JP2011146258A - 電気コネクタ付光電気複合ケーブル及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気コネクタ付光電気複合ケーブル11は、第一,第二コネクタ12,13から離れた位置に、電気光変換素子41を有する第一中継部21及び光電気変換素子43を有する第二中継部23を備える。第一コネクタ12と第一中継部21との間及び第二コネクタ13と第二中継部23との間が第一,第二電気ケーブル22,24であり、第一,第二中継部21,23の間が光電気複合ケーブル25である。光ファイバ心線33は、一端が電気光変換素子41に他端が光電気変換素子43に接続されている。第一電気ケーブル22の第一電線51は、一端が第一コネクタ12に他端が電気光変換素子41に接続され、第二電気ケーブル24の第二電線52は、一端が光電気変換素子43に他端が第二コネクタ13に接続されている。
【選択図】図6
Description
ところが、特許文献1のように光電変換モジュールをコネクタ等の端末部分に載せると、コネクタが嵩張ってしまう。コネクタが嵩張ると取り扱い性がよくない他、狭隘な収納スペースへの収納が困難となってしまう。
また、光電変換モジュールを搭載するための専用のコネクタが必要となり、接続される機器側でもこのコネクタに対応した専用のレセプタクルが必要となり、コストアップを招いてしまう。
当該ケーブルの一端に電気コネクタである第一コネクタを有し、当該ケーブルの他端に電気コネクタである第二コネクタを有し、
前記第一コネクタから離れた位置に、電気信号を光信号に変換する電気光変換素子を有する第一中継部を備え、前記第一コネクタと前記第一中継部との間が複数の電線からなる第一電気ケーブルであり、
前記第二コネクタと前記第一中継部との間に、光信号を電気信号に変換する光電気変換素子を有する第二中継部を備え、前記第二コネクタと前記第二中継部との間が複数の電線からなる第二電気ケーブルであり、
前記第一中継部と前記第二中継部との間が光ファイバと電気信号を伝える信号電線とを含む光電気複合ケーブルであり、前記光ファイバの一端が前記電気光変換素子に接続され、前記光ファイバの他端が前記光電気変換素子に接続され、
前記第一中継部は、前記電気光変換素子が実装された第一基板を有し、前記電気光変換素子に電気信号を伝える第一電線の一端が前記第一コネクタに接続され、前記第一電線の他端が前記第一基板上の回路を介して前記電気光変換素子に接続され、
前記第二中継部は、前記光電気変換素子が実装された第二基板を有し、光信号が変換された電気信号を伝える第二電線の一端が前記第二基板上の回路を介して前記光電気変換素子に接続され、前記第二電線の他端が前記第二コネクタに接続され、
前記光電気複合ケーブルに含まれる前記信号電線が前記第一コネクタ及び前記第二コネクタに直接または他の配線部材を介して接続されていることを特徴とする。
その際、前記光電気複合ケーブルの前記信号電線が、前記第一中継部においては前記第一基板の前記電気光変換素子が実装されていない側を通され、前記第二中継部においては前記第二基板の前記光電気変換素子が実装されていない側を通されていることが好ましい。
前記第一中継部に設けられた第一基板上に実装された電気信号を光信号に変える電気光変換素子に、前記光ファイバの一端を接続する光ファイバ一端接続工程と、
前記電気光変換素子に電気信号を伝える第一電線の一端を、前記第一基板上の回路を介して前記電気光変換素子に接続し、前記第一電線の他端を電気コネクタである第一コネクタに接続する第一電線接続工程と、
前記第二中継部に設けられた第二基板上に実装された光信号を電気信号に変える光電気変換素子に、前記光ファイバの他端を接続する光ファイバ他端接続工程と、
前記光電気変換素子で変換された電気信号を伝える第二電線の一端を、前記第二基板上の回路を介して前記光電気変換素子に接続し、前記第二電線の他端を電気コネクタである第二コネクタに接続する第二電線接続工程と、
前記光電気複合ケーブルに含まれる前記信号電線を、前記第一コネクタと前記第二コネクタに直接または他の配線部材を介して接続する信号電線接続工程と、
を含むことを特徴とする。
その際、前記第一中継部において前記光電気複合ケーブルの前記信号電線を前記第一基板の前記電気光変換素子が実装されていない側に通し、前記第二中継部において前記信号電線を前記第二基板の前記光電気変換素子が実装されていない側に通すことが好ましい。
また、本発明の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法によれば、汎用性及び経済性に優れた電気コネクタ付光電気複合ケーブルを容易に製造することができる。
図1に示すように、電気コネクタ付光電気複合ケーブル11は、その一端に、第一コネクタ12を有し、他端に第二コネクタ13を有している。第一コネクタ12は、ビデオカメラ14のレセプタクルに接続され、第二コネクタ13は、コントローラユニット15のレセプタクルに接続される。
ビデオカメラ14にて撮影された画像の画像信号が、電気コネクタ付光電気複合ケーブル11を介してコントローラユニット15へ送信され、さらに、このコントローラユニット15に接続されたディスプレイ16へ送信され、ディスプレイ16にて表示される。
第二コネクタ13と第一中継部21との間には、第二中継部23を備えており、第二コネクタ13と第二中継部23との間に複数の電線からなる第二電気ケーブル24が設けられている。
第一中継部21と第二中継部23との間には、光電気複合ケーブル25が設けられている。
この光電気複合ケーブル25は、電線収容部32の周囲に、押え巻35及びシールド層36が順に設けられ、最外周が外被37によって覆われている。
図4及び図5に示すように、第一中継部21は、両端にブーツ40aを有する円筒状の半割り構造のケース40を有しており、このケース40内に、電気光変換素子41が実装された第一基板42を有している。第一中継部21には、一端側に第一電気ケーブル22が固定され、他端側に光電気複合ケーブル25が固定されている。これらの第一電気ケーブル22及び光電気複合ケーブル25は、ケース40内の端部において、外被37が除去されてシールド層36が折り返される。ケース40は金属で構成されるか、または内面が金属メッキされている。金属で構成されたケース40に、またはケース40の金属メッキ部分に、シールド層36が接続される。図4及び図5に示すようにシールド層36をかしめた金属リング40bを金属製のケース40にはめ込んで接続させるのでもよい。第一電気ケーブル22のシールド層36と光電気複合ケーブル25のシールド層36とは、ケース40を介して電気的に接続されることになる。
電気光変換素子41及び光電気変換素子43は、複数の電極が一体成型された構造のフェルールに、バンプまたはワイヤーボンドによって導通接続されている。このフェルールに光ファイバ心線33を接続することにより、光ファイバ心線33と電気光変換素子41及び光電気変換素子43との間にて光信号の送受信が可能となっている。
また、第一基板42には、電気光変換素子41を駆動させるドライバICが実装されており、第二基板44には、光電気変換素子43からの信号を増幅させるトランスインピーダンスアンプ(TIA)が実装されている。
第二中継部23についても同様である。第二基板44の一面(光電気変換素子43等が実装された面)が、半割り構造のケース40の一方により覆われる配置とするのが好ましい。こうすると光電気変換素子等を実装する作業性がよい。
また、第一中継部21では、光電気複合ケーブル25の端部から引き出された光ファイバ心線33の一端が、電気光変換素子41に接続されている。
第二中継部23では、第二電気ケーブル24の電線からなる第二電線52が第二基板44の回路パターン(図示省略)に接続されており、この回路パターンを介して光電気変換素子43に接続されている。
また、光電気複合ケーブル25に含まれる電線34からなる信号電線53は、第一中継部21及び第二中継部23に通され、第一コネクタ12及び第二コネクタ13に接続されている。これらの信号電線53は図5に示すように、第一基板42については電気光変換素子41が実装されない側、第二基板44については光電気変換素子43が実装されない側に通されることが好ましい。こうすることで、第一中継部21または第二中継部23が振動しても、信号電線53が基板上の光学素子や光ファイバ素線にぶつかってダメージを与えるおそれがない。
これにより、コントローラユニット15に接続されたディスプレイ16には、ビデオカメラ14にて撮影された画像が表示される。
なお、各工程を実施する順序は、適宜変更可能である。
光電気複合ケーブル25の両端を端末処理し、この光電気複合ケーブル25の一端に第一中継部21を取り付け、他端に第二中継部23を取り付ける。なお、光電気複合ケーブル25の両端では、図5に示すように外被37から露出させたシールド層36を折り返し、このシールド層36の折り返し部分と外被37にケース40を固定する。ケース40は金属から構成されるかまたは金属メッキ層を有し、シールド層36をケース40の金属部分と接続する。
第一中継部21の第一基板42に設けられた電気光変換素子41に、光電気複合ケーブル25の光ファイバ心線33の一端を接続する。例えば、光ファイバ心線33のガラスファイバを露出させ、電気光変換素子41が接続されたフェルールの挿通孔へ挿入して固定する。
第一電気ケーブル22の第一電線51の一端を、第一中継部21の第一基板42に半田付けによって接続し、第一基板42上の回路を介して第一電線51を電気光変換素子41に接続する。さらに、第一電気ケーブル22の第一電線51の他端を第一コネクタ12に接続する。
第二中継部23の第二基板44に設けられた光電気変換素子43に、光電気複合ケーブル25の光ファイバ心線33の他端を接続する。具体的には、光ファイバ心線33のガラスファイバを露出させ、光電気変換素子43が接続されたフェルールの挿通孔へ挿入して固定する。
第二電気ケーブル24の第二電線52の一端を、第二中継部23の第二基板44に半田付けによって接続し、第二基板44上の回路を介して第二電線52を光電気変換素子43に接続する。さらに、第二電気ケーブル24の第二電線52の他端を第二コネクタ13に接続する。
また、光電気複合ケーブル25の両端から引き出された信号電線53を、第一電気ケーブル22及び第二電気ケーブル24の電線収容部に挿入し、第一コネクタ12と第二コネクタ13に接続する。
(1)第一給電線55を第一コネクタ12と第二コネクタ13に直接接続する場合
第一給電線55は光電気複合ケーブル25に含まれている。その両端は、光電気複合ケーブル25の両端から延び出ていて、第一コネクタ12側では第一中継部21および第一電気ケーブル22を通過するだけ長くされ、第二コネクタ13側では第二中継部23および第二電気ケーブル24を通過するだけ長くされている。その両端の余長部分をそれぞれ、第一中継部21および第一電気ケーブル22、第二中継部23および第二電気ケーブル24を通して、第一コネクタ12、第二コネクタ13に接続する。
(2)第一給電線55を第二中継部23で別の電線に接続する場合
光電気複合ケーブル25に含まれる第一給電線55の第一コネクタ12側の余長部分を第一中継部21および第一電気ケーブル22に通して第一コネクタ12に接続する。第二コネクタ13側では第二中継部23で第一給電線55の端を別の電線につないで(中継基板を介してもよい)、その別の電線を第二コネクタ13に接続する。
(3)第一給電線55を第一中継部21で別の電線に接続する場合
第一給電線55の一端を第一コネクタ12に接続し、他端を第一中継部21で光電気複合ケーブル25に含まれる別の電線に接続する。中継基板を介してもよい。その別の電線を直接第二コネクタ13に接続する。または第二中継部23で別の電線に接続する。そこでも中継基板を介してもよい。
光電気複合ケーブル25に含まれる第二給電線56の一端を第一基板42上の電気光変換素子41及びドライバICにつながる回路に接続し、第二給電線56の他端を第二コネクタ13に直接または第二中継基板62などの他の配線部材を介して接続する。第二コネクタ13に直接接続する場合は、光電気複合ケーブル25の第二コネクタ13側から第二給電線56を延び出させ、その余長部分を第二中継部23および第二電気ケーブル24を通して第二コネクタ13に接続する。他の配線部材を介して接続する場合は、第二中継部23で、第二電気ケーブル24に含まれる別の電線に接続する。このときに中継基板を介してもよい。
第二電気ケーブル24に含まれる第三給電線57の一端を第二基板44上の光電気変換素子43及びトランスインピーダンスアンプにつながる回路に接続し、第三給電線57の他端を第二コネクタ13に接続する。
第一電気ケーブル22及び第二電気ケーブル24の端部に、それぞれ第一中継部21及び第二中継部23を取り付ける。なお、第一電気ケーブル22及び第二電気ケーブル24の端部では、外被37から露出させたシールド層36を折り返し、このシールド層36の折り返し部分および外被37にケース40を固定する。ケース40は金属から構成されるかまたは金属メッキ層を有し、シールド層36をケース40の金属部分と接続する。
また、第二中継基板62を用いて信号電線53を第一コネクタ12と第二コネクタ13に接続するには、信号電線接続工程において、信号電線53の一端を第二中継基板62の回路の一端に接続し、第二電気ケーブル24に含まれる別の電線34bの一端を第二中継基板62の回路の他端に接続し、この別の電線34bの他端を第二コネクタ13に接続することとなる。
また、第一中継基板61及び第二中継基板62を用いないで、信号電線53を直接第一コネクタ12と第二コネクタ13に接続する場合には、第一中継基板61及び第二中継基板62に対して信号電線53や別の電線34a,34bを接続する手間がかからず、かつ部品点数を少なくできる。
Claims (20)
- 電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
当該ケーブルの一端に電気コネクタである第一コネクタを有し、当該ケーブルの他端に電気コネクタである第二コネクタを有し、
前記第一コネクタから離れた位置に、電気信号を光信号に変換する電気光変換素子を有する第一中継部を備え、前記第一コネクタと前記第一中継部との間が複数の電線からなる第一電気ケーブルであり、
前記第二コネクタと前記第一中継部との間に、光信号を電気信号に変換する光電気変換素子を有する第二中継部を備え、前記第二コネクタと前記第二中継部との間が複数の電線からなる第二電気ケーブルであり、
前記第一中継部と前記第二中継部との間が光ファイバと電気信号を伝える信号電線とを含む光電気複合ケーブルであり、前記光ファイバの一端が前記電気光変換素子に接続され、前記光ファイバの他端が前記光電気変換素子に接続され、
前記第一中継部は、前記電気光変換素子が実装された第一基板を有し、前記電気光変換素子に電気信号を伝える第一電線の一端が前記第一コネクタに接続され、前記第一電線の他端が前記第一基板上の回路を介して前記電気光変換素子に接続され、
前記第二中継部は、前記光電気変換素子が実装された第二基板を有し、光信号が変換された電気信号を伝える第二電線の一端が前記第二基板上の回路を介して前記光電気変換素子に接続され、前記第二電線の他端が前記第二コネクタに接続され、
前記光電気複合ケーブルに含まれる前記信号電線が前記第一コネクタ及び前記第二コネクタに直接または他の配線部材を介して接続されていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項1に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記第一電気ケーブルに含まれる電線であって前記第一基板の回路を介して電気光変換素子に接続されない電線の一端が、前記第一コネクタに接続され、他端が第一中継基板を介して前記光電気複合ケーブルの前記信号電線に接続されていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項1または2に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記光電気複合ケーブルの前記信号電線が、第二中継基板を介して、前記第二電気ケーブルに含まれる電線であって前記第二基板の回路を介して前記光電気変換素子に接続されない電線に接続され、その電線の他端が前記第二コネクタに接続されていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項1に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記光電気複合ケーブルの前記信号電線の一端が前記第一コネクタに直接接続され、他端が前記第二コネクタに直接接続されていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項4に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記光電気複合ケーブルの前記信号電線が、前記第一中継部においては前記第一基板の前記電気光変換素子が実装されていない側を通され、前記第二中継部においては前記第二基板の前記光電気変換素子が実装されていない側を通されていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項1から5の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記第一電気ケーブルには、第一給電線が含まれ、前記第一給電線の一端が前記第一コネクタに接続され、他端が直接または他の配線部材を介して前記第二コネクタに接続されていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項1から6の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記光電気複合ケーブルには、第二給電線が含まれ、前記第二給電線の一端が前記第一基板上の前記電気光変換素子につながる回路に接続され、他端が直接または他の配線部材を介して前記第二コネクタに接続されていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項1から7の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記第二電気ケーブルには、第三給電線が含まれ、前記第三給電線の一端が前記第二基板上の前記光電気変換素子につながる回路に接続され、他端が前記第二コネクタに接続されていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項1から8の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記第一電気ケーブル、前記光電気複合ケーブルおよび前記第二電気ケーブルのシールド層が、前記第一中継部および前記第二中継部を介して一連のものとなっていることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項1から9の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルであって、
前記第一中継部および前記第二中継部の筐体が半割り構造であって、前記第一中継部においては前記半割り構造の一方の筐体が前記第一基板の一面を覆うように前記第一基板が配置され、前記第二中継部においては前記半割り構造の一方の筐体が前記第二基板の一面を覆うように前記第二基板が配置されることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 光ファイバと電気信号を伝える信号電線とを有する光電気複合ケーブルの一端に第一中継部を取り付け、前記光電気複合ケーブルの他端に第二中継部を取り付ける中継部取り付け工程と、
前記第一中継部に設けられた第一基板上に実装された電気信号を光信号に変える電気光変換素子に、前記光ファイバの一端を接続する光ファイバ一端接続工程と、
前記電気光変換素子に電気信号を伝える第一電線の一端を、前記第一基板上の回路を介して前記電気光変換素子に接続し、前記第一電線の他端を電気コネクタである第一コネクタに接続する第一電線接続工程と、
前記第二中継部に設けられた第二基板上に実装された光信号を電気信号に変える光電気変換素子に、前記光ファイバの他端を接続する光ファイバ他端接続工程と、
前記光電気変換素子で変換された電気信号を伝える第二電線の一端を、前記第二基板上の回路を介して前記光電気変換素子に接続し、前記第二電線の他端を電気コネクタである第二コネクタに接続する第二電線接続工程と、
前記光電気複合ケーブルに含まれる前記信号電線を、前記第一コネクタと前記第二コネクタに直接または他の配線部材を介して接続する信号電線接続工程と、
を含むことを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。 - 請求項11に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記信号電線接続工程は、前記光電気複合ケーブルの前記信号電線の一端を第一中継基板の回路の一端に接続し、別の電線の一端を前記第一中継基板の回路の他端に接続し、この別の電線の他端を前記第一コネクタに接続することを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。 - 請求項11または12に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記信号電線接続工程は、前記光電気複合ケーブルの前記信号電線の一端を第二中継基板の回路の一端に接続し、別の電線の一端を前記第二中継基板の回路の他端に接続し、この別の電線の他端を第二コネクタに接続することを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。 - 請求項11に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記信号電線接続工程は、前記光電気複合ケーブルの前記信号電線の一端を前記第一コネクタに直接接続し、前記信号電線の他端を前記第二コネクタに直接接続することを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。 - 請求項14に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記第一中継部において前記光電気複合ケーブルの前記信号電線を前記第一基板の前記電気光変換素子が実装されていない側に通し、前記第二中継部において前記信号電線を前記第二基板の前記光電気変換素子が実装されていない側に通すことを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブル。 - 請求項11から15の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記第一電気ケーブルに含まれる第一給電線の一端を前記第一コネクタに接続し、前記第一給電線の他端を前記第二コネクタに直接または他の配線部材を介して接続する第一給電線接続工程を含むことを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。 - 請求項11から16の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記光電気複合ケーブルに含まれる第二給電線の一端を前記第一基板上の前記電気光変換素子につながる回路に接続し、前記第二給電線の他端を第二コネクタに直接または他の配線部材を介して接続する第二給電線接続工程を含むことを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。 - 請求項11から17の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記第二電気ケーブルに含まれる第三給電線の一端を前記第二基板上の前記光電気変換素子につながる回路に接続し、前記第三給電線の他端を前記第二コネクタに接続する第三給電線接続工程を含むことを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。 - 請求項11から18の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記第一電気ケーブル、前記光電気複合ケーブルおよび前記第二電気ケーブルのシールド層を、前記第一中継部および前記第二中継部を介して一連のものとすることを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。 - 請求項11から19の何れか一項に記載の電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法であって、
前記第一中継部および前記第二中継部の筐体を半割り構造とし、前記第一中継部において前記半割り構造の一方の筐体が前記第一基板の一面を覆うように前記第一基板を配置し、前記第二中継部において前記半割り構造の一方の筐体が前記第二基板の一面を覆うように前記第二基板を配置することを特徴とする電気コネクタ付光電気複合ケーブルの製造方法。
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