(57)【要約】【課題】従来よりもさらに小型の接続装置を得る。【解決手段】光電混載基板１８に貫通穴５６、５８を貫通し、該貫通穴５６、５８内へ雌コネクタ６０、６２の挿入部６１、６３を挿入して電気配線板層１６と電気的に接続している。このため、光電混載基板１８の側面にコネクタを接続したり、光電混載基板１８の上面にコネクタを接続したりする場合と比較すると、接続装置１０の平面積が小さく、或いは、接続装置１０の高さが低くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が伝播する光導波路が形成された光導波路層と、電気配線が形成され前記光導波路層と重なり合う電気配線板層と、を有する基板と、
前記基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴内に挿入されて前記電気配線と電気的に接続されると共に、外部と電気的に接続される電気接続部と、
を有する接続装置。
【請求項２】
前記貫通穴が２つ設けられ、
２つの前記貫通穴の間に電気配線を有する前記第１領域が設けられ、それ以外の部分に光を発光又は受光する光素子が搭載される第２領域が設けられた請求項１に記載の接続装置。
【請求項３】
前記電気接続部は、前記貫通穴へ挿入される挿入部と、前記挿入部より外側へ張り出し前記貫通穴へ入らない鍔部と、を備え、
前記貫通穴の周囲には、前記鍔部が嵌る凹部が形成された請求項１又は２に記載の接続装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の接続装置が複数設けられ、複数の前記接続装置の中の二つのうち、一方の接続装置の電気接続部に接続されると共に、他方の接続装置の電気接続部に接続される接続部材を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯機器を中心に電磁波ノイズ低減、データ伝送容量引き上げ、配線数削減等を目的として、従来からの電気配線を置き換える光配線の開発が活発に行なわれている。光配線の一つの形態として、光ファイバや光導波路を伝送媒体とし、伝送媒体の送信側に半導体レーザ等の半導体発光素子を、受信側に半導体受光素子を実装する構成が知られている（特許文献１〜４）。
【０００３】
光電変換を行なう部品を含めたコネクタとしては、カードエッジタイプのコネクタ（例えば、特許文献５）やスタックタイプのコネクタが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３０４９５１号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００１−３６１９７号公報
【０００６】
【特許文献３】特表２００７−５３６５６３号公報
【０００７】
【特許文献４】特表２００８−５０２０１３公報
【０００８】
【特許文献５】特開２０００−２５０６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、電気接続部を有する基板において、貫通穴が形成されていない場合と比べ、薄型の接続装置及び電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、接続装置において、光が伝播する光導波路が形成された光導波路層と、電気配線が形成され前記光導波路層と重なり合う電気配線板層と、を有する基板と、前記基板を貫通する貫通穴と、前記貫通穴内に挿入されて前記電気配線と電気的に接続されると共に、外部と電気的に接続される電気接続部と、を有している。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の接続装置において、前記貫通穴が２つ設けられ、２つの前記貫通穴の間に電気配線を有する前記第１領域が設けられ、それ以外の部分に光を発光又は受光する光素子が搭載される第２領域が設けられている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の接続装置において、前記電気接続部は、前記貫通穴へ挿入される挿入部と、前記挿入部より外側へ張り出し前記貫通穴へ入らない鍔部と、を備え、前記貫通穴の周囲には、前記鍔部が嵌る凹部が形成されている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、電子機器において、請求項１〜３の何れか１項に記載の接続装置が複数設けられ、複数の前記接続装置の中の二つのうち、一方の接続装置の電気接続部に接続されると共に、他方の接続装置の電気接続部に接続される接続部材を有している。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、電気接続部を有する基板に貫通穴が形成されていない場合と比べ、接続装置の高さを低くすることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、電子部品用電気配線において、光素子用の通過穴を回避する引き回しが不要となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、電気接続部の鍔部が基板の表面から出っ張らないようにすることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、電子機器において、電気接続部を有する基板に貫通穴が形成されていない場合と比べ、電子機器の高さを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本実施の形態に係る接続装置について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能・作用を有する部材には、全図面を通じて同じ符合を付与し、重複する説明は省略することがある。
【００１９】
図１には、接続装置１０の概念図が示されている。図１に示すように、接続装置１０は、略長方形状を成しており、光が伝播する光導波路層１２と、光素子１４などの電子部品が搭載された電気配線板層１６と、が重なり合って構成された光電混載基板１８を備えている。ここで、「光電混載基板」とは、光部品と電子部品の実装が可能な基板のことをいう。
【００２０】
次に、電気配線板層１６及び光導波路層１２についてそれぞれ説明する。
【００２１】
（電気配線板層）
【００２２】
まず、電気配線板層１６について説明する。図１に示すように、電気配線板層１６は光電混載基板１８の下部に位置しており、電気配線板層１６の角部には、それぞれ光素子１４が搭載されている。
【００２３】
具体的には、電気配線板層１６の幅方向の一端側の、長手方向に沿った一端側には、発光素子２０が搭載され、その他端側には受光素子２２が搭載されている。そして、電気配線板層１６の幅方向の他端側の、長手方向に沿った一端側には、受光素子２４が搭載され、その他端側には発光素子２６が搭載されている。
【００２４】
また、発光素子２０の、電気配線板層１６の長手方向外側には、該発光素子２０を駆動させるための駆動ＩＣ２８が搭載されており、受光素子２２の、電気配線板層１６の長手方向外側には、該受光素子２２を駆動させるための駆動ＩＣ３０が搭載されている。
【００２５】
そして、発光素子２６の、電気配線板層１６の長手方向外側には、該発光素子２６を駆動させるための駆動ＩＣ３２が搭載されており、受光素子２４の、電気配線板層１６の長手方向外側には、該受光素子２４を駆動させるための駆動ＩＣ３４が搭載されている。
【００２６】
さらに、図２及び図３に示すように、発光素子２０及び受光素子２２の電気配線板層１６側には、通過穴３６、３８がそれぞれ形成されており、発光素子２０から出射された光が該通過穴３６を通過し、通過穴３８を通過した光が受光素子２２によって受光される（後述する）。
【００２７】
そして、図２に示すように、発光素子２６及び受光素子２４の電気配線板層１６側には、通過穴４０、４２がそれぞれ形成されており、発光素子２６から出射された光が該通過穴４０を通過し、通過穴４２を通過した光が受光素子２４によって受光される（後述する）。
【００２８】
また、電気配線板層１６には、これらの電子部品に電圧を印加するため、電気配線が引き回されている（後述する）。また、図示はしないが、ＬＳＩなどの集積回路など、光素子１４以外の電子部品も搭載されており、電気配線板層１６には，光素子１４以外のこれらの電子部品に電圧を印加するための電気配線も引き回されている（後述する）。
【００２９】
（光導波路層）
【００３０】
次に、光導波路層１２について説明する。図１及び図２に示すように、光導波路層１２は、電気配線板層１６の上面に設けられており、クラッド１２Ａと、クラッド１２Ａに埋設された光導波路コア４４、４６と、を有している。クラッド１２Ａは、光導波路コア４４、４６よりも屈折率が低い材料で構成され、光導波路コア４４、４６の周囲を取り囲んで配設されている。
【００３１】
光導波路コア４４は、平面視にて電気配線板層１６の発光素子２０と受光素子２２を結ぶ線上に位置しており、光導波路コア４４の両端側には、平面視にて電気配線板層１６の通過穴３６、３８と対応する位置に、光導波路コア４４を伝播する光の光路変換部となる、反射面４８、５０（図３で示す傾斜面）が金属膜で形成されている。
【００３２】
また、光導波路コア４６は、発光素子２６と受光素子２４を結ぶ線上に位置しており、光導波路コア４４の両端側には、平面視にて電気配線板層１６の通過穴４０、４２と対応する位置に、光導波路コア４６を伝播する光の光路変換部となる、反射面５２、５４（反射面４８、５０と同様）が形成されている。
【００３３】
なお、図３に示すように、反射面４８、５０（反射面５２、５４も同様）は、光導波路コア４４の長手方向に対して、例えば４５°の角度をなすように形成されているが、反射面４８としての金属膜を介して光路変換を行うため、導波路の臨界角以下のずれであれば十分に機能する。
【００３４】
（接続装置）
【００３５】
次に、本実施の形態に係る接続装置１０について説明する。図１に示すように、光電混載基板１８の長手方向両端側の中央部には、電気配線板層１６及び光導波路層１２を貫通する矩形状の貫通穴５６、５８が形成されており、光送受信を行なう角状の雌コネクタ（電気接続部）６０、６２の挿入部６１、６３がそれぞれ嵌め込み可能とされている。
【００３６】
挿入部６１、６３の中央部には、矩形状の差込口６１Ａ、６３Ａが設けられており、雄コネクタ７８、８０（図５参照）が差込可能とされている。また、雌コネクタ６０、６２の一端部には、挿入部６１、６３よりも幅広の鍔部６４、６６が設けられている。
【００３７】
この鍔部６４、６６が電気配線板層１６側となるように雌コネクタ６０、６２は挿入可能とされており（図４参照）、後述する電極部６８、７０を介して該鍔部６４、６６が電気配線板層１６の貫通穴５６、５８の周縁部に当たった状態で、雌コネクタ６０、６２は光電混載基板１８に対して位置決めされる（図５参照）。
【００３８】
ここで、鍔部６４、６６の長手方向の段差面６４Ａ、６６Ａからは、雌コネクタ６０、６２と電気的に接続された一対の電極部６８と電極部７０が、鍔部６４、６６の幅方向の両側からそれぞれ張り出している。一方、電気配線板層１６には該電気配線板層１６と電気的に接続された一対の電極部７２と電極部７４がそれぞれ設けられており、該電極部７２、７４にはハンダ（図示省略）が塗布されている。
【００３９】
雌コネクタ６０、６２を貫通穴５６、５８内へ挿入させた状態で、雌コネクタ６０、６２の電極部６８、７０と電気配線板層１６の電極部７２、７４とが対面するようになっている。光電混載基板１８をフロー層等に入れることでハンダが溶融し、該ハンダを介して電極部６８、７０が電極部７２、７４に固定されることになる。
【００４０】
そして、図５に示すように、雌コネクタ６０には、接続部材としての基板（回路基板）７５に設けられた雄コネクタ７８が接続可能とされ、雌コネクタ６２には、基板（回路基板）７６に設けられた雄コネクタ８０が接続可能とされている。そして、光電混載基板１８の電気配線板層１６に搭載された電子部品と基板７５、７６に搭載された電子部品との間で電気信号の送受信が行われる。ここで、基板７５、７６は、光電混載基板１８と電気的に接続可能であれば良いため、必ずしも基板である必要はなく、雄コネクタが接続された電気配線等であっても良い。
【００４１】
ところで、本実施形態では、図２に示すように、光素子１４を光電混載基板１８の角部に設け、光導波路コア４４、４６を光導波路層１２の幅方向の両端側に設けている。
【００４２】
そして、光電混載基板１８の長手方向両端側に位置する、貫通穴５６、５８の外側に、光素子１４を駆動させるための光素子用電気配線を引き回し、光電混載基板１８の長手方向の中央側に位置する、貫通穴５６と貫通穴５８の内側に、発光素子２０、２６及び受光素子２２、２４、駆動ＩＣ２８、３０、３２、３４等光素子用の電子部品以外の電子部品を駆動させるための電子部品用電気配線を引き回している。
【００４３】
つまり、光素子用電気配線とそれ以外の電子部品用電気配線とを分け、貫通穴５６、５８の内側（光電混載基板１８の長手方向の中央側）を電子部品用電気配線領域Ｂとし、それ以外の部分（光電混載基板１８の長手方向の両端側）を光素子用電気配線領域Ａとしている。
【００４４】
そして、貫通穴５６、５８の幅方向の両端側については、光素子用電気配線領域Ａ及び電子部品用電気配線領域Ｂとしているが、光素子用電気配線領域Ａ又は電子部品用電気配線領域Ｂとしても良い。
【００４５】
次に、本実施形態に係る接続装置の作用について説明する。
【００４６】
本実施形態では、図２に示すように、電気配線板層１６に搭載された発光素子２０から光が出射されると、この光は通過穴３６を通過し、光導波路コア４４の一端部に位置する反射面４８によって反射され、該光導波路コア４４内を伝播する。そして、光導波路コア４４の他端部に位置する反射面５０によって、光導波路コア４４内を伝播した光は反射され、通過穴３８を通過して、受光素子２２で受光される（いわゆる送信用光導波路）。
【００４７】
また、電気配線板層１６に搭載された発光素子２６から光が出射されると、この光は通過穴４０を通過し、光導波路コア４６の一端部に位置する反射面５２によって反射され、該光導波路コア４６内を伝播する。そして、光導波路コア４６の他端部に位置する反射面５４によって、光導波路コア４６内を伝播した光は反射され、通過穴４２を通過して、受光素子２４で受光される（いわゆる受信用光導波路）。
【００４８】
そして、この光送受信と共に、光導波路層１２に設けられた電気配線板層１６を通じて、例えば、電力供給、電気信号の送受信、接地等、電気的な処理も行われる。
【００４９】
ここでは、発光素子２０から光信号を送信するための光導波路を送信用光導波路とし、受光素子２４により光信号を受信するための光導波路を受信用光導波路としているが、発光素子２６から見た場合には、送信用光導波路と受信用光導波路とが逆転することは言うまでもない。
【００５０】
また、本実施形態では、光電混載基板１８に貫通穴５６、５８を貫通し、該貫通穴５６、５８内へ雌コネクタ６０、６２を挿入して電気配線板層１６と電気的に接続している。このため、光電混載基板１８の側面にコネクタを接続したり、光電混載基板１８の上面にコネクタを接続したりする場合と比較すると、接続装置１０の平面積が小さく、或いは、接続装置１０の高さが低くなる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、予め光素子１４が搭載された光電混載基板１８に雌コネクタ６０、６２を取付けるようにしている。一般的に、光導波路層１２に対する光素子１４の位置決めは難しく、僅かな位置ずれによって光が伝播されない場合も生じる。
【００５２】
つまり、本実施形態のように、接続装置１０として、予め光導波路層１２に対して光素子１４を位置決めすることで、光導波路コア４４、４６が形成された部材と光素子１４が設けられた部材とを別々に設けて互いに接続させる場合と比較して、品質が向上する。
【００５３】
一方、発光素子２０、２６から発光又は受光素子２２、２４が受光する光を光導波路層１２へ通過させるためには、発光素子２０、２６及び受光素子２２、２４が搭載された光電混載基板１８に光を通過させるための通過穴３６、３８、４０、４２が必要となるが、この通過穴３６、３８、４０、４２部分には、少なくとも電気配線を引き回すことはできない。
【００５４】
光電混載基板１８の電気配線は、光素子用電気配線と光素子以外の電子部品用電気配線とがあり、この電子部品用電気配線は光素子用電気配線よりも引き回しに必要な面積が大きい。
【００５５】
このため、貫通穴５６、５８の内側に電子部品用電気配線を引き回し、それ以外の部分に光素子用電気配線を引き回すようにすることで、単純に光素子用電気配線領域Ａと電子部品用電気配線領域Ｂを分けたことによって得られる光電混載基板１８の狭幅化だけではなく、電子部品用電気配線領域Ｂにおいて、通過穴３６、３８、４０、４２を回避するための領域を確保する必要がなくなるため、その分の光電混載基板１８の狭幅化も得られる。
【００５６】
また、光素子用電気配線領域Ａと電子部品用電気配線領域Ｂを分けることで、光素子用電気配線と電子部品用電気配線との間で電気信号のクロストークが低減される。
【００５７】
（その他の実施形態）
【００５８】
本実施形態では、図１に示すように、光電混載基板１８の下部に電気配線板層１６を設け、該電気配線板層１６の上部に光導波路層１２を設けて、光導波路層１２側から雄コネクタ７８、８０（図５参照）を差込み可能としたが、光電混載基板１８に貫通穴５６、５８を貫通し、電気配線板層１６と電気的に接続する雌コネクタ６０、６２を該貫通穴５６、５８内へ挿入することができれば良いため、実施形態はこれに限るものではない。
【００５９】
例えば、図６に示すように、鍔部８２、８４側に差込口８２Ａ、８４Ａを設けた雌コネクタ８６、８８を光電混載基板１８に固定させるようにしても良い。この場合、光電混載基板１８の下部に光導波路層１２を設け、該光導波路層１２の上部に電気配線板層１６を設ける。
【００６０】
図１に示すように、電気配線板層１６を光電混載基板１８の下部に設けた場合、光電混載基板１８の下方から雌コネクタ６０、６２の挿入部６１、６３を貫通穴５６、５８へ挿入して、雌コネクタ６０、６２を光電混載基板１８に固定させるが、図６に示すように、電気配線板層１６を光電混載基板１８の上部に設けた場合、光電混載基板１８の上方から雌コネクタ８６、８８の挿入部８３、８５を貫通穴５６、５８へ挿入し、該雌コネクタ８６、８８を光電混載基板１８に固定させることができる。
【００６１】
また、これ以外にも、図７に示すように、電気配線板層９２に設けた貫通穴５６、５８よりも大きい凹部９４、９６を光導波路層９０に形成し、該光導波路層９０を上にした光電混載基板９８を用いて、該光電混載基板９８に雌コネクタ８６、８８を固定させるようにしても良い。
【００６２】
凹部９４、９６は、雌コネクタ８６、８８の鍔部８２、８４及び電極部６８、７０が収容可能な大きさとされており、電気配線板層９２の光導波路層９０側には、雌コネクタ８６、８８の電極部６８、７０と電気的に接続される電極部１００、１０２を設ける。
【００６３】
そして、図８に示すように、光電混載基板９８の上方から雌コネクタ８６、８８の挿入部８３、８５を貫通穴５６、５８へ挿入すると、図９に示すように、雌コネクタ８６、８８の鍔部８２、８４は凹部９４、９６内に収容される。
【００６４】
ここで、雌コネクタ８６、８８の鍔部８２、８４の高さを光導波路層９０の肉厚以下とすることで、光導波路層９０の上面から雌コネクタ８６、８８の鍔部８２、８４が露出することはない。つまり、図５に示す実施形態と比較して、光導波路層９０から露出する雌コネクタ８６、８８の露出量はさらに低減される。
【００６５】
以上説明した光電混載基板１８を備えた接続装置１０を用いて携帯電話などの電子機器に適用させることもできる。例えば、一例として、図１０に示すように、携帯電話１０４の送話部１０６に、ＩＣ等の電子部品からなる制御回路や記憶回路などの部品が搭載された基板７５（図５参照）を配設し、携帯電話１０４の受話部１０８には表示部などの電気回路用電子部品が搭載された基板７６を配設する。
【００６６】
そして、図５に示す光電混載基板１８の雌コネクタ６０を基板７５の雄コネクタ７８（図５参照）に嵌合させ、光電混載基板１８の雌コネクタ６２を基板７６の雄コネクタ８０（図５参照）に嵌合させることで、該光電混載基板１８の光導波路層１２及び電気配線板層１６によって、基板７５と基板７６の間で、光信号及び電気信号の送受信が行われる。
【００６７】
なお、ここでは、基板７５、７６を二つ設けたが、接続装置１０によって基板７５、７６同士を接続することができれば良いため、この基板７５、７６は二つに限られるものではない。
【００６８】
また、上記の実施形態では、発光素子及び受光素子の両方を実装した光送受信部の間で双方向の光通信を行う光送受信装置について説明したが、発光素子を備えた光送信部と受光素子を備えた光受信部との間で一方向の光通信を行う光送受信装置としてもよい。また、光素子として、発光素子及び受光素子を用いたが、フォトセンサを用いても良い。
【００６９】
以上のように、本形態はあくまでも一実施例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態に係る接続装置を示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る接続装置を示す平面図である。
【図３】図１の３−３線断面図であり、雌コネクタを光電混載基板に固定させる前の状態を示している。
【図４】図１の４−４線断面図であり、雌コネクタを光電混載基板に固定させる前の状態を示している。
【図５】雌コネクタを光電混載基板に固定させた状態を示す、図４に対応する断面図である。
【図６】本実施形態に係る接続装置の第１変形例を示す斜視図であり、（Ａ）は、雌コネクタを光電混載基板に固定させる前の状態を示し、（Ｂ）は、雌コネクタを光電混載基板に固定させた状態を示している。
【図７】本実施形態に係る接続装置の第２変形例を示す斜視図であり、（Ａ）は、雌コネクタを光電混載基板に固定させる前の状態を示し、（Ｂ）は、雌コネクタを光電混載基板に固定させた状態を示している。
【図８】雌コネクタを光電混載基板に固定させる前の状態を示す、図４に対応する断面図である。
【図９】雌コネクタを光電混載基板に固定させた状態を示す、図５に対応する断面図である。
【図１０】本実施形態に係る電子機器の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０      接続装置
１２      光導波路層（光電混載基板）
１４      光素子
１６      電気配線板層（光電混載基板）
１８      光電混載基板
２０      発光素子（光素子、光電子部品）
２２      受光素子（光素子、光電子部品）
２４      受光素子（光素子、光電子部品）
２６      発光素子（光素子、光電子部品）
２８      駆動ＩＣ（光電子部品）
３０      駆動ＩＣ（光電子部品）
３２      駆動ＩＣ（光電子部品）
３４      駆動ＩＣ（光電子部品）
５６      貫通穴
５８      貫通穴
６０      雌コネクタ（電気接続部）
６１      挿入部（電気接続部）
６２      雌コネクタ（電気接続部）
６３      挿入部（電気接続部）
６４      鍔部（電気接続部）
６６      鍔部（電気接続部）
７５      基板（接続装置）
７６      基板（接続装置）
８２      鍔部（電気接続部）
８３      挿入部（電気接続部）
８４      鍔部（電気接続部）
８５      挿入部（電気接続部）
８６      雌コネクタ
８８      雌コネクタ
９０      光導波路層（光電混載基板）
９２      電気配線板層（光電混載基板）
９４      凹部
９８      光電混載基板
１０４    携帯電話（電子機器）
Ａ        光素子用電気配線領域（第２領域）
Ｂ        電子部品用電気配線領域（第１領域）
【図１】
2010146877.tif 000003
【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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