前后方向,从上述连接器侧观察上述线缆侧为后、相反侧为前,并且从上述基板侧观察,上述光电转换部侧为上、相反侧为下时,上述光纤被布线成:在上述连接器的内部至少形成有三个改变上述光纤的上述前后方向的朝向而使上述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且上述光纤以前侧的两个弯曲部中的一方位于上述基板的下侧,另一方位于上述基板的上侧。

Description

带连接器的线缆以及带连接器的线缆的制造方法
本申请是国家申请号为201280006915.2,进入中国国家阶段日期为2013年07月29日,发明名称为“带连接器的线缆以及带连接器的线缆的制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及带连接器的线缆以及带连接器的线缆的制造方法。
背景技术
例如能够使用如下方式进行设备间的光传输:将对电信号和光信号进行转换的光电转换部设置于各设备,将光缆经由光连接器连接于该光电转换部,通过该光缆进行光信号的收发。
在该方式中,存在若光连接器附着污垢、异物则引起信号劣化的问题。另外,在该方式中,设备内需要光纤处理部、光电转换部。于是,提出了将光电转换部设置于连接器侧的带连接器的线缆(专利文献1)。
专利文献1:日本特开平5-226027号公报
近年来,随着设备的小型化以及信息传输量的增大,需要在小型的连接器内容纳光纤。另一方面,为了在对线缆施加张力时抑制光纤、光耦合部的损伤,需要在连接器内充分确保光纤余长。
但是,即使在连接器内充分确保光纤余长,若光纤在连接器内部容易成为移动的状态,则也无法抑制光耦合部的损伤。
发明内容
本发明的目的在于以光纤在连接器内部难以移动的方式进行余长处理,并且抑制光耦合部的损伤。
用于实现上述目的的主要的第一发明是带连接器的线缆,其具备:线缆,其具有用于传输光信号的光纤;和连接器,其容纳基板,上述基板搭载有与上述光纤的端面光学性耦合的光电转换部,上述带连接器的线缆的特征在于,在将从上述连接器延伸出的上述线缆的方向设为前后方向,从上述连接器侧观察,上述线缆侧为后、相反侧为前,并且从上述基板侧观察,上述光电转换部侧为上、相反侧为下时,在上述连接器的内部至少形成有三个改变上述光纤的上述前后方向的朝向而使上述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且将上述光纤以前侧的两个弯曲部中的一方位于上述基板的下侧,另一方位于上述基板的上侧的方式布线。
通过后述的说明书以及附图的记载来明确本发明的其他特征。
根据本发明,以使光纤在连接器内部难以移动的方式进行余长处理,并且能够抑制光耦合部的损伤。
附图说明
图1是本实施方式的带连接器的线缆1的整体立体图。
图2是本实施方式的带连接器的线缆1的俯视图以及侧视图。
图3是本实施方式所使用的复合线缆2的剖视图。
图4是本实施方式的带连接器的线缆1的功能框图。
图5是照相机侧连接器10的分解立体图。
图6是母基板20的立体图。
图7是从斜上方观察到的子基板40的周边的立体图。
图8A是使发光部41与光纤3之间光学性耦合的光耦合部43的说明图。图8B是光纤3的端部的接合位置的说明图。
图9是从斜上方观察到的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。
图10是卸去图9的保护罩51后的图。
图11是从斜下方观察到的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。
图12A是从左侧观察到的终端部12的侧视图。图12B是从右侧观察到的终端部12的侧视图。
图13是本实施方式以及比较例的光纤3的末端部3I的说明图。
图14是采集卡侧连接器110的分解立体图。
图15是从斜上方观察到的采集卡侧连接器110的子基板140的周边的立体图。
图16是从斜上方观察到的采集卡侧连接器110的终端部112的立体图。
图17是卸去图16的保护罩151后的图。
图18是从斜下方观察到的采集卡侧连接器110的终端部112的立体图。
图19是带连接器的线缆1的制造方法的说明图。
图20是从斜下方观察到的第一变形例的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。
图21是从斜上方观察到的第二变形例的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。
图22是从斜上方观察到的第三变形例的采集卡侧连接器110的终端部112的图。
图23是从斜上方观察到的第四变形例的照相机侧连接器10的子基板40的周边的立体图。
图24是从斜方向观察到的第6变形例的照相机侧连接器10的子基板40的周边的立体图。
图25是从斜方向观察到的第7变形例的照相机侧连接器10的子基板40的周边的立体图。
图26是使弯曲部为一个的情况下的余长处理的参考图。
具体实施方式
根据后述的说明书以及附图的记载,至少明确以下的事项。
(1)
明确一种带连接器的线缆,其具备:线缆,其具有用于传输光信号的光纤;和连接器,其容纳基板,上述基板搭载有与上述光纤的端面光学性耦合的光电转换部,上述带连接器的线缆的特征在于,所述光纤被布线成:在将从上述连接器延伸出的上述线缆的方向设定为前后方向,从上述连接器侧观察上述线缆侧为后、相反侧为前,并且从上述基板侧观察上述光电转换部侧为上、相反侧为下时,在上述连接器的内部,至少形成有三个改变上述光纤的上述前后方向的朝向以使上述光纤弯由成U字形的弯曲部,并且前侧的两个弯曲部中的一方位于上述基板的下侧、另一方位于上述基板的上侧。
根据这样的带连接器的线缆,能够以使光纤在连接器内部难以移动的方式进行余长处理,并且能够抑制光耦合部的损伤。
优选在上述基板的边缘形成有凹处,通过上述光纤经过上述连接器的内面与上述凹部之间的间隙,来使上述基板的下侧与上侧的布线联络。由此,能够实现连接器的小型化。
优选在与上述基板不同的子基板安装有上述光电转换部,通过上述基板与上述子基板电连接,来将上述光电转换部搭载于上述基板。由此,成为容易进行光纤的布线的构成。
优选上述光纤被布线成夹在上述基板与上述子基板之间。由此,能够限制光纤在连接器内的移动。
优选相对于上述前侧的两个弯曲部被形成于后侧的弯曲部位于上述基板的上侧,位于上述基板的上侧的两个上述弯曲部之间的部分夹在上述基板与上述子基板之间。由此,光纤的端部难以移动,能够抑制光耦合部的损伤。
优选上述光纤的上述端面与上述光电转换部以下述方式耦合:上述光纤在位于上述基板的上侧的上述弯曲部与上述光纤的上述端面之间弯曲,上述光纤与上述前后方向呈锐角。由此,能够实现连接器的小型化。
优选上述基板具有相对于上述前后方向倾斜地形成的凹部,上述光纤的上述端面与上述光电转换部以下述方式耦合:上述光纤沿着上述凹部而配置,上述光纤与上述前后方向呈锐角。由此,能够形成光纤与基板不干涉的构成。
优选上述光纤的包覆层的一部分位于上述凹部之间,在上述凹部中,上述光纤的上述包覆层与上述基板之间被接合。由此,光纤的接合变得容易。
优选在与上述基板不同的子基板安装有上述光电转换部,通过上述基板与上述子基板电连接,来将上述光电转换部搭载于上述基板,所述光纤被布线成夹在上述基板与上述子基板之间,上述光纤在位于比夹在上述基板与上述子基板之间的部分靠近上述光纤的上述端面侧的上述弯曲部的弯曲方向、与上述光纤在该弯曲部和上述光纤的端面之间的弯曲方向为相同的方向。由此,成为光纤的端部极难移动的构成。
优选上述线缆还具备信号线,上述基板具备用于对上述信号线的端部以通孔方式连接的通孔,在上述连接器的内部,任意上述弯曲部均位于以通孔方式连接于上述基板的上述信号线的包覆层上。由此,能够抑制光纤的损伤。
优选上述基板具备位于上述线缆侧的后侧通孔、和形成于比上述后侧通孔靠近前侧的前侧通孔,上述信号线的上述端部被插入至上述后侧通孔的方向与上述信号线的上述端部被插入至上述前侧通孔的方向相反。由此,能够使信号线分散于基板的两侧。
优选任意上述弯曲部均位于以通孔方式连接于上述后侧通孔的上述信号线的包覆层上。虽然需要使以通孔方式连接于前侧通孔的信号线弯曲,但以通孔方式连接于后侧通孔的信号线可以不弯曲,所以能够将信号线与弯曲部紧凑地布线。
优选在与上述基板不同的子基板安装有上述光电转换部,通过上述基板与上述子基板电连接,来将上述光电转换部搭载于上述基板,在位于上述信号线的包覆层上的上述弯曲部的两侧,上述光纤被布线成夹在上述基板与上述子基板之间。由此,能够以使光纤在连接器内部难以移动的方式进行余长处理,并且抑制光耦合部的损伤。
明确一种带连接器的线缆的制造方法,上述带连接器的线缆具备:线缆,其具有用于传输光信号的光纤;和连接器,其容纳基板,上述基板搭载有与上述光纤的端面光学性耦合的光电转换部,上述带连接器的线缆的制造方法的特征在于,具有:准备上述线缆的工序;将上述光纤的上述端面与上述光电转换部光学性耦合的工序;以及布线所述光纤,以使得在将从上述连接器延伸出的上述线缆的方向设定为前后方向,从上述连接器侧观察上述线缆侧为后、相反侧为前,并且从上述基板侧观察上述光电转换部侧为上、相反侧为下时,至少形成三个改变上述光纤的上述前后方向的朝向以使上述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且前侧的两个弯曲部中的一方位于上述基板的下侧、另一方位于上述基板的上侧的工序。
根据这样的制造方法,能够制造光耦合部很难损伤的带连接器的线缆。
(2)
然而,近年来,随着设备的小型化以及信息传输量的增大,需要将光纤容纳在小型的连接器内。另一方面,为了在对线缆施加张力时抑制光纤、光耦合部的损伤,需要在连接器内充分确保光纤余长。于是,第二发明的目的在于,在连接器内充分确保光纤余长,并且实现连接器的小型化。
用于实现上述目的的主要的第二发明是一种带连接器的线缆,其具备:线缆,其具有光纤;和连接器,其容纳与上述光纤的端面光学性耦合的光电转换部,该带连接器的线缆的特征在于,上述光纤的上述端面与上述光电转换部以下述方式耦合:在将从上述连接器延伸出的上述线缆的方向设定为前后方向时,在上述连接器的内部,形成改变上述光纤的上述前后方向的朝向以使上述光纤弯曲为U字形的弯曲部,并且上述光纤在上述弯曲部与上述光纤的上述端面之间弯曲,上述光纤与上述前后方向呈锐角。根据这样的带连接器的线缆,能够在连接器内充分确保光纤余长并且实现连接器的小型化。
优选将安装上述光电转换部的基板容纳于上述连接器,上述基板具有相对于上述前后方向倾斜地形成的凹部,上述光纤的上述端面与上述光电转换部以下述方式耦合:上述光纤沿着上述凹部而配置,上述光纤与上述前后方向呈锐角。由此,能够形成光纤与基板不干涉的构成。
优选上述光纤的包覆层的一部分位于上述凹部之间,在上述凹部,上述光纤的上述包覆层与上述基板之间被接合。由此,光纤的接合变得容易。
优选将安装有上述光电转换部的子基板、和搭载上述子基板并与上述子基板电连接的母基板容纳于上述连接器。由此,光纤的布线变得容易。
优选上述光纤被布线成夹在上述母基板与上述子基板之间。由此,能够限制光纤在连接器内的移动。
优选上述弯曲部位于比夹在上述母基板与上述子基板之间的部分靠近上述光纤的上述端面侧,上述光纤在上述弯曲部的弯曲方向、与上述光纤在上述弯曲部和上述光纤的端面之间的弯曲方向为相同的方向。由此,成为光纤的端部极难移动的构成。
优选所述光纤被布线成:在从上述连接器侧观察上述线缆侧为后、相反侧为前,从上述母基板侧观察上述子基板侧为上、相反侧设为下时,在上述连接器的内部,至少形成有三个改变上述光纤的上述前后方向的朝向以使上述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且前侧的两个弯曲部中的一方位于上述母基板的下侧、另一方位于上述母基板的上侧。由此,能够以光纤在连接器内部难以移动的方式进行余长处理,并且抑制光耦合部的损伤。
优选上述线缆还具备信号线,上述母基板具备用于对上述信号线的端部以通孔方式连接的通孔,在从上述连接器侧观察上述线缆侧为后、相反侧为前时,在上述连接器的内部,在比上述弯曲部靠近后侧形成有其它的弯曲部亦即后侧弯曲部,上述后侧弯曲部位于以通孔方式连接于上述基板的上述信号线的包覆层上。由此,能够抑制光纤的损伤。
明确一种带连接器的线缆的制造方法,上述带连接器的线缆具备:线缆,其具有光纤;和连接器,其容纳与上述光纤的端面光学性耦合的光电转换部,该带连接器的线缆的制造方法的特征在于,具有:准备上述线缆的工序;将上述光纤的上述端面与上述光电转换部光学性耦合的工序;以及布线上述光纤,以使得在将从上述连接器延伸出的上述线缆的方向设定为前后方向时,形成改变上述光纤的上述前后方向的朝向以使上述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且使上述光纤在上述弯曲部与上述光纤的上述端面之间弯曲,以使上述光纤在上述光纤的上述端面与上述光电转换部的耦合部与上述前后方向呈锐角的工序。
根据这样的制造方法,能够在接器内充分确保光纤余长并实现连接器的小型化。
(3)
另外,近年来,随着设备的小型化以及信息传输量的增大,需要将光纤容纳在小型的连接器内。另一方面,为了在对线缆施加张力时抑制光纤、光耦合部的损伤,需要在连接器内充分确保光纤余长。但在将传输电信号的信号线与连接器内的基板以通孔方式连接的情况下,若在连接器内进行了余长处理的光纤与以通孔方式连接的焊料的边缘接触,则存在使光纤损伤的问题。于是,第三发明的目的在于,在连接器内充分确保光纤余长,抑制光纤被以通孔方式连接的焊料的边缘损伤。
用于实现上述目的的主要的第三发明是一种带连接器的线缆,其具备:线缆,其具有光纤和信号线;和连接器,其容纳基板,上述基板具备用于对上述信号线的端部以通孔方式连接的通孔,上述带连接器的线缆的特征在于,在将从上述连接器延伸出的上述线缆的方向设定为前后方向时,在上述连接器的内部形成有改变上述光纤的上述前后方向的朝向以使上述光纤弯曲为U字形的弯曲部,并且上述弯曲部位于以通孔方式连接于上述基板的上述信号线的包覆层上。若为这样的带连接器的线缆,则能够在连接器内充分确保光纤余长,并且抑制光纤被以通孔方式连接的焊料的边缘损伤。
优选在从上述连接器侧观察上述线缆侧为后、相反侧为前时,上述基板具备位于上述线缆侧的后侧通孔、和形成于比上述后侧通孔靠近前侧的前侧通孔,上述信号线的上述端部被插入至上述后侧通孔的方向、与上述信号线的上述端部被插入至上述前侧通孔的方向相反。由此,能够使信号线分散于基板的两侧。
优选上述弯曲部位于以通孔方式连接于上述后侧通孔的上述信号线的包覆层上。虽然需要使以通孔方式连接于前侧通孔的信号线弯曲,但是以通孔方式连接于后侧通孔的信号线可以不弯曲,所以能够将信号线与弯曲部紧凑地布线。
优选在与上述基板不同的子基板安装有与上述光纤的端面光学性耦合的光电转换部,上述基板与上述子基板被电连接并容纳于上述连接器。由此,成为容易进行光纤的布线的构成。
优选上述光纤被布线成夹在上述基板与上述子基板之间。由此,能够限制光纤在连接器内的移动。
优选在位于上述信号线的包覆层上的上述弯曲部的两侧,上述光纤被布线成夹在上述基板与上述子基板之间。这样,在弯曲部容易受到朝向基板的力的构成时特别有效。
在上述光纤被布线成:从上述连接器侧观察上述线缆侧设定为后、相反侧设为前时,在上述连接器的内部,至少形成有三个改变上述光纤的上述前后方向的朝向以使上述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且前侧的两个弯曲部隔着上述基板而分别位于相反侧。由此,能够以光纤在连接器内部难以移动的方式进行余长处理,并且抑制光耦合部的损伤。
优选在上述连接器的内部,在比上述弯曲部靠近上述光纤的端面侧形成有另一弯曲部亦即前侧弯曲部,并且上述光纤的端面被连接成:上述光纤在上述前侧弯曲部与上述光纤的上述端面之间弯曲,上述光纤与上述前后方向呈锐角。由此,能够实现连接器的小型化。
明确一种带连接器的线缆的制造方法,上述带连接器的线缆具备:线缆,其具有光纤和信号线;和连接器,其容纳基板,上述基板具备用于对上述信号线的端部以通孔方式连接的通孔,上述带连接器的线缆的制造方法的特征在于,具有:准备上述线缆的工序;将上述信号线的上述端部以通孔方式连接于上述基板的上述通孔的工序;以及布线所述光纤,以使得在将从上述连接器延伸出的上述线缆的方向设定为前后方向时,形成改变上述光纤的上述前后方向的朝向以使上述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且将上述弯曲部配置在以通孔方式连接于上述基板的上述信号线的包覆层上的工序。
根据这样的制造方法,能够制造光纤很难损伤的带连接器的线缆。
===整体构成===
图1是本实施方式的带连接器的线缆1的整体立体图。图2是本实施方式的带连接器的线缆1的俯视图以及侧视图。
带连接器的线缆1由复合线缆2、和设置于复合线缆2的两端的两个连接器构成。本实施方式的带连接器的线缆1形成为适合CameraLink接口的构成,一方连接器成为照相机侧连接器10(发送侧连接器),另一方连接器成为采集卡侧连接器110(接收侧连接器)。照相机侧连接器10以及采集卡侧连接器110分别具有26针脚连接器端子。
根据作为CameraLink标准的一种的BaseConfiguration,利用由金属线缆构成的差分信号线来在照相机侧连接器10与采集卡侧连接器110之间传输信号(视频信号、控制信号)。但由于差分信号线对视频信号在传输时的限制,所以在CameraLink标准中规定了传输距离最大为10m。与此相对,在本实施方式中,利用光纤将应该使用多个差分信号线传输的视频信号以时分复用方式传输。由此,能够使本实施方式的带连接器的线缆1的传输距离成为30m左右。
图3是本实施方式所使用的复合线缆2的剖视图。
复合线缆2具备一根光纤3、七根差分信号线4、以及两根电源线6。光纤3用于传输光信号。在以下的说明中,也将光纤素线、光纤芯线以及光纤软线等简称为“光纤”。差分信号线4由以两根信号线5为一组的金属线缆构成。因此,复合线缆2具备十四根信号线5。这些差分信号线4主要传输控制信号,与传输视频信号的情况相比传输低频率的信号。两根电源线6由比信号线5粗的金属线缆构成,一方的电源线6的电位为12V,另一方电源线6的电位为接地电位(GND)。
图4是本实施方式的带连接器的线缆1的功能框图。
照相机侧连接器10具备发光部41、驱动部42、LVDS串行器21、以及照相机侧MCU22。
发光部41是LD(LaserDiode:激光二极管)。在本实施方式中,作为发光部41采用了射出与基板垂直的光的VCSEL(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser:垂直腔面发射激光器)。发光部41被作为从驱动部42输出的偏置电流与调制电流之和的电流信号驱动,并将光信号输出给光纤3。
LVDS串行器21对四个视频信号(X0~X3)以及视频信号用时钟信号(XCLK)分时地复用,并将它们转换为串行信号。与该串行信号对应的光信号经由光纤3被传输。
照相机侧MCU22例如进行:(1)获取表示发光部41的周边温度的温度数据、和输出至发光部41的偏置电流的大小的监测信息亦即偏置电流数据;(2)将温度数据和偏置电流数据经由差分信号线4发送给采集卡侧MCU122;(3)经由差分信号线4从采集卡侧MCU122获取用于控制发光部41的光信号的强度的偏置电流的设定数据、和调制电流的设定数据;(4)基于偏置电流的设定数据和调制电流的设定数据设定发光部41的偏置电流和调制电流;(5)经由差分信号线4从采集卡侧MCU122获取通知采集卡侧连接器110的LVDS解串器121的接收时钟的再生已完成的LOCK信号;以及(6)将LOCK信号输出给LVDS串行器21等。
采集卡侧连接器110具备受光部141、电流电压转换部142、LVDS解串器121、以及采集卡侧MCU122。
受光部141是PD(PhotoDiode:光电二极管)。在本实施方式中,作为受光部141而采用砷化镓PIN光电二极管(PIN-PD)。
电流电压转换部142将与从受光部141供给的电流对应的电压信号输出给LVDS解串器121。另外,电流电压转换部142将与从受光部141供给的电流对应的监测电压输出给采集卡侧MCU122。
LVDS解串器121基于从电流电压转换部142输入的电压信号(串行信号)生成四个视频信号(X0~X3)以及视频信号用时钟信号(XCLK),并将上述信号输出给未图示的采集卡。
采集卡侧MCU122例如进行:(1)监视监测电压来检测发光部41的状态(正常、异常);(2)从LVDS解串器121获取LOCK信号,并经由差分信号线4将LOCK信号发送给照相机侧MCU22;(3)经由差分信号线4从照相机侧MCU22获取温度数据和偏置电流数据;以及(4)基于温度数据和偏置电流数据生成偏置电流的设定数据和调制电流的设定数据,并经由差分信号线4将上述数据发送给照相机侧MCU22等。
另外,为了使照相机侧连接器10以及采集卡侧连接器110实现图4所示的功能,需要在连接器内部的基板连接光纤3和金属线缆(差分信号线4、电源线6)这双方。在本实施方式中,为了容易地进行光纤3和金属线缆各自的连接作业,除了连接有金属线缆的母基板以外还准备了用于连接光纤3的子基板。并且,将连接光纤3后的子基板搭载(连接)于连接金属线缆后的母基板。
另外,在照相机侧连接器10的子基板上,作为光电转换部而安装有发光部41。另外,在采集卡侧连接器110的子基板上,作为光电转换部而安装有光部141。
===照相机侧连接器10===
<构成>
图5是照相机侧连接器10的分解立体图。照相机侧连接器10具备壳体11、和终端部12。
壳体11用于覆盖作为电子部件的终端部12。在壳体11形成有用于将复合线缆2导入内部的导入口。在壳体11的导入口保持复合线缆2的引出部7附近的铆接部件8。壳体11具有盒11A和罩11B。将终端部12容纳于盒11A之后,以罩11B来覆盖盒11A的容纳部,以螺钉固定两者。
终端部12具备母基板20、子基板40、以及端子部52。母基板20以及子基板40是印刷电路板,分别实现图3所示的功能。后述母基板20以及子基板40的构成。在母基板20的一端侧连接有端子部52。在端子部52设有26针脚连接器端子。在母基板20的另一端侧配置有复合线缆2。
在以下的照相机侧连接器10的说明中,如图所示那样地定义前后、上下、左右。即,将复合线缆2从照相机侧连接器10笔直地延伸出时的方向设定为“前后方向”,从照相机侧连接器10侧观察复合线缆2侧为“后”、相反侧为“前”。另外,沿着母基板20的法线方向定义“上下方向”,从母基板20侧观察子基板40侧(存在作为光电转换部的发光部41的一侧)为“上”、相反侧为“下”(在图中上下的位置关系相反)。另外,将与前后方向以及上下方向垂直的方向设为“左右方向”,如图那样定义“右”和“左”(将在使上下的位置匹配的状态下从前侧观察时的右手侧为“右”、左手侧为“左”)。
<母基板20的构成>
图6是母基板20的立体图。
在母基板20的后侧(复合线缆2的一侧)有三列沿左右方向并排的通孔的列(通孔列)。将三列通孔列中的最后侧的通孔列称为“后侧通孔列31A”,将比后侧通孔列31A靠近前侧的两个通孔列称为“前侧通孔列32A”。
后侧通孔列31A由六个通孔构成。有时将这六个通孔称为“后侧通孔31”。前侧通孔列32A分别由四个通孔构成。有时将前侧通孔列32A的通孔称为“前侧通孔32”。
在母基板20的后侧共设有14个通孔(六个后侧通孔31和八个前侧通孔32)。这些通孔是用于焊接构成复合线缆2的差分信号线4的信号线5的通孔。
在母基板20的右边缘形成有凹处24。若将母基板20容纳于壳体11,则成为在母基板20的左右的边缘与壳体11的内面之间几乎没有间隙的状态,但在凹处24与壳体11的内面之间形成有间隙。通过将光纤3布线于该间隙,能够在母基板20的上下两侧确保光纤3的余长(后述光纤3的布线)。
在母基板20的右侧,在前后方向上并排形成有两排针用的两个通孔33。这两个通孔以从母基板20的右边缘离开规定长度的方式形成,在将母基板20容纳于壳体11的盒11A时,能够将光纤3布线于两排针61与壳体11的内面之间。
在母基板20的左侧,在前后方向上并排形成有十排针用的十个通孔34。这十个通孔以从母基板20的左边缘离开规定长度的方式形成,在将母基板20容纳于壳体11的盒11A时,能够将光纤3布线于十排针62(未图示)与壳体11的内面之间。
在母基板20形成有四排针用的四个通孔35、和两个用于焊接复合线缆2的电源线6的通孔36。电源线用通孔36是最靠近用于连接端子部52的连接部25的通孔。这是为了尽量减少母基板20上的电源布线图案。通过减少电源布线图案,能够减少考虑与信号图案的间隙的位置,从而实现基板的小型化。
<子基板40的构成>
图7是从斜上方观察到的子基板40的周边的立体图。在子基板40主要搭载有光学部件(发光部41及其驱动部42(在图7中未图示))。并且,搭载于子基板40的发光部41与光纤3的端面光学性耦合。
子基板40经由两排针61、十排针62以及四排针63搭载于母基板20的上侧。因此,在子基板40也形成有两排针用通孔、十排针用通孔、以及四排针用通孔。
在子基板40上形成有凹部44。凹部44是为了在使光纤3的端面与发光部41光学性耦合时避免光纤3的芯线的包覆层与子基板40干涉而形成的切槽。凹部44的宽度设定为比光纤3(包括芯线的包覆层)的外径900μm宽。由此,能够缩短从光纤3的端面到芯线的包覆层的长度L,能够抑制光纤3的损伤。另外,能够使光纤3的包覆层的一部分位于凹部44之间,能够将子基板40与光纤3的包覆层之间接合固定(后述)。
凹部44相对于前后方向以及左右方向倾斜地形成。换句话说,凹部44的切入方向相对于前后方向成0°<θ<90°的关系。优选凹部44的切入方向相对于前后方向成30°<θ<60°的关系。这里,凹部44的切入方向相对于前后方向倾斜45°。
由此,凹部44的开口部形成为朝向右前侧。其结果,凹部44的开口部在容纳于壳体11时朝向壳体11的右侧的内面(盒11A的右侧的内面)。通过将凹部44倾斜地形成,光纤3以相对于前后方向呈锐角的方式与子基板40连接。
在凹部44的延长线上安装有发光部41。发光部41与沿着凹部44被引至子基板40上的光纤3的端面光学性耦合。
图8A是使发光部41与光纤3之间光学性耦合的光耦合部43的说明图。光纤3的光轴与子基板40大致平行,发光部41的光轴与子基板40的面大致垂直,因此发光部41与光纤3彼此的光轴大致垂直地配置。另外,日本特开2010-237642号公报、国际公开公报WO2011/83812中也记载了光耦合部43的构造等。
光耦合部43由对于被传输的光呈透明的树脂构成。但树脂内的传输光的光路较短,因此具有某种程度的透明性即可。光耦合部43覆盖光纤3的端面3J的整个面,一直附着至光纤3的上部。但是,光耦合部43只要覆盖光纤3的芯线的整个剖面即可,不完全地覆盖光纤3的端面3J也无妨。同样地,光耦合部43只要覆盖发光部41的发光面41A即可,不完全地覆盖发光部41也无妨。
光耦合部43的外面431形成构成光耦合部43的透明树脂与外部的气体(空气、氮气等)的界面,从发光部41照射的光在外面431发生反射而入射至光纤3。在光纤3的光轴与发光部41的光轴交差的交点P的位置不存在构成光耦合部43的透明树脂,光耦合部43的外面431在光纤3的端面3J以及发光部41的发光面41A侧形成为凹陷的形状。具体而言,在光耦合部43的外面431,在与发光部41的发光面41A对置的位置A和与光纤3的端面对置的位置B形成为凹形状,并且在位置A与位置B之间也形成为凹形状。
在发光部41的光轴与光纤3的光轴交差的交点P的位置不存在构成光耦合部43的透明树脂,从而光扩散的范围变窄,能够减少损失。另外,通过使光耦合部43的外面431成为凹陷的形状,从而即使不精确地控制反射面的位置以及角度,也能够以更低的制作精度实现可靠的光耦合。另外,光纤3的端面3J与发光部41之间通过由单一透明树脂构成的光耦合部43而光耦合,因此能够以极低的成本且简单的工序做成。
图8B是光纤3的端部的接合位置的说明图。光纤3至少在端部的两个位置被接合固定。
第一接合部是将光纤3的端面3J与发光部41之间接合固定的部分。构成上述的光耦合部43的透明树脂作为接合剂发挥作用,从而构成第一接合部。因此,第一接合部的透明树脂采用具有构成光耦合部43的功能、和作为接合剂的功能的材料。作为透明树脂,例如能够使用紫外线固化树脂、热固化树脂等。具体而言,列举了丙烯酸系树脂、环氧系树脂、硅酮系树脂等。
第二接合部是将光纤3的包覆层与子基板40之间接合固定的部分。通过固定该部分来抑制光纤3的端部的移动,抑制光耦合部43的破损。另外,光耦合部43为图8A所示的简单的构成,因此虽然为光纤3的光轴接近子基板40的表面的状态,但由于在子基板40上形成有凹部44,所以能够避免光纤3(外径900μm)与子基板40干涉,能够使光纤3的包覆层的一部分位于凹部44之间。由此,能够实现第二接合部中光纤3的包覆层与子基板40的接合。另外,作为第二接合部的接合剂,例如能够使用热塑性树脂等。具体而言,列举了硅酮系树脂、环氧系树脂等。第二接合部的接合剂与第一接合部的透明树脂不同,不具有使光透过的功能亦无妨。
<光纤3的布线>
接下来,对光纤3的布线进行说明。另外,光纤3需要将弯曲半径设定为比允许弯曲半径大,并容纳在狭小的连接器内(壳体11内)。
图9是从斜上方观察到的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。图10是卸去图9的保护罩51后的图。图11是从斜下方观察到的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。图12A是从左侧观察到的终端部12的侧视图。图12B是从右侧观察到的终端部12的侧视图。
这里,从复合线缆2的引出部7朝向光纤3的端部依次将壳体11内的光纤3的各部称为根部3A、下侧直线部3B、第一前侧弯曲部3C、过渡部3D、第一上侧直线部3E、后侧弯曲部3F、第二上侧直线部3G、第二前侧弯曲部3H、以及末端部3I。根部3A是从引出部7到下侧直线部3B之间的部分。下侧直线部3B是在母基板20的左下侧大致直线状地被布线的部分。第一前侧弯曲部3C是在母基板20的前下侧弯曲为U字形的弯曲部。过渡部3D是在母基板20的凹处24从母基板20的下侧与上侧联络的部分。第一上侧直线部3E是过渡部3D与后侧弯曲部3F之间的部分,并且是在母基板20的右上侧大致直线状地被布线的部分。后侧弯曲部3F是在母基板20的后上侧弯曲为U字形的弯曲部。第二上侧直线部3G是后侧弯曲部3F与第二前侧弯曲部3H之间的部分,是在母基板20的左上侧大致直线状地被布线的部分。第二前侧弯曲部3H是在母基板20的前上侧弯曲为U字形的弯曲部。末端部3I是第二前侧弯曲部3H与光耦合部43之间的部分。
光纤3在壳体11内以大概卷绕两圈的方式被进行余长处理。因此,光纤3在壳体11内以前后方向的朝向改变三次的方式被卷绕。其结果,在壳体11内的光纤3有三处被弯曲成U字形的弯曲部(第一前侧弯曲部3C、后侧弯曲部3F、第二前侧弯曲部3H)。这样,由于存在弯曲成U字形的弯曲部,所以即使对复合线缆2施加张力,张力也不会传递至光纤3的端部的光耦合部43,能够抑制光纤3、光耦合部43的损伤。
从壳体11的后侧插入光纤3并对其进行两圈的余长处理,因此三个弯曲部中的两个弯曲部(第一前侧弯曲部3C、第二前侧弯曲部3H)位于前侧。若将这两个弯曲部直接上下重叠地布线,则会占据上下空间。另外,占据上下空间的光纤3成为在壳体11内容易移动的状态,成为使光耦合部43损伤等故障的原因。
于是,在本实施方式中,使前侧的两个弯曲部中的一方(第一前侧弯曲部3C)位于母基板20的下侧,使另一方(第二前侧弯曲部3H)位于母基板20的上侧。即,将光纤3布线成前侧的两个弯曲部分别位于母基板20的上下。换句话说,将光纤3布线成前侧的两个弯曲部隔着母基板20而位于相反侧。由此,在母基板20的上下光纤3便不会各自重叠。另外,由于光纤3不重叠,所以容易保持光纤3不动。
另外,为了实现在母基板20的上下两侧进行光纤3的余长处理而在母基板20上形成有凹处24。在凹处24中与壳体11的内面之间形成有间隙,因此通过使光纤3的过渡部3D通过该间隙来使光纤3在基板的上下两侧的余长处理联络。
光纤3的下侧直线部3B布线于比十排针62以及电源线6靠外侧(左侧)(参照图11、图12A)。由此,下侧直线部3B在壳体11与十排针62以及电源线6之间左右方向会受到限制,从而在壳体11内的移动被限制。
光纤3的第一上侧直线部3E布线于比两排针61靠外侧(右侧)(参照图7、图9、图10、图12B)。由此,第一上侧直线部3E在壳体11与两排针61之间在左右方向受到限制。并且,第一上侧直线部3E被布线于母基板20与子基板40之间,从而在上下方向也受到限制。因此,第一上侧直线部3E的左右方向以及上下方向的移动受到限制。
光纤3的第二上侧直线部3G布线于比十排针62靠外侧(左侧)(参照图10)。由此,第二上侧直线部3G在壳体11与十排针62之间左右方向受到限制。并且,第二上侧直线部3G布线于母基板20与子基板40之间,从而在上下方向受到限制。因此,第二上侧直线部3G的左右方向以及上下方向的移动受到限制。
第二上侧直线部3G与第一上侧直线部3E相比,在左右方向以及上下方向受到限制的部分较长,因此在壳体11内难以移动。换句话说,形成为光纤3的端部的第二上侧直线部3G比第一上侧直线部3E更加难以移动的构成。由此,能够抑制光耦合部43因光纤3的端部在壳体11内移动而损伤。
另外,为了抑制光耦合部43的损伤而使后侧弯曲部3F配置于母基板20的上侧(搭载有子基板40的一侧)以便尽量加长接近光纤3的端部的第二上侧直线部3G(以便加长被限制的部分)。另外,为了实现将后侧弯曲部3F配置于母基板20的上侧而使过渡部3D(以及母基板20的凹处24)配置于与第二上侧直线部3G左右相反侧(右侧)。
图13是本实施方式以及比较例的光纤3的末端部3I的说明图。
在狭窄的壳体11内使光纤3弯曲为U字形的情况下,弯曲部的起点与终点均位于极其接近壳体11的内面的位置。另一方面,为了在子基板40上安装发光部41,需要使光耦合部43位于远离壳体11的内面的位置。因此,在第二前侧弯曲部3H前面的末端部3I,需要从接近壳体11的内面的位置布线至远离壳体11的内面的位置。
在比较例中,光纤3在光耦合部43的方向与前后方向平行。因此,在比较例中,在第二前侧弯曲部3H前面的末端部3I,需要弯曲光纤3两次。其结果为,在比较例中,需要加长末端部3I的前后方向的长度,致使照相机侧连接器10的前后方向变长。
与此相对,在本实施方式中,光纤3在光耦合部43的方向相对于前后方向倾斜角度θ(θ为锐角(0°<θ<90°的范围内),这里为45°)。由此,在本实施方式中,在第二前侧弯曲部3H前面的末端部3I,弯曲光纤3一次即可。因此,在本实施方式中,能够缩短末端部3I的前后方向的长度,能够实现照相机侧连接器10的小型化。
另外,为了在末端部3I只弯曲光纤3一次即可,所以子基板40的凹部44的切入方向相对于前后方向倾斜角度θ(这里为45°)。由此,光纤3的端面与发光部41被光耦合成光纤3在光耦合部43相对于前后方向呈锐角。
另外,在比较例中,光纤3在末端部3I弯曲为S字状,光纤3在末端部3I的两个位置的弯曲方向不同(如图13所示那样从上方观察时,对于朝向光纤3的端面的方向,有逆时针弯曲之处、和顺时针弯曲之处)。如该比较例所述,若弯曲方向不同的部分邻接,则光纤3容易移动。因此,在比较例中,需要增加用于稳定地容纳光纤3的支点(接合等)等。
与此相对,在本实施方式中,光纤3在末端部3I仅弯曲一次,所以在末端部3I,不存在弯曲方向不同的部分邻接的情况。因此,与比较例相比,光纤3在末端部3I成为难以移动的状态。
并且,在本实施方式中,光纤3在末端部3I的弯曲方向为与光纤3在第二前侧弯曲部3H的弯曲方向相同的方向。在如图13所示那样从上方观察时,对于朝向光纤3的端面的方向,光纤3无论在第二前侧弯曲部3H还是在末端部3I均逆时针弯曲。换句话说,在本实施方式中,在光纤3在上下方向以及左右方向受到限制的第二上侧直线部3G与接合固定有光纤3的光耦合部43(以及图8B的第二接合部)之间,光纤3的弯曲方向为相同的方向。由此,在光纤3在上下方向以及左右方向受到限制的第二上侧直线部3G与接合固定有光纤3的光耦合部43(以及图8B的第二接合部)之间,通过利用光纤3的弯曲弹力而形成为光纤3极难移动的构成。
通过如上述那样将光纤3布线,即使不使用线缆夹等或不增加接合位置,也能够在狭窄的壳体11内稳定地容纳长光纤3。
<信号线5、电源线6的配置>
接下来,使用图7、图9~图11、图12A以及图12B对信号线5以及电源线6的布线进行说明。
十四根信号线5被以通孔方式连接于母基板20。不采用表面安装而采用以通孔方式连接的理由是,即使对线缆2施加张力也很难使信号线5从母基板20脱离。
十四根信号线5中六根信号线5分别以通孔方式连接于六个后侧通孔31。将这六根信号线5的端部从上向下插入至后侧通孔31并焊接。剩余的八根信号线5分别以通孔方式连接于八个前侧通孔32。将这八根信号线5的端部从下向上插入并焊接。
换句话说,在后侧通孔31与前侧通孔32,焊接的方向相反。由此,能够使十四根信号线5分散于母基板20的两侧,信号线5在狭窄的区域中的连接作业变得容易。另外,通过从母基板20的两侧将信号线5以通孔方式连接,即使对信号线5施加张力也很难使信号线5从母基板20脱离。
并且,与后侧通孔31连接的六根信号线5的端部均从上向下插入至后侧通孔31。换句话说,这六根信号线5的端部从光纤3的后侧弯曲部3F所处的母基板20的上侧插入。由此,光纤3的后侧弯曲部3F不与从后侧通孔31突出的焊料的边缘接触,不会损伤。另外,光纤3的后侧弯曲部3F布线于六根信号线5的包覆层的上侧,即使与信号线5接触,信号线5的包覆层也成为缓冲材料,所以很难损伤。
另外,位于布线在六根信号线5的包覆层上的后侧弯曲部3F的两侧的第一上侧直线部3E以及第二上侧直线部3G均以夹在母基板20与子基板40之间的方式被布线。第一上侧直线部3E以及第二上侧直线部3G从子基板40受到朝下的力,所以位于第一上侧直线部3E与第二上侧直线部3G之间的后侧弯曲部3F容易受朝下的力的作用,假设后侧弯曲部3F的下侧有焊料的边缘,则光纤3容易损伤。因此,如本实施方式所述,在第一上侧直线部3E以及第二上侧直线部3G均以被夹在母基板20与子基板40之间的方式被布线的构成中,后侧弯曲部3F位于信号线5的包覆层上,这对于防止光纤3的损伤特别有效。
连接于后侧通孔31的六根信号线5不弯曲地以通孔方式连接。与此相对,连接于前侧通孔32的八根信号线5稍微弯曲地以通孔方式连接(参照图12B)。其原因在于:(1)在使八根信号线5与前侧通孔32连接时,需要越过从后侧通孔31突出的焊料的边缘的下侧而布线;(2)从母基板20的下侧目视检查后侧通孔31的焊接时,使与前侧通孔32连接的八根信号线5在左右方向上错开。
后侧弯曲部3F配置于不弯曲地以通孔方式连接于后侧通孔31的六根信号线5的包覆层上。由此,能够将信号线5和后侧弯曲部3F在上下方向紧凑地布线。假设在弯曲地以通孔方式连接至前侧通孔32的八根信号线5的包覆层上配置后侧弯曲部3F,则信号线5与后侧弯曲部3F不仅在上下方向会占据空间而且后侧弯曲部3F会远离母基板20而布线,可能会产生光纤3容易移动、或后侧弯曲部3F的弯曲半径变小的问题。
两根电源线6在比信号线5靠近端子部52的位置被以通孔方式连接。这是为了尽量减少母基板20上的电源布线图案。另外,两根电源线6越过四排针63的下侧而布线。但因电源线6的包覆层比信号线5的包覆层厚,所以很难引起因与针脚(pin)的接触而造成的损伤,因此允许这样的布线。
===采集卡侧连接器110===
接下来,对采集卡侧连接器110进行说明。采集卡侧连接器110为与照相机侧连接器10相似的构成,因此以对照相机侧连接器10的对应的构成要素符号加上100而得的符号来表示将采集卡侧连接器110的各构成要素,并省略其构成要素的说明。
<构成>
图14是采集卡侧连接器110的分解立体图。
在以下的采集卡侧连接器110的说明中,如图所示那样地定义前后、上下、左右。即,复合线缆2从采集卡侧连接器110笔直地延伸出时的方向为“前后方向”,从采集卡侧连接器110侧观察复合线缆2侧为“后”、相反侧为“前”。另外,沿着母基板120的法线方向定义“上下方向”,从母基板120侧观察子基板140侧(成为光电转换部的受光部141所在的一侧)为“上”、相反侧为“下”。另外,将与前后方向以及上下方向垂直的方向设为“左右方向”,如图那样定义“右”和“左”(上下的位置对准的状态下从前侧观察时的右手侧为“右”、左手侧为“左”)。
图15是从斜上方观察到的采集卡侧连接器110的子基板140的周边的立体图。另外,在采集卡侧连接器110的子基板140不安装发光部41而安装受光部141。
在母基板120的后侧(复合线缆2侧)有两列沿左右方向并排的通孔列。后侧通孔列由六个后侧通孔131构成。前侧通孔列由八个前侧通孔132构成。另外,在采集卡侧连接器110有一列前侧通孔132其原因为,采集卡侧连接器110的母基板120的左右方向的宽度比照相机侧连接器10大,因而能够将八个前侧通孔132在左右方向上排列。
在母基板120的右边缘形成有凹处124。若将母基板120容纳于壳体111,则在母基板120的左右边缘与壳体111的内面之间成为几乎没有间隙的状态,但在凹处124与壳体111的内面之间形成有间隙。通过将光纤3布线于该间隙,能够在母基板120的上下两侧确保光纤3的余长。
在子基板140形成有凹部144。凹部144是用于在使光纤3的端面与受光部141光耦合时避免光纤3的芯线的包覆层与子基板140干涉而形成的切槽。凹部144的宽度设定得比光纤3(包括芯线的包覆层)的外径900μm宽。由此,能够缩短从光纤3的端面到芯线的包覆层为止的长度L,能够抑制光纤3的损伤。另外,能够使光纤3的包覆层的一部分位于凹部144之间,能够将子基板140与光纤3的包覆层之间接合固定。
凹部144相对于前后方向以及左右方向倾斜地形成。这里,凹部144的切入方向相对于前后方向倾斜45°。由此,光纤3以与前后方向呈锐角的方式而连接至子基板140。
在凹部144的延长线上搭载有受光部141。受光部141与沿着凹部144被引至子基板140上的光纤3的端面光学性耦合。另外,将受光部141与光纤3之间光学性耦合的光耦合部143为与前述的图8A的光耦合部43大致相同的构成。另外,光纤3的端部的至少两处接合位置与前述的图8B大致相同。
<光纤3的布线>
图16是从斜上方观察到的采集卡侧连接器110的终端部112的立体图。图17是卸去了图16的保护罩151后的图。图18是从斜下方观察到的采集卡侧连接器110的终端部112的立体图。
将光纤3在壳体111内大概卷绕两圈来进行余长处理。因此,光纤3在壳体111内被卷绕成前后方向的朝向改变三次。其结果为,壳体111内的光纤3至少有三个被弯曲成U字形的弯曲部(第一前侧弯曲部3C、后侧弯曲部3F、以及第二前侧弯曲部3H)。这样,由于存在被弯曲为U字形的弯曲部,所以即使对复合线缆2施加张力,张力也不会被传递至光纤3的端部的光耦合部143,能够抑制光纤3、光耦合部143的损伤。
在本实施方式中,使前侧的两个弯曲部中的一方(第一前侧弯曲部3C)位于母基板120的下侧,使另一方(第二前侧弯曲部3H)位于母基板120的上侧。即,将光纤3以前侧的两个弯曲部分别设置于母基板120的上下的方式布线。换句话说,将光纤3布线成前侧的两个弯曲部隔着母基板120而位于相反侧。由此,光纤3在母基板120的上下便不会各自重叠。另外,由于光纤3不重叠,所以容易地保持光纤3使其不移动。
另外,为了实现在母基板120的上下两侧进行光纤3的余长处理而在母基板120形成有凹处124。在凹处124与壳体111的内面之间形成有间隙,因此通过光纤3的过渡部3D经过该间隙来使光纤3,从而使在基板的上下两侧的余长处理彼此联络。
光纤3的第二上侧直线部3G布线于比十排针162靠外侧(左侧)(参照图17)。由此,第二上侧直线部3G在壳体111与十排针162之间在左右方向受到限制。并且,第二上侧直线部3G被布线于母基板120与子基板140之间,从而在上下方向也受到限制。因此,第二上侧直线部3G在左右方向以及上下方向的移动受到限制。
第二上侧直线部3G在左右方向以及上下方向受到限制的部分较长,故在壳体111内难以移动。由此,能够抑制光耦合部143因光纤3的端部在壳体111内移动而损伤。
另外,为了抑制光耦合部143的损伤而使后侧弯曲部3F配置于母基板120的上侧(搭载有子基板140的一侧)以备尽量加长接近光纤3的端部的第二上侧直线部3G(以便加长被限制的部分)。另外,为了实现将后侧弯曲部3F配置于母基板120的上侧而使过渡部3D(以及母基板120的凹处124)配置于与第二上侧直线部3G左右方向的相反侧(右侧)。
在本实施方式中,光纤3在光耦合部143的方向相对于前后方向倾斜角度θ(θ为锐角(0°<θ<90°的范围内),这里为45°)。由此,在本实施方式中,在第二前侧弯曲部3H前面的末端部3I,仅将光纤3弯曲一次即可(参照图13)。因此,在本实施方式中,能够缩短末端部3I的前后方向的长度,能够实现采集卡侧连接器110的小型化。
另外,在末端部3I只要将光纤3弯曲一次即可,因此子基板140的凹部144的切入方向相对于前后方向倾斜角度θ(这里为45°)。由此,光纤3的端面与受光部141以光纤3在光耦合部143与前后方向呈锐角的方式光耦合。
通过如上述那样布线光纤3,即使不使用线缆夹等、或不增加接合位置,也能够将光纤3稳定地容纳于狭窄的壳体11内。
<信号线5、电源线6的布线>
接下来,使用图15~图18对信号线5以及电源线6的布线进行说明。
十四根信号线5被以通孔方式连接于母基板120。不采用表面安装而采用以通孔方式连接的理由是,即使对线缆2施加张力也很难使信号线5从母基板120脱离。
十四根信号线5中六根信号线5分别以通孔方式连接于六个后侧通孔131。将这六根信号线5的端部从上向下插入后侧通孔131并焊接。剩余的八根信号线5分别以通孔方式连接于八个前侧通孔132。将这八根信号线5的端部从下向上插入并焊接。
换句话说,在后侧通孔131与前侧通孔132,焊接的方向相反。由此,能够使十四根信号线5分散于母基板120的两侧,信号线5在狭窄区域中的连接作业变得容易。另外,通过从母基板120的两侧将信号线5以通孔方式连接,即使对信号线5施加张力也很难使信号线5从母基板120脱离。
并且,与后侧通孔131连接的六根信号线5的端部均从上向下插入后侧通孔131。换句话说,这六根信号线5的端部从光纤3的后侧弯曲部3F所在的母基板120的上侧被插入。由此,光纤3的后侧弯曲部3F不与从后侧通孔131突出的焊料的边缘接触故不会损伤。另外,光纤3的后侧弯曲部3F布线于六根信号线5的包覆层的上侧,即使与信号线5接触,信号线5的包覆层也成为缓冲材料故很难损伤。
与后侧通孔131连接的六根信号线5不弯曲地以通孔方式连接(参照图17)。与此相对,与前侧通孔132连接的八根信号线5稍微弯曲地以通孔方式连接(参照图18)。其理由与照相机侧连接器10的信号线5的布线相同。
后侧弯曲部3F配置于不弯曲地以通孔方式连接于后侧通孔131的六根信号线5的包覆层上。由此,能够将信号线5和后侧弯曲部3F在上下方向紧凑地布线。
两根电源线6在比信号线5靠近端子部152的位置被以通孔方式连接。这是为了尽量减少母基板120上的电源布线图案。
===制造方法===
图19是带连接器的线缆1的制造方法的说明图。
<复合线缆2的预处理>
首先,准备复合线缆2。接下来,进行复合线缆2的两端的预处理。
在该预处理中,除去复合线缆2的端部的包层(sheath),取出光纤3、信号线5以及电源线6。在本实施方式中,以能够在连接器内将光纤3卷绕两圈来进行余长处理的长度的方式从复合线缆2取出光纤3。
在复合线缆2的引出部7中,在光纤3的周围涂覆接合剂,将光纤3与信号线5以及电源线6之间接合(在图中接合部以黑色图示)。通过该接合,即使对复合线缆2施加张力,也能够抑制该张力从复合线缆2的引出部7传导至前端。
在复合线缆2的引出部7插入有金属环,将该金属环被铆接而构成铆接部件8。另外,通过铆接部件8,即使对复合线缆2施加张力,也能够抑制该张力从复合线缆2的引出部7传导至前端。
<光纤3的连接>
接下来,将光纤3的端部安装于子基板40(以及子基板140)。此时,首先除去光纤3的端部的UV膜以取出光纤素线,剪掉光纤素线的端部,并对光纤3进行端面处理。此时从光纤3的端面到芯线的包覆层为止的长度为L(参照图7、图8B、图15)。接下来,将进行了端面处理的光纤3与子基板40设置于自动调芯机,在搭载于子基板40的光电转换部(发光部41、受光部141)与光纤3的端面被自动调芯之后,形成光耦合部43(参照图8A)。在将光纤3安装于子基板40之后,为了保护光耦合部43而在子基板40上安装保护罩51。另外,由于光耦合部43容易破损,所以将位于子基板40的凹部44之间的光纤3的包覆层与子基板40之间接合固定(参照图8B)。
在本实施方式中,由于子基板40与母基板20分离,所以能够缩小设置于自动调芯机的基板。另外,能够使子基板40成为不取决于连接器形状、尺寸的形状,调芯工序的自动化变得容易。
然而,在本实施方式中,以能够在连接器内将光纤3卷绕两圈来进行余长处理的方式从复合线缆2取出光纤3。但连接光纤3时(例如处理光纤3的端面时)可能会失败。这样的情况下,以将余长处理的长度减少一圈的方式将光纤3剪短即可。该情况下,如图26的参考图所示,通常使有三个弯曲部(第一前侧弯曲部3C、后侧弯曲部3F、第二前侧弯曲部3H)成为一个来进行余长处理即可。由此,即使光纤3的连接失败一次,也不破坏复合线缆2。
<信号线5、电源线6的连接>
接下来,信号线5以及电源线6被焊接在母基板20(以及母基板120)上。另外,在母基板20预先连接有端子部52。
首先,六根信号线5分别以通孔方式连接于六个后侧通孔31。将这六根信号线5的端部从上向下插入后侧通孔31并焊接。剩余的八根信号线5分别以通孔方式连接于八个前侧通孔32。将这八根信号线5的端部从下向上插入并焊接。另外,两根电源线6也与母基板20以通孔方式连接。
在本实施方式中,由于母基板20与子基板40分离,所以在焊接信号线5、电源线6时,光纤不被烙铁损伤,光耦合部43不因焊剂等的飞散而被污染。
另外,在本实施方式中,在后侧通孔31与前侧通孔32,焊接的方向相反,因而信号线5的焊接作业变得容易,并且信号线5很难从母基板20脱离。
另外,由于与前侧通孔32连接的八根信号线5稍微弯曲地连接,所以能够使与前侧通孔32连接的八根信号线5左右错开来目视检查后侧通孔31的焊接。
<母基板与子基板的连接(光纤3的布线)>
接下来,连接母基板20与子基板40(也连接母基板120与子基板140)。此时,还进行光纤3的布线。
首先,作业者如图11(或者图18)所示那样,在母基板20的下侧将复合线缆2的引出部7的附近的光纤3布线于十排针62的外侧(左侧),从而形成根部3A。接下来,作业者在十排针62的外侧将光纤3沿着十排针62在前后方向上布线,从而形成下侧直线部3B。接下来,作业者通过改变光纤3的前后方向的朝向来将弯曲为U字形的弯曲部布线于母基板20的前下侧,从而形成第一前侧弯曲部3C。然后,作业者在母基板20的凹处24将光纤3从下侧到上侧地布线,从而形成过渡部3D。
接下来,作业者如图9(或者图16)所示那样地在母基板20的上侧、且是在两排针61的外侧(右侧)沿前后方向布线光纤3,从而形成第一上侧直线部3E。接下来,作业者通过改变光纤3的前后方向的朝向来将弯曲成U字形的弯曲部布线于母基板20的后上侧,从而形成后侧弯曲部3F。另外,将后侧弯曲部3F配置于与后侧通孔31连接的六根信号线5的包覆层上。接下来,作业者在十排针62的外侧将光纤3沿着十排针62在前后方向上布线,从而形成第二上侧直线部3G。接下来,作业者通过改变光纤3的前后方向的朝向来将弯曲成U字形的弯曲部布线于母基板20的前上侧,从而形成第二前侧弯曲部3H。接下来,作业者在第二前侧弯曲部3H的前端将光纤3弯曲一次而形成末端部3I,并且经由两排针61、十排针62以及四排针63将子基板40搭载于母基板20。在将子基板40搭载于母基板20时,将第二上侧直线部3G夹入母基板20与子基板40之间。另外,在是照相机侧连接器10的情况下,第一上侧直线部3E也被夹入母基板20与子基板40之间。通过光纤3被夹在母基板20与子基板40之间,能够限制光纤3的上下方向的移动。
在本实施方式中,由于母基板20与子基板40分离,所以容易如上述那样布线光纤。
另外,在为照相机侧连接器10的情况下,由于第一上侧直线部3E以及第二上侧直线部3G均以夹在母基板20与子基板40之间的方式被布线,所以在将子基板40搭载于母基板20时后侧弯曲部3F容易受向下的力的作用。但是,后侧弯曲部3F被配置在信号线5的包覆层上,信号线5的包覆层成为缓冲部件,光纤3的损伤被抑制。
在将子基板40搭载于母基板20之后,作业者通过焊接两排针61、十排针62以及四排针63的各针脚来电连接母基板20与子基板40,完成终端部12。此时,在子基板40安装有保护罩51,因此光纤不被烙铁损伤,光耦合部43不因焊剂等的飞散而被污染。
终端部12完成后,作业者将终端部12容纳于盒11A,利用罩11B覆盖盒11A的容纳部,并将两者螺纹固定。由此,带连接器的线缆1完成。
===变形例===
<第一变形例:改变光纤3的卷绕圈数的例子>
在上述的实施方式中,在连接器内对光纤3以大致卷绕两圈的方式进行余长处理,在连接器内有三个弯曲部。但连接器内的光纤3的余长处理并不限定于此。还可以在连接器内对光纤3以卷绕三次以上的方式进行余长处理。
图20是从斜下方观察到的第一变形例的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。另外,母基板20的上侧的构成以及布线与上述的实施方式相同,所以省略图示。
在第一变形例中,对光纤3以在壳体11内大致卷绕三圈的方式进行余长处理。因此,光纤3在壳体11内被卷绕成改变五次前后方向的朝向。其结果,壳体11内的光纤3有五个弯曲成U字形的弯曲部。五个弯曲部中的三个弯曲部位于前侧,两个弯曲部位于后侧。在位于前侧的三个弯曲部中的一个弯曲部位于母基板20的上侧(在图20中未图示),两个弯曲部位于母基板20的下侧。另外,在位于后侧的两个弯曲部中的一个位于母基板20的上侧(在图20中未图示),另一个位于母基板20的下侧。
在第一变形例中,将光纤3布线成三个弯曲部在前侧被分别位于母基板20的上下。因此,第一变形例与三个弯曲部仅配置在母基板20的一侧的情况相比,光纤3不占上下空间,光纤3在壳体11内难以移动。
另外,即使在第一变形例中,也只要光纤3在光耦合部43的方向与前后方向呈锐角θ(例如45°),在第二前侧弯曲部3H(在图20中未图示)前端的末端部3I(在图20中未图示)将光纤3仅弯曲一次即可,因此能够缩短末端部3I的前后方向的长度,就能够实现连接器的小型化(参照图13)。
另外,即使在第一变形例中,也只要母基板20的上侧的光纤3的后侧弯曲部3F(在图20中未图示)布线于与后侧通孔31连接的六根信号线5的包覆层的上侧,就能够使光纤3很难损伤。
另外,如第一变形例所述,对光纤3以在壳体11内卷绕三圈以上的方式进行余长处理的情况下,优选在母基板20的前上侧仅配置一个弯曲部。由此,在光耦合部43所处的母基板20的上侧,光纤3不重叠,光纤3在壳体11内难以移动,能够抑制光耦合部43的损伤。该情况下,弯曲部在母基板20的下侧上下重叠,因此光纤3成为比较容易移动的状态,但对光耦合部43的影响较少故允许该情况。
<第二变形例:不分离母基板与子基板的例子>
在上述的实施方式中,由于母基板与子基板分离,所以光纤3、信号线5以及电源线6的连接作业、布线作业变得容易。但只要连接作业、布线作业的时间允,则也可以不分离母基板与子基板。另外,在不分离母基板与子基板的情况下,光电转换部(发光部41或者受光部141)通过直接被安装于母基板20而搭载于母基板20。
图21是从斜上方观察到的第二变形例的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。如图所示,在第二变形例中,作为光电转换部的发光部41安装于母基板20的上侧,光耦合部43位于母基板20的上侧。
在这样的第二变形例中,光纤3布线也以前侧的两个弯曲部分别位于母基板20的上下的方式被布线。由此,即使在第二变形例中,光纤3也不在母基板20的上下各自重叠。
另外,即使在该第二变形例中,光纤3在光耦合部43的方向与前后方向呈锐角θ(这里为45°)。由此,即使在第二变形例中,在第二前侧弯曲部3H前端的末端部3I,也使光纤3仅弯曲一次即可,因此能够缩短末端部3I的前后方向的长度,能够实现连接器的小型化。
另外,即使在该第二变形例中,光纤3的后侧弯曲部3F被布线在与后侧通孔31连接的六根信号线5的包覆层的上侧。由此,光纤3很难损伤。
另外,为了实现第二变形例,需要将发光部41亦即VCSEL的发光面相对于母基板20的表面抬升为450μm以上。因此,在母基板20与发光部41之间夹设次黏着基板(submount)(例如,被金属化的氮化铝基板)即可。
<第三变形例:母基板无凹处的例子>
在上述的实施方式中,在母基板形成有凹处,光纤3在凹处从母基板的下侧向上侧被布线。但母基板也可以没有凹处。
图22是从斜上方观察到的第三变形例的采集卡侧连接器110的终端部112的图。如图所示,在第三变形例中,在母基板120的右边缘未形成凹处124。另外,在第三变形例中,光纤3经过母基板120的右边缘的外侧,从下侧向上侧地布线。
在第三变形例中,需要在壳体111的内面与母基板120的右边缘之间确保光纤直径左右的间隙。因此,在第三变形例中,若与上述的实施方式相比,壳体111会大型化。
即使在这样的第三变形例中,光纤3被布线成前侧的两个弯曲部分别位于母基板120的上下。由此,即使在第三变形例中,光纤3也不在母基板120的上下各自重叠。
另外,即使在这样的第三变形例中,光纤3在光耦合部143的方向与前后方向呈锐角θ(这里为45°)。由此,即使在第三变形例中,在第二前侧弯曲部3H前端的末端部3I也使光纤3仅弯曲一次即可,因而能够缩短末端部3I的前后方向的长度,能够实现连接器的小型化。
另外,即使在该第三变形例中,光纤3的后侧弯曲部3F被布线于与后侧通孔131连接的六根信号线5的包覆层的上侧。由此,光纤3很难损伤。
<第四变形例:子基板无凹部的例子>
在上述的实施方式中,在子基板形成有凹部。但子基板可以没有凹部。
图23是从斜上方观察到的第四变形例的照相机侧连接器10的子基板40的周边的立体图。如图所示,在第四变形例中,子基板40上未形成凹部44。
在第四变形例中,在光纤3的光轴与子基板40的表面的距离比光纤3(包括芯线的包覆层)的半径短的情况下,无法缩短从光纤3的端面到芯线为止的包覆层的长度L’,因此若与上述的实施方式相比较,则光纤3容易损伤。另外,在第四变形例中,若与上述的实施方式相比较,则难以将光纤3的包覆层与子基板40接合。
即使在这样的第四变形例中,光纤3被布线成前侧的两个弯曲部分别位于母基板20的上下。由此,即使在第四变形例中,光纤3也不会在母基板20的上下各自重叠。
另外,即使在这样的第四变形例中,光纤3在光耦合部43的方向与前后方向呈锐角θ(这里为45°)。由此,在第四变形例中,在第二前侧弯曲部3H前端的末端部3I中也使光纤3仅弯曲一次即可,因此能够缩短末端部3I的前后方向的长度,能够实现连接器的小型化。
另外,在该第四变形例中,光纤3的后侧弯曲部3F被布线于与后侧通孔31连接的六根信号线5的包覆层的上侧。由此,光纤3很难损伤。
<第五变形例:光纤在光耦合部的方向不倾斜的例子>
在上述的实施方式,光纤3在光耦合部的方向相对于前后方向倾斜45°。但光纤3在光耦合部的方向也可以与前后方向平行。
在光纤3在光耦合部的方向与前后方向平行的情况下,如图13中比较例所说明的那样,需要将光纤3弯曲两次。其结果为,光纤3在末端部3I的前后方向的长度变长。
即使在这样的情况下,若将光纤3布线成前侧的两个弯曲部分别位于母基板20的上下,则光纤3也不重叠。
另外,即使在这样的情况下,若光纤3的后侧弯曲部3F被布线于与后侧通孔31连接的六根信号线5的包覆层的上侧,则光纤3也很难损伤。
<第六、七变形例:后侧弯曲部不位于信号线的包覆层上的例子>
在上述的实施方式中,光纤3的后侧弯曲部3F被布线于连接于后侧通孔的六根信号线5的包覆层的上侧。但光纤3的后侧弯曲部3F也可以不位于信号线5的包覆层的上侧。
图24是从斜方向观察到的第六变形例的照相机侧连接器10的子基板40的周边的立体图。
在第六变形例中,后侧弯曲部3F配置于前侧通孔32的上侧。前侧通孔32,由于信号线5的端部从下向上插入,所以在前侧通孔32的上侧可能会有焊料边缘突出。但若这样的后侧弯曲部3F的配置被允许,则在第六变形例中也能够将光纤3布线成前侧的两个弯曲部分别位于母基板20的上下。另外,若这样的后侧弯曲部3F的配置被允许,则在第六变形例中也能够使光纤3在光耦合部43的方向与前后方向为锐角。
图25是从斜方向观察到的第七变形例的照相机侧连接器10的子基板40的周边的立体图。
在第七变形例中,后侧通孔31与前侧通孔32的焊接方向均相同,无法使十四根信号线5分散在母基板20的两侧。另外,在第七变形例中,与后侧通孔31连接的信号线5的端部从下向上地被插入,因此在后侧通孔31的上侧可能会由焊料的边缘突出。但只要这样的配置被允许,则在第七变形例中也能够将光纤3布线成前侧的两个弯曲部分别位于母基板20的上下。另外,只要这样的配置被允许,则在第七变形例中也能够使光纤3在光耦合部43的方向相对于前后方向为锐角。
<参考例:不将弯曲部分为两个的例子>
在上述的实施方式中,将光纤布线成前侧的两个弯曲部分别位于母基板的上下。
图26是从斜上方观察到的参考例的照相机侧连接器10的终端部12的立体图。
在参考例中,对光纤3在壳体11内以大致卷绕一圈的方式进行余长处理。因此,光纤3在壳体11内被卷绕成改变一次前后方向的朝向。其结果为,壳体11内的光纤3仅在前上侧有一个被弯曲成U字形的弯曲部。换句话说,在该参考例中,在母基板20的下侧未形成弯曲部。
即使在这样的参考例中,光纤3在光耦合部43(在图26中未图示)的方向与前后方向也呈锐角θ(这里为45°)。由此,即使在参考例中,在第二前侧弯曲部3H前端的末端部3I仅将光纤3弯曲一次即可,所以能够缩短末端部3I的前后方向的长度,能够实现连接器的小型化。
===其他===
上述的实施方式是用于使本发明易于理解的实施方式,而不是用于限定地解释本发明。不言而喻,本发明能够不脱离其主旨地例如以下那样进行变更、改进,并且本发明包括其等同物。
<关于带连接器的线缆1>
上述的带连接器的线缆1是适合CameraLink接口的构成。但也可以对用于其他用途的带连接器的线缆采用上述的实施方式的构成。
<关于线缆>
上述的复合线缆2具备信号线5、电源线6,但并不限于此。例如,也可以是在没有信号线5、电源线6的光缆的端部设置有连接器的带连接器的线缆。
另外,上述的复合线缆2仅具备一根光纤,但并不限定于此。例如,复合线缆也可以具备多根光纤。
符号说明:
1…带连接器的线缆;2…复合线缆;3…光纤;3A…根部;3B…下侧直线部;3C…第一前侧弯曲部;3D…过渡部;3E…第一上侧直线部;3F…后侧弯曲部;3G…第二上侧直线部;3H…第二前侧弯曲部;3I…末端部;3J…端面;4…差分信号线;5…信号线;6…电源线;7…引出部;8…铆接部件;10…照相机侧连接器;11、111…壳体;11A、111A…盒;11B、111B…罩;12、112…终端部;20、120…母基板;21…LVDS串行器;22…照相机侧MCU;24、124…凹处;25…连接部;31、131…后侧通孔;31A…后侧通孔列;32、132…前侧通孔;32A…前侧通孔列;33…两排针用通孔;34…十排针用通孔;35…四排针用通孔;36…电源线用通孔;40、140…子基板;41…发光部;41A…发光面;42…驱动部;43、143…光耦合部;44、144…凹部;51、151…保护罩;52、152…端子部;61、161…两排针;62、162…十排针;63、163…四排针;110…采集卡侧连接器;121…LVDS解串器;122…采集卡侧MCU;141…受光部;142…电流电压转换部。

Claims (10)

1.一种带连接器的线缆,具备:
线缆,其具有光纤和信号线;和
连接器,其容纳基板,所述基板具备用于以通孔方式连接所述信号线的端部的通孔;
所述带连接器的线缆的特征在于,
在将从所述连接器延伸出的所述线缆的方向设定为前后方向时,
在所述连接器的内部,形成有改变所述光纤的所述前后方向的朝向以使所述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且所述弯曲部位于以通孔方式连接于所述基板的所述信号线的包覆层上,
在从所述连接器侧观察所述线缆侧为后、相反侧为前时,
所述基板具备位于所述线缆侧的后侧通孔、和形成于比所述后侧通孔靠近前侧的前侧通孔,
所述信号线的所述端部插入至所述后侧通孔的方向与所述信号线的所述端部插入至所述前侧通孔的方向相反,
连接于所述前侧通孔的信号线弯曲地以通孔方式连接成在左右方向上错开,所述弯曲部位于不弯曲地以通孔方式连接于所述后侧通孔的所述信号线的包覆层上。
2.根据权利要求1所述的带连接器的线缆,其特征在于,
在与所述基板不同的子基板安装有与所述光纤的端面光学性耦合的光电转换部,
所述基板与所述子基板电连接,并被容纳于所述连接器。
3.根据权利要求2所述的带连接器的线缆,其特征在于,
所述光纤被布线成夹在所述基板与所述子基板之间。
4.根据权利要求3所述的带连接器的线缆,其特征在于,
在位于所述信号线的包覆层上的所述弯曲部的两侧,所述光纤被布线成夹在所述基板与所述子基板之间。
5.根据权利要求1所述的带连接器的线缆,其特征在于,
在将从所述连接器侧观察所述线缆侧设定为后、相反侧设定为前时,
在所述连接部的内部,将所述光纤布线成:至少形成三个改变所述光纤的所述前后方向的朝向以使所述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且前侧的两个弯曲部以夹持所述基板的方式分别位于相反侧。
6.根据权利要求1所述的带连接器的线缆,其特征在于,
在所述连接器的内部,在比所述弯曲部靠近所述光纤的端面一侧形成有另一弯曲部亦即前侧弯曲部,并且所述光纤的端面被连接成所述光纤在所述前侧弯曲部与所述光纤的所述端面之间弯曲,且所述光纤与所述前后方向呈锐角。
7.根据权利要求6所述的带连接器的线缆,其特征在于,
在所述连接器的内部,所述光纤向相同方向弯曲。
8.根据权利要求1所述的带连接器的线缆,其特征在于,
在将从所述连接器侧观察所述线缆侧设定为后、相反侧设定为前时,
在所述连接器的内部,所述弯曲部形成于前侧和后侧,并且所述后侧的弯曲部位于通过焊接以通孔方式连接于所述基板的所述信号线的包覆层上。
9.根据权利要求1所述的带连接器的线缆,其特征在于,
所述连接器具有与所述光电转换部电连接的端子部。
10.一种带连接器的线缆的制造方法,该带连接器的线缆具备:
线缆,其具有光纤和信号线;和
连接器,其容纳基板,所述基板具备用于以通孔方式连接所述信号线的端部的通孔,
所述带连接器的线缆的制造方法的特征在于,具有:
准备所述线缆的工序;
将所述信号线的所述端部以通孔方式连接于所述基板的所述通孔的工序;以及
按照在将从所述连接器延伸出的所述线缆的方向设定为前后方向时,形成改变所述光纤的所述前后方向的朝向以使所述光纤弯曲成U字形的弯曲部,并且使所述弯曲部配置在以通孔方式连接于所述基板的所述信号线的包覆层上的方式对所述光纤进行布线的工序,
在从所述连接器侧观察所述线缆侧为后、相反侧为前时,
所述基板具备位于所述线缆侧的后侧通孔、和形成于比所述后侧通孔靠近前侧的前侧通孔,
所述信号线的所述端部插入至所述后侧通孔的方向与所述信号线的所述端部插入至所述前侧通孔的方向相反,
连接于所述前侧通孔的信号线弯曲地以通孔方式连接成在左右方向上错开,所述弯曲部位于不弯曲地以通孔方式连接于所述后侧通孔的所述信号线的包覆层上。
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