(57)【要約】【課題】光通信を行なう構成において、フレキシブル基板を効果的に用いることが可能な回路モジュールおよび光通信装置を提供する。【解決手段】回路モジュール１０１は、電気信号を送信または受信するためのデバイスと、電気信号を上記デバイスへ伝送するか、または上記デバイスからの電気信号を伝送するためのリジッド基板１７と、上記デバイスと上記リジッド基板１７とを電気的に接続するためのフレキシブル基板と、上記リジッド基板１７に設けられ、上記リジッド基板１７と上記フレキシブル基板とを脱着可能に接続するためのコネクタとを備える。【選択図】図５
2014086540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を送信または受信するためのデバイスと、
電気信号を前記デバイスへ伝送するか、または前記デバイスからの電気信号を伝送するためのリジッド基板と、
前記デバイスと前記リジッド基板とを電気的に接続するためのフレキシブル基板と、
前記リジッド基板に設けられ、前記リジッド基板と前記フレキシブル基板とを脱着可能に接続するためのコネクタとを備える、回路モジュール。
【請求項２】
前記フレキシブル基板は、
前記コネクタとの接続部における電気信号の伝送路のインピーダンスを調整するためのインピーダンス調整部を含む、請求項１に記載の回路モジュール。
【請求項３】
前記接続部は、前記フレキシブル基板の第１主表面に設けられており、
前記インピーダンス調整部は、前記フレキシブル基板の第２主表面の、前記接続部と対向する領域に設けられている、請求項２に記載の回路モジュール。
【請求項４】
前記インピーダンス調整部はグランドパターンである、請求項３に記載の回路モジュール。
【請求項５】
前記コネクタのグランドノードとの前記接続部であるグランド用接続部から前記グランドパターンへの伝送路のインピーダンスは、前記グランド用接続部から前記コネクタのグランドノードへの伝送路のインピーダンスより大きい、請求項４に記載の回路モジュール。
【請求項６】
前記デバイスには、電気信号を送信するための送信用デバイスと、電気信号を受信するための受信用デバイスとがあり、
前記フレキシブル基板における前記コネクタとの接続部は、前記フレキシブル基板の第１主表面に設けられており、
前記送信用デバイスへの電気信号の伝送路のインピーダンスは、前記受信用デバイスからの電気信号の伝送路のインピーダンスよりも小さく、
前記インピーダンス調整部は、前記フレキシブル基板の第２主表面における領域であって、前記接続部のうち前記送信用デバイスへの電気信号の伝送路となる接続部、と対向する領域に設けられている、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の回路モジュール。
【請求項７】
前記フレキシブル基板において、前記コネクタとの接続部は、前記フレキシブル基板の第１主表面に設けられており、
前記接続部には、信号用接続部と、グランド用接続部とがあり、
前記グランド用接続部は、前記第１主表面におけるグランドパターンに接続されており、
前記信号用接続部は、ビアを介して前記フレキシブル基板の第２主表面に接続されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回路モジュール。
【請求項８】
前記デバイスには、電気信号を送信するための送信用デバイスと、電気信号を受信するための受信用デバイスとがあり、
前記フレキシブル基板として、前記送信用デバイスと前記リジッド基板とを電気的に接続するための送信用フレキシブル基板と、前記受信用デバイスと前記リジッド基板とを電気的に接続するための受信用フレキシブル基板とが一体化されており、
前記コネクタとして、前記リジッド基板と前記送信用フレキシブル基板とを脱着可能に接続するための送信用コネクタと、前記リジッド基板と前記受信用フレキシブル基板とを脱着可能に接続するための受信用コネクタとが一体化されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回路モジュール。
【請求項９】
電気信号を光信号に変換して送信するか、または光信号を受信して電気信号に変換するための光デバイスと、
電気信号を前記光デバイスへ伝送するか、または前記光デバイスからの電気信号を伝送するための光通信用リジッド基板と、
前記光デバイスと前記光通信用リジッド基板とを電気的に接続するためのフレキシブル基板と、
前記光通信用リジッド基板に設けられ、前記光通信用リジッド基板と前記フレキシブル基板とを脱着可能に接続するためのコネクタと、
前記光信号に変換すべき電気信号を生成して前記光通信用リジッド基板へ出力するか、または前記光通信用リジッド基板によって伝送された前記光デバイスからの電気信号を処理するための処理部とを備える、光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路モジュールおよび光通信装置に関し、特に、フレキシブル基板を備える回路モジュールおよび光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【０００３】
ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
【０００４】
なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮ（Giga Bit Ethernet（登録商標） Passive Optical Network）の次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。
【０００５】
また、近年、電気機器の小型化等に伴い、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）の利用が広がっている（たとえば、特開２００６−３２２１６号公報（特許文献１）参照）。フレキシブル基板を使用することにより、配線スペースを減少させ、効率的な部品配置を行なうことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような光通信の分野等の多様な分野において、各種装置の小型化等が要求されており、フレキシブル基板を効果的に用いることが望まれる。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電気信号の送信および受信の少なくとも一方を行なう構成において、フレキシブル基板を効果的に用いることが可能な回路モジュールおよび光通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に係わる回路モジュールは、電気信号を送信または受信するためのデバイスと、電気信号を上記デバイスへ伝送するか、または上記デバイスからの電気信号を伝送するためのリジッド基板と、上記デバイスと上記リジッド基板とを電気的に接続するためのフレキシブル基板と、上記リジッド基板に設けられ、上記リジッド基板と上記フレキシブル基板とを脱着可能に接続するためのコネクタとを備える。
【００１０】
このように、フレキシブル基板およびリジッド基板間の接続を、半田付けではなく、コネクタによって行なう構成により、寿命が短く、故障しやすいデバイスをリジッド基板から脱着可能とすることができる。すなわち、デバイスの不具合によるリジッド基板を含めた回路モジュール全体の廃棄および交換を防ぎ、また、半田付け等のための加工コストを低減することができる。したがって、本発明に係る回路モジュールでは、電気信号の送信および受信の少なくとも一方を行なう構成において、フレキシブル基板を効果的に用いることができる。
【００１１】
好ましくは、上記フレキシブル基板は、上記コネクタとの接続部における電気信号の伝送路のインピーダンスを調整するためのインピーダンス調整部を含む。
【００１２】
このような構成により、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンスを、それぞれ電気信号の送信側および受信側の伝送路のインピーダンスに近づくように調整することができる。すなわち、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンス整合を向上させることにより、高速な電気信号を伝送するシステムにおいても良好な伝送特性を得ることができる。
【００１３】
より好ましくは、上記接続部は、上記フレキシブル基板の第１主表面に設けられており、上記インピーダンス調整部は、上記フレキシブル基板の第２主表面の、上記接続部と対向する領域に設けられている。
【００１４】
このように、フレキシブル基板の電気的接続部たとえばパッド側にインピーダンス調整部を設けるのではなく、パッドの裏面においてインピーダンス調整部を設ける構成により、たとえば電気信号の受信側および送信側において伝送路のインピーダンスを異なる値に設定しながら、フレキシブル基板用コネクタおよびフレキシブル基板における電気的接続部たとえばパッドの構造については均一性を確保することができる。これにより、接触不良等を低減し、装置の寿命を延ばすことができるため、回路モジュールの信頼性を向上させることができる。
【００１５】
より好ましくは、上記インピーダンス調整部はグランドパターンである。
【００１６】
このような構成により、フレキシブル基板用コネクタのインピーダンスが、電気信号の伝送路のインピーダンスより大きい場合において、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンスを下げることができるため、当該電気的接続部分におけるインピーダンス整合を向上させることができる。
【００１７】
より好ましくは、上記コネクタのグランドノードとの上記接続部であるグランド用接続部から上記グランドパターンへの伝送路のインピーダンスは、上記グランド用接続部から上記コネクタのグランドノードへの伝送路のインピーダンスより大きい。
【００１８】
このような構成により、インピーダンス調整部であるグランドパターンを介したリターン電流の経路が形成されることを抑制し、リターン電流を、フレキシブル基板の第１主表面におけるグランドパターンからフレキシブル基板用コネクタへ流れやすくすることができるため、伝送特性を向上させることができる。
【００１９】
より好ましくは、上記デバイスには、電気信号を送信するための送信用デバイスと、電気信号を受信するための受信用デバイスとがあり、上記フレキシブル基板における上記コネクタとの接続部は、上記フレキシブル基板の第１主表面に設けられており、上記送信用デバイスへの電気信号の伝送路のインピーダンスは、上記受信用デバイスからの電気信号の伝送路のインピーダンスよりも小さく、上記インピーダンス調整部は、上記フレキシブル基板の第２主表面における領域であって、上記接続部のうち上記送信用デバイスへの電気信号の伝送路となる接続部、と対向する領域に設けられている。
【００２０】
このような構成により、電気信号の受信側および送信側において伝送路のインピーダンスを簡易な構成で異ならせることができる。
【００２１】
好ましくは、上記フレキシブル基板において、上記コネクタとの接続部は、上記フレキシブル基板の第１主表面に設けられており、上記接続部には、信号用接続部と、グランド用接続部とがあり、上記グランド用接続部は、上記第１主表面におけるグランドパターンに接続されており、上記信号用接続部は、ビアを介して上記フレキシブル基板の第２主表面に接続されている。
【００２２】
このような構成により、たとえばフレキシブル基板用コネクタをリジッド基板に表面実装した構成において、当該コネクタのグランド用ピンからフレキシブル基板のグランドパターンまでの距離を短くすることができ、また、フレキシブル基板のグランドパターンを、ビアを介さずにグランド用ピンと接続することができるため、グランド電位を安定させ、伝送特性を向上させることができる。
【００２３】
好ましくは、上記デバイスには、電気信号を送信するための送信用デバイスと、電気信号を受信するための受信用デバイスとがあり、上記フレキシブル基板として、上記送信用デバイスと上記リジッド基板とを電気的に接続するための送信用フレキシブル基板と、上記受信用デバイスと上記リジッド基板とを電気的に接続するための受信用フレキシブル基板とが一体化されており、上記コネクタとして、上記リジッド基板と上記送信用フレキシブル基板とを脱着可能に接続するための送信用コネクタと、上記リジッド基板と上記受信用フレキシブル基板とを脱着可能に接続するための受信用コネクタとが一体化されている。
【００２４】
このように、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタを、電気信号の送信側および受信側でそれぞれ一体化する構成により、部品コストを低減し、また、実装作業を半減させて加工コストを低減することができる。
【００２５】
この発明のある局面に係わる光通信装置は、電気信号を光信号に変換して送信するか、または光信号を受信して電気信号に変換するための光デバイスと、電気信号を上記光デバイスへ伝送するか、または上記光デバイスからの電気信号を伝送するための光通信用リジッド基板と、上記光デバイスと上記光通信用リジッド基板とを電気的に接続するためのフレキシブル基板と、上記光通信用リジッド基板に設けられ、上記光通信用リジッド基板と上記フレキシブル基板とを脱着可能に接続するためのコネクタと、上記光信号に変換すべき電気信号を生成して上記光通信用リジッド基板へ出力するか、または上記光通信用リジッド基板によって伝送された上記光デバイスからの電気信号を処理するための処理部とを備える。
【００２６】
このように、フレキシブル基板および光通信用リジッド基板間の接続を、半田付けではなく、コネクタによって行なう構成により、寿命が短く、故障しやすい光デバイスを光通信用リジッド基板から脱着可能とすることができる。すなわち、光デバイスの不具合による光通信用リジッド基板を含めた光通信モジュール全体の廃棄および交換を防ぎ、また、半田付け等のための加工コストを低減することができる。したがって、電気信号の送信および受信の少なくとも一方を行なう構成において、フレキシブル基板を効果的に用いることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、電気信号の送信および受信の少なくとも一方を行なう構成において、フレキシブル基板を効果的に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＯＮＵにおける光通信モジュールの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの外観の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおけるＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ、フレキシブル基板および光通信用リジッド基板の接続形態の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおける送信用フレキシブル基板の一部の構造を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおける送信用フレキシブル基板の層構成を概念的に示す図である。
【図８】フレキシブル基板を用いて信号伝送を行って伝送路のインピーダンスを評価した結果の一例を示す図である。
【図９】フレキシブル基板を用いて信号伝送を行って伝送路のインピーダンスを評価した結果の他の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおける受信用フレキシブル基板の一部の構造を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおけるフレキシブル基板の層構成を概念的に示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおけるＴＯＳＡおよび送信用フレキシブル基板において発生するリターン電流を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおける送信用フレキシブル基板におけるリターン電流対策の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの変形例の外観の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの変形例におけるＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ、フレキシブル基板および光通信用リジッド基板の接続形態の一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの送信用フレキシブル基板における信号ラインの一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの送信用フレキシブル基板における信号ラインの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【００３１】
図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、たとえば１０Ｇ−ＥＰＯＮであり、ＯＮＵ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃと、上位ネットワークに接続された局側装置２０１と、スプリッタＳＰとを備える。ＯＮＵ２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃと局側装置２０１とは、スプリッタＳＰおよび光ファイバＯＰＴＦを介して接続され、互いに光信号を送受信する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの構成を示す図である。
【００３３】
図２を参照して、ＯＮＵ２０２は、光通信モジュール１０１と、ＰＯＮ受信処理部９２と、バッファメモリ９３と、ＵＮ送信処理部９４と、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート９５と、ＵＮ受信処理部９６と、バッファメモリ９７と、ＰＯＮ送信処理部９８と、制御部９９とを備える。
【００３４】
光通信モジュール１０１は、ＯＮＵ２０２に対して脱着可能である。光通信モジュール１０１は、局側装置２０１から送信される下り光信号を受信し、電気信号に変換して出力する。
【００３５】
ＰＯＮ受信処理部９２は、光通信モジュール１０１から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じて制御部９９またはＵＮ送信処理部９４にフレームを振り分ける。具体的には、ＰＯＮ受信処理部９２は、データフレームをバッファメモリ９３経由でＵＮ送信処理部９４へ出力し、制御フレームを制御部９９へ出力する。
【００３６】
制御部９９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、ＵＮ送信処理部９４へ出力する。
【００３７】
ＵＮ送信処理部９４は、ＰＯＮ受信処理部９２から受けたデータフレームおよび制御部９９から受けた制御フレームをＵＮＩポート９５経由で図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信する。
【００３８】
ＵＮ受信処理部９６は、ＵＮＩポート９５経由でユーザ端末から受信したデータフレームをバッファメモリ９７経由でＰＯＮ送信処理部９８へ出力し、ＵＮＩポート９５経由でユーザ端末から受信した制御フレームを制御部９９へ出力する。
【００３９】
制御部９９は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭ等、局側装置２０１およびＯＮＵ２０２間のＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている局側装置２０１とＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、アクセス制御等の各種制御を行なう。制御部９９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、ＰＯＮ送信処理部９８へ出力する。また、制御部９９は、ＯＮＵ２０２における各ユニットの各種設定処理を行なう。
【００４０】
ＰＯＮ送信処理部９８は、ＵＮ受信処理部９６から受けたデータフレームおよび制御部９９から受けた制御フレームを光通信モジュール１０１へ出力する。
【００４１】
光通信モジュール１０１は、ＰＯＮ送信処理部９８から受けた電気信号であるデータフレームおよび制御フレームを光信号に変換し、局側装置２０１へ送信する。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態に係るＯＮＵにおける光通信モジュールの構成を示す図である。
【００４３】
図３を参照して、光通信モジュール１０１は、バースト送信部１５１と、受信部１５２とを含む。バースト送信部１５１は、プリアンプ８６と、出力バッファ回路（変調電流供給回路）６３と、バイアス電流供給回路８８と、発光回路８９とを含む。発光回路８９は、発光素子ＬＤと、インダクタＬ１，Ｌ２とを含む。受信部１５２は、受光素子ＰＤと、ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）８１と、ＬＩＡ（制限アンプ）８２と、出力バッファ８５とを含む。
【００４４】
バースト送信部１５１において、プリアンプ８６は、ＵＮ受信処理部９６からのデータフレームおよび制御部９９からの制御フレームである送信データを受けて、当該送信データを増幅して出力する。たとえば、プリアンプ８６は、当該送信データを、信号線ＩＮＰ，ＩＮＮから差動信号として受ける。
【００４５】
出力バッファ回路８７は、プリアンプ８６から受けた送信データに基づいて、発光回路８９に変調電流を供給する。この変調電流は、局側装置２０１へ送信すべきデータの論理値に応じた大きさの電流である。
【００４６】
発光回路８９は、上り光信号を局側装置２０１へ送信する。発光回路８９において、発光素子ＬＤは、固定電圧たとえば電源電圧Ｖｄｄ１の供給される電源ノードにインダクタＬ１を介して接続され、また、バイアス電流供給回路８８にインダクタＬ２を介して接続されている。発光素子ＬＤは、バイアス電流供給回路８８から供給されたバイアス電流、および出力バッファ回路８７から供給された変調電流に基づいて発光し、かつ発光強度を変更する。
【００４７】
受信部１５２において、受光素子ＰＤは、固定電圧たとえば電源電圧Ｖｄｄ２の供給される電源ノードに接続され、局側装置２０１から受信した光信号を電気信号たとえば電流に変換して出力する。
【００４８】
ＴＩＡ８１は、受光素子ＰＤから受けた電流を電圧に変換してＬＩＡ８２へ出力する。
【００４９】
ＬＩＡ８２は、ＴＩＡ８１から受けた電圧のレベルを２値化し、受信データとして出力する。
【００５０】
出力バッファ８５は、ＬＩＡ８２から受けた受信データを増幅してＰＯＮ受信処理部９２へ出力する。たとえば、出力バッファ８５は、当該受信データを、差動信号として信号線ＯＵＴＰ，ＯＵＴＮから出力する。
【００５１】
たとえば、プリアンプ８６と、出力バッファ回路８７と、バイアス電流供給回路８８と、発光回路８９におけるインダクタＬ１，Ｌ２と、ＴＩＡ８１と、ＬＩＡ８２と、出力バッファ８５とは、光通信用リジッド基板に実装されている。また、発光素子ＬＤは、アセンブリされた発光モジュール（以下、ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assemblyとも称する。）に内蔵されている。また、受光素子ＰＤおよびＴＩＡ８１は、アセンブリされた受光モジュール（以下、ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assemblyとも称する。）に内蔵されている。これら光通信用リジッド基板とＴＯＳＡおよびＲＯＳＡとは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Print Circuit Board）を介して接続されている。
【００５２】
図４は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの外観の一例を示す図である。
【００５３】
図４を参照して、光通信モジュール１０１は、ＴＯＳＡ１１と、ＲＯＳＡ１２と、送信用フレキシブル基板１３と、受信用フレキシブル基板１４と、送信用コネクタ１５と、受信用コネクタ１６と、光通信用リジッド基板１７と、ホスト用コネクタ１８とを備える。
【００５４】
光通信モジュール１０１は、ＴＯＳＡ１１およびＲＯＳＡ１２を介して光ファイバＯＰＴＦに接続されている。
【００５５】
また、光通信モジュール１０１における光通信用リジッド基板１７は、ホスト用コネクタ１８を介してＰＯＮ受信処理部９２、ＰＯＮ送信処理部９８および制御部９９に接続されている。
【００５６】
ＯＮＵ２０２における光通信モジュール１０１以外の一部または全部のユニットは、処理部として、光信号に変換すべき電気信号を生成して光通信用リジッド基板１７へ出力し、また、受光素子ＰＤによって変換され、光通信用リジッド基板１７によって伝送等された受光素子ＰＤからの電気信号を処理する。
【００５７】
ＴＯＳＡ１１における光デバイスである発光素子ＬＤは、電気信号を光信号に変換して送信する。この電気信号は、局側装置２０１への送信データを含む電気信号である。たとえば、発光素子ＬＤによって送信される光信号は、ビットレートが２．４８ギガビット／秒より大きいバースト信号である。
【００５８】
ＲＯＳＡ１２における光デバイスである受光素子ＰＤは、光信号を受信して電気信号に変換する。この電気信号は、局側装置２０１からの受信データを含む電気信号である。
【００５９】
送信用フレキシブル基板１３は、ＴＯＳＡ１１と光通信用リジッド基板１７とを電気的に接続する。
【００６０】
受信用フレキシブル基板１４は、ＲＯＳＡ１２と光通信用リジッド基板１７とを電気的に接続する。
【００６１】
送信用コネクタ１５および受信用コネクタ１６は、光通信用リジッド基板１７に設けられており、たとえば光通信用リジッド基板１７に表面実装されている。
【００６２】
送信用コネクタ１５は、光通信用リジッド基板１７と送信用フレキシブル基板１３とを脱着可能に接続する。
【００６３】
受信用コネクタ１６は、光通信用リジッド基板１７と受信用フレキシブル基板１４とを脱着可能に接続する。
【００６４】
光通信用リジッド基板１７は、ホスト用コネクタ１８を介してＰＯＮ送信処理部９８から受けた電気信号に対して増幅等を行って発光素子ＬＤへ伝送するか、または受光素子ＰＤからの電気信号に対して増幅等を行い、ホスト用コネクタ１８を介してＰＯＮ受信処理部９２へ伝送する。
【００６５】
図５は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおけるＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ、フレキシブル基板および光通信用リジッド基板の接続形態の一例を示す図である。
【００６６】
図５を参照して、ＴＯＳＡ１１および送信用フレキシブル基板１３は、半田によって電気的に接続されており、送信用フレキシブル基板１３および光通信用リジッド基板１７は、送信用コネクタ１５によって電気的に接続されている。より詳細には、送信用フレキシブル基板１３のパッド２１と送信用コネクタ１５のピンとが接触することにより、送信用フレキシブル基板１３および光通信用リジッド基板１７が電気的に接続される。
【００６７】
また、ＲＯＳＡ１２および受信用フレキシブル基板１４は、半田によって電気的に接続されており、受信用フレキシブル基板１４および光通信用リジッド基板１７は、受信用コネクタ１６によって電気的に接続されている。より詳細には、受信用フレキシブル基板１４のパッド２２と受信用コネクタ１６のピンとが接触することにより、受信用フレキシブル基板１４および光通信用リジッド基板１７が電気的に接続される。
【００６８】
また、光ファイバＯＰＴＦからの光およびＴＯＳＡ１１からの光が、図示しない波長フィルタによって分離され、それぞれＲＯＳＡ１２および光ファイバＯＰＴＦへ導かれる。
【００６９】
図６は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおける送信用フレキシブル基板の一部の構造を示す図である。
【００７０】
光通信モジュール１０１におけるフレキシブル基板は、フレキシブル基板用コネクタとの接続部たとえばパッド、における電気信号の伝送路のインピーダンスを調整するインピーダンス調整部を含む。この電気信号は、発光素子ＬＤへの電気信号または受光素子ＰＤからの電気信号である。インピーダンス調整部は、たとえばグランドパターンである。
【００７１】
具体的には、図６を参照して、送信用フレキシブル基板１３は、主表面Ａにおいて、送信用コネクタ１５とのグランド用接続部としてパッド３１，３４を含み、かつ信号用接続部としてパッド３２，３３を含む。パッド３１〜３４は、前述のパッド２１に相当する。
【００７２】
送信用フレキシブル基板１３の主表面Ａにおいて、パッド３１および３４は、主表面Ａに設けられた接地領域、すなわちグランドパターン３９に接続されている。
【００７３】
パッド３２および３３は、それぞれ、ビア３６および３７を介して、送信用フレキシブル基板１３の主表面Ｂに設けられた信号ライン４１および４２と電気的に接続されている。信号ライン４１および４２を介して、たとえば、電気信号が発光素子ＬＤへ伝送される、すなわち発光素子ＬＤに変調電流が供給される。
【００７４】
また、送信用フレキシブル基板１３は、主表面Ｂにおいて、インピーダンス調整部として接地領域すなわちグランドパターン４３を含む。グランドパターン４３は、主表面Ｂの、パッド３１〜３４と対向する領域に設けられている。グランドパターン４３は、ビア３５および３８を介して主表面Ａにおけるパッド３１および３４ならびにグランドパターン３９と電気的に接続されている。
【００７５】
図７は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおける送信用フレキシブル基板の層構成を概念的に示す図である。図７は、送信用フレキシブル基板１３のパッド２１が設けられた部分を、送信用フレキシブル基板１３の側面から見た断面を示している。
【００７６】
図７を参照して、送信用フレキシブル基板１３は、カバーＰＩ（ポリイミド）層６１と、カバー接着層６２と、銅メッキ層６４と、銅箔層６５と、ベースＰＩ層６６と、ビア６７と、銅箔層６９と、銅メッキ層７０と、カバー接着層７１と、カバーＰＩ層７２と、接着層７３と、補強ＰＩ層７４とを含む。
【００７７】
カバーＰＩ（ポリイミド）層６１と、カバー接着層６２と、銅メッキ層６４と、銅箔層６５とが、主表面Ａ側の層であり、銅箔層６９と、銅メッキ層７０と、カバー接着層７１と、カバーＰＩ層７２と、接着層７３と、補強ＰＩ層７４とが、主表面Ｂ側の層である。
【００７８】
銅メッキ層６４および銅箔層６５において、パッド２１およびグランドパターン３９が形成されており、また、銅箔層６９および銅メッキ層７０において、信号ライン６８およびグランドパターン４３が形成されている。信号ライン６８は、図６に示す信号ライン４１，４２に相当し、ビア６７は、図６に示すビア３６および３７に相当する。
【００７９】
たとえば、カバーＰＩ層６１の厚みは１２．５マイクロメートルであり、カバー接着層６２の厚みは２５マイクロメートルであり、銅メッキ層６４の厚みは１５マイクロメートルであり、銅箔層６５の厚みは１８マイクロメートルであり、ベースＰＩ層６６の厚みは５０マイクロメートルであり、銅箔層６９の厚みは１８マイクロメートルであり、銅メッキ層７０の厚みは１５マイクロメートルであり、カバー接着層７１の厚みは２５マイクロメートルであり、カバーＰＩ層７２の厚みは１２．５マイクロメートルであり、接着層７３の厚みは５０マイクロメートルであり、補強ＰＩ層７４の厚みは９２マイクロメートルである。なお、完成した送信用フレキシブル基板１３においては、たとえば各接着層は圧縮されて上記数値よりも小さい厚みとなる。
【００８０】
図４に示すように送信用コネクタ１５および受信用コネクタ１６が光通信用リジッド基板１７に表面実装されている場合、主表面Ａが送信用コネクタ１５と接触する。すなわち、光通信用リジッド基板１７を下側とすると、主表面ＡおよびＢの上下関係は、図７と反対になる。
【００８１】
ここで、たとえば１０Ｇ−ＥＰＯＮであるＰＯＮシステム３０１では、光信号の受信側における受信信号が微弱であるため、伝送路のインピーダンスを比較的高く設定する必要がある。一方、光信号の送信側では、装置の低電圧化の要求に伴い、発光素子ＬＤを電流駆動する際の損失等を考慮して、伝送路のインピーダンスを比較的低く設定する必要がある。
【００８２】
このため、ＯＮＵ２０２では、光送信用デバイスすなわち発光素子ＬＤへの電気信号の伝送路のインピーダンスは、光受信用デバイスすなわち受光素子ＰＤからの電気信号の伝送路のインピーダンスよりも小さい。すなわち、ＯＮＵ２０２では、これら送信側の伝送路および受信側の伝送路が、実質的に上記のようなインピーダンス関係を有するように設計されている。たとえば、受光素子ＰＤからの電気信号の伝送路のインピーダンスが、発光素子ＬＤへの電気信号の伝送路のインピーダンスの少なくとも１．４倍になるように設計される。また、製造のばらつき等を考慮して、受光素子ＰＤからの電気信号の伝送路のインピーダンスは、発光素子ＬＤへの電気信号の伝送路のインピーダンスの、１．２倍から２．８倍までの範囲における実施とするのも好ましい。以下の例では、好ましい一例として、受光素子ＰＤからの電気信号の伝送路のインピーダンスが、発光素子ＬＤへの電気信号の伝送路のインピーダンスの２倍である例を説明する。具体的な部位で説明すると、たとえば、送信用コネクタ１５における電気信号の伝送路のインピーダンスは、受信用コネクタ１６における電気信号の伝送路のインピーダンスよりも小さい。
【００８３】
図８は、フレキシブル基板を用いて信号伝送を行って伝送路のインピーダンスを評価した結果の一例を示す図である。図８において、縦軸は正規化インピーダンスｚ［％］であり、横軸は時間［１００ｐｓ／ｄｉｖ］である。また、グラフＧ１はパッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けないフレキシブル基板を用いた場合を示し、グラフＧ１は送信用フレキシブル基板１３と同様にパッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けたフレキシブル基板を用いた場合を示す。
【００８４】
ここでは、光信号の送信側、たとえばプリアンプ８６から発光素子ＬＤへの伝送経路が、たとえば２５Ω系のシングル伝送に設計されていると仮定する。
【００８５】
また、２５Ω系のシングルエンド信号をリジッド基板の一方端に与え、リジッド基板上の信号ラインを介してリジッド基板の他方端へ当該信号を伝送し、当該他方端に設けられたフレキシブル基板用コネクタを介して当該信号をフレキシブル基板の一方端へ出力する。フレキシブル基板の他方端は、開放されている。また、フレキシブル基板用コネクタは、一般的な１００Ω系のバランス伝送用のコネクタである。また、当該信号の立ち上がり時間および立ち下がり時間は２０ピコ秒に設定されている、すなわち当該信号のビットレートは１０ギガビット／秒以上である。
【００８６】
図８を参照して、リジッド基板およびフレキシブル基板に相当する部分では、良好なインピーダンス整合が得られているが、フレキシブル基板用コネクタにおいて、インピーダンスの不整合が生じている。
【００８７】
具体的には、パッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けないフレキシブル基板を用いた場合には、３５．７％のインピーダンス不整合が発生している（グラフＧ１）。なお、このようにフレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分においてインピーダンス調整がなされていない場合、当該電気的接続部分がハイインピーダンス状態となってしまう可能性がある。
【００８８】
これに対して、パッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けたフレキシブル基板を用いた場合には、１３．６％のインピーダンス不整合に抑えられている（グラフＧ２）。
【００８９】
したがって、光信号の送信側では、パッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けたフレキシブル基板を用いることにより、伝送路のインピーダンスを小さくして、伝送特性を向上できることが分かる。
【００９０】
図９は、フレキシブル基板を用いて信号伝送を行って伝送路のインピーダンスを評価した結果の他の例を示す図である。図９において、グラフＧ３はパッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けないフレキシブル基板を用いた場合を示し、グラフＧ４は送信用フレキシブル基板１３と同様にパッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けたフレキシブル基板を用いた場合を示す。その他の図の見方は図８と同様である。
【００９１】
ここでは、光信号の受信側、たとえば受光素子ＰＤから出力バッファ８５への伝送経路が、たとえば１００Ω系のバランス伝送に設計されていると仮定する。
【００９２】
また、１００Ω系の差動信号をリジッド基板の一方端に与え、リジッド基板上の信号ラインを介してリジッド基板の他方端へ当該信号を伝送し、当該他方端に設けられたフレキシブル基板用コネクタを介して当該信号をフレキシブル基板の一方端へ出力する。フレキシブル基板の他方端は、開放されている。また、フレキシブル基板用コネクタは、一般的な１００Ω系のバランス伝送用のコネクタである。また、当該信号の立ち上がり時間および立ち下がり時間は２０ピコ秒に設定されている、すなわち当該信号のビットレートは１０ギガビット／秒以上である。
【００９３】
図９を参照して、リジッド基板およびフレキシブル基板に相当する部分では、良好なインピーダンス整合が得られているが、フレキシブル基板用コネクタにおいて、インピーダンスの不整合が生じている。
【００９４】
具体的には、パッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けたフレキシブル基板を用いた場合には、−１０．８％のインピーダンス不整合が発生している（グラフＧ４）。
【００９５】
これに対して、パッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けないフレキシブル基板を用いた場合には、−５．２５％のインピーダンス不整合に抑えられている（グラフＧ３）。
【００９６】
したがって、光信号の受信側では、パッド実装面の裏面においてグランドパターンを設けたフレキシブル基板を用いると、伝送路のインピーダンスが小さくなって伝送特性が劣化することが分かる。
【００９７】
そこで、前述のように光通信モジュール１０１では、インピーダンス調整部を、送信用フレキシブル基板１３の主表面Ｂにおける領域であって、各パッド２１のうち光送信用デバイスすなわち発光素子ＬＤへの電気信号の伝送路となるパッド２１、と対向する領域に設ける。
【００９８】
一方、受信用フレキシブル基板１４には、送信用フレキシブル基板１３と異なり、インピーダンス調整部としてのグランドパターンを設けない。
【００９９】
図１０は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおける受信用フレキシブル基板の一部の構造を示す図である。
【０１００】
図１０を参照して、受信用フレキシブル基板１４は、主表面Ａにおいて、受信用コネクタ１６との接続部としてパッド５１〜５４を含む。
【０１０１】
受信用フレキシブル基板１４の主表面Ａにおいて、前述のパッド２２に相当するパッド５１および５４は、主表面Ａに設けられた接地領域、すなわちグランドパターン５９に接続されている。
【０１０２】
パッド５２および５３は、それぞれ、ビア５６および５７を介して、受信用フレキシブル基板１４の主表面Ｂに設けられた信号ライン４５および４６と電気的に接続されている。信号ライン４５および４６を介して、たとえば、受光素子ＰＤからの電気信号がＬＩＡ８２へ伝送される、より詳細には、ＴＩＡ８１によって変換された電圧がＬＩＡ８２に供給される。
【０１０３】
なお、受信用フレキシブル基板１４の層構成は、図７に示す送信用フレキシブル基板１３の層構成において、グランドパターン４３を削除したものとなる。
【０１０４】
図１１は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおけるフレキシブル基板の層構成を概念的に示す図である。図１１は、フレキシブル基板のパッドが設けられた部分を、フレキシブル基板の延伸方向に沿って見た断面を示している。図１１では、説明を簡単にするために、送信用フレキシブル基板１３および受信用フレキシブル基板１４をまとめて示している。また、差動信号の各信号に対応する部分をまとめて示している。
【０１０５】
図１１を参照して、送信用フレキシブル基板１３において、光信号伝送用のピン（ＴＸ）が接触する主表面Ａのパッド２１、と対向する主表面Ｂの銅箔層６９および銅メッキ層７０の領域に、グランドパターン４３が設けられている。
【０１０６】
一方、受信用フレキシブル基板１４において、光信号伝送用のピン（ＲＸ）が接触する主表面Ａのパッド２２、と対向する主表面Ｂの銅箔層６９および銅メッキ層７０の領域７５には、グランドパターンが設けられていない。
【０１０７】
なお、銅箔層６９および銅メッキ層７０のうち、グランド用のピン（ＧＮＤ）が接触する主表面Ａのパッド、と対向する主表面Ｂの銅箔層６９および銅メッキ層７０の領域は、たとえばグランドパターンであるが、グランドパターンとはしない構成とすることも可能である。
【０１０８】
このように、光通信モジュール１０１では、フレキシブル基板のパッドの裏面にグランドパターンを設けるか否かを光信号の送信側および受信側で使い分けることにより、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分における光信号の伝送路のインピーダンスを適宜補正している。
【０１０９】
図１２は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおけるＴＯＳＡおよび送信用フレキシブル基板において発生するリターン電流を示す図である。
【０１１０】
図１２を参照して、信号ライン４１および４２を介して発光素子ＬＤに電流Ｉを供給すると、リターン電流Ｉｒが磁界により発生し、発光素子ＬＤ付近のグランドパターンを通って送信用フレキシブル基板１３のグランドパターン３９へ流れる。
【０１１１】
そして、リターン電流Ｉｒが、送信用フレキシブル基板１３の主表面Ａにおけるグランドパターン３９からビア３８を介してグランドパターン４３へ流れ、ビア３５を介して送信用フレキシブル基板１３の主表面Ａにおけるグランドパターン３９へ流れる。そうすると、このリターン電流Ｉｒにより、光信号の伝送特性が劣化する可能性がある。
【０１１２】
そこで、光通信モジュール１０１では、送信用フレキシブル基板１３と送信用コネクタ１５とが接続された状態において、送信用コネクタ１５のグランドノード具体的にはグランド用ピン、との接続部であるグランド用接続部すなわちパッド３１，３４からグランドパターン３９への伝送路のインピーダンスを、上記グランド用接続部から送信用コネクタ１５のグランドノードへの伝送路のインピーダンスより大きく設定する。
【０１１３】
図１３は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールにおける送信用フレキシブル基板におけるリターン電流対策の一例を示す図である。以下で説明する内容以外は図６の内容と同様である。
【０１１４】
図１３を参照して、送信用フレキシブル基板１３の主表面Ｂには、グランド用のパッド３１および３４間でグランドパターン４３を電気的に分離するためのパターン切り欠き部４９が設けられている。
【０１１５】
これにより、グランドパターン４３を介したビア３５および３８間の電流経路が遮断される。そうすると、リターン電流Ｉｒは、たとえば送信用フレキシブル基板１３の主表面Ａにおけるグランドパターン３９からグランドパターン４３へは流れず、送信用フレキシブル基板１３の主表面Ａにおけるグランドパターン３９から送信用コネクタ１５のグランド用ピンへ流れることになる。
【０１１６】
図１４は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの変形例の外観の一例を示す図である。
【０１１７】
図１４を参照して、光通信モジュール１０１は、ＴＯＳＡ１１と、ＲＯＳＡ１２と、フレキシブル基板１０と、送受信用コネクタ２０と、光通信用リジッド基板１７と、ホスト用コネクタ１８とを備える。
【０１１８】
この変形例では、図４に示す例と比べて、ＴＯＳＡ１１と光通信用リジッド基板１７とを電気的に接続するための送信用フレキシブル基板１３と、ＲＯＳＡ１２と光通信用リジッド基板１７とを電気的に接続するための受信用フレキシブル基板１４とがフレキシブル基板１０として一体化されている。
【０１１９】
また、図４に示す例と比べて、光通信用リジッド基板１７と送信用フレキシブル基板１３とを脱着可能に接続するための送信用コネクタ１５と、光通信用リジッド基板１７と受信用フレキシブル基板１４とを脱着可能に接続するための受信用コネクタ１６とが送受信用コネクタ２０として一体化されている。
【０１２０】
図１５は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの変形例におけるＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ、フレキシブル基板および光通信用リジッド基板の接続形態の一例を示す図である。
【０１２１】
図１５を参照して、ＴＯＳＡ１１およびＲＯＳＡ１２とフレキシブル基板１０とは、半田によって電気的に接続されており、フレキシブル基板１０および光通信用リジッド基板１７は、送受信用コネクタ２０によって電気的に接続されている。より詳細には、フレキシブル基板１０のパッド２３と送受信用コネクタ２０のピンとが接触することにより、フレキシブル基板１０および光通信用リジッド基板１７が電気的に接続される。
【０１２２】
図１６は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの送信用フレキシブル基板における信号ラインの一例を示す図である。
【０１２３】
図１６を参照して、一般的に、フレキシブル基板用コネクタは、バランス伝送用に設計されており、フレキシブル基板用コネクタのピンは、たとえば、グランド用ピン（Ｇ）、信号用ピン（Ｓ）、信号用ピン（Ｓ）およびグランド用ピン（Ｇ）の順番に配置されている。
【０１２４】
光信号の伝送方式としてバランス伝送を採用する場合、たとえば、送信用フレキシブル基板１３のパッド２１の幅は、送信用コネクタ１５の１つのピン８１の間隔に対応する大きさに設定される。
【０１２５】
図１７は、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールの送信用フレキシブル基板における信号ラインの他の例を示す図である。
【０１２６】
図１７を参照して、図１６に示す場合に対して、光信号の伝送方式としてシングル伝送を採用する場合には、フレキシブル基板用コネクタにおいて並んで配置されている２つの信号用ピン（Ｓ）に対して１つのパッドを接触させることができるため、たとえば送信用フレキシブル基板１３の信号用のパッド２１の幅を、図１６に示す場合と比べて大きくすることができる。
【０１２７】
フレキシブル基板における伝送路の特性インピーダンスＺは、（Ｌ／Ｃ）の平方根で表される。
【０１２８】
ここで、Ｌは、ライン幅等のパラメータで値が決まり、Ｃは、信号ラインおよびグランドの間隔等のパラメータで値が決まる。
【０１２９】
信号ラインの幅を大きくするほど、Ｌが小さくなり、伝送路のインピーダンスＺを小さくすることができる。すなわち、光信号の送信側においてシングル伝送を採用する構成により、伝送路のインピーダンスを下げやすくなる。
【０１３０】
ところで、光通信の分野においても、各種装置の小型化等が要求されており、フレキシブル基板を効果的に用いることが望まれる。
【０１３１】
そこで、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、光デバイスは、電気信号を光信号に変換して送信するか、または光信号を受信して電気信号に変換する。光通信用リジッド基板１７は、電気信号を光デバイスへ伝送するか、または光デバイスからの電気信号を伝送する。フレキシブル基板は、光デバイスと光通信用リジッド基板１７とを電気的に接続する。そして、フレキシブル基板用コネクタは、光通信用リジッド基板１７に設けられ、光通信用リジッド基板１７とフレキシブル基板とを脱着可能に接続する。
【０１３２】
このように、フレキシブル基板および光通信用リジッド基板１７間の接続を、半田付けではなく、コネクタによって行なう構成により、寿命が短く、故障しやすい光デバイスを光通信用リジッド基板１７から脱着可能とすることができる。すなわち、光デバイスの不具合による光通信用リジッド基板１７を含めた光通信モジュール１０１全体の廃棄および交換を防ぎ、また、半田付け等のための加工コストを低減することができる。したがって、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、光通信を行なう構成において、フレキシブル基板を効果的に用いることができる。
【０１３３】
ここで、ＰＯＮ等の光通信システムでは、特に１０Ｇ−ＥＰＯＮにおいて、光信号の受信側における受信信号が微弱であるため、伝送路のインピーダンスを比較的高く設定する必要があり、たとえば１００Ω系のバランス伝送、または５０Ω系のシングル伝送が採用される。一方、光信号の送信側では、装置の低電圧化の要求に伴い、発光素子を電流駆動する際の損失等を考慮して、伝送路のインピーダンスを比較的低く設定する必要があり、たとえば５０Ω系のバランス伝送、または２５Ω系のシングル伝送が採用される。具体的には、たとえば、光通信モジュール１０１の電源電圧は、５Ｖ以下に設定される。
【０１３４】
すなわち、ＰＯＮ等の光通信システムでは、光信号の受信側および送信側において伝送路のインピーダンスを異なる値に設計する必要性が高い。
【０１３５】
これに対して、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、フレキシブル基板は、フレキシブル基板用コネクタとの接続部たとえばパッドにおける電気信号の伝送路のインピーダンスを調整するためのインピーダンス調整部を含む。
【０１３６】
このような構成により、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンスを、それぞれ光信号の送信側および受信側の伝送路のインピーダンスに近づくように調整することができる。すなわち、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンス整合を向上させることにより、高速な光通信システムにおいても良好な伝送特性を得ることができる。
【０１３７】
ここで、汎用の高周波向けフレキシブル基板用コネクタは、１００Ω系のバランス伝送に対応している場合が多い。そして、このようなコネクタは、複数あるピンについて、各ピンと接続対象との接触状態が均一になるように、各ピンが機構的に均一になるように設計されている。これにより、当該コネクタの各ピンにおけるインピーダンスは一定となる。
【０１３８】
ところが、前述のように、ＰＯＮ等の光通信システムでは、光信号の受信側および送信側において伝送路のインピーダンスを異なる値に設計する必要があり、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分についても、ピンごとに異なるインピーダンスを設定する必要が生じる。
【０１３９】
これに対して、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、フレキシブル基板用コネクタとの接続部は、フレキシブル基板の第１主表面に設けられている。インピーダンス調整部は、フレキシブル基板の第２主表面の、上記接続部と対向する領域に設けられている。
【０１４０】
このように、フレキシブル基板の電気的接続部たとえばパッド側にインピーダンス調整部を設けるのではなく、パッドの裏面においてインピーダンス調整部を設ける構成により、たとえば光信号の受信側および送信側において伝送路のインピーダンスを異なる値に設定しながら、フレキシブル基板用コネクタおよびフレキシブル基板における電気的接続部たとえばパッドの構造については均一性を確保することができる。これにより、接触不良等を低減し、装置の寿命を延ばすことができるため、光通信モジュールの信頼性を向上させることができる。
【０１４１】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、インピーダンス調整部はグランドパターンである。
【０１４２】
このような構成により、フレキシブル基板用コネクタのインピーダンスが、光信号の伝送路のインピーダンスより大きい場合において、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンスを下げることができるため、当該電気的接続部分におけるインピーダンス整合を向上させることができる。
【０１４３】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、フレキシブル基板用コネクタのグランドノードとの接続部であるグランド用接続部からグランドパターン４３への伝送路のインピーダンスは、グランド用接続部からフレキシブル基板用コネクタのグランドノードへの伝送路のインピーダンスより大きい。
【０１４４】
このような構成により、インピーダンス調整部であるグランドパターン４３を介したリターン電流の経路が形成されることを抑制し、リターン電流を、フレキシブル基板の第１主表面におけるグランドパターンからフレキシブル基板用コネクタへ流れやすくすることができるため、伝送特性を向上させることができる。
【０１４５】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、光送信用デバイスすなわち発光素子ＬＤへの電気信号の伝送路のインピーダンスは、光受信用デバイスすなわち受光素子ＰＤからの電気信号の伝送路のインピーダンスよりも小さい。そして、インピーダンス調整部は、フレキシブル基板の第２主表面における領域であって、上記接続部のうち光送信用デバイスへの電気信号の伝送路となる接続部、と対向する領域に設けられている。
【０１４６】
このような構成により、光信号の受信側および送信側において伝送路のインピーダンスを簡易な構成で異ならせることができる。
【０１４７】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、フレキシブル基板において、フレキシブル基板用コネクタとの接続部である信号用接続部およびグランド用接続部は、フレキシブル基板の第１主表面に設けられている。グランド用接続部は、第１主表面におけるグランドパターンに接続されている。信号用接続部は、それぞれビアを介してフレキシブル基板の第２主表面に接続されている。
【０１４８】
このような構成により、たとえばフレキシブル基板用コネクタを光通信用リジッド基板１７に表面実装した構成において、当該コネクタのグランド用ピンからフレキシブル基板のグランドパターンまでの距離を短くすることができ、また、フレキシブル基板のグランドパターンを、ビアを介さずにグランド用ピンと接続することができるため、グランド電位を安定させ、伝送特性を向上させることができる。
【０１４９】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、光送信用デバイスと光通信用リジッド基板１７とを電気的に接続するための送信用フレキシブル基板１３と、光受信用デバイスと光通信用リジッド基板１７とを電気的に接続するための受信用フレキシブル基板１４とがフレキシブル基板１０として一体化されている。また、光通信用リジッド基板１７と送信用フレキシブル基板１３とを脱着可能に接続するための送信用コネクタ１５と、光通信用リジッド基板１７と受信用フレキシブル基板１４とを脱着可能に接続するための受信用コネクタ１６とが送受信用コネクタ２０として一体化されている。
【０１５０】
このように、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタを、光信号の送信側および受信側でそれぞれ一体化する構成により、部品コストを低減し、また、実装作業を半減させて加工コストを低減することができる。
【０１５１】
なお、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、インピーダンス調整部がフレキシブル基板に設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。インピーダンス調整部は、フレキシブル基板用コネクタに設けられてもよい。具体的には、フレキシブル基板用コネクタにおいて、インピーダンス調整部としてピン間隔等を変更することにより、インピーダンス調整を行なうことも可能である。
【０１５２】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、インピーダンス調整部がフレキシブル基板の接続部すなわちパッドの裏面に設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、パッドの幅を変更してインピーダンス調整を行なうことも可能である。
【０１５３】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、光信号の受信側および送信側においてグランドパターンを設けるか否かによってインピーダンス調整を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。光信号の受信側および送信側の両方においてグランドパターンを設け、各グランドパターンの材質を変えることにより、容量値を変更してインピーダンス調整を行なうことも可能である。
【０１５４】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、光通信用リジッド基板１７は、光信号を増幅するアンプが実装される構成であるとしたが、これに限定するものではない。光通信用リジッド基板１７は、電気信号を増幅せず、電気信号を光デバイスすなわち発光素子ＬＤへ単に伝送するか、または光デバイスすなわち受光素子ＰＤからの電気信号を単に伝送する構成であってもよい。
【０１５５】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールでは、光通信用リジッド基板１７にはバースト送信部１５１および受信部１５２が実装される構成であるとしたが、これに限定するものではない。光通信用リジッド基板１７に、バースト送信部１５１および受信部１５２に加えて、光通信モジュール１０１以外の図２に示す他のユニットが実装されてもよい。
【０１５６】
また、本発明の実施の形態に係る光通信モジュールは、ＯＮＵ２０２において用いられる光通信モジュールであるとしたが、これに限定するものではなく、局側装置２０１において用いられる光通信モジュールであってもよい。
【０１５７】
また、上記実施の形態では、発光素子および受光素子等の光デバイスを含む光通信モジュールを例示したが、本発明は、光通信モジュールに限らず、何らかのデバイスを含む回路モジュールにも適用可能である。
【０１５８】
たとえば、本発明に係る回路モジュールは、光通信用に限らず、無線通信用であってもよい。あるいは、本発明に係る回路モジュールは、記録媒体に対するデータ読み出しまたはデータ書き込みを行うためのヘッド等、装置内での電気信号の送受信に用いられるものであってもよい。また、本発明に係る回路モジュールが含むデバイスは、何らかの物理的構造を伴うために、具体的にはデバイスとリジッド基板とをコネクタ等で直接接続することが困難であるために、フレキシブル基板を用いてリジッド基板に接続すると好適な、信号送信および信号受信の少なくとも一方を行う部材である。
【０１５９】
すなわち、本発明に係る回路モジュールでは、デバイスは、電気信号を送信または受信する。リジッド基板は、電気信号をデバイスへ伝送するか、またはデバイスからの電気信号を伝送する。フレキシブル基板は、デバイスとリジッド基板とを電気的に接続する。そして、フレキシブル基板用コネクタは、リジッド基板に設けられ、リジッド基板とフレキシブル基板とを脱着可能に接続する。
【０１６０】
このように、フレキシブル基板およびリジッド基板間の接続を、半田付けではなく、コネクタによって行なう構成により、寿命が短く、故障しやすいデバイスをリジッド基板から脱着可能とすることができる。すなわち、デバイスの不具合によるリジッド基板を含めた回路モジュール全体の廃棄および交換を防ぎ、また、半田付け等のための加工コストを低減することができる。したがって、本発明に係る回路モジュールでは、電気信号の送信および受信の少なくとも一方を行なう構成において、フレキシブル基板を効果的に用いることができる。
【０１６１】
また、本発明に係る回路モジュールでは、フレキシブル基板は、フレキシブル基板用コネクタとの接続部たとえばパッドにおける電気信号の伝送路のインピーダンスを調整するためのインピーダンス調整部を含む。
【０１６２】
このような構成により、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンスを、それぞれ電気信号の送信側および受信側の伝送路のインピーダンスに近づくように調整することができる。すなわち、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンス整合を向上させることにより、高速な電気信号を伝送するシステムにおいても良好な伝送特性を得ることができる。
【０１６３】
また、本発明に係る回路モジュールでは、フレキシブル基板用コネクタとの接続部は、フレキシブル基板の第１主表面に設けられている。インピーダンス調整部は、フレキシブル基板の第２主表面の、上記接続部と対向する領域に設けられている。
【０１６４】
このように、フレキシブル基板の電気的接続部たとえばパッド側にインピーダンス調整部を設けるのではなく、パッドの裏面においてインピーダンス調整部を設ける構成により、たとえば電気信号の受信側および送信側において伝送路のインピーダンスを異なる値に設定しながら、フレキシブル基板用コネクタおよびフレキシブル基板における電気的接続部たとえばパッドの構造については均一性を確保することができる。これにより、接触不良等を低減し、装置の寿命を延ばすことができるため、回路モジュールの信頼性を向上させることができる。
【０１６５】
また、本発明に係る回路モジュールでは、インピーダンス調整部はグランドパターンである。
【０１６６】
このような構成により、フレキシブル基板用コネクタのインピーダンスが、電気信号の伝送路のインピーダンスより大きい場合において、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタの電気的接続部分のインピーダンスを下げることができるため、当該電気的接続部分におけるインピーダンス整合を向上させることができる。
【０１６７】
また、本発明に係る回路モジュールでは、フレキシブル基板用コネクタのグランドノードとの接続部であるグランド用接続部からグランドパターンへの伝送路のインピーダンスは、グランド用接続部からフレキシブル基板用コネクタのグランドノードへの伝送路のインピーダンスより大きい。
【０１６８】
このような構成により、インピーダンス調整部であるグランドパターンを介したリターン電流の経路が形成されることを抑制し、リターン電流を、フレキシブル基板の第１主表面におけるグランドパターンからフレキシブル基板用コネクタへ流れやすくすることができるため、伝送特性を向上させることができる。
【０１６９】
また、本発明に係る回路モジュールでは、送信用デバイスへの電気信号の伝送路のインピーダンスは、受信用デバイスからの電気信号の伝送路のインピーダンスよりも小さい。そして、インピーダンス調整部は、フレキシブル基板の第２主表面における領域であって、上記接続部のうち送信用デバイスへの電気信号の伝送路となる接続部、と対向する領域に設けられている。
【０１７０】
このような構成により、電気信号の受信側および送信側において伝送路のインピーダンスを簡易な構成で異ならせることができる。
【０１７１】
また、本発明に係る回路モジュールでは、フレキシブル基板において、フレキシブル基板用コネクタとの接続部である信号用接続部およびグランド用接続部は、フレキシブル基板の第１主表面に設けられている。グランド用接続部は、第１主表面におけるグランドパターンに接続されている。信号用接続部は、それぞれビアを介してフレキシブル基板の第２主表面に接続されている。
【０１７２】
このような構成により、たとえばフレキシブル基板用コネクタをリジッド基板に表面実装した構成において、当該コネクタのグランド用ピンからフレキシブル基板のグランドパターンまでの距離を短くすることができ、また、フレキシブル基板のグランドパターンを、ビアを介さずにグランド用ピンと接続することができるため、グランド電位を安定させ、伝送特性を向上させることができる。
【０１７３】
また、本発明に係る回路モジュールでは、送信用デバイスとリジッド基板とを電気的に接続するための送信用フレキシブル基板と、受信用デバイスとリジッド基板とを電気的に接続するための受信用フレキシブル基板とがフレキシブル基板として一体化されている。また、リジッド基板と送信用フレキシブル基板とを脱着可能に接続するための送信用コネクタと、リジッド基板と受信用フレキシブル基板とを脱着可能に接続するための受信用コネクタとが送受信用コネクタとして一体化されている。
【０１７４】
このように、フレキシブル基板およびフレキシブル基板用コネクタを、電気信号の送信側および受信側でそれぞれ一体化する構成により、部品コストを低減し、また、実装作業を半減させて加工コストを低減することができる。
【０１７５】
ここで、装置で扱われる信号が高速になると、デバイスとリジッド基板とを、インピーダンス整合された伝送路で接続することにより、信号の伝送特性の劣化を防ぐ必要性が高くなる。このため、リード線等の代わりに、マイクロストリップラインの構造を有するフレキシブル基板を用いて、デバイスとリジッド基板とを接続する構成が広く採用されている。
【０１７６】
すなわち、本発明に係る回路モジュールは、送信または受信する信号として、ビットレートが１ギガビット／秒以上の信号に好ましく、２．４ギガビット／秒以上の信号により好適であり、また、ビットレートが１０ギガビット／秒以上の信号に対してより効果的である。
【０１７７】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１７８】
１０  フレキシブル基板
１１  ＴＯＳＡ
１２  ＲＯＳＡ
１３  送信用フレキシブル基板
１４  受信用フレキシブル基板
１５  送信用コネクタ
１６  受信用コネクタ
１７  光通信用リジッド基板
１８  ホスト用コネクタ
２０  送受信用コネクタ
２１〜２３，３１〜３４，５１〜５４  パッド
３５〜３８，６７  ビア
３９，４３  グランドパターン
４１，４２，４５，４６  信号ライン
４９  パターン切り欠き部
６１，７２  カバーＰＩ層
６２，７１  カバー接着層
６４，７０  銅メッキ層
６５，６９  銅箔層
６６  ベースＰＩ層
７３  接着層
７４  補強ＰＩ層
７５  領域
８１  ＴＩＡ
８２  ＬＩＡ
８５  出力バッファ
８６  プリアンプ
８７  出力バッファ回路（変調電流供給回路）
８８  バイアス電流供給回路
８９  発光回路
９２  ＰＯＮ受信処理部
９３  バッファメモリ
９４  ＵＮ送信処理部
９５  ＵＮＩポート
９６  ＵＮ受信処理部
９７  バッファメモリ
９８  ＰＯＮ送信処理部
９９  制御部
１０１  光通信モジュール（回路モジュール）
１５１  バースト送信部
１５２  受信部
２０１  局側装置
２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ  ＯＮＵ
３０１  ＰＯＮシステム
ＳＰ  スプリッタ
ＯＰＴＦ  光ファイバ
Ａ，Ｂ  主表面
Ｌ１，Ｌ２  インダクタ
ＬＤ  発光素子
ＰＤ  受光素子
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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