JP2008310066A - 光電気複合伝送アセンブリ及び光電気複合伝送モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光電気複合伝送モジュールは、光電気複合ケーブルと電気ケーブルとの間にフィルム型光導波路が配設され、フィルム型光導波路はフレキシブルプリント基板上に配設され、フレキシブルプリント基板に電気光変換部及び/または光電気変換部が配設されたものである。
【選択図】 図4
Description
この解決策として、たとえばコンピュータ本体とモニタ、またはサーバとサーバ間などの情報信号をやり取りする部分に光伝送路を設けて光伝送を行う方式がある。
このモジュールに内蔵されたICを駆動するために、信号線が接続されているのと同じコネクタを通して、機器から供給された電力を用いることが開示されている(特に下記特許文献1の図9、図19参照)。
また、通常規格化された光伝送を考慮しない高速IF(Interface)では、光素子を駆動するICへの電力供給は想定しておらず、別途IC駆動用に電力が必要となる。IC駆動用に別途電力を供給するためには専用のケーブルやコネクタが別途必要であり、構成も複雑となり、取り扱い性、コストの点で問題となる。
また、光素子を実装する場合、通常10μm以下の高い実装精度が要求されるのに対して、電力ケーブルの実装は光素子の実装と比べ10倍以上の実装誤差が許容され、電気信号線の実装精度は光素子の実装精度と電力ケーブルの実装精度の間である。それぞれ実装精度の異なるものを同一の基板に実装する場合、最も実装精度の厳しい仕様に合わせる必要があり、基板製造が困難となり、基板が高価になる。
更に、高速電気IF仕様のコネクタは光接続を想定しておらず、接続強度は通常の光IFのコネクタの接続強度より弱い。このためコネクタが引っ張られたときには、コネクタが外部機器のコネクタから抜けやすいなどの問題があり、コネクタが抜けると光素子に急激な電圧変化が加わり、光素子破壊に繋がることがある。
更に、電気ケーブルよりも電力ケーブルの長さを短くしことにより、不用意な引き抜き力は電力ケーブルへ加わり、電気ケーブルへは加わり難くい。これにより、電気ケーブルは外部機器から不用意な引き抜き力によって抜けることがなくなる。
光電気複合伝送モジュール12は、外部機器(図示せず)へ接続される電気コネクタ14のついた電気ケーブル13に接続される。電気ケーブル13の断面構造の一例を図2a)に示す。信号の伝送速度が10Mbps以上の伝送路として用いられ、信号線21aが金属管または金属線を編組したシールド21bで覆われる高速差動信号線21、信号の伝送速度が10Mbps未満の伝送路として用いられる低速信号線22、電力ケーブル23、GND線24などから構成される。
光電気電力複合ケーブル11は、外部機器から伝送された電気信号を光電気複合伝送モジュール12内で変換した光信号、および光電気複合伝送モジュール12内では変換せず外部機器から伝送された電気信号や電力を伝送する。
光電気電力複合ケーブル11の両端にはそれぞれ光電気複合伝送モジュール12が接続
され、各光電気複合伝送モジュール12には電気ケーブル13が接続されて光電気複合伝送アセンブリ10が構成されている。
一方、図1a)の形態において、光電気電力複合ケーブル11に代えて光電気複合ケーブル28を用いて、この光電気複合ケーブル28の両端に光電気複合伝送モジュール12を接続した形態でも良い。
この形態においては、光電気複合伝送モジュール12を駆動するための電力は、外部機器に接続される電気コネクタ16付の電力ケーブル15を通して供給される。これは、電気ケーブル13に設けられている電力ケーブル23(図2a)参照)だけでは、電力供給に限界があるためである。勿論、電気ケーブル13に設けられている電力ケーブル23も光電気複合伝送モジュール12内のICを駆動することに用いることもできる。
そこで本形態では、電気ケーブル13よりも電力ケーブル15の長さを短くしたものである。これにより、外部機器のコネクタから引き抜かれる方向へ電気コネクタ14に不用意な力が加わる前に、電気コネクタ(またはプラグ)16の接続強度が強い仕様となっている電力ケーブル15へ引き抜き力が加わるようになる。従って、電気ケーブル13へ取り付けられた電気コネクタ14に不用意な引き抜き力が加わり難くなり、電気ケーブル13へ取り付けられた電気コネクタ14が外部機器のコネクタから抜けづらくすることができる。
従って、この形態に拠れば、光電気複合伝送モジュール12のサイズを小さくすることができる。なお、このときの光電気電力複合ケーブル11としては例えば図2d)に示すように、電力ケーブル29が分岐し易いように、分岐する電力ケーブル29を光電気複合ケーブル28の端に配置するなどの構造にすると良い。この形態においても図1b)の形態で述べた理由により、光電気複合ケーブル28よりも電力ケーブル29の長さを短くすると良い。
この場合、光電気複合伝送モジュール32は電気コネクタ33を介して外部機器に直接接続されるため、構成が簡素化されると共に低コスト化が図れる。
光電気電力複合ケーブル411と、外部機器と接続される電気コネクタ401を有する電気ケーブル402と、この電気ケーブル402からの電気信号を光信号に変換するためのレーザ406bとレーザ駆動用のIC406aからなる電気光変換部406、または光ファイバまたは光導波路などの光信号線からの光信号を電気信号に変換するためのフォトダイオード416bとフォトダイオード416bからの電気信号を増幅する増幅用IC416aからなる光電気変換部416と、光電気電力複合ケーブル411と電気ケーブル402との間にフィルム型光導波路407を配設することにより、電気ケーブル402と光電気複合ケーブル411との間で信号伝送を行うことができる。
フィルム型光導波路517の材料としては、アクリル、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂を用いる。フィルム型光導波路517では、図5b)に示すように光ファイバ挿入溝509を形成し、この光ファイバ挿入溝509に光ファイバ508を挿入するだけで、容易に光ファイバ508を実装することができる。光ファイバ508をフィルム型光導波路517に実装することにより、光ファイバ508が多芯である場合でも、フィルム型光導波路517と光素子505との位置合わせが一括でできるため、生産性が向上する。
従って、フィルム型光導波路517に光ファイバ508及びレーザまたはフォトダイオードなどの光素子505、並びに光素子505を駆動するIC506などを実装した光電気複合伝送モジュール516は、低コスト化が容易となる。
一方、図4に示すリジット基板409に光素子505、IC506を配設する場合には、フィルム型光導波路517に電気配線501を設ける必要が無くなるため、フィルム型光導波路517の製造プロセスが簡単となり、フィルム型光導波路517は低コストに製造することが可能となる。また、リジット基板409に光素子505を配設することにより、光素子505の放熱効果が高まり、光素子505の動作特性が安定化する。
電気光変換部406および光電気変換部416は、フィルム型光導波路407の面上に実装されると共に、電気光変換部406および光電気変換部416がリジット基板409の一方の面と対向するように実装されている。そしてリジット基板409の他方の面には電圧変換器413が実装されている。
また、フィルム型光導波路407の一端はカードエッジコネクタ405に保持され、フィルム型光導波路407の他端側及び光ファイバ被覆部801は、光ファイバを保護するためのガラス板などの保護部材800に接着剤などを用いて保持固定されている。そしてこの保護部材800は、接着剤などを用いてリジット基板409と機械的に接続、保持されている。
この構造により、光電気複合伝送モジュールの筐体403として、樹脂をモールドした際に加わる力から電気光変換部406あるいは光電気変換部416を保護することができる。
従って、電圧変換器413で発生する電磁ノイズにより、電気光変換部406または光電気変換部416の信号線に電気的に影響することが少なくなる。これにより、IC406a、416aなどを部分的に覆って電気的ノイズを遮蔽するための金属製ケースなどを設ける必要が無いため、省スペース化が可能となる。
なお、上述した電気ケーブル402を除去し、図6に示すように外部機器と接続するための電気コネクタ601が、直接リジッド基板608に接続されていても良い。
外部機器と接続される電気コネクタ401を有する電気ケーブル402は、高速差動信号線(2対4本)404と、低速信号線4本とGND線1本からなる複合ケーブル414、および5V電力ケーブル(1本)415から構成されている。また光電気電力複合ケーブル411は、光ファイバ(4心GI50μmテープ型)408と、低速信号線5本とGND線からなる複合ケーブル414、及び5V電力ケーブル412から構成されている。そして高速差動信号線(2対4本)404と5V電力ケーブル(1本)415はリジッド基板409に接続されている。
リジッド基板409は表面および裏面に電気配線を有し、その内部にはグランド層410を有した3層構造である。電気ケーブル402の5V電力ケーブル415は入力5V出力3.3Vの電圧変換器413(DC−DCコンバータ)に接続し、電圧変換器413から出力した電力はスルーホール450を通じてリジッド基板409の裏面(電圧変換器413が搭載されている面と対向する面)に伝送される。
外部機器と接続される電気コネクタ701を有する電気ケーブル702は、高速差動信号線(作動2対4本)704と、低速信号線4本と5V電力ケーブル(1本)とGND線(1本)からなる複合ケーブル714とから構成されている。また光電気電力複合ケーブル711は、光ファイバ(4心GI50μmテープ型)708と、低速信号線4本と5V電力ケーブル1本とGND線1本からなる複合ケーブル714と、12V電力ケーブル1本712とから構成されている。そして、12Vの電力ケーブル715と高速差動信号線(作動2対4本)704がリジッド基板709に接続されている。
更に、フィルム型光導波路707はカードエッジコネクタ705によりリジット基板709と接続されている。電気ケーブル702の高速差動信号線704はレーザ706bが搭載されているリジット基板709の面に接続され、カードエッジコネクタ705を通してレーザ駆動用のIC706aと信号の伝送を行っている。
また、低速信号線と5V電力ケーブルとGND線からなる複合ケーブル714は、電圧変換器713が実装されたリジット基板709の面に配線接続されている。光電気電力複合ケーブル711の他端にはレーザ706bに代えてフォトダイオード717bを搭載し、レーザ駆動用のIC706aに代えてフォトダイオード717bからの信号を増幅する増幅IC717aを搭載した光電気複合伝送モジュール718が配設されている。
モジュールの筐体703はSUSを板金加工しさらにその上をモールドにより樹脂で覆って作製されている。
以上、本発明を実施例により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
11、31、411、610、711;光電気電力複合ケーブル
12、32、516、718、719;光電気複合伝送モジュール
13、402、702;電気ケーブル
14、33、401、601、701、716;電気コネクタ
15、29、34、412、415、611、614;電力ケーブル
16、35;電気コネクタ(またはプラグ)
17;分岐部
21、404、603、704;高速差動信号線
21a;信号線
21b;シールド
22;低速信号線
23;電力ケーブル
24;GND線
25;4心テープ型光ファイバ
25a;光ファイバ心線
25b;4心テープ型光ファイバ被覆
27;被覆
28;光電気複合ケーブル
403、602、703;筐体
405,604,705;カードエッジコネクタ
406;電気光変換部
406a;(レーザ駆動用)IC
406b;レーザ(VCSEL)
407、517、606、707;フィルム型光導波路
408、508、607、708;光ファイバ
409、608、709;リジッド基板
410、609,710;グランド層
413、612、713;電圧変換器
414;複合ケーブル(低速信号線、GND線)
416、615、717;光電気変換部
416a、615a、717a;増幅用IC
416b、615b、717b;フォトダイオード
418、501;電気配線
419、450、750;スルーホール
422、510;バンプ
502;樹脂基板
503;コア
504;オーバークラッド
505;光素子
506;IC
507;光路変換ミラー
509;光ファイバ挿入溝
519;アンダークラッド
520;フレキシブルプリント基板
613;複合ケーブル(低速信号線、電力ケーブル、GND線)
712、715;12V電力ケーブル
714;複合ケーブル(低速信号線、5V電力ケーブル、GND線)
800;保護部材(ガラス板)
801;光ファイバ被覆部
Claims (11)
- 光ファイバと電気配線と電力線とが複合された光電気電力複合ケーブルまたは光ファイバと電気配線とが複合された光電気複合ケーブルと、電気信号を光信号に変換するレーザと該レーザを駆動する駆動ICとからなる電気光変換部と、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと該フォトダイオードからの電気信号を増幅する増幅用ICとからなる光電気変換部と、上記電気光変換部及び/または上記光電気変換部とを有する光電気複合伝送モジュールとからなる光電気複合伝送アセンブリにおいて、
上記光電気電力複合ケーブルまたは上記光電気複合ケーブルの両端に上記光電気複合伝送モジュールが接続され、上記光電気複合伝送モジュールには外部機器と電気信号を伝送するための電気ケーブルと電力を伝送するための電力ケーブルがそれぞれ接続され、上記電力ケーブルの長さは上記電気ケーブルの長さよりも短いことを特徴とする光電気複合伝送アセンブリ。 - 光ファイバと電気配線と電力線とが複合された光電気電力複合ケーブルと、電気信号を光信号に変換するレーザと該レーザを駆動する駆動ICとからなる電気光変換部と、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと該フォトダイオードからの電気信号を増幅する増幅用ICとからなる光電気変換部と、上記電気光変換部及び/または上記光電気変換部とを有する光電気複合伝送モジュールとからなる光電気複合伝送アセンブリにおいて、
上記光電気電力複合ケーブルの両端から電力ケーブルがそれぞれ分岐され、該電力ケーブルが分岐された残りの上記光電気電力複合ケーブルは光電気複合ケーブルとして上記光電気複合伝送モジュールがそれぞれ接続され、更に上記光電気複合伝送モジュールには外部機器と電気信号を伝送するための電気ケーブルが接続されていることを特徴とする光電気複合伝送アセンブリ。 - 上記光電気電力複合ケーブルから分岐した電力ケーブルの長さは、上記光電気電力複合ケーブルから上記電力ケーブルが分岐する箇所から光電気複合モジュールに接続されている電気ケーブル先端に設けられた電気コネクタまでの長さよりも短いことを特徴とする請求項2記載の光電気複合伝送アセンブリ。
- 光ファイバと電気配線と電力線とが複合された光電気電力複合ケーブルまたは光ファイバと電気配線とが複合された光電気複合ケーブルと、電気信号を光信号に変換するレーザと該レーザを駆動する駆動ICとからなる電気光変換部と、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと該フォトダイオードからの電気信号を増幅する増幅用ICとからなる光電気変換部と、上記電気光変換部及び/または上記光電気変換部とを有する光電気複合伝送モジュールとからなる光電気複合伝送アセンブリにおいて、
上記光電気複合伝送モジュールは外部機器と電気信号を伝送するための電気ケーブルが接続され、更に上記光電気複合伝送モジュール内部にはフィルム型光導波路が配設され、該フィルム型光導波路を介して上記光電気電力複合ケーブルと上記電気ケーブルとが信号を伝送することを特徴とする光電気複合伝送モジュール。 - 光ファイバと電気配線と電力線とが複合された光電気電力複合ケーブルまたは光ファイバと電気配線とが複合された光電気複合ケーブルと、電気信号を光信号に変換するレーザと該レーザを駆動する駆動ICとからなる電気光変換部と、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと該フォトダイオードからの電気信号を増幅する増幅用ICとからなる光電気変換部と、上記電気光変換部及び/または上記光電気変換部とを有する光電気複合伝送モジュールとからなる光電気複合伝送アセンブリにおいて、
上記光電気複合伝送モジュール内部にはフィルム型光導波路が配設され、該フィルム型光導波路に上記電気光変換部及び/または上記光電気変換部が配設されていることを特徴とする光電気複合伝送モジュール。 - 外部機器に接続される電気コネクタを有する電気ケーブルが上記光電気複合伝送モジュール内部に配設されたリジット基板に接続され、フレキシブルプリント基板上に配設されたフィルム型光導波路はカードエッジコネクタによりリジット基板と接続されていることを特徴とする請求項5記載の光電気複合伝送モジュール。
- 外部機器に接続される電気コネクタを有する電気ケーブルが上記リジット基板に接続され、上記フレキシブルプリント基板上に配設されたフィルム型光導波路は異方性導電樹脂または非導電性樹脂によりリジット基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項5,6いずれか記載の光電気複合伝送モジュール。
- 上記電気光変換部、及び/または上記光電気変換部は、フィルム型光導波路とリジット基板の間に配設されていることを特徴とする請求項1〜7いずれか記載の光電気複合伝送モジュール。
- 光ファイバと電気配線と電力線とが複合された光電気電力複合ケーブルまたは光ファイバと電気配線とが複合された光電気複合ケーブルと、電気信号を光信号に変換するレーザと該レーザを駆動する駆動ICとからなる電気光変換部と、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと該フォトダイオードからの電気信号を増幅する増幅用ICとからなる光電気変換部と、上記電気光変換部及び/または上記光電気変換部とを有する光電気複合伝送モジュールとからなる光電気複合伝送アセンブリにおいて、上記光電気複合伝送モジュール内部に外部から供給される電圧を変換する電圧変換器が配設され、該電圧変換器により上記駆動IC及び/または上記増幅用ICに電力が供給されることを特徴とする光電気複合伝送モジュール。
- 上記リジット基板は内部に電気的グランド層を有し、上記リジット基板の一方の面側に上記フィルム型光導波路に配設された上記電気光変換部及び/または上記光電気変換部が配設され、上記リジット基板の他方の面に上記電圧変換器が配設されていることを特徴とする請求項4〜9いずれか記載の光電気複合伝送モジュール。
- 上記光電気電力複合ケーブルの両端に上記光電気複合伝送モジュールが接続され、上記電気ケーブルの代わりに上記光電気複合伝送モジュールに電気コネクタを設け、該電気コネクタにより外部装置と電気的に接続されることを特徴とする請求項4〜10いずれか記載の光電気複合伝送モジュール。
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