JP5879810B2 - Optical module and cable with optical module - Google Patents
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Description
本発明は、複数本の光ファイバを内蔵したケーブルの端部に設けられる光モジュール及び光モジュール付きケーブルに関するものである。 The present invention relates to an optical module provided at an end of a cable incorporating a plurality of optical fibers and a cable with an optical module.
インターネットやマルチメディアの急速な普及に伴う情報量の増大に対応するため、処理装置のデバイス間の信号伝送に光信号を用いる光インタコネクション技術の開発が進められている。 In order to cope with an increase in the amount of information associated with the rapid spread of the Internet and multimedia, development of an optical interconnection technology using an optical signal for signal transmission between devices of a processing apparatus is in progress.
光インタコネクション技術では、光学的な接続に加え、低速信号や電源供給、接地などの電気的な接続も必要であることが多いため、光ファイバと電線を内蔵した光電気複合ケーブルが広く用いられている。光ファイバを複数本用いる場合、接続時の取り扱い等を容易とするため、複数本の光ファイバを並列配置したリボンファイバが用いられている。 In optical interconnection technology, in addition to optical connections, electrical connections such as low-speed signals, power supply, and ground are often required, so optoelectric composite cables with built-in optical fibers and wires are widely used. ing. When a plurality of optical fibers are used, a ribbon fiber in which a plurality of optical fibers are arranged in parallel is used in order to facilitate handling during connection.
従来の光モジュールとして、図6に示すようなものがある。 There is a conventional optical module as shown in FIG.
図6に示す光モジュール61は、ケーブル10が接続されるケース11と、ケース11内に収容された基板12と、基板12の端部に設けられると共に、ケース11から外部に露出するように設けられ、図示しない外部電気機器のレセプタクルに電気的に接続される電気コネクタ13と、基板12上にFPCコネクタ14を介して実装されると共に、ケーブル10からケース11内に延出されたリボンファイバ15の端部が接続されるフレキシブル基板16と、を備えている。 The optical module 61 shown in FIG. 6 is provided at a case 11 to which the cable 10 is connected, a substrate 12 accommodated in the case 11, an end of the substrate 12, and exposed from the case 11 to the outside. And an electrical connector 13 that is electrically connected to a receptacle of an external electrical device (not shown) and a ribbon fiber 15 that is mounted on the substrate 12 via the FPC connector 14 and that extends from the cable 10 into the case 11. And a flexible substrate 16 to which the end of each is connected.
図示していないが、フレキシブル基板16の一方の面上には、リボンファイバ15の各光ファイバのコアが光学的に接続される光導波路が形成されている。 Although not shown, an optical waveguide is formed on one surface of the flexible substrate 16 to which the core of each optical fiber of the ribbon fiber 15 is optically connected.
また、フレキシブル基板16の他方の面上には、光素子17とIC18が搭載されている。光素子17は、光導波路を介してリボンファイバ15の各光ファイバのコアと光学的に接続されており、また、フレキシブル基板16、基板12を介して電気コネクタ13と電気的に接続されている。 An optical element 17 and an IC 18 are mounted on the other surface of the flexible substrate 16. The optical element 17 is optically connected to the core of each optical fiber of the ribbon fiber 15 via an optical waveguide, and is electrically connected to the electrical connector 13 via the flexible substrate 16 and the substrate 12. .
光素子17として発光素子(面発光素子)を用いた場合、すなわち送信側の光モジュール61では、外部電気機器から電気コネクタ13を介して入力された電気信号を光素子17で光信号に変換して、リボンファイバ15に出力することになる。 When a light emitting element (surface light emitting element) is used as the optical element 17, that is, in the optical module 61 on the transmission side, an electrical signal input from an external electrical device via the electrical connector 13 is converted into an optical signal by the optical element 17. And output to the ribbon fiber 15.
他方、光素子17として受光素子(面受光素子)を用いた場合、すなわち受信側の光モジュール61では、リボンファイバ15から入力された光信号を光素子17で電気信号に変換して、電気コネクタ13から外部電気機器に出力する。 On the other hand, when a light receiving element (surface light receiving element) is used as the optical element 17, that is, in the optical module 61 on the receiving side, the optical signal input from the ribbon fiber 15 is converted into an electrical signal by the optical element 17, and an electrical connector is used. 13 to an external electrical device.
この光モジュール61では、ケーブル10を曲げ伸ばしすると、ケーブル10の端末から延出されているリボンファイバ15の長さが変化するので、この変化に対応するために、ケース11内にてリボンファイバ15を1周させて、ケース11内にリボンファイバ15の余長を収容するようにしている。 In this optical module 61, when the cable 10 is bent and stretched, the length of the ribbon fiber 15 extending from the end of the cable 10 changes. In order to cope with this change, the ribbon fiber 15 in the case 11. The extra length of the ribbon fiber 15 is accommodated in the case 11.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献1がある。 In addition, there exists patent document 1 as prior art document information relevant to invention of this application.
ところで、リボンファイバ15は、複数本の光ファイバを並列配置しているため、光ファイバの配列方向(長軸方向という)にリボンファイバ15を曲げることはできない。よって、ケース11内にリボンファイバ15の余長を収容する際には、リボンファイバ15を、光ファイバの配列方向に対して垂直方向(短軸方向という)に曲げる必要がある。ただし、リボンファイバ15を短軸方向に曲げる場合でも、ある程度曲率半径を大きくしないと、光ファイバが破断してしまう。 By the way, since the ribbon fiber 15 has a plurality of optical fibers arranged in parallel, the ribbon fiber 15 cannot be bent in the optical fiber arrangement direction (referred to as the major axis direction). Therefore, when the extra length of the ribbon fiber 15 is accommodated in the case 11, it is necessary to bend the ribbon fiber 15 in a direction perpendicular to the arrangement direction of the optical fibers (referred to as a minor axis direction). However, even when the ribbon fiber 15 is bent in the minor axis direction, the optical fiber is broken unless the radius of curvature is increased to some extent.
また、ケース11の大きさは規格により決まっており、ケース11と基板12との間の距離を十分に広く確保することは困難である。そのため、十分な余長をケース11と基板12間に収容するためには、必然的に、リボンファイバ15を曲げる方向は基板12の表面と平行な方向となる。よって、リボンファイバ15を、その長軸方向が基板12の表面に対して垂直方向となるようにケース11内に導入し、基板12の表面に平行な同一平面内で短軸方向に曲げて、リボンファイバ15を1周させたり、あるいはS字状に撓ませたりして、リボンファイバ15の余長をケース11内に収容する必要がある。 Further, the size of the case 11 is determined by the standard, and it is difficult to ensure a sufficiently large distance between the case 11 and the substrate 12. Therefore, in order to accommodate a sufficient extra length between the case 11 and the substrate 12, the direction in which the ribbon fiber 15 is bent is inevitably parallel to the surface of the substrate 12. Therefore, the ribbon fiber 15 is introduced into the case 11 so that the major axis direction is perpendicular to the surface of the substrate 12, and bent in the minor axis direction in the same plane parallel to the surface of the substrate 12, It is necessary to accommodate the extra length of the ribbon fiber 15 in the case 11 by turning the ribbon fiber 15 once or bending it into an S shape.
しかしながら、リボンファイバ15の接続先であるフレキシブル基板16は、基板12の表面に対して平行に配置されている。フレキシブル基板16との接続部においては、リボンファイバ15の長軸方向がフレキシブル基板16に対して平行となるようにする必要があるため、リボンファイバ15をケース11内で1周させたり撓ませたりした後に、フレキシブル基板16に接続するためにリボンファイバ15を90°捻る必要がある。 However, the flexible substrate 16 to which the ribbon fiber 15 is connected is arranged in parallel to the surface of the substrate 12. In the connection portion with the flexible substrate 16, it is necessary to make the major axis direction of the ribbon fiber 15 parallel to the flexible substrate 16. After that, it is necessary to twist the ribbon fiber 15 by 90 ° in order to connect to the flexible substrate 16.
本発明は、上記事情に鑑み為されたものであり、ケース内にリボンファイバの余長を収納し、かつ、リボンファイバを捻ることなくフレキシブル基板に接続することが可能な光モジュール及び光モジュール付きケーブルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an optical module and an optical module that can accommodate an extra length of a ribbon fiber in a case and can be connected to a flexible substrate without twisting the ribbon fiber. The purpose is to provide a cable.
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、複数本の光ファイバを内蔵したケーブルの端部に設けられる光モジュールであって、前記ケーブルが接続されるケースと、該ケース内に収容された基板と、該基板上に実装されると共に、前記光ファイバのコアが光学的に接続される光導波路が形成されたフレキシブル基板と、を備え、複数本の前記光ファイバは、複数本の前記光ファイバを並列配置したリボンファイバとして、前記ケーブルから前記ケース内に延出され、前記フレキシブル基板は、前記基板の表面に対して垂直方向に曲げた垂直部を有しており、該垂直部に前記リボンファイバの端部を接続するように構成した光モジュールである。 The present invention has been devised to achieve the above object, and is an optical module provided at an end of a cable incorporating a plurality of optical fibers, the case to which the cable is connected, And a flexible substrate formed on the substrate and formed with an optical waveguide to which the core of the optical fiber is optically connected, and the plurality of optical fibers includes a plurality of optical fibers. A ribbon fiber in which the optical fibers of the book are arranged in parallel is extended from the cable into the case, and the flexible substrate has a vertical portion bent in a direction perpendicular to the surface of the substrate, An optical module configured to connect an end portion of the ribbon fiber to a vertical portion.
本発明によれば、ケース内にリボンファイバの余長を収納し、かつ、リボンファイバを捻ることなくフレキシブル基板に接続することが可能な光モジュール及び光モジュール付きケーブルを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical module and cable with an optical module which can accommodate the surplus length of a ribbon fiber in a case, and can be connected to a flexible substrate without twisting a ribbon fiber can be provided.
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施の形態に係る光モジュールを用いた光モジュール付きケーブルを示す図であり、(a)は斜視図、(b)はその1B−1B線断面図の一部である。また、図2は、その他の方向から見た斜視図、図3はその上面図である。 1A and 1B are diagrams showing a cable with an optical module using the optical module according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a part of a cross-sectional view taken along line 1B-1B. 2 is a perspective view seen from the other direction, and FIG. 3 is a top view thereof.
図1〜3に示すように、光モジュール1は、複数本の光ファイバ(図中、リボンファイバ15)を内蔵したケーブル10の端部に設けられ、図示しない外部電気機器のレセプタクルに接続されるものであり、外部電気機器からの電気信号を光信号に変換してリボンファイバ15に出力するか、あるいは、リボンファイバ15からの光信号を電気信号に変換して外部電気機器に出力するものである。 As shown in FIGS. 1 to 3, the optical module 1 is provided at the end of a cable 10 incorporating a plurality of optical fibers (ribbon fiber 15 in the figure), and is connected to a receptacle of an external electric device (not shown). An electrical signal from an external electrical device is converted into an optical signal and output to the ribbon fiber 15, or an optical signal from the ribbon fiber 15 is converted into an electrical signal and output to an external electrical device. is there.
ケーブル10は、複数本の光ファイバを長手方向に沿ってばらけた状態で内蔵する。複数本の光ファイバは、複数本の光ファイバを並列配置したリボンファイバの状態で、ケーブル10の端部から引き出される。なお、ケーブル10は、複数本の光ファイバを長手方向に沿ってリボンファイバの状態で内蔵してもよい。 The cable 10 incorporates a plurality of optical fibers in a state of being scattered along the longitudinal direction. The plurality of optical fibers are drawn from the end of the cable 10 in a ribbon fiber state in which a plurality of optical fibers are arranged in parallel. The cable 10 may incorporate a plurality of optical fibers in the state of ribbon fibers along the longitudinal direction.
リボンファイバ15は、図4に示すように、複数本の光ファイバ15aを並列配置し、その周囲を一括被覆15bで覆ったものである。図4では、4本の光ファイバ15aを並列配置した4心のリボンファイバ15を示しているが、光ファイバ15aの本数はこれに限定されるものではない。以下、リボンファイバ15の光ファイバ15aの配列方向を長軸方向、光ファイバ15aの配列方向と垂直方向を短軸方向という。 As shown in FIG. 4, the ribbon fiber 15 is formed by arranging a plurality of optical fibers 15a in parallel and covering the periphery with a batch coating 15b. In FIG. 4, four ribbon fibers 15 in which four optical fibers 15 a are arranged in parallel are shown, but the number of optical fibers 15 a is not limited to this. Hereinafter, the arrangement direction of the optical fibers 15a of the ribbon fiber 15 is referred to as a major axis direction, and the direction perpendicular to the arrangement direction of the optical fibers 15a is referred to as a minor axis direction.
光モジュール1は、ケーブル10が接続されるケース11と、ケース11内に収容された基板(プリント基板)12と、基板12の端部に設けられると共に、ケース11から外部に露出するように設けられ、図示しない外部電気機器のレセプタクルに電気的に接続される電気コネクタ13と、基板12上にFPCコネクタ14を介して実装されると共に、ケーブル10からケース11内に延出されたリボンファイバ15の端部が接続されるフレキシブル基板(フレキシブルプリント基板)16と、を備えている。 The optical module 1 is provided at a case 11 to which a cable 10 is connected, a substrate (printed substrate) 12 accommodated in the case 11, and an end of the substrate 12, and is provided so as to be exposed from the case 11 to the outside. And an electrical connector 13 that is electrically connected to a receptacle of an external electrical device (not shown) and a ribbon fiber 15 that is mounted on the substrate 12 via the FPC connector 14 and that extends from the cable 10 into the case 11. The flexible substrate (flexible printed circuit board) 16 to which the edge part of this is connected is provided.
ケース11としては、放熱性を向上させるために、金属製のものを用いることが望ましい。なお、図1(a),図2,図3では、ケース11の上部を省略して示している。ケーブル10のケース11への接続部の周囲には、ケーブル10を保護するためのブーツ10aが設けられている。 As the case 11, it is desirable to use a metal case in order to improve heat dissipation. In FIG. 1A, FIG. 2, and FIG. 3, the upper portion of the case 11 is omitted. A boot 10 a for protecting the cable 10 is provided around the connection portion of the cable 10 to the case 11.
基板12は、例えば、ガラスエポキシなどからなるリジッド基板であり、その表裏面には、電気配線(図示せず)が形成される。本実施の形態では、表面に電気配線を形成した2枚のリジッド基板の裏面同士を貼り合わせて基板12を形成した。基板12の電気コネクタ13が設けられる側の端部には、電極12aが整列して形成されている。 The substrate 12 is a rigid substrate made of glass epoxy, for example, and electrical wiring (not shown) is formed on the front and back surfaces thereof. In the present embodiment, the substrate 12 is formed by bonding the back surfaces of two rigid substrates each having an electrical wiring on the front surface. Electrodes 12a are aligned and formed at the end of the board 12 on the side where the electrical connector 13 is provided.
電気コネクタ13は、外部電気機器のレセプタクルと接続した際に、レセプタクルに設けられたピン端子のそれぞれと電気的に接続される複数のピン端子(図示せず)を備えており、各ピン端子と電気的に接続された接続端子13aが外部に露出されている。この接続端子13aを半田付け等により基板12の電極12aにそれぞれ電気的に接続することで、基板12と電気コネクタ13とが電気的に接続される。 The electrical connector 13 includes a plurality of pin terminals (not shown) that are electrically connected to each of the pin terminals provided on the receptacle when connected to the receptacle of the external electrical device. The electrically connected connection terminal 13a is exposed to the outside. By electrically connecting the connection terminals 13a to the electrodes 12a of the substrate 12 by soldering or the like, the substrate 12 and the electrical connector 13 are electrically connected.
本実施の形態では、電気コネクタ13として、HDMI(登録商標)(High−Definition Multimedia Interface)規格に準拠したHDMIプラグを用いる場合を説明する。この場合、ケース11は、HDMI規格に準拠した大きさに形成される。この光モジュール1をケーブル10の両端に設けたモジュール付きケーブル100は、一般にHDMIケーブルと呼称されている。 In the present embodiment, a case will be described in which an HDMI plug compliant with the HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface) standard is used as the electrical connector 13. In this case, the case 11 is formed in a size conforming to the HDMI standard. The module-equipped cable 100 in which the optical module 1 is provided at both ends of the cable 10 is generally called an HDMI cable.
フレキシブル基板16は、ポリイミドなどからなるフィルム基板16aと、フィルム基板16aの一方の面上に形成され、リボンファイバ15の各光ファイバ15aのコアが光学的に接続される光導波路19と、を備えている。光導波路19は、樹脂からなる所謂ポリマー導波路であり、フレキシブル基板16は、全体として可撓性を有している。 The flexible substrate 16 includes a film substrate 16a made of polyimide or the like, and an optical waveguide 19 formed on one surface of the film substrate 16a and optically connected to the core of each optical fiber 15a of the ribbon fiber 15. ing. The optical waveguide 19 is a so-called polymer waveguide made of resin, and the flexible substrate 16 has flexibility as a whole.
フィルム基板16aの他方の面上には、電気配線(図示せず)が形成され、その電気配線に、光素子17とIC18とが実装されている。光素子17と対向する位置の光導波路19のコア19aには、光軸を90°変換する45°ミラー17aが形成されており、この45°ミラー17aを介して、光素子17と光導波路19のコア19aとが光学的に接続されている。 Electrical wiring (not shown) is formed on the other surface of the film substrate 16a, and the optical element 17 and the IC 18 are mounted on the electrical wiring. A 45 ° mirror 17a for converting the optical axis by 90 ° is formed on the core 19a of the optical waveguide 19 at a position facing the optical device 17, and the optical device 17 and the optical waveguide 19 are passed through the 45 ° mirror 17a. The core 19a is optically connected.
光素子17としては、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)などの面発光素子、あるいはPD(Photo Diode)などの面受光素子を用いる。 As the optical element 17, a surface light emitting element such as VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) or a surface light receiving element such as PD (Photo Diode) is used.
光素子17としてVCSELなどの面発光素子を用いる場合、すなわち送信側の光モジュール1では、IC18として、面発光素子を駆動するドライバICを用いる。また、光素子17としてPDなどの面受光素子を用いる場合、すなわち受信側の光モジュール1では、IC18として、面受光素子からの電気信号を増幅するアンプICを用いる。モジュール付きケーブル100では、ケーブル10の一端に送信側の光モジュール1、他端に受信側の光モジュール1を設け、送信側から受信側へ向かう1方向通信を行うように構成される。 When a surface light emitting element such as a VCSEL is used as the optical element 17, that is, in the optical module 1 on the transmission side, a driver IC that drives the surface light emitting element is used as the IC 18. When a surface light receiving element such as a PD is used as the optical element 17, that is, in the optical module 1 on the receiving side, an amplifier IC that amplifies an electric signal from the surface light receiving element is used as the IC 18. In the cable 100 with a module, the optical module 1 on the transmission side is provided at one end of the cable 10 and the optical module 1 on the reception side is provided at the other end, so that one-way communication from the transmission side to the reception side is performed.
光素子17は、フレキシブル基板16(フィルム基板16aの電気配線)、FPCコネクタ14、基板12(基板12の電気配線、電極12a)を介して、電気コネクタ13と電気的に接続される。 The optical element 17 is electrically connected to the electrical connector 13 via the flexible substrate 16 (electrical wiring of the film substrate 16a), the FPC connector 14, and the substrate 12 (electrical wiring of the substrate 12, electrode 12a).
また、光素子17は、45°ミラー17a、光導波路19のコア19aを介して、リボンファイバ15の各光ファイバ15aのコアと光学的に接続される。光導波路19とリボンファイバ15の接続部の構造については後述する。 The optical element 17 is optically connected to the core of each optical fiber 15a of the ribbon fiber 15 via the 45 ° mirror 17a and the core 19a of the optical waveguide 19. The structure of the connection portion between the optical waveguide 19 and the ribbon fiber 15 will be described later.
光モジュール1では、ケーブル10を曲げ伸ばしすることによる、ケーブル10の端末から延出されているリボンファイバ15の長さの変化に対応するために、ケース11内には、ケーブル10から延出されたリボンファイバ15を巻き回す又は撓ませることにより、リボンファイバ15の余長が収容されている。 In the optical module 1, the cable 10 is extended from the cable 10 in the case 11 in order to cope with a change in the length of the ribbon fiber 15 extended from the end of the cable 10 by bending and stretching the cable 10. The extra length of the ribbon fiber 15 is accommodated by winding or bending the ribbon fiber 15.
リボンファイバ15は、その長軸方向が基板12の表面に対して垂直方向となるようにケース11内に導入され、基板12の表面に平行な同一平面内で短軸方向に曲げて巻回あるいは撓ませることにより、その余長をケース11内に収容するようにされる。本実施の形態では、上面視で略S字状にリボンファイバ15を撓ませることで、ケース11内にリボンファイバ15の余長を収容しているが、ケース11内にてリボンファイバ15を1周させるなどしてもよい。 The ribbon fiber 15 is introduced into the case 11 so that the major axis direction thereof is perpendicular to the surface of the substrate 12, and is wound in the minor axis direction in the same plane parallel to the surface of the substrate 12. The extra length is accommodated in the case 11 by bending. In the present embodiment, the ribbon fiber 15 is bent in a substantially S shape when viewed from above, so that the extra length of the ribbon fiber 15 is accommodated in the case 11. You may make it go around.
また、図1〜3では図示省略しているが、ケーブル10は、リボンファイバ15と電線(図示せず)とを内蔵した光電気複合ケーブルであり、ケーブル10からケース11内に延出された電線は、基板12の裏面の電気配線に電気的に接続され、基板12の電気配線を介して電気コネクタ13と電気的に接続されている。電線は、例えば低速信号線や電源線として用いられる。 Although not shown in FIGS. 1 to 3, the cable 10 is an optical / electrical composite cable including a ribbon fiber 15 and an electric wire (not shown), and extends from the cable 10 into the case 11. The electric wire is electrically connected to the electric wiring on the back surface of the substrate 12 and is electrically connected to the electric connector 13 via the electric wiring of the substrate 12. The electric wire is used as, for example, a low-speed signal line or a power supply line.
さて、本実施の形態に係る光モジュール1では、フレキシブル基板16は、FPCコネクタ14と反対側の端部を、基板12の表面に対して垂直方向に曲げた垂直部21を有しており、垂直部21にリボンファイバ15を接続するように構成している。 Now, in the optical module 1 according to the present embodiment, the flexible substrate 16 has a vertical portion 21 in which an end portion opposite to the FPC connector 14 is bent in a direction perpendicular to the surface of the substrate 12. The ribbon fiber 15 is connected to the vertical portion 21.
フレキシブル基板16は、FPCコネクタ14と垂直部21との間に、基板12の表面に対して平行に延びる平行部22を有しており、略L字状に形成される。光素子17とIC18は、平行部22の基板12側の面に設けられ、光素子17とIC18とが基板12から離れる(空間が形成される)ように、平行部22のFPCコネクタ14と反対側の端部を、ガラスからなる支持部材20により支持するように構成されている。フレキシブル基板16の平行部22の基板12と反対側の面には、光素子17やIC18で発生する熱を放熱するための放熱板24が設けられる。放熱板24は、例えば銅板からなる。 The flexible substrate 16 has a parallel portion 22 extending in parallel to the surface of the substrate 12 between the FPC connector 14 and the vertical portion 21, and is formed in a substantially L shape. The optical element 17 and the IC 18 are provided on the surface of the parallel part 22 on the substrate 12 side, and are opposite to the FPC connector 14 of the parallel part 22 so that the optical element 17 and the IC 18 are separated from the substrate 12 (a space is formed). The side end is supported by a support member 20 made of glass. A heat radiating plate 24 for radiating heat generated in the optical element 17 and the IC 18 is provided on the surface of the flexible substrate 16 opposite to the substrate 12 of the parallel portion 22. The heat sink 24 is made of, for example, a copper plate.
フレキシブル基板16の光導波路19は、垂直部21と平行部22にわたって形成されており、垂直部21と平行部22とは、所定の曲率半径で湾曲された円弧部23により接続されている。つまり、本実施の形態におけるフレキシブル基板16は、FPCコネクタ14側から順次、平行部22、円弧部23、垂直部21を備えて構成されている。 The optical waveguide 19 of the flexible substrate 16 is formed over the vertical portion 21 and the parallel portion 22, and the vertical portion 21 and the parallel portion 22 are connected by an arc portion 23 that is curved with a predetermined radius of curvature. That is, the flexible substrate 16 in the present embodiment includes the parallel portion 22, the arc portion 23, and the vertical portion 21 sequentially from the FPC connector 14 side.
円弧部23では、光導波路19も曲げられることになるので、光導波路19の円弧部23での損失(光損失)が問題とならない程度となるように、円弧部23の曲率半径を適宜設定するとよい。 Since the optical waveguide 19 is also bent at the arc portion 23, the radius of curvature of the arc portion 23 is appropriately set so that the loss (light loss) at the arc portion 23 of the optical waveguide 19 does not become a problem. Good.
図5に示すように、フレキシブル基板16の垂直部21における光導波路19を形成した側の面、すなわち曲げの内側の面には、リボンファイバ15の各光ファイバ15aを固定する溝25が形成されている。 As shown in FIG. 5, a groove 25 for fixing each optical fiber 15a of the ribbon fiber 15 is formed on the surface on the side where the optical waveguide 19 is formed in the vertical portion 21 of the flexible substrate 16, that is, the inner surface of the bending. ing.
溝25は、垂直部21の光導波路19を形成した側の面に沿って、フレキシブル基板16の長手方向(図5では上下方向)に対して垂直方向(図5では左右方向)、すなわち垂直部21の側方に延びるように形成されており、垂直部21の側方からリボンファイバ15を接続するように構成されている。 The groove 25 is perpendicular to the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 5) of the flexible substrate 16 along the surface of the vertical portion 21 on which the optical waveguide 19 is formed, that is, the vertical portion. The ribbon fiber 15 is connected to the side of the vertical portion 21.
リボンファイバ15は、端部の一括被覆15bを除去して光ファイバ15aを露出させ、その露出させた光ファイバ15aを溝25にそれぞれ配置して接着剤(屈折率整合剤)等で接着固定することで、フレキシブル基板16に接続される。露出した光ファイバ15aを保護するために、光ファイバ15aと溝25とを覆うように保護部材を設けてもよい。 The ribbon fiber 15 has the end covering 15b removed to expose the optical fiber 15a, and the exposed optical fiber 15a is disposed in the groove 25 and bonded and fixed with an adhesive (refractive index matching agent) or the like. Thus, the flexible substrate 16 is connected. In order to protect the exposed optical fiber 15a, a protective member may be provided so as to cover the optical fiber 15a and the groove 25.
垂直部21の光導波路19のコア19aは、円弧部23側からフレキシブル基板16の長手方向に沿って直線状に延び、円弧状に90°曲がって溝25に延びるように形成され、溝25に配置した光ファイバ15aのコアと光学的に接続されるようになっている。 The core 19 a of the optical waveguide 19 in the vertical portion 21 extends linearly from the arc portion 23 side along the longitudinal direction of the flexible substrate 16, is bent 90 ° in an arc shape, and extends into the groove 25. It is optically connected to the core of the optical fiber 15a arranged.
本実施の形態のようにリボンファイバ15を撓ませて余長を収容する場合、リボンファイバ15の曲げ半径をなるべく大きくするために、フレキシブル基板16の垂直部21を、リボンファイバ15のケース11内への導入位置からなるべく離れた位置に配置することが望ましい。本実施の形態では、図3における上下方向を幅方向とすると、リボンファイバ15を幅方向の一方の端部(図3では上側)に寄せた位置から導入するようにし、かつ、フレキシブル基板16を、なるべくコネクタ13側(ケーブル10から離れた位置)に配置すると共に、フレキシブル基板16の長手方向を幅方向に沿わせて配置し、垂直部21を基板12の幅方向の他方の端部(図3では下側)に位置させるように構成している。これにより、リボンファイバ15の導入位置と垂直部21の配置位置とがケース11内の略対角位置となるので、両者の距離を大きくしてリボンファイバ15を撓ませた際の曲げ半径を大きくし、光ファイバ15aの破断等の不具合を防止することが可能となる。 When the extra length is accommodated by bending the ribbon fiber 15 as in the present embodiment, the vertical portion 21 of the flexible substrate 16 is placed in the case 11 of the ribbon fiber 15 in order to increase the bending radius of the ribbon fiber 15 as much as possible. It is desirable to dispose it as far as possible from the introduction position. In the present embodiment, assuming that the vertical direction in FIG. 3 is the width direction, the ribbon fiber 15 is introduced from a position close to one end in the width direction (the upper side in FIG. 3), and the flexible substrate 16 is The flexible board 16 is arranged on the connector 13 side (position away from the cable 10) as much as possible, the longitudinal direction of the flexible board 16 is arranged along the width direction, and the vertical portion 21 is arranged on the other end in the width direction of the board 12 (see FIG. In FIG. 3, it is configured to be positioned on the lower side. As a result, the introduction position of the ribbon fiber 15 and the arrangement position of the vertical portion 21 become substantially diagonal positions in the case 11, so that the bending radius when the ribbon fiber 15 is bent by increasing the distance between the two is increased. In addition, it is possible to prevent problems such as breakage of the optical fiber 15a.
なお、リボンファイバ15をケース11内で1周させる場合には、垂直部21をどの位置に配置してもよいが、この場合も、なるべくリボンファイバ15の曲げ半径が大きくなるように、垂直部21の配置位置を設定することが望ましい。 When the ribbon fiber 15 is rotated once in the case 11, the vertical portion 21 may be arranged at any position, but in this case also, the vertical portion is set so that the bending radius of the ribbon fiber 15 is as large as possible. It is desirable to set 21 arrangement positions.
本実施の形態の作用を説明する。 The operation of the present embodiment will be described.
本実施の形態に係る光モジュール1では、フレキシブル基板16のFPCコネクタ14と反対側の端部を、基板12の表面に対して垂直方向に曲げて、垂直部21を形成し、その垂直部21にリボンファイバ15を接続するように構成している。 In the optical module 1 according to the present embodiment, the end portion of the flexible substrate 16 opposite to the FPC connector 14 is bent in the direction perpendicular to the surface of the substrate 12 to form the vertical portion 21, and the vertical portion 21. The ribbon fiber 15 is connected to the cable.
ケース11内の限られた空間(略直方体形状の空間)にリボンファイバ15の余長を十分に収納するためには、リボンファイバ15を、その長軸方向が基板12の表面に対して垂直方向となるように導入し、リボンファイバ15を巻回あるいは撓ませる必要があるが、本発明では、フレキシブル基板16の端部を曲げて垂直部21を形成することにより、フレキシブル基板16上のリボンファイバ15を接続する部分を含む面の一部を、リボンファイバ15の長軸方向と平行にしており、これにより、リボンファイバ15を捻ることなくフレキシブル基板16に接続することが可能になる。 In order to fully accommodate the extra length of the ribbon fiber 15 in a limited space (substantially rectangular space) in the case 11, the major axis direction of the ribbon fiber 15 is perpendicular to the surface of the substrate 12. However, in the present invention, the ribbon fiber on the flexible substrate 16 is formed by bending the end portion of the flexible substrate 16 to form the vertical portion 21. A part of the surface including a portion to which the connector 15 is connected is parallel to the major axis direction of the ribbon fiber 15, whereby the ribbon fiber 15 can be connected to the flexible substrate 16 without twisting.
つまり、本発明によれば、ケース11内にリボンファイバ15の余長を収納し、かつ、リボンファイバ15を捻ることなくフレキシブル基板16に接続することが可能な光モジュール1を実現できる。その結果、リボンファイバ15に不要な負荷がかかることがなくなり、光ファイバ15aの破断等の不具合を防止できる。 That is, according to the present invention, it is possible to realize the optical module 1 in which the extra length of the ribbon fiber 15 is accommodated in the case 11 and can be connected to the flexible substrate 16 without twisting the ribbon fiber 15. As a result, unnecessary load is not applied to the ribbon fiber 15, and problems such as breakage of the optical fiber 15a can be prevented.
また、背景技術(図6参照)のように、リボンファイバ15を捻ってフレキシブル基板16に接続する場合、リボンファイバ15自体に負荷を与えることなく捻ろうとすると、ケース11内に収納するリボンファイバ15に更なる余分な余長が必要となるが、本発明では、リボンファイバ15を捻ることなくフレキシブル基板16に接続することができるので、ケース11内に収納するリボンファイバ15の余長を必要最小限とすることが可能となる。 Further, as in the background art (see FIG. 6), when the ribbon fiber 15 is twisted and connected to the flexible substrate 16, if the ribbon fiber 15 itself is twisted without applying a load, the ribbon fiber 15 accommodated in the case 11 is stored. In the present invention, since the ribbon fiber 15 can be connected to the flexible substrate 16 without twisting, the extra length of the ribbon fiber 15 accommodated in the case 11 is minimized. It becomes possible to limit.
また、本実施の形態では、平行部22の基板12側の面に光素子17とIC18を設けているため、平行部22の基板12と反対側の面に放熱板24を設けることが可能となり、光素子17やIC18で発生する熱を効率良く放熱することができる。 In the present embodiment, since the optical element 17 and the IC 18 are provided on the surface of the parallel portion 22 on the substrate 12 side, it is possible to provide the heat dissipation plate 24 on the surface of the parallel portion 22 opposite to the substrate 12. The heat generated in the optical element 17 and the IC 18 can be efficiently radiated.
さらに、本実施の形態では、光導波路19を垂直部21と平行部22にわたって形成しており、垂直部21と平行部22とを、所定の曲率半径で湾曲された円弧部23により接続している。垂直部21と平行部22との間を丸めずに直角に曲げた場合、その曲げ部分にて光導波路19の光損失が大きくなってしまうが、垂直部21と平行部22とを円弧部23で滑らかに接続することで、曲げ部分での光導波路19の光損失を抑制できる。 Further, in the present embodiment, the optical waveguide 19 is formed across the vertical portion 21 and the parallel portion 22, and the vertical portion 21 and the parallel portion 22 are connected by an arc portion 23 curved with a predetermined radius of curvature. Yes. When the vertical portion 21 and the parallel portion 22 are bent at right angles without rounding, the optical loss of the optical waveguide 19 increases at the bent portion, but the vertical portion 21 and the parallel portion 22 are connected to the arc portion 23. By connecting smoothly, the optical loss of the optical waveguide 19 at the bent portion can be suppressed.
上記実施の形態では、電気コネクタ13がHDMI規格に準拠したHDMIプラグである場合を説明したが、これに限定されず、例えば、USB(Universal Serial Bus)プラグであってもよい。この場合、ケース11はUSBの規格に準拠した大きさに形成されることとなり、ケーブル1の両端部に光モジュール1を設けた光モジュール付きケーブル100は、所謂USBケーブルとなる。 Although the case where the electrical connector 13 is an HDMI plug compliant with the HDMI standard has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and may be, for example, a USB (Universal Serial Bus) plug. In this case, the case 11 is formed in a size compliant with the USB standard, and the optical module-equipped cable 100 in which the optical module 1 is provided at both ends of the cable 1 is a so-called USB cable.
通常一般に用いられている電線のみを内蔵したHDMIケーブルやUSBケーブルでは、電気信号が劣化してしまうため長距離の信号伝送は困難であるが、本発明の光モジュール付きケーブル100によれば、光により信号伝送を行うため、例えば30m〜100mといった長距離の信号伝送が可能である。 In general, an HDMI cable or a USB cable having only a built-in electric wire deteriorates an electrical signal, so that long-distance signal transmission is difficult. However, according to the cable 100 with an optical module of the present invention, an optical cable is used. For example, signal transmission over a long distance of 30 to 100 m is possible.
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施の形態では言及しなかったが、垂直部21が自立しない場合など、フレキシブル基板16を曲げた状態で保持できない場合には、垂直部21を支持する部材を別途設けるようにしてもよい。 For example, although not mentioned in the above embodiment, when the flexible substrate 16 cannot be held in a bent state, such as when the vertical portion 21 is not self-supporting, a member that supports the vertical portion 21 may be separately provided. Good.
1 光モジュール
10 ケーブル
11 ケース
12 基板
13 電気コネクタ
14 FPCコネクタ
15 リボンファイバ
16 フレキシブル基板
17 光素子
18 IC
19 光導波路
20 支持部材
21 垂直部
22 平行部
23 円弧部
24 放熱板
1 optical module 10 cable 11 case 12 substrate 13 electrical connector 14 FPC connector 15 ribbon fiber 16 flexible substrate 17 optical element 18 IC
19 Optical waveguide 20 Support member 21 Vertical part 22 Parallel part 23 Arc part 24 Heat sink
Claims (6)
前記ケーブルが接続されるケースと、
該ケース内に収容された基板と、
該基板上に実装されると共に、前記光ファイバのコアが光学的に接続される光導波路が形成されたフレキシブル基板と、
を備え、
複数本の前記光ファイバは、複数本の前記光ファイバを並列配置したリボンファイバとして、配列方向が前記基板の表面に対して垂直になるように前記ケーブルから前記ケース内に延出され、
前記ケース内には、前記ケーブルから延出された前記リボンファイバを前記基板の表面に平行な同一平面内で前記光ファイバの配列方向に対して垂直方向に曲げて巻き回す又は撓ませることにより、前記リボンファイバの余長が収容され、
前記フレキシブル基板は、前記基板の表面に対して垂直方向に曲げた垂直部を有しており、
前記垂直部において、前記光導波路の複数のコアが、円弧状に曲がって前記基板の表面に並行な方向になり、基板の表面に対する垂直方向に並ぶように形成されており、
前記リボンファイバの端部において複数本の前記光ファイバの配列方向が前記基板の表面に対する垂直方向になった状態で、前記垂直部に前記リボンファイバの端部を接続するように構成した
光モジュール。 An optical module provided at an end of a cable incorporating a plurality of optical fibers,
A case to which the cable is connected;
A substrate housed in the case;
A flexible substrate having an optical waveguide mounted on the substrate and optically connected to the core of the optical fiber; and
With
The plurality of optical fibers are ribbon fibers in which a plurality of the optical fibers are arranged in parallel, and are extended from the cable into the case so that the arrangement direction is perpendicular to the surface of the substrate .
In the case, the ribbon fiber extended from the cable is bent or bent in a direction perpendicular to the arrangement direction of the optical fibers in the same plane parallel to the surface of the substrate. The extra length of the ribbon fiber is accommodated,
The flexible substrate has a vertical portion bent in a direction perpendicular to the surface of the substrate,
In the vertical portion, the plurality of cores of the optical waveguide are formed to be bent in an arc shape in a direction parallel to the surface of the substrate and aligned in a direction perpendicular to the surface of the substrate,
An optical module configured to connect the end portion of the ribbon fiber to the vertical portion in a state in which the arrangement direction of the plurality of optical fibers is perpendicular to the surface of the substrate at the end portion of the ribbon fiber.
前記フレキシブル基板は、前記基板の表面に対して平行に延びる平行部を有し、
前記光素子は、前記平行部の前記基板側の面に設けられ、
前記平行部の前記基板と反対側の面には、放熱板が設けられる
請求項1記載の光モジュール。 An optical element mounted on the flexible substrate and optically connected to the core of the optical fiber via the optical waveguide;
The flexible substrate has a parallel portion extending parallel to the surface of the substrate,
The optical element is provided on a surface of the parallel portion on the substrate side,
Wherein the said substrate opposite to the surface of the parallel portion, claim 1 Symbol mounting the optical module of the heat radiating plate is provided.
前記垂直部と前記平行部とは、所定の曲率半径で湾曲された円弧部により接続されている
請求項2記載の光モジュール。 The optical waveguide is formed across the vertical part and the parallel part,
The optical module according to claim 2, wherein the vertical portion and the parallel portion are connected by an arc portion curved with a predetermined radius of curvature.
前記ケーブルから前記ケース内に延出された前記電線は、前記基板に電気的に接続される
請求項1〜3いずれかに記載の光モジュール。 The cable is a photoelectric composite cable that incorporates the plurality of optical fibers and electric wires,
Wherein said wire that extends into the casing from the cable, an optical module according to claim 1 to 3 which is electrically connected to the substrate.
前記ケースは、HDMI規格に準拠した大きさに形成される
請求項1〜4いずれかに記載の光モジュール。 An HDMI plug compliant with the HDMI standard is provided on the substrate,
Wherein the case, the optical module according to any one of claims 1-4, which is formed to a size that conforms to the HDMI standard.
光モジュール付きケーブル。
The cable with an optical module which provided the optical module in any one of Claims 1-5 in the both ends of the cable which incorporated the some optical fiber.
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