JP2010276853A - 光配線ケーブル - Google Patents

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Abstract

【課題】能動素子を内蔵したコネクタの大型化を招くことなく、コネクタ内の能動素子で発生する熱を効果的に放散する。
【解決手段】光送信部が内蔵された第１のコネクタ１０と、光受信部が内蔵された第２のコネクタ２０と、第１及び第２のコネクタ１０，２０間に設けられ、光送信部と光受信部とを光学的に接続する光配線路３０と、光配線路３０に沿って設けられ、光送信部及び光受信部に熱的に接続され、光送信部及び光受信部で発生する熱を放散する放熱ワイヤ３２，３３と、を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光半導体素子や駆動ＩＣなどの能動素子がコネクタに内蔵された光配線ケーブルに関する。
近年、電子デバイスの性能向上によるＬＳＩの飛躍的な動作速度向上に伴い、ＬＳＩを用いた各種装置間を接続する電気配線の速度制限や電磁ノイズ誤動作が問題となってきている。特に、ディスプレイ機器の高精細化と映像データの肥大化で上記問題が顕在化しつつある。
このような配線問題を対策するため、光で信号伝送する光配線装置が幾つか提案されている。代表的には、光半導体素子や駆動ＩＣなどの能動素子が内蔵された末端コネクタ間を光ファイバ等の光配線路により接続した光配線ケーブルがある。また、光配線を行うに際して、光送信側と光受信側との制御通信や電源配線のため、光配線と電気配線を複合化した（特許文献１）のような光配線ケーブルも提案されている。さらに、小型の光電気変換モジュールとして（特許文献２）のような構成が提案されている。
特開２００４−１７９７３３号公報 特開２００６−５９８６７号公報
本発明の目的は、能動素子を内蔵したコネクタの大型化を招くことなく、コネクタ内の能動素子で発生する熱を効果的に放散することのできる光配線ケーブルを提供することにある。
本発明の一態様に係わる光配線ケーブルは、光送信部が内蔵された第１のコネクタと、光受信部が内蔵された第２のコネクタと、前記第１及び第２のコネクタ間に設けられ、前記光送信部と光受信部とを光学的に接続する光配線路と、前記光配線路に沿って設けられ、前記光送信部又は光受信部に熱的に接続され、前記光送信部又は光受信部で発生する熱を放散する放熱ワイヤと、を具備してなることを特徴とする。
また、本発明の別の一態様は、光送信部が内蔵された第１のコネクタと、光受信部が内蔵された第２のコネクタと、前記第１及び第２のコネクタ間に設けられ、前記光送信部と光受信部を光学的に接続する光配線路と、前記第１のコネクタから前記第２のコネクタに渡って配置され、前記光送信部及び光受信部の電力供給源となる電源線及び接地線と、を具備した光配線ケーブルであって、前記電源線又は接地線が、前記光送信部又は光受信部に熱的に接続されて該光送信部及び光受信部で発生する熱を放散するように設けられ、前記光送信部及び光受信部が前記電源線との間に、安定化電源回路又はＤＣ−ＤＣコンバータをそれぞれ設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、能動素子を内蔵したコネクタの大型化を招くことなく、コネクタ内の能動素子で発生する熱を効果的に放散することができる。
第１の実施形態に係わる光配線ケーブルの全体構成を示す図。 図１の光配線ケーブルの送信側コネクタ部の構成を示す斜視図。 第２の実施形態に係わる光配線ケーブルの送信側コネクタ部の構成を示す上面図。 第２の実施形態を説明するためのもので、図３の矢視Ａ−Ａ’方向断面図。 第２の実施形態を説明するためのもので、第３の矢視Ｂ−Ｂ’方向断面図。 第５の実施形態に係わる光配線ケーブルの送信側コネクタ部の構成を示す断面図。 第６の実施形態に係わる光配線ケーブルの回路構成を示す図。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行っていく。ここでは、幾つか具体的構成を例に用いて説明を行っていくが、これは同様な機能を発揮する材料や構成であれば同様に実施可能であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる光配線ケーブルの全体構成を示す平面図である。
光送信部を内蔵する送信側末端コネクタ（第１のコネクタ）１０と光受信部を内蔵する受信側末端コネクタ（第２のコネクタ）２０が、光配線路を有するケーブル３０で接続されている。送信側末端コネクタ１０は、送信側の外部機器に接続されるコネクタプラグを有しており、外部機器から入力された電気信号を光信号に変換し、その光信号をケーブル３０に送出する。受信側末端コネクタ２０は、受信側の外部機器に接続されるコネクタプラグを有しており、ケーブル３０から入力した光信号を電気信号に変換し、その電気信号を外部機器に送出するようになっている。
図２は、コネクタ１０，２０の一方、例えば送信側末端コネクタ１０の構成を示す斜視図である。なお、受信側末端コネクタ２０は、光送信部が光受信部になっているのみで、基本的構成は同じである。
図２において、１１は能動素子などを搭載するための実装基板、１２は駆動ＩＣ、１３は光送信器、１４はコネクタプラグ、１５はコネクタプラグ１４のシールド（以下、プラグシールドと記す）、１６は送信側末端ネクタ１０のモールド（以下コネクタモールドと記す）、３１は光配線路（光ファイバ、光導波路など）、３２，３３は放熱ワイヤである。
コネクタプラグ１４は送信側末端コネクタ１０の内部電極をインサートモールドし、レセプタクル（図示せず）と勘合して電気接続を行う樹脂部材であり、プラグシールド１５は、コネクタ内部電極の保護と雑音の侵入を防止のための金属板である。コネクタモールド１６は、コネクタ１０の内部保護とコネクタ１０の挿抜の際の握り部材となる部分である。
放熱ワイヤ３２，３３は例えばＣｕワイヤとし、駆動ＩＣ１２などが発する熱をケーブル３０に伝え、ケーブル３０の長手方向に熱の放散を行ってコネクタ１０から離れた位置まで分布的に放熱を行わせるものである。放熱ワイヤ３２，３３は、送信側末端コネクタ１０から受信側末端コネクタ２０に渡って設けられることが望ましく、送信側末端コネクタ１０からの放熱ワイヤと受信側末端コネクタ２０からの放熱ワイヤが同一のものでも、別々のものでも構わない。
ここで、一般に駆動ＩＣ１２には内蔵するトランジスタなどからの発熱があり、消費電力が数ｍＷといった非常に小さい場合を除き、何らかの手段で駆動ＩＣ１２の放熱を行うことが必要である。通常の放熱方法としては、駆動ＩＣ１２の近傍にヒートシンク又はヒートスプレッダを用意し、そこに熱的に接続して放熱を行っている。このため、能動素子搭載部分の容積増大を招く。
即ち、能動素子を末端コネクタに内蔵した光配線ケーブルにおいて、能動素子は比較的消費電力が大きくその放熱を要するが、能動素子の搭載部に放熱体を設けて空冷する方式では、能動素子搭載部（一般的にはケーブルの端末コネクタ）の周囲に所要の放熱面積を確保する必要がある。このため、能動素子搭載部が光送信部や光受信部の主要素子の必要搭載面積に比して大型化すると云う問題がある。また、光配線ケーブルの末端コネクタを情報機器などに接続した場合に、情報機器の熱により末端コネクタが加熱されてしまう場合がある。このとき、能動素子の放熱が効果的に行われないと、極端な場合には光配線ケーブルの機能停止を招いてしまう。
これに対し本実施形態では、駆動ＩＣ１２の放熱を放熱ワイヤ３２，３３により行い、駆動ＩＣ１２の近傍だけでなく放熱ワイヤ３２，３３の長手方向の遠隔地まで分散して放熱を行うようにしている。これにより、駆動ＩＣ１２の近傍のヒートシンク又はヒートスプレッダを不要にしている。
このように構成された本実施形態においては、次のような効果が得られる。第一に、光送信部又は光受信部にヒートシンクやヒートスプレッダを用いないことにより、光配線ケーブルの末端コネクタ部を光半導体素子や駆動ＩＣの実装に最低限必要な面積又は容積とすることができる。通常、ヒートシンクやヒートスプレッダは大きな表面積を必要とするため、これを備える場合の光送信部又は光受信部は光半導体素子や駆動ＩＣの実装に最低限必要な面積又は容積の数倍が必要となり、光配線ケーブルの末端コネクタ部分が大型化しやすい問題があった。本実施形態では、放熱ワイヤ３２，３３を用いることにより、この問題を解消することができる。
第二の効果として、光配線ケーブルを接続する機器の発熱が大きい場合や末端コネクタの接続位置が機器の放熱部（空冷装置の排気部など）である場合、ヒートシンクやヒートスプレッダが受熱器となって熱逆流を起こし、駆動ＩＣなどが加熱されて光配線動作が不能になることがあるが、本実施形態の光配線ケーブルでは、放熱を端末コネクタから離れた位置まで分散して行うため熱の滞留が無くなり、駆動ＩＣが熱逆流により加熱されないように構成することができる。即ち、比較的発熱の大きい機器などへの接続を行う場合、光配線ケーブルに内蔵する能動素子（駆動ＩＣ、光半導体素子など）の放熱をコネクタ端部近傍で行うだけでなく、本実施形態のようにケーブルの延長方向の遠隔地まで分散して放熱させることが望ましいものである。
なお、放熱ワイヤ３２，３３の太さは、放熱する熱量、ケーブル３０の単位長さ当たりの放熱抵抗などにより要求される放熱ワイヤの熱抵抗が決まるため、そこから最小値が決まってくる。また、放熱ワイヤ３２，３３として、その可撓性を考慮し、太いワイヤを用いる代わりに、比較的細いワイヤを複数本用いることでも構わない。従って、放熱ワイヤ３２，３３は、その材質、放熱対象の発熱量などにより、適宜ワイヤ径や本数を決めることができる。
このように本実施形態によれば、光配線ケーブルの能動素子（駆動ＩＣ１２など）が発する熱をケーブル３０に内蔵した放熱ワイヤ３２，３３を用いて行うことにより、コネクタ１０，２０を搭載部品の必要最小限の実装面積まで小型化することができ、小型、軽量、低コストの光配線ケーブルを実現できる。これにより、高精細映像機器などの小型化や低コスト化に貢献でき、情報通信機器の発展に寄与するという効果を発揮する。
（第２の実施形態）
次に、駆動ＩＣ１２の発する熱を効率良く放熱ワイヤ３２，３３に伝達するための実施形態を図３〜図５を参照しながら示していく。
図３は、図２で示した実装基板１１とそれに接続されている部材を取り出した概略上面図である。また、図４は、図３の矢視Ａ−Ａ’方向断面図であり、便宜上、実装基板１１の左側の斜め配線部（配線ピッチ変換部）は、電気配線上に沿って切断した図で示してある。図５は、図２の矢視Ｂ−Ｂ’方向断面図である。なお、図３〜図５では、送信側末端コネクタ１０を示しているが、受信側末端コネクタ２０は、光送信部が光受信部になっているのみで、基本的構成は同じである。
図３〜図５において、１１１（１１１ａ〜１１１ｄ）は実装基板１１の電気配線層（パターン加工されたＣｕ箔）、１１２は実装基板１１に設けたサーマルビア（内面メッキされたスルーホール、ＰＴＨ：Plated Through Hole）、１１３は実装基板１１に設けた半田用スルーホール（ＰＴＨ）、１１４はボンディングワイヤ、１１５は半田、１３１は光半導体素子（発光ダイオードや半導体レーザ、受光素子など）、１３２は光半導体素子１３１や光ファイバ等を固定保持するためのフェルール、１４１はコネクタプラグ電極、１４２は電極モールドである。
実装基板１１は、電気配線層（Ｃｕ箔）が例えば２層又は４層の基板を用いればよく、ここでは高速配線部にインピーダンスマッチング配線としてのマイクロストリップラインを用いるため、グランド層との絶縁層を薄く形成しやすい４層基板を用いる例で示していく。
図４に示すように、光送信器１３は光ファイバ等の光配線路３１と光半導体素子１３１をフェルール１３２により光結合し、光半導体素子１３１の電極がフェルール１３２の側面に引き出される構造となっている。この光送信器１３には、（特許文献２）のような光電気変換モジュールを適用することができる。また、光半導体素子１３１は、発光ダイオードや半導体レーザ等の発光素子であり、例えばＡｕのボンディングワイヤ１１４により駆動ＩＣ１２に電気的に接続され、駆動ＩＣ１２からの電流により発光して光信号を光ファイバに送信するようになっている。駆動ＩＣ１２は、コネクタプラグ電極１４１から入力された電気信号に応じて発光素子を駆動するドライバＩＣである。
なお、送信側末端コネクタ１０ではなく受信側末端コネクタ２０の場合は、光受信器の光半導体素子としてフォトダイオード等の受光素子が用いられ、光ファイバから光信号を受信して駆動ＩＣへの受光電流の供給を行う。さらに、受信側末端コネクタ２０の駆動ＩＣは、受光電流に応じてコネクタプラグ電極への電気信号を出力するレシーバＩＣとなっている。
ここで、駆動ＩＣ１２の放熱はまず実装基板１１に向けて行われるが、駆動ＩＣ１２と実装基板１１との接合部から如何に立体的に熱の放散を行うかが放熱性能（熱抵抗の低減）に影響する。本実施形態の放熱ワイヤを用いる方法の場合で、放熱ワイヤ３２，３３を駆動ＩＣ１２と実装基板１１の同じ面に接続する場合、熱の放散経路が主に実装基板１１の表層電気配線１０ａとなり、表層電気配線１０ａの厚みを相当厚くしないと放熱経路の熱抵抗が下げられない。また、表層電気配線１０ａの厚みを厚くする場合、駆動ＩＣ１２とコネクタプラグ電極１４１を結ぶ高速配線（マイクロストリップライン）の厚みが厚くなるため、表層電気配線１０ａのパターン加工（特に断面形状）の制御性が問題となる。さらに、特性インピーダンスのバラツキが大きくなり易いだけでなく、マイクロストリップラインの側壁同士の対向面積が増大することで、ライン間クロストークも問題になり易くなる。
このような問題を鑑み、本実施形態では放熱ワイヤ３２，３３を実装基板１１の駆動ＩＣ搭載面と反対の面に接続する。その結果、駆動ＩＣ１２の放熱を実装基板１１の下面方向に行うことになるが、実装基板１１の駆動ＩＣ１２搭載部にサーマルビア１１２を多数設けておくことで駆動ＩＣ１２と実装基板１１の接合部から速やかに熱を下面側に引き出すことが可能である。また、同時に放熱方向が表層電気配線１０ａから下層配線１０ｄに向かう方向であることから、表層電気配線１０ａ、内層電気配線１０ｂ，１０ｃ、下層配線１０ｄにより横方向の熱放散も行うことができ、駆動ＩＣ１２から見た放熱経路が前述した放熱ワイヤ３２，３３を駆動ＩＣ１２の実装面と同じ面に接続する場合に比し立体的な拡がりを持つ。即ち、駆動ＩＣ１２から見た熱抵抗が低くし易いという効果を持っている。
このため、表層電気配線１０ａを極端に厚くする必要が無く、表層電気配線１０ａは高速配線のための最適化を図って、放熱性能の向上は内層電気配線１０ｂ，１０ｃ及び下層配線１０ｄに対して行えばよいことになる。例えば、表層電気配線１０ａのＣｕ膜厚を一般的な実装基板に用いられる２５μｍ厚とし、下層配線１０ｄのＣｕ膜厚を１００μｍとするような組合せが可能である。このとき、サーマルビア１１２を例えば０．３ｍｍφの穴径として０．６ｍｍピッチで格子状に駆動ＩＣ１２のチップ面積に相当する領域に設け、内面にＣｕ２５μｍ，Ｎｉ１０μｍ，Ａｕ０．３μｍといったメッキを設けることで、表層電気配線１０ａから下層配線１０ｄへの放熱ビアとして機能するようになる。
このような構成であれば、実装基板１１の下面（駆動ＩＣ１２搭載面と反対の面）に放熱ワイヤ３２，３３を接続することで、駆動ＩＣ１２の発する熱が放熱ワイヤ３２，３３に効果的に伝達されるようになり、第１の実施形態で示した効果をより効果的に発揮することができる。
（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態において、放熱ワイヤ３２，３３は、光配線路１３１と並行して低速の信号や電源供給を行う電気配線を兼ねることも可能である。例えば、図２の３２を接地配線、３３を電源供給線とし、光送信側又は光受信側から供給される電源をケーブルの反対にも供給するようにできる。
このように構成することで、光送信側と光受信側の両方から電源を供給する必要がなくなり、光配線ケーブルには光送信側機器、又は光受信側機器の何れかが光配線ケーブルへの電源供給を行えば良いようになる。これにより、安定化電源を光送信側及び光受信側が電源を用意、即ち伝送経路に電源を２つ用意することなく光配線が可能になり、機器の接続インターフェースを簡素化することができる。
また、電源供給以外に、光配線（伝送リンク）の動作制御、即ち非稼動時の電源遮断や省電力化、稼動開始タイミングの調整など、比較的低速の信号ながら双方向伝送が必要な信号などは、高性能ながら単方向伝送リンクを２つ逆方向に設けて双方向伝送する光配線よりも、１つの配線で双方向伝送可能な電気配線で行う方が経済的である。これらの電気配線を前述した放熱の要求に合わせたＣｕワイヤとし、それを放熱ワイヤとして用いることができる。
このように放熱ワイヤ３２，３３に電気配線を兼ねさせることも可能である。このとき、一般に電気配線は２本以上の電線（信号線又は電源線と接地線）から構成されるため、複数の電線が用いられるが、各電線はそれぞれ電気的に独立な線であることが一般的であり、全ての電線を放熱ワイヤ３２，３３として駆動ＩＣ１２の裏面に半田接続などを行うと電気的に各電線が短絡してしまう。このため、例えば光送信側の放熱ワイヤを接地線とし、光受信側の放熱ワイヤを電源線とすることで、光送信側と光受信側の放熱先を違う電位線とすることができる。勿論、光送信側の放熱線を電源線、光受信側の放熱ワイヤを接地線としても構わない。さらに、光送信側と光受信側の放熱ワイヤを同電位（両方接地線又は電源線又は制御線）とし、その他の電線を絶縁しても構わない。
このとき、駆動ＩＣ１２の裏面の放熱ワイヤと放熱ワイヤ以外の各電線とは電気的に絶縁して接続することになるが、一般に電気絶縁する場合は熱的な抵抗も上昇してしまうため、最も熱抵抗の小さな電線（例えば接地線）を駆動ＩＣ１２の裏面に直接接続する放熱ワイヤとし、その他の電線は放熱と捻り合わせたツイスト線とすることが望ましい。これにより、各電線間は電線の被覆により電気絶縁されているが、ケーブルの延長方向にワイヤ径に比し遥かに長い距離で放熱ワイヤと捻り合わせて近接しているため、放熱ワイヤと捻り合わせた他の電線が熱的な結合を起こして熱伝導や放熱に寄与するようにできる。
（第４の実施形態）
放熱ワイヤ３２，３３と実装基板１１の接続は、前述したように半田を用いることができる。このとき、図４に示すように放熱ワイヤ３２，３３の接続部に比較的径の大きな半田用スルーホール（ＰＴＨ）１１３を設けることで、放熱のための熱抵抗を低減することができる。例えば、半田用スルーホール１１３として、穴径が１ｍｍφで２ｍｍピッチに放熱ワイヤ３２，３３の接続パッド領域にスルーホールを設け、内面にＣｕ２５μｍ，Ｎｉ１０μｍ，Ａｕ０．３μｍといったメッキを設ける。ここに放熱ワイヤ３２，３３を半田接続することにより、半田が半田用スルーホール１１３に毛細管現象で充填され、スルーホール全体が金属で構成されるようになる。
これにより、下層配線１０ｄを伝導してくる熱だけでなく、表層電気配線１０ａ、内層電気配線１０ｂ、１０ｃの全を伝わる熱が半田用スルーホール１１３を通して効率良く放熱ワイヤ３２，３３に伝達されるようになる。即ち、駆動ＩＣ１２から放熱ワイヤ３２，３３に至る放熱経路の熱抵抗が低減されるようになる。しかも、このための実装基板１１の加工は、特別な工程の追加の必要がなく、コスト的に特段の付加がない状態で熱抵抗の低減が可能という効果を持っている。
（第５の実施形態）
次に、本発明の利点をより効果的に発揮するための実施形態について図６を参照して説明する。図６において、１７は断熱材、１８はコネクタシールドである。
コネクタプラグ１４は、コネクタプラグ電極１４１（例えばＮｉメッキした真鍮（黄銅）、りん青銅などの銅合金リード）を例えば液晶ポリマーなどの樹脂材料１４２で金型によりインサートモールドしており、コネクタプラグ電極１４１以外の部分は比較的断熱性を持っている。しかしながら、プラグシールド１５（例えば真鍮、りん青銅などの銅合金にＮｉメッキと錫メッキした金属板の曲げ加工品）などは熱伝導性を有するため、コネクタ外部（特に接続する機器）の熱をコネクタ内部に伝え易い。
このことは、前述した接続機器の発する熱を末端コネクタの内部に伝達し、駆動ＩＣ１２の放熱を阻害して動作妨害してしまう可能性を示唆している。また、末端コネクタ部分に集中的に放熱するためのヒートシンクやヒートスプレッダを用いていないものの、接続機器の空冷排気がコネクタに吹き付けるような状態の場合、図１のコネクタモールド１６（例えば熱可塑性エラストマーやフッ素化ゴムなど）を通じて外部の熱が内部に伝達してしまい、同様な弊害を起こすことがある。
そこで、図６ではプラグシールド１５をコネクタプラグ部分までで分断し、断熱材１７を挟んで熱分離した形でコネクタシールド１８を設けている。また、更にコネクタシールド１８の外側にも断熱材１７を設け、その外側にコネクタモールド１６（例えば熱可塑性エラストマーやフッ素化ゴムなど）を設けている。コネクタシールド１８は、例えばプラグシールド１５と同様にＮｉメッキと錫メッキを施した銅合金の板を折り曲げ加工したものを用いればよく、末端コネクタの強度を確保するとともに雑音の出入りを遮断する。また、断熱材１７は例えばガラス繊維布や発泡樹脂シートなどを用いればよい。
このように構成することで、末端コネクタ１０の外側からの熱を遮断し、駆動ＩＣ１２や光半導体素子１３１が加熱されて動作不能に陥ることを防止する。一般に、発熱する素子を断熱材で囲むことは自己加熱による諸問題を引き起こすが、本実施形態のように、放熱ワイヤ３２，３３を用いて発熱する素子から離れた位置まで放熱を行う場合は、発熱する素子を断熱材で囲むことで余計な熱の侵入を遮断し、外部からの熱負荷が大きい環境でも安定に動作をさせることが可能になる。
このように本実施形態によれば、第１〜第４の実施形態の効果に加えて、末端コネクタ１０の断熱化をはかって外部接続機器からの熱干渉を抑制することができ、更なる小型、軽量、低コスト化をはかることが可能となる。
（第６の実施形態）
次に、電源供給線を放熱ワイヤ３２，３３として用いる場合に発生し易い、本発明特有の問題を解決する実施形態について図７を参照して説明する。
図７において、１０は送信側末端コネクタ（第１のコネクタ）、１４はコネクタプラグ、２０は受信側末端コネクタ（第２のコネクタ）、２４はコネクタプラグ、３０は光配線路、１００は光送信部、２００は光受信部、１０１，２０１は安定化電源又はＤＣ−ＤＣコンバータである。また、放熱ワイヤとして機能する電源供給配線３２（接地線）、３３（電源線）は、図７のように一方の末端コネクタ１０からもう一方の末端コネクタ２０に渡って設けられ、光送信部１００と光受信部２００の両方に電源供給できるようになっている。
ここで、光送信部１００及び光受信部２００の動作電圧が、例えば３．３Ｖとすると、電源線３３への供給電圧はそれより高く設定し、例えば５Ｖとする。そして、光送信部１００及び光受信部２００へ電源供給は、ＤＣ−ＤＣコンバータ（又は安定化電源）１０１，２０１を通して３．３Ｖに降圧されて供給されるようにする。また、電源供給（５Ｖ）は光送信部１００側又は光受信部２００側のどちらか一方から供給されるものとし、ここでは光送信部１００側からのみ電源供給されるものとする。
このとき、電源配線及び接地配線の配線抵抗がそれぞれ例えば５オームとし、受信側で消費する電流が１２０ｍＡとすると、光受信部２００での電圧（Ｖ（５ｂ）−Ｖ（５ａ））は３．８Ｖとなる。しかしながら、光受信部２００にはＤＣ−ＤＣコンバータ（又は安定化電源）２０１を通して電源供給するため、３．３Ｖが確保されて供給される。
これをＤＣ−ＤＣコンバータ（又は安定化電源）２０１のない状態で電源供給する場合、光送信部１００での電源電圧と光受信部２００での電源電圧が異なるため、光送信部１００及び光受信部２００に含まれる駆動ＩＣの電源電圧変動耐性をかなり大きくすることが必要になり、前述の例では３．３Ｖに対し±０．６Ｖ（約±２０％）という大きな電源電圧変動耐性が必要になり、一般には動作が難しい。仮に、駆動ＩＣが±２０％の電源変動を許容するとし、光送信部１００側の電源電圧を３．９Ｖ、光受信部側２００の電源電圧を２．７Ｖに設定して動作を始めたとしても、本発明の主旨である放熱ワイヤとしての機能を３２，３３に持たせることにより、動作中に電源線、接地線への放熱による抵抗上昇が起こり、光受信部２００側の電源電圧が−２０％を越えるようになるため、動作維持が難しい。
一方、図７のように構成した場合、接地線３２及び電源線３３の温度が上昇し、前述した配線抵抗が上昇しても光受信部２００での電圧（Ｖ（５ｂ）−Ｖ（５ａ））がＤＣ−ＤＣコンバータ（又は安定化電源）２０１が電圧バッファになり、入力電圧が出力電圧である３．３Ｖ以上のうちは安定に動作することができる。
このように本実施形態によれば、光送信部１００及び光受信部２００と放熱に供される電源線３３との間に、安定化電源回路又はＤＣ−ＤＣコンバータ１０１，２０１を設けることにより、電源配線や接地配線による電圧降下の影響により送信側と受信側の駆動ＩＣの印加電圧が異なる問題を解決することができ、駆動ＩＣの電源電圧変動耐性を大きくする必要がなくなる利点がある。また、接地線３２及び電源線３３を用いて駆動ＩＣの放熱を行うことができるため、第１の実施形態と同様の効果も得られる。
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した本発明実施形態はいくつかの具体例を示しているが、これはあくまで構成例であり、本発明の主旨に従い個々の要素に他の手段（回路、構造、機器構成など）を用いても構わないものである。また、実施形態に示された構成などはあくまで一例であり、また、各実施形態を組み合わせて実施することも可能である。即ち、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができるものである。
実施形態では、第１のコネクタ内に光送信部のみを内蔵し、第２のコネクタ内に光受信部みを内蔵したが、各々のコネクタに光送信部と光受信部を内蔵し、双方向伝送可能にしてもよい。また、放熱ワイヤは必ずしも光送信部と光受信部の両方に熱的に接続される必要はなく、一方に接続されるようにしてもよい。
１０…送信側末端コネクタ（第１のコネクタ）
２０…受信側末端コネクタ（第２のコネクタ）
３０…ケーブル
１１…実装基板
１２…駆動ＩＣ
１３…光送信器
１４，２４…コネクタプラグ
１５…プラグシールド
１６…コネクタモールド
３１…光配線路（光ファイバ、光導波路など）
３２，３３…放熱ワイヤ
１００…光送信部
１０１，２０１…安定化電源又はＤＣ−ＤＣコンバータ
１１１（１１１ａ〜１１１ｄ）…電気配線層
１１２…サーマルビア
１１３…半田用スルーホール（ＰＴＨ）
１３１…光半導体素子
１１４…ボンディングワイヤ
１１５…半田
１４１…コネクタプラグ電極
１４２…電極モールド
２００…光受信部

Claims (5)

  1. 光送信部が内蔵された第１のコネクタと、
    光受信部が内蔵された第２のコネクタと、
    前記第１及び第２のコネクタ間に設けられ、前記光送信部と光受信部とを光学的に接続する光配線路と、
    前記光配線路に沿って設けられ、前記光送信部又は光受信部に熱的に接続され、前記光送信部又は光受信部で発生する熱を放散する放熱ワイヤと、
    を具備してなることを特徴とする光配線ケーブル。
  2. 前記光送信部及び光受信部は、前記光配線路に光結合され光信号と電気信号との変換を行う光半導体素子と、該光半導体素子を駆動する駆動ＩＣと、該駆動ＩＣを一主面に搭載する実装基板と、をそれぞれ有し、
    前記放熱ワイヤが少なくとも１本備えられており、前記放熱ワイヤは、一端側が前記光送信部の前記実装基板の前記駆動ＩＣが搭載された面と反対の面に接続され、他端側が前記光受信部の前記実装基板の前記駆動ＩＣが搭載された面と反対の面に接続され、前記各駆動ＩＣの発する熱を放散する如く前記それぞれの駆動ＩＣと熱的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の光配線ケーブル。
  3. 前記第１及び第２のコネクタ間に複数の電気配線が設けられ、前記放熱ワイヤは、前記電気配線の少なくとも１本を兼ねてなり、該放熱ワイヤとなる電気配線と他の電気配線とを撚り合わせてツイスト線にしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光配線ケーブル。
  4. 前記コネクタの筐体と前記光送信部及び光受信部との間に、断熱材を設けてなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光配線ケーブル。
  5. 光送信部が内蔵された第１のコネクタと、光受信部が内蔵された第２のコネクタと、前記第１及び第２のコネクタ間に設けられ、前記光送信部と光受信部を光学的に接続する光配線路と、前記第１のコネクタから前記第２のコネクタに渡って配置され、前記光送信部及び光受信部の電力供給源となる電源線及び接地線と、を具備した光配線ケーブルであって、
    前記電源線又は接地線が、前記光送信部又は光受信部に熱的に接続されて該光送信部及び光受信部で発生する熱を放散するように設けられ、前記光送信部及び光受信部が前記電源線との間に、安定化電源回路又はＤＣ−ＤＣコンバータをそれぞれ設けられていることを特徴とする光配線ケーブル。
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