(57)【要約】【課題】光ファイバの最小曲げ半径より小さな曲げ半径を有するヒンジ又は他の機械的コネクタを光ファイバが横切ることができるように、曲げを介して光ファイバの経路を設定する技法を提供する。【解決手段】電子デバイスは、光ファイバ（２０）を有する可撓性パネルにより相互接続された第１回路及び第２回路をそれぞれ有する第１及び第２の部品を具備する。光ファイバは、軸（２１）の回りの半径方向成分を有する湾曲した経路を横断すると共に部品間の機械的結合部を横切る縦方向区分を有する。縦方向区分は、軸と平行な方向に沿った成分を有する。光ファイバの縦方向区分は、比較的の最小曲げ半径より小さい、軸の半径（ｒ）内にある。【選択図】図２
2012018399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路を含む第１部品と、
第２回路を含む第２部品と、
少なくとも第１位置及び第２位置の間で前記第１部品が前記第２部品に対して移動可能である、前記第１部品及び前記第２部品間の機械的結合部と、
前記第１回路及び前記第２回路間で信号を輸送するために、前記機械的結合部にわたって前記第１回路及び前記第２回路間に結合された少なくとも１本の光ファイバ（２０）と
を具備し、
前記光ファイバは、前記機械的結合部が少なくとも前記第１位置に位置する際に前記機械的結合部にわたって湾曲した経路を横断し、
前記湾曲した経路は、軸（２１）の回りに半径方向成分を有し、
前記光ファイバは、該光ファイバの縦方向区分が前記軸の半径ｒ内にあるように、前記軸の回りに曲げられ、
前記光ファイバの前記縦方向区分の経路は、前記軸と平行否方向の成分を有することを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記光ファイバは、互いに平行で対向する第１及び第２の主面を有するリボンケーブル内に埋設され、
前記光ファイバの前記縦方向区分は、２次元の互いに平行で対向する第１及び第２の主面に方向成分を有するリボンケーブルの経路を横断することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記リボンケーブルは電気導体をさらに有することを特徴とする請求項２記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記半径ｒは前記光ファイバの最小曲げ半径より小さいことを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記機械的結合部はヒンジを具備することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記機械的結合部は摺動結合部を具備することを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記電子デバイスは電話であることを特徴とする請求項１記載の電子デバイス。
【請求項８】
ほぼ共平面で互いにほぼ平行な複数の光ファイバを具備する可撓性パネルであって、
前記可撓性パネルは、前記複数の光ファイバの第１端及び第２端の間を光が進む主の縦方向を有し、
前記可撓性パネル内の前記複数の光ファイバの経路は、前記光ファイバの前記主の縦方向に直交する前記可撓性パネルの平面内で、前記光ファイバの前記第１端及び前記第２端間の成分を有することを特徴とする可撓性パネル。
【請求項９】
前記可撓性パネルは電気導体をさらに有することを特徴とする請求項８記載の可撓性パネル。
【請求項１０】
前記可撓性パネルは、該可撓性パネルの前記主の縦方向にほぼ直交する方向を向いた軸（２１）の回りに曲げ成分と、前記軸と平行な方向に沿った横成分を有することを特徴とする請求項８記載の可撓性パネル。
【請求項１１】
前記曲げ成分及び前記横成分は同じ外延を有することを特徴とする請求項１０記載の可撓性パネル。
【請求項１２】
前記可撓性パネルはリボンケーブルであることを特徴とする請求項８記載の可撓性パネル。
【請求項１３】
前記軸に直交する平面内で図った前記軸の回りの曲げ部は半径ｒを有し、
前記半径ｒは、前記光ファイバの最小曲げ半径より小さいことを特徴とする請求項１０記載の可撓性パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバに関し、より具体的には湾曲経路上の光ファイバの経路設定に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離にわたってデータを伝送するために光ファイバを使用することは、周知である。しかし、光ファイバはまた、著しく大きな帯域幅及び単一のファイバに双方向に同時に多量のデータを搬送する能力のため、個別の電子デバイス内の短距離にわたり信号を搬送するのに使用されることも多くなった。従って、ノート型コンピュータ、携帯電話、ビデオカメラ、静止画カメラ、個人用情報端末及び携帯型デジタル音楽プレーヤ等の携帯型デバイスにおける信号を搬送するために光ファイバを使用することが多くなってきた。
【０００３】
寸法を最小にすることが重要な設計的目的である多くの電子デバイス、特に携帯型デバイスは、必要とされるデバイスの輪郭を拡大又は縮小するために、デバイスの部品を互いに折り畳むため、又は互いに対してデバイスの部品を摺動させるための機構を用いる。
【０００４】
このようなデバイスの例は、折り畳み式携帯電話、折り畳み式ビデオ画面を有するビデオカメラ、折り畳み式モニタを有するノート型コンピュータ、引出し式のキーボード又はディスプレーを有する携帯電話等、多数存在する。
【０００５】
一般に、ヒンジ接続部又は摺動接続部の一方の側のデバイスの第１部品内の少なくともいくつかの回路は、ヒンジ接続部又は摺動接続部の他方の側のデバイスの別部品の回路と電子通信する必要がある。
【０００６】
従って、信号ラインは、ヒンジ接続部又は摺動接続部等のこのような可動型機械接続手段を横断しなければならない。このような要求事項は、曲げ、撓み、並進又は他の移動の繰り返しに耐えることができる可撓性や可動性を有する電気信号経路を形成するという観点で設計を困難にする。このような機械的ヒンジ又は他の可動型機構を横断して信号を伝送することに銅線が使用されると、銅線はその信号伝送品質に著しい影響を与えることなく、実質的にいかなる半径にも曲げることができるので、電線の曲げ半径は通常は問題にならない。
【０００７】
しかし、このことは光ファイバに当てはまらない。光ファイバは、極めて小さい半径に曲げると破損し得る。また、多くの光ファイバに関し、光を伝送する能力は、光ファイバが物理的な破損点半径に到達するずっと前から実質的に障害が起こる。より具体的には、光ファイバが急な鋭角に曲げられる場合、ファイバのコアの進行する光は、実際にはクラッドを通って逃げ、損失となり得る。
【０００８】
今日使用される多くの光ファイバの最小曲げ半径は、約20〜25mmである。光ファイバには、15mmの最小曲げ半径で利用可能なものもあり、10mmの最小曲げ半径のものも直ぐに利用可能になると考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００８−５２４９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、このような最小曲げ半径は、多くの用途で望ましい値より依然として大きい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、光ファイバの最小曲げ半径より小さな曲げ半径を有するヒンジ又は他の機械的コネクタを光ファイバが横切ることができるように、曲げを介して光ファイバの経路を設定する技法に関する。特に、曲げを横切る光ファイバの極率半径は、光ファイバが曲がらねばならない軸と平行な経路成分を有するように光ファイバの経路を設定することにより、最大化することができる。例えば、光ファイバがヒンジ軸の回りを曲がらねばならないヒンジ接続部において、光ファイバは、ヒンジ軸と平行な経路成分でヒンジの回りの円弧上で経路を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術の光ファイバを示し、（Ａ）斜視図、（Ｂ）曲げ半径ｒで自身の上に折り返された（Ａ）の光ファイバの斜視図、（Ｃ）（Ｂ）の折り返された光ファイバの平面図、（Ｄ）（Ｂ）の折り返された光ファイバの側面図、（Ｅ）（Ｂ）の折り返された光ファイバの正面図である。
【図２】本発明の原理に従った光ファイバを示し、（Ａ）平坦な曲げる前の状態の斜視図、（Ｂ）曲げ半径ｒで自身の上に折り返された（Ａ）の光ファイバの斜視図、（Ｃ）（Ｂ）の折り返された光ファイバの平面図、（Ｄ）（Ｂ）の折り返された光ファイバの側面図、（Ｅ）（Ｂ）の折り返された光ファイバの正面図である。
【図３】光ファイバの有効曲げ半径を示す、図２の光ファイバの平坦な曲げる前の状態を示す側面図である。
【図４】摺動機械接続部に関連して図２の光ファイバがどのように曲げられるかを示す斜視図である。
【図５】本発明の原理に従った平坦な曲げる前の状態の別の実施形態の光ファイバを示す側面図である。
【図６】本発明の原理に従った光ファイバリボンケーブルを示し、（Ａ）斜視図、（Ｂ）曲げ半径ｒで自身の上に折り返された（Ａ）の光ファイバリボンケーブルの斜視図、（Ｃ）（Ｂ）の光ファイバリボンケーブルの平面図、（Ｄ）（Ｂ）の光ファイバリボンケーブルの側面図、（Ｅ）（Ｂ）の光ファイバリボンケーブルの正面図である。
【図７】本発明の説明に使用される方向性慣例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明を例示により説明する。
【００１４】
図１は、従来の方法で湾曲部の回りに光ファイバ１０の経路設定を示す。図１（Ａ）は、平らにされた状態（すなわち、湾曲部を通って経路が設定される前）の光ファイバ１０を示す斜視図である。図１（Ｂ）は、軸１１の半径ｒ内で軸１１の回りに経路が設定された後の同じ光ファイバを示す斜視図である。図１（Ｃ）〜（Ｅ）は、図１（Ｂ）の光ファイバのそれぞれ平面図、側面図及び正面図である。図１（Ａ）において、仮想シート１２は、曲げられていないときの光ファイバが位置する平面を区画して示される。もちろん、この平らにされた状態で、光ファイバは無限の数の潜在平面内に位置し、そのうちの一つを例示目的で選択したに過ぎない。このシート１２はまた、図面及び本発明の理解を助けるように視覚的参照の目的で図１（Ｂ）〜（Ｅ）の図に示される。また、曲げられる光ファイバ１０の縦方向の区分に対応するシート１２の縦方向の区分１３は、図面及び本発明の理解をさらに助けるように全ての図面でハッチングして示される。
【００１５】
図１に見られるように、従来の光ファイバ１０は、折り畳み式携帯電話のヒンジ機構等の軸１１の回りで曲げることができなければならない場合、軸１１の回りの光ファイバ１０の極率半径ｒは、光ファイバの最小曲げ半径より大きく保たねばならない。
【００１６】
図２は、本発明の原理に従って経路が設定された光ファイバを示す。図２（Ａ）〜（Ｅ）の図面は図１（Ａ）〜（Ｅ）の図面にそれぞれ対応する。すなわち、図２（Ａ）は、平らにされた状態の光ファイバを示す斜視図である。図２（Ｂ）は、光ファイバが軸１１の半径ｒ内にある状態で軸１１の回りに曲げられた光ファイバを示す斜視図である。図２（Ｃ）〜（Ｅ）は、図２（Ｂ）の折り曲げられた光ファイバのそれぞれ平面図、側面図及び正面図である。なお、シート２２は、図１のシート１２に対応する。
【００１７】
これらの図に見られるように、軸２１の回りに曲げられた本発明の光ファイバ２０の縦方向の部分は、軸２１の回りの半径方向の成分に加えて、横方向の成分が与えられる。図２に示される座標系を参照すると、半径方向の成分は、軸２１の回りの極率半径ｒである、ｘｙ平面内の湾曲部の成分である。横方向の成分は、ｚ方向に沿った光ファイバ経路の成分である。光ファイバ２０が軸２１の半径ｒ内にある（すなわち、軸２１の回りの、すなわちｚ軸に直交する方向の湾曲部の半径方向の成分がｒである）ことは、これらの図面、特に図２（Ｂ）から明白である。しかし、光ファイバ２０の有効曲げ半径はｒよりかなり大きい。図２（Ａ）〜（Ｅ）の実施形態において、軸２１の回りに湾曲する縦方向区分（すなわち、ハッチング領域２３）の光ファイバ２０の経路はほぼ直線（図２（Ａ）参照）からなり、すなわち、経路の横方向成分はほぼ単調である。経路は必ずしも直線である必要はないので、この直線は例示に過ぎない。しかし、直線の場合、区分２３にわたった光ファイバ２０の有効曲げ半径は、ピタゴラスの定理により容易に計算可能である。参照データが追加されている点を除き、図２（Ａ）の光ファイバの平らにされた図と同様である図３を特に参照すると、軸２１の回りの曲げ半径は、以前にｒとして定義された（すなわち、光ファイバの曲げの縦方向区分は軸のｒ内にある）。直径は２ｒとなる。光ファイバの経路の（ｚ方向に沿った）横方向成分の長さをｌと称することにする。ピタゴラスの定理から、直角三角形の２辺の２乗和は、斜辺の２乗に等しい。従って、
（２ｒ）2＋ｌ2＝（２ｒ’）2
ここで、ｒ’は、光ファイバの有効曲げ半径である。
別の式で表現すると、
【数１】
2012018399.tif 000003
【００１８】
過渡領域２５，２６での光ファイバの湾曲部は、これらの領域での光ファイバの最小曲げ半径を超えないように緩やかであるべきであることに留意されたい。また、上記数式は近似であることに留意されたい。というのは、領域２３における光ファイバの経路は実際には完全な直線ではなく、領域２５，２６において湾曲部を有するという事実のためである。
【００１９】
図４は、図２と同一の光ファイバ２０を示すが、摺動機械接続部との関連でどのように曲げられるかを示す。ここで、仮想シート２２は、（図２（Ｂ）〜（Ｅ）のＵ形状の湾曲部ではなく）Ｓ形状の湾曲部に曲げられる。
【００２０】
図２の実施形態で示された単調な横方向成分は、例示に過ぎない。他の形状も可能である。例えば、図５は、別の可能な経路を示す平らな状態の別の光ファイバの図である。
【００２１】
図６（Ａ）〜（Ｅ）は、図１（Ａ）〜（Ｅ）の図面にそれぞれ対応する、本発明の原理に従って構成されたリボンケーブル６０の一連の図である。本発明の原理を用いて、銅線及び銅製同軸導体等の他の非光信号導体も埋設されるリボンケーブル、箔、可撓性印刷回路基板等を製造することが可能である。このため、例えば、図６のリボンケーブルにおいて、いくつかの信号導体６４は光ファイバであってもよいが、それ以外は銅又は他の導電性導体であってもよい。
【００２２】
図６（Ａ）に示される平らにされた状態において、リボンケーブル６０は、第１及び第２の縦端６５，６６及び第１及び第２の対向する互いに平行な主面６８，６９を有するリボンケーブル６０を形成するように、並列にレイアウトされた複数の信号導体６４を具備する。信号導体は、第１及び第２の縦端６５，６６間のリボンケーブルの縦の範囲を延びる。
【００２３】
リボンケーブル６０は、縦方向ｘにほぼ沿って延びる。しかし、リボンケーブル６０の縦区域６３は、第１及び第２の対向する主面と平行な、リボンケーブルの主な縦方向ｘを横切る方向ｚに沿って経路成分を有する。
【００２４】
このため、より幾何学的観点から光ファイバ経路を記述した図７を参照すると、仮想面７０すなわちリボンケーブル内の全ての光ファイバの中心を含む面を定めるために、リボンケーブルを考えることができる。リボンケーブル６０の上述の平行な対向する２主面６８，６９は、この面７０と平行である。リボンケーブルが平らにされる場合、面７０はほぼ平坦である。しかし、ケーブルが湾曲すると、面７０は対応して湾曲する。我々は、この面７０内で、２次元が存在すると考える。リボンケーブルの縦端間の方向に対応する方向をｘ方向、リボンケーブルの平行な２縁６１，６２間の方向に対応する方向をｙ方向と定義しよう。従来のリボンケーブルにおいて、ファイバ経路は、１方向、すなわちｘ方向のみの方向成分を有する。しかし、本発明を組み込むリボンケーブルにおいて、ファイバ経路の少なくとも一部は、ｙ方向の成分も有する。
【００２５】
図６はケーブル６０全体が横経路成分を有するリボンケーブルの一実施形態を示すが、これは例示に過ぎない。さらに別の実施形態において、リボンケーブル自体は全体が直線のままであるのに対し、リボンケーブル内の光ファイバの縦区分は、リボンケーブルの縦軸を横断する経路成分を有する。
【００２６】
本発明の原理はまた、（銅製導体及び比較的の双方を有することができる）可撓性印刷回路基板に埋設された比較的に関連して使用することができる。
【００２７】
同様に、本発明の原理は、多層印刷回路基板の異なる層間、又は平行実装された２枚の印刷回路基板間の相互接続部に関連して使用することもできる。
【符号の説明】
【００２８】
２０  光ファイバ
２１  軸
【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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