(57)【要約】【課題】フィルタ周波数の範囲を高周波側に広げることが困難であった。【解決手段】基板１１上に信号配線１をプリント配線により形成する。この信号配線１の中央部は、幅広配線３を形成している。そして、幅広配線３から分岐配線２６へ分岐し、信号・電源分離フィルタを構成するインダクタ部品２−１〜２−３を介して電源配線１０へ接続される。さらに、インダクタ部品２−１と幅広配線３の間を接続する分岐配線２６から配線が分岐して、その先がオープン状態となる、いわゆるオープンスタブ配線４−１をプリント配線により形成する。基板１１上に幅広配線３を形成することにより、信号配線１の伝播方向のインピーダンスと分岐配線２６のインピーダンスの比が相対的に大きくなり、分岐配線２６が高インピーダンスになるため、信号配線１の高速信号が電源配線１０側に流れにくくなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号配線と、
前記信号配線の一方および他方に連続して形成され、前記信号配線の少なくとも前記一方または前記他方の配線幅よりも広い配線幅を有する幅広配線と、
前記幅広配線から分岐した分岐配線を介して信号・電源分離フィルタが接続される電源配線と、
前記分岐配線に接続され、先端が開放されているオープンスタブ配線とを備えた信号伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号伝送装置において、
前記信号配線、前記幅広配線、および前記オープンスタブ配線はプリント配線基板上に形成される信号伝送装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の信号伝送装置において、
前記分岐配線と逆側に、前記信号配線に隣接してリターン電流が流れるグランド配線パターンを設けた信号伝送装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の信号伝送装置において、
前記オープンスタブ配線は、長さの異なる複数の前記オープンスタブ配線を含む信号伝送装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の信号伝送装置において、
前記信号配線は、カメラからの信号を送信する送信部と前記カメラからの信号を受信する受信部との間に接続され、
前記電源配線と前記信号配線とを経由して前記カメラに電源が供給される信号伝送装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の信号伝送装置において、
前記信号配線と前記幅広配線と前記オープンスタブ配線と前記電源配線を有する第１の信号伝送回路と、
前記信号配線と前記幅広配線と前記オープンスタブ配線と前記電源配線を有する第２の信号伝送回路とを備え、
前記第1の信号伝送回路と前記第２の信号伝送回路は、前記信号配線が互いに隣接するように対称に配置される信号伝送装置。
【請求項７】
信号配線と、
前記信号配線に連続して形成され、前記信号配線の配線幅よりも広い配線幅を有する幅広配線と、
前記幅広配線から分岐した分岐配線を介して信号・電源分離フィルタが接続される電源配線と、
前記分岐配線に接続され、先端が開放されているオープンスタブ配線とを備えた信号伝送装置。
【請求項８】
請求項７に記載の信号伝送装置において、
前記信号配線、前記幅広配線、および前記オープンスタブ配線はプリント配線基板上に形成される信号伝送装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の信号伝送装置において、
前記幅広配線の配線幅は前記信号配線の配線幅の少なくとも２倍以上である信号伝送装置。
【請求項１０】
請求項７または請求項８に記載の信号伝送装置において、
前記幅広配線の幅広部分は、前記電源配線の側に突き出た台形形状である信号伝送装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の信号伝送装置において、
前記幅広配線と前記プリント配線基板の下層におけるグランド配線との距離は、前記信号配線と前記プリント配線基板の下層におけるグランド配線との距離よりも離れている信号伝送装置。
【請求項１２】
請求項７または請求項８に記載の信号伝送装置において、
前記幅広配線の幅広部分の長さは、前記信号配線を伝送する信号の周期の1/10の時間に相当する波長よりも短い信号伝送装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の信号伝送装置において、
前記オープンスタブ配線は、前記プリント配線基板の最上層の配線と最下層の配線をつなぐスルーホールを用いて、前記最上層と前記最下層を複数回往復させることで形成される信号伝送装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の信号伝送装置において、
前記オープンスタブ配線は、前記配線の長さと前記スルーホールの合計数が異なるようにオープンスタブ配線を複数組み合わせた信号伝送装置。
【請求項１５】
請求項７または請求項８に記載の信号伝送装置において、
カメラ部から制御部へ同軸ケーブルを介して電源を供給し、
前記同軸ケーブルを介して前記カメラ部と前記制御部の間で信号を送受信し、
前記カメラ部と前記制御部の少なくとも一方の基板において、前記信号配線、前記幅広配線、およびオープンスタブ配線を形成する信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１によれば、モニタ用回路とカメラ用回路の間を同軸ケーブルで接続し、同軸ケーブルに信号と電源とを重畳させて伝送している。信号ラインの経路には送受信用ＩＣの直近に直流カット用のコンデンサを配置し、また電源ラインには信号ラインとの接続点にアクティブフィルタを挿入することで、フィルタ周波数の範囲に応じて信号と電源の分離を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３/０１８７４４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルタ周波数の範囲を高周波側に広げることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様における信号伝送装置は、信号配線と、前記信号配線の一方および他方に連続して形成され、前記信号配線の少なくとも前記一方または前記他方の配線幅よりも広い配線幅を有する幅広配線と、前記幅広配線から分岐した分岐配線を介して信号・電源分離フィルタが接続される電源配線と、前記分岐配線に接続され、先端が開放されているオープンスタブ配線とを備えた。
本発明の第２の態様における信号伝送装置は、信号配線と、前記信号配線に連続して形成され、前記信号配線の配線幅よりも広い配線幅を有する幅広配線と、前記幅広配線から分岐した分岐配線を介して信号・電源分離フィルタが接続される電源配線と、前記分岐配線に接続され、先端が開放されているオープンスタブ配線とを備えた。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フィルタ周波数の範囲を高周波側に広げることが可能になる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】比較例における信号伝送装置の構成図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）信号伝送装置の等価回路およびインピーダンスプロファイルを示す図である。
【図３】第１の実施形態における信号伝送装置の構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態と比較例との伝送特性を示す図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）第２の実施形態における信号伝送装置の基板の断面図および上面図である。
【図６】第３の実施形態における信号伝送装置の構成を示す図である。
【図７】第３の実施形態の伝送特性を示す図である。
【図８】第４の実施形態における信号伝送装置の構成を示す図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）第４の実施形態における配線の基板透視斜図および基板断面図を示す。
【図１０】第５の実施形態における信号伝送装置の構成を示す図である。
【図１１】第６の実施形態における信号伝送装置の構成を示す図である。
【図１２】第７の実施形態における信号伝送装置の構成を示す図である。
【図１３】第８の実施形態における信号伝送装置の構成を示す図である。
【図１４】カメラ部と制御部とを同軸ケーブルで接続した信号伝送装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
【０００９】
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【００１０】
同一あるいは同様な機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
【００１１】
［比較例]
本実施形態を説明する前に、本実施形態と対比される比較例について説明する。
図１は比較例における信号伝送装置の構成図である。信号伝送装置は、信号配線１の中央で分岐して、インダクタ部品２−１〜２−３により構成される信号・電源分離フィルタを介して電源配線１０に接続される。図１に示すように、インダクタ部品２−１〜２−３は、サイズおよび特性の異なる複数の部品を使った構成をとることが多い。
【００１２】
図２（Ａ）は、信号伝送装置の等価回路を示す。図２（Ｂ）は、信号伝送装置のインピーダンスプロファイルを示す。図２（Ｂ）において、横軸は周波数、縦軸はインピーダンスである。
【００１３】
図２（Ａ）に示すとおり、インダクタ部品は単純なインダクタンスではなく、インダクタンスに直列に入った抵抗成分、さらには寄生容量成分がインダクタンスに並列に入った回路で表現される。すなわち、インダクタ部品２−１〜２−３は、並列ＬＣ回路である。図２（Ｂ）に示すように、インダクタンスＬと容量Ｃで決まる反共振周波数でインピーダンスの極大値をとるような山型のインピーダンスプロファイルを有する。インダクタ部品２−１〜２−３のインピーダンスプロファイルはそれぞれ、Ｌ１〜Ｌ３であり、信号・電源分離フィルタの合成インピーダンスプロファイルはＬである。
【００１４】
信号・電源分離フィルタの役割は、信号配線１に対して十分に高いインピーダンスとなる部品を電源配線１０との接続点に挿入することで、電源配線１０側にエネルギーが伝わることを防ぐ役割がある。信号・電源分離フィルタの機能として、信号のエネルギーが存在するフィルタ周波数範囲（信号伝送用周波数範囲）を基準インピーダンスＬ0以上のインピーダンスになるようにする必要がある。一方で単一のインダクタ部品のインピーダンスでは幅広い周波数範囲をカバーできないため、反共振周波数の異なる部品を複数用いることでフィルタ周波数範囲を広げる。図２（Ｂ）は、３つのインダクタ部品２−１〜２−３を使うことでフィルタ周波数範囲を広げた例を示す。反共振周波数が最も高いインダクタ部品２−１を信号線との接続点に設けることで、高周波のエネルギー漏れを防ぐ役割を果たす。
【００１５】
しかしながら、この比較例において、高周波側にフィルタ周波数範囲を広げようとすると、反共振周波数の高い部品の活用が必須になるが、インダクタ部品の構造上、反共振周波数を高めることに限界があり、例えば、１０GHzレベルのフィルタ周波数範囲までフィルタを構成することが困難であった。
【００１６】
以下に説明する実施形態によれば、このような信号伝送装置において、５Gbpsを超えるような高速信号に対応した信号・電源分離フィルタを低コストにプリント配線基板上に形成する構造を提供することができる。
【００１７】
［第１の実施形態]
第１の実施形態における信号伝送装置２０について図面を参照して説明する。信号伝送装置２０は、車載機器のカメラとＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）の間の通信を代表に、その他の情報機器、インフラ用制御機器など、信号線に電源を重畳して伝送する様々な製品分野に適用可能である。
【００１８】
図３は、第１の実施形態における信号伝送装置２０の構成を示す図である。図３に示すように、基板１１上に信号配線１をプリント配線により形成する。この信号配線１は、通信LSI等のデバイスに繋がる配線である。この信号配線１の中央部は、幅広配線３を形成している。そして、幅広配線３から分岐配線２６へ分岐し、信号・電源分離フィルタを構成するインダクタ部品２−１〜２−３を介して電源配線１０へ接続される。さらに、インダクタ部品２−１と幅広配線３の間を接続する分岐配線２６から配線が分岐して、その先がオープン状態となる、いわゆるオープンスタブ配線４−１をプリント配線により形成する。このように、信号配線１、幅広配線３、分岐配線２６、オープンスタブ配線４−１、信号・電源分離フィルタ、および電源配線１０よりなる信号伝送回路１２が基板１１上に配置されて信号伝送装置２０を構成する。
【００１９】
基板１１上に幅広配線３を形成することにより、信号配線１の伝播方向のインピーダンスと分岐配線２６のインピーダンスの比が相対的に大きくなり、分岐配線２６が高インピーダンスになるため、信号配線１の高速信号が電源配線１０側に流れにくくなる。なお、幅広配線３の幅は、信号配線１の幅よりも少なくとも２倍以上であることが望ましい。また、幅広配線３は、信号配線１の一方および他方に連続して形成され、信号配線１の少なくとも一方または他方の配線幅よりも広い配線幅を有する。換言すれば、幅広配線３に繋がる信号配線１の一方もしくは他方は、その幅が幅広配線３と同じ幅であってもよい。これは信号・電源分離フィルタと信号配線１を繋ぐ分岐配線２６とのインピーダンス差を２倍以上作ることで接続点における反射係数を小さくするためである。
【００２０】
さらに、オープンスタブ配線４−１を挿入することで、スタブ長に応じた周波数で信号伝送回路１２のフィルタの特性を得られる。スタブ長を短くするほど、高周波側にフィルタの中心周波数を移すことができる。なお、オープンスタブ配線４−１はＬ字状の例を示したが、Ｉ字状であっても、その他の形状であってもよい。
【００２１】
図４は、本実施形態と比較例との伝送特性を示す図である。横軸は周波数を、縦軸はＳパラメータを示す。図４に示すように、本実施形態によるフィルタがカバーする周波数範囲Ｓ３１は、比較例における周波数範囲Ｓ３１’よりも高周波側に拡張できる。比較例における周波数範囲Ｓ３１’は、０．０１ＧＨｚ〜３ＧＨｚであるが、本実施形態による周波数範囲Ｓ３１は０．０１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚである。また、本実施形態による信号の伝送特性Ｓ２１は、比較例における伝送特性Ｓ２１’よりも高い周波数範囲まで拡張できる。
【００２２】
このように、本実施形態では、フィルタがカバーする周波数範囲を高周波側に拡張できるとともに、信号の伝送特性をより高い周波数範囲まで拡張できる。
さらに、本実施形態では、基板にパターン配線を施すことによりフィルタを構成できるため、追加コストを抑えることができる。
【００２３】
［第２の実施形態]
次に、第２の実施形態における信号伝送装置について説明する。なお、第１の実施形態と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
信号品質を良好に保つためには信号配線の特性インピーダンスの平坦性が重要である。第１の実施形態に示した幅広配線３を設けると、その部分の特性インピーダンスが低下する虞があり、電気的反射の原因となる。そこで本実施形態では、信号のリターン経路となるグランド配線を幅広配線３から離すことでインピーダンスの平坦化を計る。
【００２５】
図５（Ａ）は、第２の実施形態における信号伝送装置２０の基板の断面図であり、図５（Ｂ）は、第２の実施形態における信号伝送装置２０の上面図である。
図５（Ａ）に示すように、基板１１は多層配線基板であり、Ｌ１層〜Ｌ７層により構成される。信号配線１のリターン経路はＬ２層のグランド配線７−１である。図５（Ｂ）に示す幅広配線３の部分に対応して、図５（Ａ）に示すように、Ｌ２層のグランド配線からグランドビア６を介して下のＬ４層のグランド配線７−２にリターン経路を変更する。すなわち、幅広配線３と基板１１の下層におけるグランド配線７−２との距離は、信号配線１と基板１１の下層におけるグランド配線７−１との距離よりも離れている。このように、グランド配線７−２を幅広配線３から離すことにより、特性インピーダンスの調整を行う。
【００２６】
なお、幅広配線３の幅は、信号配線１の幅よりも少なくとも２倍以上であることが望ましい。また、幅広配線３に繋がる信号配線１の一方は、その幅が幅広配線３と同じ幅であってもよい。これは信号・電源分離フィルタと信号配線１を繋ぐ分岐配線２６とのインピーダンス差を２倍以上作ることで接続点における反射係数を小さくするためである。
【００２７】
また、幅広配線３の長さは、信号配線１を伝送する信号の周期の1/10の時間に相当する波長よりも短くする。例えば、実効比誘電率が３のマイクロストリップラインに、10Gbpsの信号を通過させる場合、信号の周期は100psのため、その1/10の波長λは以下の式（１）により計算できる。
λ＝v/f = Tv = 10 [ps] x 3x108[m/s] /√3=1.73[mm]          （１）
ここで、vは電磁波の伝搬速度、fは周波数、Tは周期である。式（１）により計算される値より幅広配線３を長くするとインピーダンスの不連続の影響が発生する。
【００２８】
また、信号配線１と幅広配線３の接続部は極端なインピーダンス不連続を避けるために幅広配線３に傾斜をつけてテーパー状に形成して接続することが好ましい。理想的には傾斜の角度は45度であるが、幅広配線３の幅と長さの制約から45度の傾斜が困難な場合、60度までを推奨する。
【００２９】
［第３の実施形態]
第３の実施形態における信号伝送装置２０について、図６、図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。第３の実施形態では、第１の実施形態で説明した信号伝送装置２０のフィルタの周波数範囲を更に拡大する。
【００３０】
図６は、本実施形態における信号伝送装置２０の構成を示す図である。図６に示すように、信号配線１とインダクタ部品２−１を繋ぐ分岐配線２６に接続するオープンスタブ配線４−１、４−２を複数に増やしている。図６では、長いスタブＳ１を有するオープンスタブ配線４−１と短いスタブＳ２を有するオープンスタブ配線４−２の２本が接続されている。オープンスタブ配線はその配線長によりカットオフ周波数の中心周波数が決まる。すなわち、異なる配線長のオープンスタブ配線は異なるカットオフ周波数を持つ。したがって、このようなオープンスタブ配線を複数接続することで、信号伝送回路１２におけるフィルタの周波数範囲を拡大することができる。
【００３１】
図７は、本実施形態の伝送特性を示す図である。横軸は周波数を、縦軸はＳパラメータである。長いスタブＳ１を有するオープンスタブ配線４−１のフィルタ特性をＳ７１、短いスタブＳ２を有するオープンスタブ配線４−２のフィルタ特性をＳ７２で示す。さらに、これらの２本のオープンスタブ配線４−１、４−２による合成されたフィルタ特性をＳ７０で示す。長いスタブＳ１は相対的に低いカットオフ周波数ｆ１を有し、短いスタブＳ２は相対的に高いカットオフ周波数ｆ２を有する。これらのカットオフ周波数の違いにより、合成されたフィルタ特性Ｓ７０はフィルタ基準Ｆ0においてより広い周波数範囲を有し、広いフィルタを構成することができる。
【００３２】
なお、同じ長さのオープンスタブ配線を繋げた場合、カットオフ周波数は変わらずフィルタ特性の損失量を増やすことができる。より大きな損失が必要な場合は同じ長さのオープンスタブを複数設けても良い。
【００３３】
また、この例では２種のオープンスタブ配線を組み合わせているが、組合せの数はこれより多くても良い。より多種のオープンスタブ配線を組み合わせることで、より広範囲な周波数をカバーすることができる。
【００３４】
［第４の実施形態]
第４の実施形態における信号伝送装置２０について、図８、図９（Ａ）、図９（Ｂ）を参照して説明する。なお、第３の実施形態と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。第３の実施形態では、オープンスタブ配線の長さで周波数を決めているので、基板１１上に広い実装面積を必要とする。そこで、本実施形態では、スルーホールを利用した高密度なオープンスタブ構造（以降、ビアスタブ配線と称する）を提供する。
【００３５】
図８は本実施形態における信号伝送装置２０の構成を示す上面図である。オープンスタブ配線４−１、４−２は、基板１１を貫通する複数のスルーホール１５−１〜１５−４によって、基板１１の表面及び裏面の配線が接続されたビアスタブ配線を形成している。
図９（Ａ）は、本実施形態における配線の基板透視斜図を、図９（Ｂ）は、基板断面図を示す。図９（Ａ）に示すように、オープンスタブ配線４−１は、基板１１の上面の配線１３−１、１３−２と、基板１１の裏面の配線１４−１、１４−２とを複数のスルーホール１５−１〜１５−４で接続することにより構成される。図９（Ｂ）に示すように、基板１１のトップ層とボトム層の間をスルーホールで往復させることでスタブ長を稼いで、オープンスタブ共振周波数を低くする特徴がある。
【００３６】
また、オープンスタブ配線は、基板１１の上面の接続配線１３−１、１３−２と、基板１１の裏面の接続配線１４−１、１４−２の長さと、スルーホールの合計数が異なるようにすることにより、異なる長さのオープンスタブ配線を複数組み合わせることができる。
【００３７】
なお、本実施形態の構造による信号伝送回路１２のフィルタでは、スルーホール間の接続配線１３−１〜１３−２、１４−１〜１４−２を一定の長さにすれば、スルーホールの個数で共振周波数を設定できる。また、本実施形態の構造によるフィルタのカットオフ周波数はビアスタブ配線を通過する伝播遅延時間Tdの1/2波長の周波数でカットオフの特性を有する。基板１１の厚さにもよるが、スルーホールの個数が６個〜８個程度のビアスタブ配線を組み合わせることで6GHz〜10GHzの周波数範囲をカバーできる。
【００３８】
［第５の実施形態]
第５の実施形態における信号伝送装置について、図１０を参照して説明する。なお、第３の実施形態と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、高速信号の伝送特性をより改善するために配線パターンを改良した。
【００３９】
図１０は、本実施形態における信号伝送装置２０の構成を示す上面図である。一般に、信号伝送装置２０では、高速信号を信号配線１に伝送させ、電源配線１０には高速信号を極力伝えない配線構造が望ましい。このため、高速信号が幅広配線３を流れるときに、分岐配線２６や電源配線１０とは逆側に電流が集中することが望まれる。図１０に示す本実施形態では、分岐配線２６や電源配線１０と逆側に、基板１１の信号層と同じ層に信号配線１に隣接してグランド配線パターン５を設けて、そこにリターン電流の一部が流れる構造を形成する。また、グランド配線パターン５にグランドビア６を設けて基板１１の下層の図示省略したグランド配線と接続する。
【００４０】
また、幅広配線３の幅広部分は、分岐配線２６や電源配線１０の側に、突き出た台形形状にした。これにより、信号配線１から幅広配線３へのインピーダンスの乱れを小さくすることができる。
【００４１】
これにより、信号配線１を通過する高周波電流がグランド配線パターン５に近接する側に流れるようになり、信号配線１に流れる高速信号の通過特性が改善する。なお、信号伝送回路１２は、図６に示す第３の実施形態において説明した信号伝送回路１２の例で説明したが、その他の信号伝送回路１２であってもよい。
【００４２】
［第６の実施形態]
第６の実施形態における信号伝送装置について、図１１を参照して説明する。なお、第５の実施形態と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、信号伝送装置を高密度に配置した例を示す。
【００４３】
図１１は、本実施形態における信号伝送装置の構成を示す上面図である。図１１に示すように、基板１１の端面にケーブル用コネクタ９−１、９−２が配置される。基板１１には、ケーブル用コネクタ９−１、９−２の中央端子に接続された信号配線１がそれぞれ形成される。図１１において、信号伝送回路１２は上下対称に配置される。すなわち、信号配線１の中央部は、幅広配線３が形成される。そして、幅広配線３から分岐配線２６へ分岐し、信号・電源分離フィルタを構成するインダクタ部品２−１〜２−３を介して電源配線１０へ接続される。さらに、インダクタ部品２−１と幅広配線３の間を接続する分岐配線２６から配線が分岐して、その先がオープン状態となる、いわゆるオープンスタブ配線４−１〜４−２が配置されている。また、基板１１の信号層と同じ層に信号配線１に隣接してグランド配線パターン５−１、５−２とグランドビア６の配列を設けて、そこにリターン電流の一部が流れる構造を形成する。グランドビア６は基板１１の下層の図示省略したグランド配線と接続する。
【００４４】
コネクタ側にオープンスタブ配線４−１〜４−２を、コネクタと逆側にインダクタ部品２−１〜２−３を配置することで、コネクタおよび電源への接続性を保ちながら、信号伝送装置を高密度で配置することができる。
【００４５】
［第７の実施形態]
第７の実施形態における信号伝送装置について、図１２を参照して説明する。なお、第３の実施形態と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。第７の実施形態では、差動信号配線への電源重畳に信号伝送装置を活用したものであり、活用形態として、例えばPoDL(Power over Data Line)がある。
【００４６】
図１２は、信号伝送装置の構成を示す上面図である。図１２に示すように、互いに逆向きに流れる差動信号の配線の対である信号配線１−１、１−２を近接して平行に配線し、その外側に広がるように幅広配線３−１、３−２を設けて、信号・電源分離フィルタを構成するインダクタ部品２−１〜２−６を介して電源配線１０へ接続される。さらに、インダクタ部品２−１〜２−６と幅広配線３−１、３−２の間を接続する分岐配線２６からそれぞれ配線が分岐して、オープンスタブ配線４−１〜４−４が配置される。
換言すれば、信号伝送装置は、信号配線１−１と幅広配線３−１とオープンスタブ配線４−１〜４−２とを有する第１の信号伝送回路１２−１と、信号配線１−１と信号配線１−２とが互いに隣接して第1の信号伝送回路１２−１と対称に配置された第２の信号伝送回路１２−２を備える。第２の信号伝送回路１２−２は、信号配線１−２と幅広配線３−２とオープンスタブ配線４−３〜４−４とを有する。
【００４７】
このような配置とすることで、差動信号の高周波電流は信号線の内側に集中するため、伝送特性に与える影響を抑えることができ、伝送特性が優位になる。
【００４８】
［第８の実施形態]
第８の実施形態における信号伝送装置について、図１３を参照して説明する。なお、第６の実施形態と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、差動信号配線への電源重畳に信号伝送装置を活用したものであり、信号伝送装置を高密度に配置した例を示す。
【００４９】
図１３は、本実施形態における信号伝送装置の構成を示す上面図である。図１３に示すように、基板１１の端面に差動ケーブル用コネクタ１６−１、１６−２が配置される。基板１１には、差動ケーブル用コネクタ１６−１、１６−２の端子に接続されたそれぞれ２本の差動信号の信号配線１１-１、１１−２が形成される。図１３において、信号伝送装置は上下対称に２組配置される。信号配線１１-１、１１−２の中央部は、幅広配線３−１〜３−４が形成される。そして、幅広配線３−１〜３−４から分岐配線２６へ分岐し、信号・電源分離フィルタを構成するインダクタ部品２−１〜２−３を介して電源配線１０へ接続される。
【００５０】
さらに、インダクタ部品２−１〜２−３と幅広配線３の間を接続する分岐配線２６から配線が分岐して、オープンスタブ配線４−１〜４−４が配置される。また、基板１１の信号層と同じ層にグランド配線パターン５−１〜５−４とグランドビア６−１、６−２の配列を設けて、そこにリターン電流の一部が流れる構造を形成する。グランドビア６−１、６−２は基板１１の下層の図示省略したグランド配線と接続する。
【００５１】
コネクタ側にオープンスタブ配線４−１〜４−４を、コネクタと逆側にインダクタ部品２−１〜２−３を配置することで、コネクタおよび電源への接続性を保ちながら、信号伝送装置を高密度で配置することができる。
【００５２】
［第９の実施形態]
第９の実施形態における信号伝送装置の適用例について図１４を参照して説明する。
図１４は、カメラ部２４と制御部２５とを同軸ケーブル２３で接続した信号伝送装置の一例を示す。同軸ケーブル２３を用いて、制御部２５からカメラ部２４へ電源を供給するとともに、同じ同軸ケーブル２３を介して、主にカメラ部２４から制御部２５に対して高速に信号を伝送する。
【００５３】
カメラ部２４は、カメラ２１、画像ＩＣ２４−１、シリアライザ２４−２、コンデンサ２４−３を備える。カメラ２１で撮像された画像データは画像ＩＣ２４−１で画像処理され、シリアライザ２４−２でシリアルデータに変換され、直流遮断用のコンデンサ２４−３を介して、信号配線及び幅広配線により形成された配線部２４−４へ伝送される。一方、同軸ケーブル２３を介して供給された電源は、幅広配線から分岐配線へ分岐し、信号・電源分離フィルタを構成するインダクタ部品２−１〜２−３を介してＤＣＤＣコンバータ２４−５へ供給される。ＤＣＤＣコンバータ２４−５は、カメラ２１、画像ＩＣ２４−１およびシリアライザ２４−２へ電力を供給する。なお、配線部２４−４やインダクタ部品２−１〜２−３は、第１〜第８の実施形態で説明した信号伝送装置である。
【００５４】
制御部２５は、配線部２５−１、コンデンサ２５−２、デシリアライザ２５−３、制御ＩＣ２５−４を備える。配線部２５−１へ伝送された信号は直流遮断用のコンデンサ２５−２を介してデシリアライザ２５−３へ伝送され、デシリアライザ２５−３でパラレルデータに変換され制御ＩＣ２５−４へ入力される。一方、バッテリー等からの給電を受けてＤＣＤＣコンバータ２５−５は所定の電源を、信号・電源分離フィルタを構成するインダクタ部品２−１〜２−３、配線部２５−１を介して同軸ケーブル２３へ供給する。
【００５５】
以上説明したように、カメラ部２４の配線部２４−４における信号配線と、制御部２５の配線部２５−１における信号配線とは、同軸ケーブル２３を介して、カメラ２１からの信号を送信するシリアライザ２４−２とカメラ２１からの信号を受信するデシリアライザ２５−３との間に接続されている。なお、本実施形態では、カメラ部２４と制御部２５を同軸ケーブル２３で接続した例で説明したが、同軸ケーブル２３ではなくその他の接続ケーブル、例えばパターン配線などで接続してもよい。
【００５６】
本実施形態に示すように、カメラ部２４および制御部２５の両方に第１〜第８の実施形態で説明した信号伝送装置を設けることにより、大量の画像データであっても１０Gbps級のデータ通信により高速に伝送することができる。また、制御部２５のＤＣＤＣコンバータ２５−５からの電源が、配線部２５−１の電源配線、インダクタ部品２−１〜２−３および信号配線を経由し、同軸ケーブル２３を介してカメラ部２４に入力される。そして、配線部２４−４の信号配線、インダクタ部品２−１〜２−３および電源配線を経由し、ＤＣＤＣコンバータ２４−５を介してカメラ２１に供給される。これにより、第１〜第８の実施形態で説明した信号伝送装置を利用して、カメラ２１への電源供給を行うことができる。
【００５７】
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）信号伝送装置２０は、信号配線１、１１-１、１１−２と、信号配線１、１１-１、１１−２の一方および他方に連続して形成され、信号配線１、１１-１、１１−２の少なくとも一方または他方の配線幅よりも広い配線幅を有する幅広配線３、３−１〜３−４と、幅広配線３、３−１〜３−４から分岐した分岐配線２６を介して信号・電源分離フィルタが接続される電源配線１０と、分岐配線２６に接続され、先端が開放されているオープンスタブ配線４−１〜４−４とを備えた。これにより、フィルタ周波数の範囲を高周波側に広げることが可能になる。
【００５８】
（２）信号伝送装置２０は、信号配線１、１１-１、１１−２と、信号配線１、１１-１、１１−２に連続して形成され、信号配線１、１１-１、１１−２の配線幅よりも広い配線幅を有する幅広配線３、３−１〜３−４と、幅広配線３、３−１〜３−４から分岐した分岐配線２６を介して信号・電源分離フィルタが接続される電源配線１０と、分岐配線２６に接続され、先端が開放されているオープンスタブ配線４−１〜４−４とを備えた。これにより、フィルタ周波数の範囲を高周波側に広げることが可能になる。
【００５９】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施形態を組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１、１１-１、１１−２  信号配線
２−１〜２−３  インダクタ部品
３、３−１〜３−４  幅広配線
４−１〜４−４  オープンスタブ配線
５、５−１〜５−４  グランド配線パターン
６、６−１、６−２  グランドビア
７−１〜７−２  グランド配線
９−１〜９−２  ケーブル用コネクタ
１０  電源配線
１１  基板
１２−１〜１２−２  信号伝送回路
１３−１〜１３−２、１４−１〜１４−２  接続配線
１５−１〜１５−４  スルーホール
１６−１〜１６−２  差動ケーブル用コネクタ
２０  信号伝送装置
２３  同軸ケーブル
２４  カメラ部
２１  カメラ
２４−１  画像ＩＣ
２４−２  シリアライザ
２４−３  コンデンサ
２４−４、２５−１  配線部
２４−５、２５−５  ＤＣＤＣコンバータ
２５  制御部
２５−２  コンデンサ
２５−３  デシリアライザ
２５−４  制御ＩＣ
２６  分岐配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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