JP4610624B2 - 光電複合伝送装置および電子機器 - Google Patents

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Description

この発明は、光電複合伝送装置およびそれを備えた電子機器に関し、例えば小型,省スペースが不可欠な携帯機器内部の配線用に用いると好適な光電複合伝送装置に関する。
近年、携帯電話の表示部と操作部と間の通信においてはフレキシブルケーブルをシールドしてノイズ対策を行っている(特許文献１(特開２００１−１１９４６０号公報)参照)。
しかし、さらなる高精細な動画像を取り扱うと、当然ながら伝達する信号は高速化し、この伝送の高速化に伴って電磁波ノイズの発生が問題となる。また、携帯電話機のようなスペースが非常に限られた用途では、上記フレキシブルケーブルのシールドによる電磁波対策は構造が複雑で寸法も大きくなることが問題となる。
そこで、このような高速信号の伝達に関しては光による通信が提案されている(特許文献２(特開２００７−２６７３５８号公報)参照)。ただし、光通信の場合であっても、表示部への電源ラインおよびグランドラインについては電気信号を伝達する必要がある。
こうした中、電源用ケーブルと光信号を伝達する光ファイバケーブルとを、皮膜で被い一本の線とした光電複合ケーブル(特許文献３(特開２００２−２３７２２６号公報)参照)や光導波路を使った光電複合信号ケーブル(特許文献４(特開平６−２８１８３１号公報))が提案されている。
ところで、上述した光電複合ケーブルでは、次に示すような問題点が考えられる。
(ｉ) 電気信号伝達部と光信号伝達部の素材の違いにより、引っ張りなどのストレスが加わった場合、弱いほうにストレスが集中する。
(ii) 電気信号伝達部と光信号伝達部の素材が異なるため、電気信号伝達部と光信号伝達部の熱膨張係数の違いにより高温時あるいは低温時における信号線の変形が懸念される。
(iii) 光電複合ケーブルの作製コストが高い。
また、電気信号伝達部と光信号伝達部を別々に分離した場合、双方の屈曲性の違いなどによって、線がばらけるなどの問題がある。その結果、省スペース化が困難となる恐れがある。
また、携帯電話については、近年、小型化,薄型化が進んでいるので、例えば、ヒンジ部を有する折りたたみ式携帯電話については、構造上、信号線を直径３ｍｍ以内程度に収める要求がある。
特開２００１−１１９４６０号公報 特開２００７−２６７３５８号公報 特開２００２−２３７２２６号公報 特開平６−２８１８３１号公報
そこで、この発明の課題は、引っ張りなどのストレスに強いと共に温度変化による変形を防ぐことができて、小型,省スペース化が可能な光電複合伝送装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の光電複合伝送装置は、
光信号伝達部材と、
電気信号伝達部材と
を備え、
上記光信号伝達部材と上記電気信号伝達部材とが分離しないように一体化され、
上記光信号伝達部材は光ファイバーであり、
上記電気信号伝達部材はフレキシブル基板であり、
上記フレキシブル基板に形成された複数の穴に上記光ファイバーが挿通され、
上記複数の穴を上記フレキシブル基板の延在方向に沿って左右両側に千鳥状に配置し、
上記光ファイバーは、千鳥状に配置された上記複数の穴に上記フレキシブル基板を縫うように、左右の穴を交互に挿通されている。
この発明の光電複合伝送装置によれば、上記光信号伝達部材と上記電気信号伝達部材とが分離しないように一体化されているので、携帯電話等の小型機器の高速信号伝達および電源ライン,グランドラインの伝達を行うことができる。
また、この発明の光電複合伝送装置によれば、フレキシブルな屈曲性を持ち、省スペース化が可能でかつ安価な光電複合ケーブルを実現可能となる。
また、この発明の光電複合伝送装置によれば、簡単な構成でフレキシブル基板と光ファイバーとが分離しないように一体化できる。
また、この発明の光電複合伝送装置によれば、簡単な構成でフレキシブル基板と光ファイバーとが分離しないようにより堅固に一体化できる。
また、一実施形態の光電複合伝送装置では、上記光ファイバーは、プラスチックファイバーである。
また、一実施形態の光電複合伝送装置では、上記光ファイバーは、プラスチッククラッド石英光ファイバーである。
また、一実施形態の光電複合伝送装置では、上記光ファイバーは、ガラスファイバーである。
また、一実施形態の光電複合伝送装置では、上記光ファイバーは、マルチコアファイバーである。
また、一実施形態の光電複合伝送装置では、直径３ｍｍ以内に収まる光電複合ケーブルである。
この実施形態の光電複合伝送装置によれば、例えばヒンジ部を有する折りたたみ式携帯電話に好適である。
また、一実施形態の電子機器では、上記光信号伝達部材と上記電気信号伝達部材とが分離しないように一体化されている光電複合伝送装置を備えたことで、高速信号伝達および電源ライン,グランドラインの伝達を行うことができると共に小型,省スペース化が可能となる。
この発明の光電複合伝送装置によれば、上記光信号伝達部材と上記電気信号伝達部材とが分離しないように一体化されているので、携帯電話等の小型機器の高速信号伝達および電源ライン,グランドラインの伝達を行うことができる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
(第１の参考例)
図１は、光電複合伝送装置の第１参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す模式図である。
この第１参考例の光電複合ケーブルは、電気配線部４を有する電気信号伝達部材としてのフレキシブル基板１と、光信号伝達部材としての光ファイバー２とを有する。この光ファイバー２は、フレキシブル基板１の樹脂製基部１Ａに形成された複数個の穴３に樹脂製基部１Ａを縫うように挿通されている。この光ファイバー２とフレキシブル基板１とで複合ケーブルを構成している。また、上記電気配線部４は、例えば電気信号線や電源線をなす。
この第１参考例の光電複合ケーブルによれば、電気信号伝達部材であるフレキシブル基板１と光信号伝達部材である光ファイバー２とが一体化されて分離することなく、フレキシブル基板１と光ファイバー２の各々がなす伝送線路の特性(引っ張り強度,熱膨張係数)が異なっていても全体として安定した屈曲性をもつ光電複合ケーブルとなる。
なお、この光電複合ケーブルを直径３ｍｍ以下とした場合には、例えば、ヒンジ部を有する折りたたみ式携帯電話に好適な光電複合伝送装置とすることができる。
(第１の実施の形態）
次に、図２に、この発明の光電複合伝送装置の第１実施形態としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第１実施形態の光電複合ケーブルは、電気配線部２４を有するフレキシブル基板２１の樹脂製基部２１Ａに光ファイバー２を通す穴２３を千鳥状に形成し、この千鳥状に配置した複数の穴２３に光ファイバー２を樹脂製基部２１Ａを縫うように挿通している。上記電気配線部２４は、例えば電気信号線や電源線をなす。
この第１実施形態では、前述の第１参考例に比べて、光ファイバー２の長さは長くなるが、電気配線部２４に対して光ファイバー２が左右対称に配置されるので、第１参考例に比べてケーブルの屈曲性が優れている。なお、この実施形態では、上記フレキシブル基板２１の樹脂製基部２１Ａに形成する複数の穴２３は電気配線部２４の両側に１つ毎交互に千鳥状に配置したが、上記電気配線部２４の両側に２つ以上毎に交互に配置してもよい。また、上記複数の穴２３は必ずしも千鳥状に配置する必要はなく、電気配線部２４に影響を与えなければ基部２１Ａのどの箇所に形成してもよい。
(第２の参考例）
次に、図３に、光電複合伝送装置の第２参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第２参考例は、電気配線部３４を有する電気信号伝達部材としてのフレキシブル基板３１と、光信号伝達部材としての光ファイバー３２とを有する。上記フレキシブル基板３１は、樹脂製基部３１Ａの側面に所定間隔を隔てて複数の取付部３５が形成されている。この取付部３５は穴３５Ａを有し、この穴３５Ａに上記光ファイバー３２が挿通されている。
この第２参考例では、光ファイバー３２をフレキシブル基板３１に取り付けるための取付部３５を有するので、電気配線部３４の幅をフレキシブル基板３１の幅に近い幅に設定できる。したがって、この第２参考例は、電気配線部３４がフレキシブル基板３１の幅に近い幅を必要とする場合や、上記フレキシブル基板３１の幅を極力狭くしたい場合に有効となる。
(第３の参考例）
次に、図４に、光電複合伝送装置の第３参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第３参考例は、光信号伝達部材としての光ファイバー４２を２枚のフレキシブル基板４１,４７で挟んでこの２枚のフレキシブル基板４１,４７を接着剤で互いに貼り付けたものである。上記フレキシブル基板４１は電気配線部４４を有し電気信号伝達部材を構成している。
(第４の参考例）
次に、図５に、光電複合伝送装置の第４参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第４参考例は、電気配線部５４を有する電気信号伝達部材としてのフレキシブル基板５１と、光信号伝達部材としての光ファイバー５２とを有する。この光ファイバー５２は、上記フレキシブル基板５１の周囲にらせん状に巻き付かせている。この第４参考例では、光ファイバー５２の長さをフレキシブル基板５１の長さよりも長くする必要があるが、光ファイバー５２の長さに応じて光ファイバー５２の巻き数を増減させることで、光ファイバー５２の長さ精度を出す必要はなくなる。
(第５の参考例)
次に、図６に、光電複合伝送装置の第５参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第５参考例は、電気配線部６４を有する電気信号伝達部材としてのフレキシブル基板６１と、光信号伝達部材としての光ファイバー６２とを有する。上記フレキシブル基板６１は、樹脂製基部６１Ａに所定の間隔を隔てて複数の切り欠き部６３が形成されている。そして、隣り合う上記切り欠き部６３,６３間の基部６１Ａの部分６６の一方側と他方側を交互に跨ぐように上記複数の切り欠き部６３に上記光ファイバー６２を嵌め込んでいる。
なお、この参考例では、上記フレキシブル基板６１の樹脂製基部６１Ａの片側のみに上記切り欠き部６３を形成したが、樹脂性基部６１Ａの両側に交互に切り欠き部を形成してもよい。この場合、上記光ファイバー６２を嵌め込む切り欠き部を上記両側の切り欠き部のうちの一方の切り欠き部を選択できる。また、上記光ファイバー６２で上記フレキシブル基板６１をらせん状に巻くようにして、上記両側の切り欠き部に交互に光ファイバー６２を嵌め込んでもよい。また、上記両側の切り欠き部のそれぞれに別の光ファイバーを嵌め込んでもよい。
(第６の参考例)
次に、図７に、光電複合伝送装置の第６参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第６参考例は、光導波路７９が形成された光信号伝達部材である光導波路基板７７と電気信号伝達部材としての電線７８とを備える。上記光導波路基板７７は光導波路７９の片側に光導波路７９の延在方向に沿って複数の穴７３が所定の間隔を隔てて複数形成されている。上記電線７８は、この複数の穴７３に上記光導波路基板７７の基部７７Ａを縫うように挿通されている。この光導波路基板７７と電線７８とが複合ケーブルを構成している。また、上記電線７８は例えば電気信号線や電源線をなす。また、上記光導波路基板７７は、例えばポリイミド等の樹脂で作製されている。
この第６参考例の光電複合ケーブルによれば、電気信号伝達部材である電線７８と光信号伝達部材である光導波路基板７７とが一体化されて分離することなく、電線７８と光導波路基板７７の各々がなす伝送線路の特性(引っ張り強度,熱膨張係数)が異なっていても全体として安定した屈曲性をもつ光電複合ケーブルとなる。なお、この光電複合ケーブルを直径３ｍｍ以下とした場合には、例えば、ヒンジ部を有する折りたたみ式携帯電話に好適な光電複合伝送装置とすることができる。
(第７の参考例)
次に、図８に、光電複合伝送装置の第７参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第７参考例の光電複合ケーブルは、光導波路８９を有する光信号伝達部材である導波路基板８７の基部８７Ａに電気信号伝達部材である電線８８を通す穴８３を千鳥状に形成し、この千鳥状に配置した複数の穴８３に電線８８を基部８７Ａを縫うように挿通している。上記電線８８は、例えば電気信号線や電源線をなす。また、上記光導波路基板８７は、例えばポリイミド等の樹脂で作製されている。
この第７参考例の複合ケーブルでは、前述の第６参考例に比べて、電線８８の長さは長くなるが、光導波路８９に対して電線８８が左右対称に配置されるので、第６参考例に比べてケーブルとしての屈曲性が優れている。
なお、この参考例では、上記導波路基板８７の基部８７Ａに形成する複数の穴８３を光導波路８９の両側に１つ毎交互に千鳥状に配置したが、上記光導波路８９の両側に２つ以上毎に交互に配置してもよい。また、上記複数の穴８３は必ずしも千鳥状に配置する必要はなく、光導波路８９に影響を与えなければ基部８７Ａのどの箇所に形成してもよい。
(第８の参考例)
次に、図９に、光電複合伝送装置の第８参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第８参考例は、光導波路９９を有する光信号伝達部材としての導波路基板９７と、電気信号伝達部材としての電線９８とを有する。上記導波路基板９７は、基部９７Ａの側面に所定間隔を隔てて複数の取付部９５が形成されている。この取付部９５は穴９５Ａを有し、この穴９５Ａに上記電線９８が挿通されている。また、上記光導波路基板９７は、例えばポリイミド等の樹脂で作製されている。
この第８参考例では、電線９８を導波路基板９７に取り付けるための取付部９５を有するので、光導波路９９の幅を導波路基板９７の幅に近い幅に設定できる。したがって、この第８参考例は、光導波路９９が導波路基板９７の幅に近い幅を必要とする場合や、上記導波路基板９７の幅を極力狭くしたい場合に有効となる。
(第９の参考例)
次に、図１０に、光電複合伝送装置の第９参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第９参考例は、電気信号伝達部材としての電線１０８を２枚の導波路基板１０１,１０７で挟んでこの２枚の導波路基板１０１,１０７を接着剤で互いに貼り付けたものである。上記導波路基板１０１は光導波路１０９を有し光信号伝達部材を構成している。また、上記光導波路基板１０１,１０７は、例えばポリイミド等の樹脂で作製されている。
(第１０の参考例)
次に、図１１に、光電複合伝送装置の第１０参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第１０参考例は、光導波路１１９を有する光信号伝達部材としての導波路基板１１７と、電気信号伝達部材としての電線１１８とを有する。この電線１１８は、上記導波路基板１１７の周囲にらせん状に巻き付かせている。この第１０参考例では、電線１１８の長さを導波路基板１１７の長さよりも長くする必要があるが、導波路基板１１７の長さに応じて電線１１８の巻き数を増減させることで、電線１１８の長さ精度を出す必要はなくなる。なお、上記光導波路基板１１７は、例えばポリイミド等の樹脂で作製されている。
(第１１の参考例)
次に、図１２に、光電複合伝送装置の第１１参考例としての光電複合ケーブルを模式的に示す。
この第１１参考例は、光導波路１２９を有する光信号伝達部材としての導波路基板１２７と、電気信号伝達部材としての電線１２８とを有する。上記導波路基板１２７は、基部１２７Ａに所定の間隔を隔てて複数の切り欠き部１２３が形成されている。そして、隣り合う上記切り欠き部１２３,１２３間の基部１２７Ａの部分１２６の一方側と他方側を交互に跨ぐように上記複数の切り欠き部１２３に上記電線１２８を嵌め込んでいる。また、上記光導波路基板１２７は、例えばポリイミド等の樹脂で作製されている。
なお、この参考例では、上記導波路基板１２７の基部１２７Ａの片側のみに上記切り欠き部１２３を形成したが、基部１２７Ａの両側に交互に切り欠き部を形成してもよい。この場合、上記電線１２８を嵌め込む切り欠き部を上記両側の切り欠き部のうちの一方の切り欠き部を選択できる。また、上記電線１２８で上記導波路基板１２７をらせん状に巻くようにして、上記両側の切り欠き部に交互に電線１２８を嵌め込んでもよい。また、上記両側の切り欠き部のそれぞれに別の電線を嵌め込んでもよい。
尚、上記第１〜第５参考例および第１実施形態では光信号伝達部材を光ファイバーとしたが、この光ファイバーとしてはＰＯＦ(プラスチックファイバー)、ＰＣＳ(プラスチッククラッド石英光ファイバー)、ガラスファイバー、マルチコアファイバー等が挙げられる。また、上記第１〜第１１参考例および第１実施形態の光電複合ケーブルを直径３ｍｍ以下とした場合には、例えばヒンジ部を有する折りたたみ式携帯電話に好適な光電複合伝送装置とすることができる。
光電複合伝送装置の第１参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 この発明の光電複合伝送装置の第１実施形態である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第２参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第３参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第４参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第５参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第６参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第７参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第８参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第９参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第１０参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。 光電複合伝送装置の第１１参考例である光電複合ケーブルを模式的に示す図である。
１,２１,３１,４１,４７,５１,６１ フレキシブル基板
２,３２,４２,５２,６２ 光ファイバー
３,２３,３５Ａ,７３,８３,９５Ａ 穴
４,２４,３４,５４,６４ 電気配線部
３５,９５ 取付部
６３,１２３ 切り欠き部
７７,８７,９７,１０１,１０７,１１７,１２７ 導波路基板
７８,８８,９８,１０８,１１８,１２８ 電線
７９,８９,９９,１０９,１１９,１２９ 光導波路

Claims (7)

  1. 光信号伝達部材と、
    電気信号伝達部材と
    を備え、
    上記光信号伝達部材と上記電気信号伝達部材とが分離しないように一体化され、
    上記光信号伝達部材は光ファイバーであり、
    上記電気信号伝達部材はフレキシブル基板であり、
    上記フレキシブル基板に形成された複数の穴に上記光ファイバーが挿通され、
    上記複数の穴を上記フレキシブル基板の延在方向に沿って左右両側に千鳥状に配置し、
    上記光ファイバーは、千鳥状に配置された上記複数の穴に上記フレキシブル基板を縫うように、左右の穴を交互に挿通されていることを特徴とする光電複合伝送装置。
  2. 請求項１に記載の光電複合伝送装置において、
    上記光ファイバーは、プラスチックファイバーであることを特徴とする光電複合伝送装置。
  3. 請求項１に記載の光電複合伝送装置において、
    上記光ファイバーは、プラスチッククラッド石英光ファイバーであることを特徴とする光電複合伝送装置。
  4. 請求項１に記載の光電複合伝送装置において、
    上記光ファイバーは、ガラスファイバーであることを特徴とする光電複合伝送装置。
  5. 請求項１に記載の光電複合伝送装置において、
    上記光ファイバーは、マルチコアファイバーであることを特徴とする光電複合伝送装置。
  6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の光電複合伝送装置において、
    直径３ｍｍ以内に収まる光電複合ケーブルであることを特徴とする光電複合伝送装置。
  7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の光電複合伝送装置を備えた電子機器。
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