JP6423930B1 - 光電気複合ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルフラット配線板に沿って光ファイバーを配線した全体を薄肉にしても、光ファイバーが大きな曲げ応力を受けて変形したり、破損することがない光電気複合ケーブルを提供する。【解決手段】光ファイバーの表面側と背面側に一対のフレキシブルフラット配線板を配置し、被覆部材で全体を一体化するので、薄肉の光電気複合ケーブルとしても、大きな曲率で湾曲することがなく、光ファイバーが変形しない。【選択図】図２

Description

本発明は、薄型パネル状の電気機器に接続する光電気複合ケーブルに関し、更に詳しくは、フレキシブルフラット配線板と光ファイバーとを複合化した光電気複合ケーブルに関する。

薄型パネル状の電気機器として、例えば、壁面に沿って配置する壁掛けテレビ１１０のディスプレー装置１０１は、ディスプレー装置１０１が壁面から大きく突出しないように、図７、図８に示すように、ディスプレー装置１０１に表示する映像信号を処理する通信制御部１０２ｂやディスプレー装置１０１の電源部１０２ａを有する付加装置１０２を、壁パネルＷＰを貫通する埋込みボックスＳＢ内に配置し、付加装置１０２からディスプレー装置１０１の背面側に接続する電源線１０３を介してディスプレー装置１０１に駆動電源を給電するとともに、信号線１０４を介してディスプレー装置１０１に映像信号等の電気信号を出力している（特許文献１）。

このように壁面に取付けられる壁掛けテレビ１１０は、壁パネルＷＰ内の埋込みボックスＳＢへ付加装置１０２を収容するために壁パネルＷＰに孔を穿つ必要があり、壁パネルＷＰの加工が必要で、また、孔を穿った位置に取付位置が限られることになるので、壁掛けテレビ１０を所望の位置へ移動させることができかった。そこで、従来、ディスプレー装置とディスプレー装置に映像信号や制御信号を出力するセットトップボックスＳＴＢとを分離し、両者を接続ケーブルで接続し、薄型パネル状の電気機器であるディスプレー装置を薄型化し、かつ、任意の位置に配置自在としている。

ここで壁面に取付けられる壁掛けテレビ１１０に壁パネルＷＰに孔を穿つことなく接続ケーブルを接続するには、幅が１ｃｍに満たない壁掛けテレビ１１０の側面の接続挿入口に接続ケーブルの端末を挿入して接続する必要があり、このような用途の接続ケーブルとして、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ：Flexible Print Circuit）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ：Flexible Flat Cable）等のフレキシブルフラット配線板が用いられている。

更に、ディスプレーの大型化に伴って、セットトップボックスＳＴＢからディスプレーへ大容量の映像信号を高速に伝送する必要が生じ、フレキシブルフラット配線板に形成される電気信号線による伝送に限界が生じ、フレキシブルフラット配線板に沿って光ファイバーからなる光導波路を形成し、光導波路で大容量の信号を高速に伝送する光電気複合ケーブルが提案されている（特許文献２、特許文献３）。

このうち、特許文献２に記載の光電気複合ケーブル１２０は、図９（ａ）（ｂ）に示す様に、細長帯状の絶縁フィルム基材１２１ａの表面に電気信号線となる複数の帯状導体１２２を並列に配置したフレキシブルフラットケーブルの中央に光導波路となる光ファイバー１２３を平列に配置し、その表面全体を薄肉の絶縁保護シート１２１ｂで覆う構造としている。光ファイバー１２３の両端には、高速電気信号をＥ／Ｏ変換及び光信号をＯ／Ｅ変換する一組の光電変換素子が備えられ、光電気複合ケーブル１２０の帯状導体１２２を介して比較的低速な電気信号が、光ファイバー１２３を介して大容量の高速電気信号が、光電気複合ケーブル１２０の端末に接続する薄型パネル状の電気機器に出力される。

また、特許文献３に記載の光電気複合ケーブル１３０は、図１０（ａ）（ｂ）に示す様に、細長帯状のフレキシブルプリント配線基板１３１の信号線となる配線パターンが配線された側方に光ファイバー１３３を収容する凹溝１３４が凹設され、この凹溝１３４の両側に光ファイバー１３３を掛け渡して、配線パターン１３２と光ファイバー１３３とを一体化させた光電気複合ケーブル１３０が形成される。フレキシブルプリント配線基板１３１の凹溝１３４の両側の部位には、高速電気信号をＥ／Ｏ変換及び光ファイバー１３３に流れる光信号をＯ／Ｅ変換する一組の光電変換素子１３５、１３５が実装され、光電気複合ケーブル１３０の配線パターンを介して比較的低速な電気信号が、光ファイバー１３３を介して大容量の高速電気信号が、光電気複合ケーブル１３０の端末に接続する薄型パネル状の電気機器に出力される。

特許第５１８０８５６号公報 特開２０１１−２４８１１９号公報 特開２０１０−１９８９５号公報

上述の通り、薄型パネル状の電気機器の狭い幅の側面内に、接続ケーブルの端末を接続するには、接続ケーブルを薄肉のフレキシブルプリント配線基板やフレキシブルフラットケーブル等の薄肉のフレキシブルフラット配線板で構成する必要があり、更に、高速大容量の電気信号を電気機器へ出力するには、このフレキシブルフラット配線板に光ファイバー１２３、１３３を一体に配線した光電気複合ケーブル１２０、１３０とする。一方、壁掛けテレビなどの用途で備えられるディスプレー装置等では、近年、有機ＥＬの表示素子を用いて厚さ３ｍｍ以下にまで薄型化し、壁面から突出する厚さを、ディスプレー装置に接続するケーブル類を含めて３ｍｍ以下とすることが要望され、このような場合には、ディスプレーの側面に接続する光電気複合ケーブル１２０、１３０の厚さが３ｍｍ以下となるので屈曲しやすいものとなる。

その結果、図９に示す光電気複合ケーブル１２０では、絶縁フィルム基材１２１ａの表面に光ファイバー１２３が固定され、光ファイバー１２３の表面側には薄肉の絶縁保護シート１２１ｂが覆われただけであるので、絶縁フィルム基材１２１ａが表面側に大きな曲率で湾曲し、光ファイバー１２３が破損し若しくは折れるという問題があった。

そこで、図１０に示す光電気複合ケーブル１３０は、光ファイバー１３３を凹溝１３４の両端に遊びをもって掛け渡し、その両端のみをフレキシブルプリント配線基板１３１に支持している。これにより、フレキシブルプリント配線基板１３１自体が大きく撓んでも、フレキシブルプリント配線基板１３１とともに光ファイバー１３３が大きく撓まないようにしているが、光ファイバー１３３の両端の固定端に大きな曲げ応力が生じるので、結局光ファイバー１３３保護の本質的な解決策にはならない。

また、光電気複合ケーブルのフレキシブルフラット配線板には、電気機器へ出力する多種類の信号に応じて多種類の信号線を配線するのに加えて、電気機器へ電源を給電する電源線を配線する必要があり、多数の信号線と電源線の全てを相互に絶縁して配線するには、フレキシブルフラット配線板が幅広となり、室内でセットトップボックスＳＴＢとの間に配線するフレキシブルフラット配線板が幅広で目立ち、美感を損なうという問題があった。

特に、フレキシブルフラット配線板上に形成する電源線は薄肉であるので、電気機器を動作させる１０Ａ乃至２０Ａの電源電流以上の電流を許容電流とするには、電源パターン自体の幅も幅広とする必要があり、更に、厚さを３ｍｍ以下とした薄型の電気機器内には、オペアンプ、３端子レギュレータ等の外形に一定の厚みのある定電圧電源回路部品を内蔵することができないので、電気機器内の異なる電力で動作する回路素子毎にその消費電流に応じて異なる線幅の電源線を互いに絶縁させて多数配線することとなり、フレキシブルフラット配線板の幅を更に拡大させて設計しなければならなかった。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、フレキシブルフラット配線板に沿って光ファイバーを配線した全体を薄肉にしても、光ファイバーが大きな曲げ応力を受けて変形したり、破損することがない光電気複合ケーブルを提供することを目的とする。

また、フレキシブルフラット配線板に多種類の信号線や電源線を配線しても、配線方向に直交する横幅が拡大しない光電気複合ケーブルを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１に記載の光電気複合ケーブルは、薄型パネル状の電気機器に接続し、電気機器へ電気信号を出力する信号線が配線されるフレキシブルフラット配線板と、電気機器へ高速電気信号に変換される光信号を出力する光ファイバーを複合化した光電気複合ケーブルであって、光ファイバーと、光ファイバーに沿って光ファイバーの表面側と背面側に積層される少なくとも一対のフレキシブルフラット配線板と、表面側と背面側の一対のフレキシブルフラット配線板に挟まれる光ファイバーの側方に配置される中間フレキシブルフラット配線板と、一対のフレキシブルフラット配線板と光ファイバーと中間フレキシブルフラット配線板との全体を一体化する被覆部材とからなることを特徴とする。

光ファイバーは、その表面側と背面側に積層される一対のフレキシブルフラット配線板に挟持された状態で、被覆部材で一体化されるので、表面側若しくは背面側に大きな曲率で撓むことがない。

厚さ方向で重なる一対のフレキシブルフラット基板にそれぞれ信号線を配線できるので、光電気複合ケーブルの幅を拡大させずに、多種類の信号線を配線できる。

電気機器へ低速電気信号を出力する信号線が配線された一対のフレキシブルフラット配線板と、電気機器へ高速電気信号に変換される光信号を出力する光ファイバーとの全体を数ｍｍの厚さ以下の薄肉に一体化でき、薄型パネル状の電気機器の狭小な側面に薄肉の光電気複合ケーブルの端末部を挿入して、電気機器へ低速信号と高速電気信号に変換される光信号を出力する。

中間フレキシブルフラット配線板に更に多種類の信号線を配線しても、光電気複合ケーブルの厚さや幅が変化しない。

請求項２に記載の光電気複合ケーブルは、被覆部材が、一対のフレキシブルフラット配線板の外周に密着し、一対のフレキシブルフラット配線板で光ファイバーと中間フレキシブルフラット配線板を挟持した全体を一体化することを特徴とする。

一対のフレキシブルフラット配線板は、その外周に密着する被覆部材で覆われる。

請求項３に記載の光電気複合ケーブルは、一対のフレキシブルフラット配線板は、それぞれフレキシブルフラットケーブルであることを特徴とする。

一対のフレキシブルフラット配線板をフレキシブルフラットケーブルで構成するので、数ｍ以上の長い光電気複合ケーブルを安価に製造できる。

信号線を、フレキシブルフラットケーブルの絶縁性のフレキシブルフラット基板に固定される帯状の導電性金属薄板を信号線とするので、フレキシブルフラットケーブルを扁平に保ったまま、１８０度折り返して、信号線の配線方向を所定方向に変えることができる。

請求項４に記載の光電気複合ケーブルは、一対のフレキシブルフラット配線板の少なくともいずれかに、電気機器を駆動する駆動電源を給電する電源線が配線されることを特徴とする。

電源線を一対のフレキシブルフラット配線板のいずれかの十分な幅内に配線できるので、電源線の線幅を太幅として横断面積を拡大し、電源線の許容電流を大電流とすることができる。

請求項５に記載の光電気複合ケーブルは、被覆部材が、合成ゴムであることを特徴とする。

一対のフレキシブルフラット配線板と光ファイバーは、弾性体である合成ゴムで囲まれ、外部からの衝撃が合成ゴムで緩和される。

請求項１の発明によれば、光ファイバーが、その表面側と背面側に積層される一対のフレキシブルフラット基板により保護されるので、光ファイバーが大きく撓んで変形したり、破損することがない。

薄型パネル状の電気機器の狭小な側面において、電気機器へ電気信号を出力する信号線と光ファイバーを一括接続できる。

電気信号を出力する多数の信号線を光ファイバーとともに、幅を拡大させずに一纏めに一体化するので、室内に配線しても美感を損なうことがなく、ユーザーが個々のフレキシブルフラット配線板や光ファイバーを分離して誤って電気機器へ接続する恐れがない。

光電気複合ケーブルの厚さや幅を変えずに、更に多数の信号線を配線できる。

請求項２の発明によれば、一対のフレキシブルフラット基板が被覆部材により保護される。

請求項３の発明によれば、絶縁性のフレキシブルフラット基板に帯状導電性金属薄板を固定するだけで製造されるフレキシブルフラットケーブルを光電気複合ケーブルの一対のフレキシブルフラット配線板とするので、光電気複合ケーブルを数メートル以上の長さで形成でき、また、単位長さ当たりの価格を低価格で製造できる。

また、薄型パネル状の電気機器の狭小な側面内において、フレキシブルフラットケーブルを扁平に保ったまま１８０度折り返して、信号線を光ファイバーの延長方向に重ならない任意の方向へ引き出すことができる。

請求項４の発明によれば、大電流を許容電流とするために太幅の電源線であっても、いずれかのフレキシブルフラット配線板に形成できる。

また、薄型パネル状の電気機器の狭小な側面において、電気機器の駆動電源を給電する電源線と、電気機器へ低速電気信号を出力する信号線と高速電気信号を出力する光ファイバーを１本の光電気複合ケーブルで一括接続でき、電気機器に駆動電源を給電する電源ケーブルを別に接続する必要がない。

請求項５の発明によれば、一対のフレキシブルフラット配線板と光ファイバーの周囲が弾性体である合成ゴムで囲まれるので、光電気複合ケーブルが外部から予期しない負荷や衝撃を受けても、一対のフレキシブルフラット配線板や光ファイバーが折れたり、破損することがない。

平面ディスプレー装置４０とセットトップボックスＳＴＢを接続する本願発明の一実施の形態に係る光電気複合ケーブル１を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した拡大断面図である。 表面側フレキシブルフラットケーブル１０と平面ディスプレー装置４０との接続部を示す拡大断面図である。 テープ型光ファイバ心線５の平面ディスプレー装置４０との接続部を示す拡大断面図である。 図１のブロック図である。 他の実施の形態に係る光電気複合ケーブル２０を、図１のＡ−Ａ線に相当する位置で切断した拡大断面図である。 ディスプレー装置１０１と付加装置１０２とを接続する従来の電源線１０３を示す縦断面図である。 壁掛けテレビ１１０のブロック図である。 従来の光電気複合ケーブル１２０の表面から薄肉の絶縁保護シート１２１ｂの一部を剥離した状態を示す（ａ）は、平面図、（ｂ）は、長手方向に沿って切断した縦断面図である。 従来の光電気複合ケーブル１３０を示す（ａ）は、側面図、（ｂ）は、平面図である。

本発明の一実施の形態に係る光電気複合ケーブル１を図１乃至図５を用いて説明する。光電気複合ケーブル１は、図１に示すように、薄型パネル状の電気機器である平面ディスプレー装置４０とセットトップボックスＳＴＢとの間に配線され、図２に示す様に、一対のフレキシブルフラットケーブル１０、１１の間に６本の光ファイバー５ａが平行に並べられたテープ型光ファイバ心線５と中間フレキシブルフラットケーブル１２とが挟持され、その外周を含む全体に樹脂からなる被覆部材１３が一体成形され、全体が薄肉帯状に一体化されている。

平面ディスプレー装置４０は、壁面に沿って取付けられるいわゆる壁掛けテレビのモニターであり、壁面からの突出量が最小となるように表示素子として有機ＥＬを用い、その厚さを３ｍｍ以下としている。３ｍｍ以下に薄型化するため、平面ディスプレー装置４０には、平面ディスプレー装置４０に表示される映像を受信するチューナーや映像信号の信号処理回路、平面ディスプレー装置４０を駆動する電源回路などを設けずに、可能な限り薄型化が図られ、平面ディスプレー装置４０から数メートル離れた場所に設置され、光電気複合ケーブル１を介して平面ディスプレー装置４０接続するセットトップボックスＳＴＢ側にチューナー、信号処理回路、電源回路等のこれらの回路が備えられている。

これにより、セットトップボックスＳＴＢから光電気複合ケーブル１の３枚のフレキシブルフラットケーブル１０、１１、１２に配線された多数の信号線３を介して平面ディスプレー装置４０の各回路素子の動作を制御する比較的低速な制御信号を出力され、光電気複合ケーブル１のテープ型光ファイバ心線５に配線される６本の光ファイバー５ａを介して大容量高速伝送が必要な映像信号が平面ディスプレー装置４０に出力される。

また、平面ディスプレー装置４０のディスプレー表示部は、２４Ｖ／２４０Ｗの駆動電源で動作し、ディスプレー表示部や暗号化回路ＨＤＣＰを制御する制御回路等は、１２Ｖ／４０Ｗの駆動電源で動作する等、平面ディスプレー装置４０には異なる多系統の電源系統が存在している。ここで、平面ディスプレー装置４０において単一の入力電源電圧を分圧して安定化した多系統の電源系統から給電するには、オペアンプ、３端子レギュレータなどの外形に一定の厚みのあるＩＣ回路素子からなる定電圧電源回路を設ける必要があるが、本実施の形態では、これらの定電圧電源回路もセットトップボックスＳＴＢ側に内蔵して平面ディスプレー装置４０の薄型化を図り、光電気複合ケーブル１の３枚のレキシブルフラットケーブル１０、１１、１２のいずれかに配線される平面ディスプレー装置４０の電源系統数（ここでは２系統）に対応する２対の第１電源線２ａと第２電源線２ｂを介して、セットトップボックスＳＴＢから異なる駆動源の電源を平面ディスプレー装置４０の各回路へ給電している。

一対のフレキシブルフラットケーブル１０、１１と中間フレキシブルフラットケーブル１２は、いずれも細長帯状のフィルム基材に沿って複数の直線帯状の導体を固着したフレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣという）であるが、細長帯状の可撓性基材の長手方向に電源線や信号線が配線されるフレキシブルフラット配線板であれば、ＦＦＣに限らず、絶縁フィルム基材の表面にエッチングにより配線パターンを形成したフレキシブルプリント配線基板（以下、ＦＰＣという）であってもよい。本実施の形態では、比較的安価に数メートルの長さのケーブルを製造でき、後述するように狭い接続スペース内で嵩張らずに電源線や信号線の配線方向を変更可能なＦＦＣを用いている。従って、以下の説明では、テープ型光ファイバ心線５の表面側に積層されるフレキシブルフラットケーブル１０を表面側ＦＦＣ１０と、背面側に積層されるフレキシブルフラットケーブル１１を背面側ＦＦＣ１１と、中間フレキシブルフラットケーブル１２を、中間ＦＦＣ１２と記載する。

各ＦＦＣ１０、１１、１２は、それぞれ機械強度に優れたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の細長帯状の２枚の絶縁フィルム基材の間に、複数の銅泊からなる直線帯状の導体を絶縁フィルム基材の長手方向に沿って埋め込み一体に形成したもので、埋め込まれた各導体で各ＦＦＣ１０、１１、１２に配線される電源線２及び信号線３が形成される。ＦＦＣ１０、１１、１２に形成される導体の厚みは、数十ミクロンの厚さのＦＰＣの導体パターンに比べて充分に厚いので、電源線２には十分な許容電流の電源電流を流すことができるが、許容電流を１０Ａ以上とする場合があるので、上述の２対の第１電源線２ａと第２電源線２ｂの線幅（図２において左右方向の幅）は信号線３の線幅に比べて充分に幅広で、許容電流の大きさに比例する線幅となっている。

２対の第１電源線２ａ及び第２電源線２ｂと多数の信号線３は、互いに干渉しない位置であれば、各ＦＦＣ１０、１１、１２の任意の位置に配線できるが、ここでは、図２に示すように、背面側ＦＦＣ１１に一対の第１電源線２ａを、表面側ＦＦＣ１０に一対の第２電源線２ｂを配線し、各ＦＦＣ１０、１１、１２の残るスペースに多数の信号線３を配線している。

テープ型光ファイバ心線５は、６本の光ファイバー素線５ａが、図２の図中水平面に沿って平行に並べられた状態で樹脂でテープ状に一体化された心線である。このように、コアとクラッドからなる光ファイバー自体は、非常に脆弱であるので、通常その周囲を一層の被覆で覆った光ファイバ素線や、複数の光ファイバ素線を水平に並べて樹脂でテープ状に一体化したテープ型光ファイバ心線５などの形態で形成され、ここでは、コアとクラッドからなる光ファイバーの他に、テープ型光ファイバ心線５に並べられる光ファイバ素線も光ファイバーという。

テープ型光ファイバ心線５は、その厚さが中間ＦＦＣ１２と略同じ厚さの扁平帯状となっていて、中間ＦＦＣ１２とともに中間ＦＦＣ１２の側方で、表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１の間に挟まれ、この状態で表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１の外周を含む全体に被覆部材１３が一体成形され、全体が薄肉帯状に一体化された光電気複合ケーブル１が得られる。

被覆部材１３に用いる樹脂としては、光ファイバーの形状を維持し、かつ接着により光ファイバーが応力歪みを受けずに、光ファイバーが破損することのない程度の接着力を有するものであれば如何なるものでも使用でき、例えば、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ナイロン系、フェノール系、ポリイミド系、ビニル系、シリコーン系、ゴム系、フッ素化エポキシ系、フッ素化アクリル系等の各種感圧接着剤（粘着剤）、熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤を使用することができる。光ファイバーの配線の固定の容易さからは、感圧接着剤及び熱可塑性接着剤が好ましく使用される。

また、被覆部材１３は、成型された薄膜のフィルム部材であってもよく、上記接着剤と組み合わせてもかまわない。例えばＡＢＳ樹脂、シリコーンゴム樹脂、変性シリコーンゴム樹脂、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリイミド、塩化ビニル、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマーが挙げられ、中でも柔軟性を有する合成ゴムであるシリコーンゴム樹脂や、変成シリコーンゴム樹脂を使用するのが好ましい。

被覆部材１３を用いて光ファイバーと、一対のフレキシブルフラット配線板とを被覆し、全体を一体化する方法はいずれの方法であってもよく、例えば、フィルム部材である場合は、一対のフレキシブルフラット配線板の外周に巻き付ける方法や、２枚のフィルム素材を接着剤等を介してプレス機やローラーなどで貼り合わせる方法をとることができる。また、樹脂や接着剤を使用する場合は、フレキシブルフラット配線板や、光ファイバー外周に塗布し、それらを重ね合わせた上で硬化させる方法や、型にフレキシブルフラット配線板や光ファイバーを挿入し、樹脂を充填させた後、硬化させて成型加工する方法であっても構わない。その他、本発明の光電気複合ケーブルの構造が達成できる限りにおいては、公知の如何なる方法をとることもできる。

細長帯状の光電気複合ケーブル１の横幅（図２において左右方向の幅）は、電源線２の線幅、電源線２や信号線３の配線数によっても異なるが、例えば５０ｍｍであり、一方、３層に積層される表面側ＦＦＣ１０、テープ型光ファイバ心線５及び背面側ＦＦＣ１１の各厚さは、それぞれ０．５ｍｍ以下の厚さとすることが可能なので、被覆部材１３で覆われた光電気複合ケーブル１の厚みは２ｍｍ以下となっている。

このように光電気複合ケーブル１は、厚みが２ｍｍ以下の扁平な厚み方向に屈曲可能となるが、屈曲方向のテープ型光ファイバ心線５の両側に、表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１が一体に配置されているので、いずれの方向にも大きな曲率で光電気複合ケーブル１が撓むことがなく、テープ型光ファイバ心線５の各光ファイバ５ａが破断したり、変形することがない。

光電気複合ケーブル１のセットトップボックスＳＴＢ側の端末には、セットトップボックスＳＴＢに接続位置や接続部の大きさの制約がないので、電源線２と信号線３と光ファイバー５ａの端末が臨む光電複合プラグ３０が取付けられ、セットトップボックスＳＴＢのプリント配線基板３１に実装されるレセプタクル３２へ光電複合プラグ３０を嵌合接続することにより、２対の電源線２と多数の信号線３がセットトップボックスＳＴＢの対応する回路へ電気接続する。

また、レセプタクル３２内には、図５に示すように、レーザードライバー３３で駆動制御される面発光レーザＶｃｓｅｌが内蔵され、面発光レーザＶｃｓｅｌは、レーザードライバー３３に入力される信号をＥ−Ｏ変換して、光電複合プラグ３０に臨む光ファイバー５ａへ出射する。図５に示すように、セットトップボックスＳＴＢの６レーンの高速信号パターン３１ａに入力される信号は、１レーンあたり１２Ｇｂｐｓの伝送速度で伝送される映像信号であり、面発光レーザＶｃｓｅｌは、６レーンに個々に対応する６本の光ファイバー５ａへ映像信号をＥ−Ｏ変換した光信号を送出する。

また、セットトップボックスＳＴＢの多数の低速信号パターン３１ｂに入力される信号は、例えば平面ディスプレー装置４０の暗号化回路ＨＤＣＰや有機ＥＬの表示素子の動作を制御する数十Ｍｂｐｓの伝送速度の制御信号であり、各低速信号パターン３１ｂに接続する信号線３を介して平面ディスプレー装置４０側に出力される。

更に、セットトップボックスＳＴＢのプリント配線基板３１には、平面ディスプレー装置４０の２系統の電源系統に対応して、２４Ｖ／２４０Ｗの駆動電源を光電気複合ケーブル１の第１電源線２ａを介して平面ディスプレー装置４０のディスプレー表示部へ給電する第１給電パターン３１ｃ１と、１２Ｖ／４０Ｗの駆動電源を光電気複合ケーブル１の第２電源線２ｂを介して平面ディスプレー装置４０の制御回路等へ給電する第２給電パターン３１ｃ２が形成されている。従って、平面ディスプレー装置４０には、複数の異なる電源系統から安定した電源を給電する為の定電圧電源回路を設ける必要がなく、平面ディスプレー装置４０を厚さ３ｍｍ程度まで薄型化できる。

光電気複合ケーブル１の他側に接続する平面ディスプレー装置４０には、光電気複合ケーブル１との接続に壁面からの突出量を増加させず、厚さ３ｍｍの平面ディスプレー装置４０の側面において光電気複合ケーブル１を接続するとの制約があるが、上述の様に光電気複合ケーブル１は、幅５０ｍｍ、厚さが２ｍｍ以下であるので、薄型で平面ディスプレー装置４０の側面の幅が３ｍｍの接続挿入口４８に対しても、充分に光電気複合ケーブル１の端末部を挿入し、平面ディスプレー装置４０に接続することができる。

光電気複合ケーブル１の平面ディスプレー装置４０側の端末接続部は、被覆部材１３で覆われていないので、積層配置されている表面側ＦＦＣ１０、テープ型光ファイバ心線５、中間ＦＦＣ１２及び背面側ＦＦＣ１１の各ケーブルは一体化されずに個々に独立して分離自在となっている。本実施の形態では、図１に示す様に、テープ型光ファイバ心線５内の光ファイバー５ａを屈曲させることなく、テープ型光ファイバ心線５の端末部に電源線２や信号線３の配線が干渉しないように、接続挿入口４８内で３枚の表面側ＦＦＣ１０、中間ＦＦＣ１２及び背面側ＦＦＣ１１を斜め４５度の傾斜線に沿って表裏が逆転するように１８０度折り返し、光ファイバー５ａに直交する上方に引き出している。ここで、表面側ＦＦＣ１０、中間ＦＦＣ１２及び背面側ＦＦＣ１１は、ほぼ嵩張ることなく１８０度折り返すことができるので、３ｍｍ以下の幅の接続挿入口４８内でも充分に折り返すことができるが、接続挿入口４８の幅を超える場合には、テープ型光ファイバ心線５の配線方向に沿って、表面側ＦＦＣ１０、中間ＦＦＣ１２及び背面側ＦＦＣ１１の折り返し位置を異ならせてもよい。

テープ型光ファイバ心線５の配線方向に対して、図１において上方に折り返された３枚の表面側ＦＦＣ１０、中間ＦＦＣ１２及び背面側ＦＦＣ１１は、更に、上方から順に異なる位置で再び斜め４５度の傾斜線に沿って表裏が逆転するように１８０度折り返され、上方から表面側ＦＦＣ１０、中間ＦＦＣ１２、背面側ＦＦＣ１１及びテープ型光ファイバ心線５の順で、各ケーブルが互いに平行に平面ディスプレー装置４０のプリント配線基板４１に向かって引き出される。これにより、各ケーブルの端末を、図１に示す様に、プリント配線基板４１の異なる位置に実装されたＦＦＣコネクタ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ及びレセプタクル４３にそれぞれ接続させることができる。

このうち、第２電源線２ｂと多数の信号線３が配線された表面側ＦＦＣ１０の端末は、プリント配線基板４１に実装された図３に示すＦＦＣコネクタ４２Ａに接続され、第２電源線２ｂから平面ディスプレー装置４０のディスプレー表示部や暗号化回路ＨＤＣＰを制御する制御回路等に１２Ｖ／４０Ｗの電源を給電されるとともに、多数の信号線３から平面ディスプレー装置４０の各回路素子を制御する比較的低速な伝送速度の制御信号が出力される。ここで、プリント配線基板４１の厚さは０．５ｍｍ、ＦＦＣコネクタ４２Ａの厚さは１．２ｍｍであるので、幅３ｍｍの平面ディスプレー装置４０の接続挿入口４８内で光電気複合ケーブル１の表面側ＦＦＣ１０を接続できる。

同様に、多数の信号線３が配線された中間ＦＦＣ１２と第１電源線２ａ及び多数の信号線３が配線された背面側ＦＦＣ１１の各端末は、それぞれプリント配線基板４１に実装されたＦＦＣコネクタ４２Ｂ、４２Ｃに接続し、第１電源線２ａから平面ディスプレー装置４０のディスプレー表示部へ２４Ｖ／２４０Ｗの電源が給電されるとともに、多数の信号線３から平面ディスプレー装置４０の各回路素子を制御する比較的低速な伝送速度の制御信号が出力される。

また、テープ型光ファイバ心線５の６本の光ファイバー５ａの端部には、各光ファイバー５ａを固定し、プリント配線基板４１上に実装されたレセプタクル４３に嵌合接続する光プラグ４４が取付けられている。光プラグ４４を嵌合接続したレセプタクル４３の高さは、厚さは０．５ｍｍのプリント配線基板４１を加えても最大１．７ｍｍであり、幅３ｍｍの平面ディスプレー装置４０の側面において光プラグ４４を接続できる。

レセプタクル４３には、図４に示すように、６本の光ファイバー５ａの各端面に対向する部位に配置され、図中各光ファイバー５ａの水平方向の光軸を鉛直方向に変換する４５度ミラー４５と、プリント配線基板４１の高速信号パターン４１ａ上に金バンプ４６を介して搭載され、受光面を４５度ミラー４５上に臨ませたフォトダイオード４７が内蔵されている。フォトダイオード４７は、６本の光ファイバー５ａの各端面から１２Ｇｂｐｓの伝送速度で出射される映像信号を表す光信号をそれぞれ光電変換し、その出力側に接続されたトランスインピーダンスアンプＴＩＡへ出力する。

トランスインピーダンスアンプＴＩＡは、フォトダイオード４７から出力される映像信号を表す微弱な電流信号を電圧信号に変換して、６本の光ファイバー５ａに個々に対応する６レーンの高速信号パターン４１ａを介して平面ディスプレー装置４０のディスプレー表示部の表示を制御する有機ＥＬドライバーへ出力する。これにより、セットトップボックスＳＴＢから１レーンあたり１２Ｇｂｐｓの伝送速度で伝送される映像信号による映像がディスプレー表示部に表示される。

本実施の形態によれば、セットトップボックスＳＴＢと薄型パネル状の電気機器である平面ディスプレー装置４０とを接続する光電気複合ケーブル１が、表面側ＦＦＣ１０と、背面側ＦＦＣ１１の間に中間ＦＦＣ１２及びテープ型光ファイバ心線５を挟持しただけの薄肉帯状に形成されるので、薄型パネル状の平面ディスプレー装置４０へ接続可能で、テープ型光ファイバ心線５の光ファイバー５ａが破損しない程度に適度に屈曲するので、配線の自由度が得られる。

上述の実施の形態に係る光電気複合ケーブル１では、表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１の横幅（図２において左右方向の幅）がその間に挟まれるテープ型光ファイバ心線５の横幅より長いので、表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１に挟まれるテープ型光ファイバ心線５の側方の空間を利用して、中間ＦＦＣ１２を配置しているが、フレキシブルフラット配線板に配線する電源線２や信号線３の数が少なければ、必ずしも中間ＦＦＣ１２を設ける必要はない。

図６は、中間ＦＦＣ１２を配置しない本発明の他の実施の形態に係る光電気複合ケーブル２０を示し、図中、光電気複合ケーブル１と同一若しくは同様に作用する構成については同一番号を付し、その詳細な説明を省略する。光電気複合ケーブル２０は、１本の光ファイバー５ａをそれぞれ複数の信号線３が配線された表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１の間に挟み、樹脂からなる被覆部材１３で全体を一体化し、扁平な外形としている。

この光電気複合ケーブル２０によれば、表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１の横幅を短縮し、光電気複合ケーブル２０全体の横幅も短縮できる。

また、上述の実施の形態では、薄型パネル状の電気機器として、厚さが３ｍｍの平面ディスプレー装置で説明したが、薄型パネル状であれば、ディスプレー装置に限らない。

また、光電気複合ケーブル１は、電源線２と信号線３を配線したフレキシブルフラット配線板にテープ型光ファイバ心線５を複合化したケーブルの例で説明したが、光電気複合ケーブル２０のように、信号線３を配線したフレキシブルフラット配線板と光ファイバー５ａのみを複合化した光電気複合ケーブルであってもよい。更に、テープ型光ファイバ心線５は、光ファイバー５ａの両端にＯ−Ｅ変換素子とＥ−Ｏ変換素子を一体に接続してモジュール化したアクティブオプティカルケーブルであってもよく、また、テープ型光ファイバ心線５内に平行に並べられる光ファイバー５ａの素線は、複数本に限らず、１本であってもよい。

また、樹脂からなる被覆部材により、表面側と背面側の一対のフレキシブルフラット配線板の間で一体化される光ファイバーは、被覆を有するテープ型光ファイバ心線にかぎらず、コアとクラッドのみからなる光ファイバー素線であってもよい。

更に、光電気複合ケーブル１に複合化される電源線２、信号線３及び光ファイバー５ａの本数や形状は上記実施の形態に示す例に限らない。特に、電源線２の本数は、薄型パネル状の電気機器内の電源系統数に応じて設定し、各電源線の線幅は、その電源線を介して給電する電源の最大電流以上の許容電流に応じて設定する。

更に、上述の実施の形態では、テープ型光ファイバ心線５とその表裏に配置される一対の表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１とに、樹脂からなる被覆部材１３を一体成形し、全体を一体化しているが、一対の表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１の外周に密着する粘着層若しくは接着層を有する絶縁テープを被覆部材１３として、光ファイバー５ａの表裏に配置される一対の表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１の外周に絶縁テープを巻回して、光ファイバー５ａを挟持した一対の表面側ＦＦＣ１０と背面側ＦＦＣ１１の全体を一体化してもよい。

薄型パネル状の電気機器に電気接続し、電気機器へ光ファイバーを介して高速大容量の信号を出力するととともに、電気機器へ導体からなる信号線を介して比較的低速な信号を出力する光電気複合ケーブルに適している。

１ 光電気複合ケーブル
２ 電源線
２ａ 第１電源線
２ｂ 第２電源線
３ 信号線
５ テープ型光ファイバ心線
５ａ 光ファイバー
１０ 表面側フレキシブルフラットケーブル（表面側ＦＦＣ）
１１ 背面側フレキシブルフラットケーブル（背面側ＦＦＣ）
１２ 中間フレキシブルフラットケーブル（中間ＦＦＣ）
１３ 被覆部材
４０ 薄型パネル状の電気機器（平面ディスプレー装置）

Claims (5)

1. 薄型パネル状の電気機器に接続し、前記電気機器へ電気信号を出力する信号線が配線されるフレキシブルフラット配線板と、前記電気機器へ高速電気信号に変換される光信号を出力する光ファイバーを複合化した光電気複合ケーブルであって、
   光ファイバーと、
   前記光ファイバーに沿って前記光ファイバーの表面側と背面側に積層される少なくとも一対のフレキシブルフラット配線板と、
   表面側と背面側の前記一対のフレキシブルフラット配線板に挟まれる前記光ファイバーの側方に配置される中間フレキシブルフラット配線板と、
   前記一対のフレキシブルフラット配線板と前記光ファイバーと前記中間フレキシブルフラット配線板との全体を一体化する被覆部材とからなることを特徴とする光電気複合ケーブル。
2. 前記被覆部材は、前記一対のフレキシブルフラット配線板の外周に密着し、前記一対のフレキシブルフラット配線板で前記光ファイバーと前記中間フレキシブルフラット配線板を挟持した全体を一体化することを特徴とする請求項１に記載の光電気複合ケーブル。
3. 前記一対のフレキシブルフラット配線板は、それぞれフレキシブルフラットケーブルであることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の光電気複合ケーブル。
4. 前記一対のフレキシブルフラット配線板の少なくともいずれかに、前記電気機器を駆動する駆動電源を給電する電源線が配線されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光電気複合ケーブル。
5. 前記被覆部材は、合成ゴムであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光電気複合ケーブル。

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