フレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器
【課題】高周波特性を維持しつつ光学装置の小型化を図ること。
【解決手段】光送信器１００は、光出力部１１２および電気入力部１１１ａを筐体１１０に有する。駆動回路１２０は、筐体１１０の電気入力部１１１ａに対応して配置される。発光素子１３０は、筐体の１１０光出力部１１２に対応して配置される。フレキシブル基板１４０は、特性インピーダンスを維持しつつ駆動回路１２０と発光素子１３０とを接続する信号ライン１４０ａを有する。フレキシブル基板１４０は、駆動回路１２０と発光素子１３０との間に切欠部を有する。
【解決手段】光送信器１００は、光出力部１１２および電気入力部１１１ａを筐体１１０に有する。駆動回路１２０は、筐体１１０の電気入力部１１１ａに対応して配置される。発光素子１３０は、筐体の１１０光出力部１１２に対応して配置される。フレキシブル基板１４０は、特性インピーダンスを維持しつつ駆動回路１２０と発光素子１３０とを接続する信号ライン１４０ａを有する。フレキシブル基板１４０は、駆動回路１２０と発光素子１３０との間に切欠部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光送受信機に内蔵されるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムに使用される光送受信機は、小型化、低コスト化が進んでいる。たとえば１０Ｇｂｐｓの光送受信機においては、Ｘ２、ＸＦＰ（１０Ｇｉｇａｂｉｔ Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）に代表されるように、より小型で、低消費電力の光送受信機の規格が一般的になっている。
【０００３】
それにともない、光送受信機の内部に使用される電気−光変換部および光−電気変換部においても、ＸＭＤ−ＭＳＡ（Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｄｅｖｉｃｅ Ｍｕｌｔｉ Ｓｏｕｒｃｅ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）とよばれるＴＯＳＡ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ＳｕｂＡｓｓｅｍｂｌｙ）、ＲＯＳＡ（Ｒｅｃｉｅｖｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ＳｕｂＡｓｓｅｍｂｌｙ）タイプ（レセプタクルタイプ）の小型の規格が一般的になった。一方、光通信システムでは高速化の要求が強く、４０Ｇｂｐｓの光送受信機の開発や、１００Ｇ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の議論も行われている。
【０００４】
図１１は、従来の光送受信機を示す斜視図および断面図である。図１１の斜視図に示すように、光通信システム１１１０は複数のポート１１１１〜１１１４を備えており、光送受信機１１２０はポート１１１１に挿入される。光送受信機１１２０には光ファイバー１１３０が接続されている。光送受信機１１２０は、光ファイバー１１３０を介して他の通信システムと光信号の送受信を行う。図１１の断面図に示すように、光送受信機１１２０は、電気入力部１１２１と、再生回路１１２２と、ドライバＩＣ１１２３と、ＴＯＳＡ１１２４と、ＲＯＳＡ１１２５と、を備えている。
【０００５】
電気入力部１１２１は、光通信システム１１１０のポート１１１１に光送受信機１１２０が挿入された場合に、光通信システム１１１０のポート１１１１と接続する。電気入力部１１２１は、通信システム１１１０から出力された電気信号を再生回路１１２２へ出力する。また、電気入力部１１２１は、再生回路１１２２から出力された電気信号を通信システム１１１０へ出力する。
【０００６】
再生回路（ＣＤＲ：Ｃｌｏｃｋ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）１１２２は、電気入力部１１２１から出力された電気信号からデータ信号およびクロック信号を抽出し、ドライバＩＣ１１２３へ出力する。また、再生回路１１２２は、ＲＯＳＡ１１２５から出力された電気信号からデータ信号およびクロック信号を抽出し、電気入力部１１２１へ出力する。
【０００７】
ドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１２３は、再生回路１１２２から出力される電気信号に基づいて、ＴＯＳＡ１１２４を駆動する駆動信号をＴＯＳＡ１１２４へ出力するドライバアンプである。ＴＯＳＡ１１２４は、ドライバＩＣ１１２３から出力される駆動信号に基づいて光ファイバー１１３０を介して光信号を送信する光送信器である。ＲＯＳＡ１１２５は、光ファイバー１１３０を介して光信号を受信する光受信器である。ＲＯＳＡ１１２５は、受信した光信号に基づく電気信号を再生回路１１１２へ出力する。
【０００８】
図１２は、光送受信機内部の伝送線路の各種形態を示す斜視図である。図１２において、符号１２１０は直線伝送線路を示している。符号１２２０は９０度曲げ伝送線路を示している。符号１２３０はワイヤによって接続された伝送線路を示している。光送受信機１１２０内部にはこのような各種の伝送線路が設けられるが、伝送線路中にインピーダンスミスマッチ部があると信号の反射が増加する。
【０００９】
図１３は、光送受信機が送信する光信号の周波数と反射との関係を示す特性図である。図１３において、横軸は、光送受信機１１２０が送信する光信号の周波数（ＧＨｚ）を示している。縦軸は、光送受信機１１２０内のインピーダンスミスマッチ部における反射（ｄＢ）を示している。符号１３１０は、直線伝送線路１２１０における反射特性を示している。符号１３２０は、９０度曲げ伝送線路１２２０における反射特性を示している。
【００１０】
符号１３３０は、ワイヤによって接続された伝送線路１２３０における反射特性を示している。図１３に示すように、光送受信機１１２０内部の伝送線路の各種形態において、光信号の周波数が大きくなるとインピーダンスミスマッチ部における反射が大きくなる。一般的に、λ／２０の長さのインピーダンスミスマッチ部があると特性に影響が出ると言われている（４０ＧＨｚでは３７５μｍ（自由空間））。このため、高速の光送受信機１１２０においては、内部の伝送線路にインピーダンスミスマッチ部を作らないことが必要となる。
【００１１】
図１４は、光送受信機が送信する光信号の周波数と放射との関係を示す特性図である。図１４において、横軸は、光送受信機１１２０が送信する光信号の周波数（ＧＨｚ）を示している。縦軸は、光送受信機１１２０内で発生する信号の放射（ｄＢ）を示している。符号１４１０は、直線伝送線路１２１０における放射特性を示している。符号１４２０は、９０度曲げ伝送線路１２２０における放射特性を示している。符号１４３０は、ワイヤによって接続された伝送線路１２３０における放射特性を示している。
【００１２】
図１４に示すように、光送受信機１１２０内部の伝送線路の各種形態において、光信号の周波数が大きくなると信号の放射が大きくなる。信号の放射が大きくなると、電磁妨害が大きくなる。特に、ドライバＩＣ１１２３は、出力振幅が最も大きく、電磁妨害が発生しやすい。このため、光送受信機１１２０においては、ＴＯＳＡ１１２４の筐体にドライバＩＣ１１２３を内蔵することで、電磁妨害の低減が図られているものもある。
【００１３】
図１５は、従来の光送信器を示す平面図である。光送信器１５００は、筐体１５１０にドライバＩＣ１５２０および発光素子１５３０を備えるＴＯＳＡである。ドライバＩＣ１５２０は、筐体１５１０に設けられた電気入力部１５１１から入力される電気信号に基づいて、発光素子１５３０を駆動する駆動信号を生成する。ドライバＩＣ１５２０は、生成した駆動信号を、信号路１５４０を介して発光素子１５３０へ出力する。
【００１４】
ドライバＩＣ１５２０は、電気入力部１５１１との接続における高周波特性を維持するため、電気入力部１５１１の位置に合わせて配置される。たとえば、ドライバＩＣ１５２０は、電気入力部１５１１とワイヤによる接続距離１６０１が２５０μｍ以内になるように配置される。
【００１５】
発光素子１５３０は、ドライバＩＣ１５２０から出力された駆動信号に基づく光信号を、筐体１５１０に設けられた光出力部１５１２から出射する。発光素子１５３０は、筐体１５１０の光出力部１５１２から光信号を出射するため、光出力部１５１２の位置に合わせて配置される。特に、ＴＯＳＡやＲＯＳＡにおいては、ＳＣコネクタやＬＣコネクタが直接挿され光結合をとるため、発光素子１５３０の位置精度はさらに厳しくなる。
【００１６】
図１６は、図１５のＤ−Ｄ線断面図である。図１６において、図１５に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１６に示すように、駆動信号を通過させる信号路１５４０における特性インピーダンスのミスマッチ部（ワイヤー）を短くする必要がある。
【００１７】
また、発光素子１５３０や電解吸収型光変調器（ＥＡ）は温度コントロールが必要であるため、ペルチェ素子１６１０上に設けられ、他の部品（筐体）から熱的（実際には空間的）に絶縁されている。特にＥＭＬ（ＥＡと発光素子が一体化されたもの）においては、それ自身が動作時に発熱するため、様々な放熱構造が検討されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【００１８】
また、素子同士を橋渡しする形状のホルダによって信号路１５４０の接続距離を短くする構成が開示されている（たとえば、下記特許文献２参照。）。また、信号路１５４０をフレキシブル基板によって接続する構成が開示されている（たとえば、下記特許文献３参照。）。
【００１９】
【特許文献１】特開２００３−２２２８２６号公報
【特許文献２】特許第３３５３７１８号明細書
【特許文献３】特開２００６−３３８０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述した従来技術では、筐体１５１０における電気入力部１５１１と光出力部１５１２との位置ずれによって、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との位置ずれが生じるという問題がある。この位置ずれをワイヤによって補正しつつドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０とを接続すると、ワイヤによる接続距離１５６１〜１５６４が長く（たとえば３７５μｍ以上に）なり高周波特性を維持することができなくなる。
【００２１】
また、光送信器１５００を小型化する場合、発光素子１５３０（変調機）およびペルチェ素子１６１０と、筐体１５１０と、の距離が近くなる。このため、発光素子１５３０の熱が十分に発散されず、発光素子１５３０の温度制御が困難になるという問題がある。
【００２２】
たとえば、ＥＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）は温度依存性があり、温度が変わると変調がかからなかったり、光出力が小さくなったりするという問題がある。また、ＥＭＬ（ＥＡ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ：ＥＡ変調器集積型半導体レーザ）は、ＥＡと同様の問題に加えて、発光する光信号の波長が変化するなどの問題がある。
【００２３】
特に、ドライバＩＣ１５２０を筐体１５１０に内蔵した場合、ドライバＩＣ１５２０も発光素子１５３０と同様に熱を発する。このため、発光素子１５３０の温度制御がより困難になる。これに対して、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０とが熱的に分離されるように、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との間の距離を大きくとることが考えられる。しかし、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との間の距離を大きくとる場合、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との間のインピーダンスミスマッチ部が長くなり、高周波特性を維持することが困難となるという問題がある。
【００２４】
たとえば、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０およびペルチェ素子１６１０との間の距離を大きくとるために、固定部材１６２０とペルチェ素子１６１０との間に空間１６３０を形成する。そして、上述した特許文献２のように、信号路１５４０の高周波特性を維持するために、符号１６０５に示すように、固定部材１６２０およびペルチェ素子１６１０上から空間１６３０の上にせり出すように信号路１５４０の基材を設けることが考えられる。しかし、この場合、筐体１５１０の内部構成が複雑となる。このため、光送信器１５００を小型化することができないという問題がある。
【００２５】
このように、ドライバＩＣ１５２０を筐体１５１０に内蔵した光送信器１５００においては、発光素子１５３０の温度制御のためにはドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との距離を大きくとる必要がある一方、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との間の距離を大きくとると、高周波特性の維持が難しく、また、光送信器１５００の小型化を図ることが困難になるという問題がある。
【００２６】
また、上述したＲＯＳＡ１１２５においても、筐体における入力部と電気出力部と光の位置ずれによって電気出力部と受光素子との位置ずれが生じるという問題がある。この位置ずれをワイヤによって補正しつつ電気出力部と受光素子とを接続すると、接続距離が長く（たとえば３７５μｍ以上に）なり高周波特性を維持することができなくなるという問題がある。
【００２７】
これに対して、上述した特許文献３のように、たとえばドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０とをフレキシブル基板によって接続することが考えられる（たとえば特開２００６−３３８０１８参照）。しかし、一般的なフレキシブル基板は、基材に数１０μｍ厚のポリイミドや液晶ポリマーなどを用い、厚さ１０μｍ程度のＣｕ箔を片面または両面に貼り付け、さらに、ＮｉメッキやＡｕメッキなどが付くため、サイズによっては十分な可撓性を得ることができない。
【００２８】
また、ＴＯＳＡなどの小型のモジュールにフレキシブル基板を内蔵する場合、フレキシブル基板のサイズは数ｍｍ〜数１０ｍｍ程度となる。このため、フレキシブル基板であっても、自由に曲げてドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との位置を合わせることは困難となる。
【００２９】
この発明は、上述した問題点を解消するものであり、高周波特性を維持しつつ光学装置の小型化を図ることができるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明にかかるフレキシブル基板は、第１部品と第２部品とを電気的に接続するフレキシブル基板であって、前記第１部品と第２部品との間に位置する切欠部を有する可撓性の基材と、前記基材の前記切欠部が形成されていない部分に形成され、特性インピーダンスを維持しつつ前記第１部品と第２部品とを接続する信号ラインと、を備えることを特徴とする。
【００３１】
上記構成によれば、第１部品と第２部品との間に切欠部を有するため可撓性が大きくなる。このため、フレキシブル基板のサイズが小さい場合でも十分な可撓性を得ることができる。
【００３２】
また、この発明にかかる光学部品は、光入出力部と、前記第１部品としての電気入出力部と、を筐体に有する光学部品であって、前記筐体の光入出力部に対応して配置される前記第２部品としての光素子と、前記電気入出力部と前記光素子とを電気的に接続する上述のフレキシブル基板と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
上記構成によれば、フレキシブル基板によって光入出力部と電気入出力部との位置ずれを吸収することができ、高周波特性を維持することができる。また、筐体の内部構造を複雑にすることなく発光素子と筐体との間の距離を大きくとることができる。
【発明の効果】
【００３４】
この発明によれば、高周波特性を維持しつつ光学装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる光送信器を示す平面図である。図１に示すように、実施の形態にかかる光送信器１００は、筐体１１０内に、ドライバＩＣ１２０と、発光素子１３０と、フレキシブル基板１４０と、を備えている。筐体１１０は、複数の電気入力部１１１ａ〜１１１ｆと、光出力部１１２と、を有している。
【００３７】
電気入力部１１１ａ〜１１１ｆは筐体１１０の一端に設けられており、電気入力部１１１ａ〜１１１ｆには電気信号や電源が入力される。電気入力部１１１ａ〜１１１ｆはたとえばセラミック端子である。光出力部１１２は、筐体１１０の他端に設けられている。光出力部１１２は、ここでは、他の光デバイスのコネクタに接続されるレセプタクルである。光出力部１１２は、筐体１１０内から出射される光信号を他の光デバイスへ出力する。
【００３８】
ドライバＩＣ１２０は、発光素子１３０を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路である。ドライバＩＣ１２０は、電気入力部１１１ａから入力される電気信号に基づいて駆動信号を生成する。ドライバＩＣ１２０は、生成した駆動信号をフレキシブル基板１４０を介して発光素子１３０へ出力する。ドライバＩＣ１２０は、たとえば、電気入力部１１１ａから入力される電気信号を増幅して駆動信号とする増幅器である。
【００３９】
ドライバＩＣ１２０は、電気入力部１１１ａに対してワイヤを介して接続されている。電気入力部１１１ａとドライバＩＣ１２０との接続における高周波特性を維持するために、ドライバＩＣ１２０は電気入力部１１１ａの位置に合わせて配置されている。たとえば、ドライバＩＣ１２０は、電気入力部１１１ａとの接続距離２６１が３７５μｍ以内となる位置に配置される。ドライバＩＣ１２０は、ここではフレキシブル基板１４０の一端の上に配置されている。
【００４０】
発光素子１３０は、ドライバＩＣ１２０からフレキシブル基板１４０を介して出力された駆動信号に基づいて光信号を生成する。発光素子１３０は、生成した光信号を光出力部１１２を介して外部へ出射する。発光素子１３０は、たとえば、ＥＡ型変調器や、ＥＭＬチップである。
【００４１】
なお、光送信器１００の送信側には光結合部１５０が設けられている。発光素子１３０は、生成した光信号を光結合部１５０および光出力部１１２を介して出射する。ここでは、光結合部１５０は、レンズ１５１と、窓１５２と、レンズ１５３と、から構成されている。レンズ１５１は、発光素子１３０と筐体１１０との間に配置されており、発光素子１３０から出射された光信号を通過させる。
【００４２】
窓１５２は、筐体１１０に設けられており、発光素子１３０から光出力部１１２へ向かう方向にのみ光信号を通過させる光アイソレータの機能を有する。レンズ１５３は、光出力部１１２に内蔵されており、発光素子１３０から出射されレンズ１５１および窓１５２を通過した光信号を通過させる。
【００４３】
発光素子１３０は、光出力部１１２に対して光信号を出射するために、光出力部１１２の位置に合わせて配置されている。たとえば、発光素子１３０は、光出力部１１２との位置ずれの精度が１００μｍ以内になるように配置される。このように、ドライバＩＣ１２０は電気入力部１１１ａの位置に合わせて配置される一方、発光素子１３０は光出力部１１２の位置に合わせて配置される。
【００４４】
フレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）１４０の一端は電気入力部１１１ｂ〜１１１ｆに接続されている。また、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０に接続され、ドライバＩＣ１２０が出力した駆動信号を発光素子１３０へ出力する信号ライン１４０ａを有する。信号ライン１４０ａは高周波信号ラインであり、信号ライン１４０ａのインピーダンスはここでは５０Ωに維持されている。
【００４５】
フレキシブル基板１４０の一端は、信号ライン１４０ａとドライバＩＣ１２０との接続距離がたとえば３７５μｍ以内となるように配置されている。これにより、信号ライン１４０ａとドライバＩＣ１２０との間の高周波特性を維持することができる。また、フレキシブル基板１４０の他端は、信号ライン１４０ａと発光素子１３０との間の接続距離がたとえば３７５μｍ以内となるように配置されている。これにより、信号ライン１４０ａと発光素子１３０との間の高周波特性を維持することができる。
【００４６】
ここでは、フレキシブル基板１４０は、信号ライン１４０ａの他に複数のＤＣライン１４０ｂ〜１４０ｆを有している。ＤＣライン１４０ｂ〜１４０ｆは、電気入力部１１１ｂ〜１１１ｆにそれぞれ接続されている。たとえば、ＤＣライン１４０ｂおよびＤＣライン１４０ｃは、電気入力部１１１ｂおよび電気入力部１１１ｃから入力された電源をドライバＩＣ１２０に供給する電源供給ラインである。
【００４７】
また、ＤＣライン１４０ｄは、電気入力部１１１ｄから入力された電源をペルチェ素子（後述）に供給する電源供給ラインである。また、ＤＣライン１４０ｅは、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１６０から出力される電気信号を電気入力部１１１ｅへ出力する信号ラインである。
【００４８】
ここで、ＰＤ１６０は、発光素子１３０が生成した光信号の一部を受光し、受光した光信号に基づく電気信号を出力する、光信号の監視用ＰＤである。また、ＤＣライン１４０ｆは、電気入力部１１１ｆから入力された電源を発光素子１３０に供給する電源供給ラインである。
【００４９】
また、フレキシブル基板１４０には、信号ライン１４０ａが複数設けられていてもよい。この場合、フレキシブル基板１４０はパラレル伝送を行う。
【００５０】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２に示すように、ドライバＩＣ１２０は、固定部材２０１によって筐体１１０に固定されている。具体的には、筐体１１０に固定された固定部材２０１の上にフレキシブル基板１４０の一端が固定されており、フレキシブル基板１４０の一端の上にドライバＩＣ１２０が固定されている。
【００５１】
発光素子１３０は、固定部材２０２およびペルチェ素子２０３によって筐体１１０に固定されている。具体的には、筐体１１０に固定された固定部材２０２の上にペルチェ素子２０３が固定されている。ペルチェ素子２０３の上にフレキシブル基板１４０の他端が固定されている。フレキシブル基板１４０の他端の上に発光素子１３０が固定されている。
【００５２】
ペルチェ素子２０３は、上述したＤＣライン１４０ｄによって供給される電源に基づいて駆動する。固定部材２０２は、たとえば窒化アルミ（ＡｌＮ）によって形成されている。筐体１１０における固定部材２０１および固定部材２０２が固定された部分および固定部材２０１は、たとえば銅タングステン（ＣｕＷ）によって形成されている。なお、上述した光結合部１５０のレンズ１５１は、ここでは固定部材２０２の上に設けられている。
【００５３】
つぎに、以上説明した構成によるずれの吸収の作用について説明する。可撓性のフレキシブル基板１４０を用いることで、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の位置ずれにかかわらず、高周波特性を維持しつつドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを接続することができる。
【００５４】
たとえば、図２において、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との高さがずれている場合においても、高さのずれをフレキシブル基板１４０で吸収することができる。これにより、ワイヤによる接続部分の接続距離を３７５μｍ以下にすることができ、高周波特性を維持することができる。
【００５５】
このため、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。また、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の位置ずれの原因となる、電気入力部１１１ａと光出力部１１２との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。
【００５６】
つぎに、以上説明した構成による熱伝導の作用について説明する。固定部材２０１は、ドライバＩＣ１２０が発する熱を筐体１１０へ発散させる放熱部材としての機能も有する。ドライバＩＣ１２０が発した熱は、固定部材２０１および筐体１１０を伝導して発散される。
【００５７】
ペルチェ素子２０３は、ペルチェ効果によって発光素子１３０が発する熱を固定部材２０２へ伝導させる。固定部材２０２は、ペルチェ素子２０３によって伝導された熱を発散させる放熱部材としての機能も有する。発光素子１３０が発した熱は、ペルチェ素子２０３、固定部材２０２および筐体１１０を伝導して発散される。
【００５８】
ここで、ドライバＩＣ１２０が設けられた固定部材２０１と、発光素子１３０が設けられたペルチェ素子２０３と、の距離２２０を大きくとっても、フレキシブル基板１４０によって高周波特性を維持しつつドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを接続することができる。
【００５９】
これにより、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の高周波特性を維持しつつ空間２１０を確保することができる。たとえば、ドライバＩＣ１２０の熱を発散させる固定部材２０１と、発光素子１３０の熱を発散させるペルチェ素子２０３と、の距離２２０を１．５ｍｍ以上にすることができる。このため、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを熱的に十分に分離することができ、ドライバＩＣ１２０および発光素子１３０を安定して動作させることができる。
【００６０】
また、フレキシブル基板１４０によって高周波特性を維持できるため、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを熱的に十分に分離するために筐体１１０の内部構成を複雑（図１６中符号１６０５参照）にする必要がない。このため、光送信器１００の小型化を図ることができる。また、ドライバＩＣ１２０を筐体１１０に内蔵するため、光送信器１００を内蔵する光送受信機の小型化を図ることができる。
【００６１】
また、フレキシブル基板１４０によってドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを直接接続することができるため、ワイヤによる接続部分を減らすことができる。このため、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の高周波特性の維持が容易となり、高周波特性を向上させることができる。また、ワイヤの接続部分が減ることによって、光送信器１００の製造工程を簡易化することができる。
【００６２】
なお、本発明は、筐体１１０にドライバＩＣ１２０を内蔵しない場合（図１１参照）にも適用することができる。この場合、フレキシブル基板１４０の信号ライン１４０ａによって、電気入力部１１１ａと発光素子１３０とを直接接続する。可撓性のフレキシブル基板１４０を用いることで、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との間の位置ずれにかかわらず、高周波特性を維持しつつ電気入力部１１１ａと発光素子１３０とを接続することができる。
【００６３】
たとえば、図２において、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との高さがずれている場合においても、高さのずれをフレキシブル基板１４０で吸収することができる。これにより、ワイヤによる接続部分の接続距離を３７５μｍ以下にすることができ、高周波特性を維持することができる。このため、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。また、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との間の位置ずれの原因となる、電気入力部１１１ａと光出力部１１２との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。
【００６４】
また、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との間の高周波特性を維持しつつ空間２１０を確保することができる。このため、発光素子１３０の熱を発散させるペルチェ素子２０３と筐体１１０とを熱的に十分に分離することができ、発光素子１３０を安定して動作させることができる。また、フレキシブル基板１４０によって高周波特性を維持できるため、筐体１１０と発光素子１３０とを熱的に十分に分離するために筐体１１０の内部構成を複雑にする必要がない。このため、光送信器１００の小型化を図ることができる。
【００６５】
図３は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その１）を示す斜視図である。図３において、図１に示したＤＣライン１４０ｂおよびＤＣライン１４０ｃは省略している（図４および図５においても同様）。図３に示すように、実施の形態にかかる光送信器１００のフレキシブル基板１４０は、図のＺ軸方向の可撓性を有する。このため、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との高さ方向（図２参照）のずれを吸収することができる。
【００６６】
また、フレキシブル基板１４０は、上述したドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間に、撓み３０１を有していてもよい。これにより、フレキシブル基板１４０は、図のＹ軸方向の伸縮性を有するようになる。このため、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との接続方向（図１および図２参照）のずれを吸収することができる。このため、熱膨張などによってドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との距離が変化しても、フレキシブル基板１４０が有する撓み３０１によってずれを吸収することができる。
【００６７】
図４は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その２）を示す斜視図である。図４に示すように、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間に切欠部４０１を有していてもよい。ここでは、切欠部４０１は、図のＹ軸方向（ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との接続方向と直交する方向）に形成されている。これにより、フレキシブル基板１４０における、切欠部４０１によって幅が狭くなった部分がより柔軟に撓むようになる。
【００６８】
これにより、フレキシブル基板１４０における図のＺ軸方向の可撓性およびＹ軸方向の伸縮性がさらに大きくなる。また、切欠部４０１により、フレキシブル基板１４０は、図のＸ軸方向の可撓性を有するようになる。このため、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との高さ方向および接続方向と直交する方向（図１参照）のずれを吸収することができる。
【００６９】
また、フレキシブル基板１４０は、図のＹ軸方向の軸を中心とした回転方向のねじれに対する可撓性を有するようになる。このため、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とが互いに平行（図２参照）でなく、異なる角度で設けられている場合、この角度のずれを吸収することができる。
【００７０】
ここでは、ＤＣライン１４０ｄ、ＤＣライン１４０ｅおよびＤＣライン１４０ｆのそれぞれの途中の部分が、電極を残して基材を削除したフライングリード構造となっている。基材を削除したことによって形成された切欠部４０１によって、フレキシブル基板１４０は上述した可撓性を有するようになる。また、フレキシブル基板１４０における信号ライン１４０ａが形成された部分の基材は残すことによって、信号ライン１４０ａの高周波特性を維持することができる。
【００７１】
図５は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その３）を示す斜視図である。図５に示すように、フレキシブル基板１４０は、デバイスホール５０１とデバイスホール５０２とを有していてもよい。デバイスホール５０１は、フレキシブル基板１４０の一端に設けられ、信号ライン１４０ａと接続する位置にドライバＩＣ１２０を設置するためのホールである。
【００７２】
デバイスホール５０２は、フレキシブル基板１４０の他端に設けられ、信号ライン１４０ａと接続する位置に発光素子１３０を設置するためのホールである。デバイスホール５０１およびデバイスホール５０２により、ドライバＩＣ１２０および発光素子１３０と信号ライン１４０ａとの高さ調節が可能となり、より容易に高周波特性を維持することができる。
【００７３】
図６は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板を示す断面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図を示している。図６に示すように、信号ライン１４０ａは、ポリイミドや液晶ポリマーなどの基材（ベースフィルム）６１０の表面に形成されている。また、信号ライン１４０ａは、基材６１０の裏面に接地面６２０が設けられたマイクロストリップラインとなっている。
【００７４】
これにより、信号ライン１４０ａは、ドライバＩＣ１２０から発光素子１３０までの高周波特性を維持することができる。また、図５のＢ−Ｂ線においては、ＤＣライン１４０ｄ、ＤＣライン１４０ｅおよびＤＣライン１４０ｆが形成された部分の基材６１０および接地面６２０は削り取られている（切欠部４０１）。
【００７５】
図７は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板の変形例１を示す断面図である。図７に示すように、信号ライン１４０ａは、基材６１０の表面に形成された接地面７１０および接地面７２０によって挟まれるコプレーナラインとなっていてもよい。接地面７１０および接地面７２０は、それぞれ信号ライン１４０ａと一定の距離をとりながら信号ライン１４０ａに沿って形成されている。
【００７６】
これにより、信号ライン１４０ａは、ドライバＩＣ１２０から発光素子１３０までの高周波特性を維持することができる。この場合も、図５のＢ−Ｂ線においては、ＤＣライン１４０ｄ、ＤＣライン１４０ｅおよびＤＣライン１４０ｆが形成された部分の基材６１０は削り取られている。
【００７７】
図８は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板の変形例２を示す断面図である。図８に示すように、信号ライン１４０ａは、基材６１０の表面に形成された接地面７１０および接地面７２０によって挟まれ、さらに基材６１０の裏面に接地面６２０が設けられたグランディットコプレーナラインとなっていてもよい。ここでは、接地面７１０および接地面７２０は、それぞれビア８１０およびビア８２０を介して接地面６２０に接続されている。
【００７８】
これにより、信号ライン１４０ａは、ドライバＩＣ１２０から発光素子１３０までの高周波特性を維持することができる。この場合も、図５のＢ−Ｂ線においては、ＤＣライン１４０ｄ、ＤＣライン１４０ｅおよびＤＣライン１４０ｆが形成された部分の基材６１０および接地面６２０は削り取られている。
【００７９】
図９は、実施の形態にかかる光受信器を示す平面図である。図９において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、実施の形態にかかる光受信器９００は、筐体１１０内に、受光素子９１０と、フレキシブル基板１４０と、を備えている。ここでは、電気入力部１１１ａ〜１１１ｆを電気出力部１１１ａ〜１１１ｆとし、光出力部１１２を光入力部１１２とする。
【００８０】
光受信器９００は、光入力部１１２によって光信号を受信する。光結合部１５０は、光入力部１１２から入射した光信号を通過させて受光素子９１０に結合させる。ここでは、窓１５２は、光入力部１１２から受光素子９１０へ向かう方向にのみ光信号を通過させる光アイソレータの機能を有する。
【００８１】
受光素子９１０は、光入力部１１２から入射し、光結合部１５０を通過した光信号を受光する。受光素子９１０は、受光した光信号に基づく電気信号を生成する。受光素子９１０は、生成した電気信号を、フレキシブル基板１４０の信号ライン１４０ａを介して電気出力部１１１ａへ出力する。受光素子９１０は、たとえばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。
【００８２】
受光素子９１０は、光入力部１１２から出射される光信号を受光するために、光入力部１１２の位置に合わせて配置されている。たとえば、受光素子９１０は、光入力部１１２との位置ずれの精度が１００μｍ以内になるように配置される。フレキシブル基板１４０の信号ライン１４０ａは、受光素子９１０と電気出力部１１１ａとを接続している。このように、信号ライン１４０ａの一端は電気出力部１１１ａに接続される一方、受光素子９１０は光入力部１１２の位置に合わせて配置される。
【００８３】
図１０は、図９のＣ−Ｃ線断面図である。図１０において、図２および図９に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、受光素子９１０は、固定部材２０２によって筐体１１０に固定されている。具体的には、筐体１１０に固定された固定部材２０２の上にフレキシブル基板１４０の他端が固定されている。フレキシブル基板１４０の他端の上に受光素子９１０が固定されている。
【００８４】
フレキシブル基板１４０には、図３〜図８に示した各種フレキシブル基板１４０を適用することができる。可撓性のフレキシブル基板１４０を用いることで、電気出力部１１１ａと受光素子９１０との間の位置ずれにかかわらず、高周波特性を維持しつつ電気出力部１１１ａと受光素子９１０とを接続することができる。
【００８５】
たとえば、図１０において、電気出力部１１１ａと受光素子９１０との高さがずれている場合においても、高さのずれをフレキシブル基板１４０で吸収することができる。これにより、ワイヤによる接続部分の接続距離を３７５μｍ以下にすることができ、高周波特性を維持することができる。
【００８６】
このため、電気出力部１１１ａと受光素子９１０との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。また、電気出力部１１１ａと受光素子９１０との間の位置ずれの原因となる、電気出力部１１１ａと光入力部１１２との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。
【００８７】
以上説明したように、この発明にかかるフレキシブル基板によれば、途中に切欠部を有するため可撓性が大きくなる。このため、フレキシブル基板のサイズが小さい場合でも十分な可撓性を得ることができる。また、信号ラインの高周波特性は維持しつつ、他のラインは切欠部を通過するフライングリード構造とすることで切欠部を長く形成し、十分な可撓性を得ることができる。
【００８８】
また、この発明にかかるフレキシブル基板および光送信器によれば、ドライバＩＣと発光素子とをフレキシブル基板で接続することで、ドライバＩＣと発光素子との間の位置ずれにかかわらず高周波特性を維持することができる。また、従来のように筐体の内部構成を複雑にすることなくドライバＩＣと発光素子とを熱的に十分に分離することができる。このため、この発明にかかるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器によれば、高周波特性を維持しつつ光学装置の小型化を図ることができる。
【００８９】
なお、上述した実施の形態において説明した光送信器および光受信器を、光通信システムを構成する光送受信装置、中継装置およびＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｏｒ）などの光通信装置に適用することができる。
【００９０】
（付記１）第１部品と第２部品とを電気的に接続するフレキシブル基板であって、
前記第１部品と第２部品との間に位置する切欠部を有する可撓性の基材と、
前記基材の前記切欠部が形成されていない部分に形成され、特性インピーダンスを維持しつつ前記第１部品と第２部品とを接続する信号ラインと、
を備えることを特徴とするフレキシブル基板。
【００９１】
（付記２）前記切欠部を通過するフライングリード構造のラインをさらに備えることを特徴とする付記１に記載のフレキシブル基板。
【００９２】
（付記３）前記切欠部は、前記基材における前記ラインが形成された部分の一部を、前記ラインを残して切り取ることで前記フライングリード構造としたことを特徴とする付記２に記載のフレキシブル基板。
【００９３】
（付記４）前記基材は、前記第１部品および第２部品の少なくとも一方との接続部にデバイスホールを有することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９４】
（付記５）前記信号ラインを複数備え、前記第１部品と第２部品との間でパラレル伝送を行うことを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９５】
（付記６）前記切欠部は、前記第１部品と第２部品との接続方向と直交する方向に設けられていることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９６】
（付記７）前記信号ラインは、前記基材の反対面に接地電極が形成されたマイクロストリップラインであることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９７】
（付記８）前記信号ラインは、前記信号ラインに沿って前記基材に形成された２つの接地電極によって挟まれるコプレーナラインであることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９８】
（付記９）前記信号ラインは、前記基材の反対面に接地電極が形成され、前記信号ラインに沿って前記基材に形成された２つの接地電極によって挟まれるグランディットコプレーナラインであることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９９】
（付記１０）光入出力部と、前記第１部品としての電気入出力部と、を筐体に有する光学部品であって、
前記筐体の光入出力部に対応して配置される前記第２部品としての光素子と、
前記電気入出力部と前記光素子とを電気的に接続する請求項１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光学部品。
【０１００】
（付記１１）光出力部と、前記第１部品としての電気入力部と、を筐体に有する光送信器であって、
前記筐体の光出力部に対応して配置される前記第２部品としての発光素子と、
前記電気入力部と前記発光素子とを電気的に接続する付記１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光送信器。
【０１０１】
（付記１２）前記電気入力部に接続され、前記電気入力部から入力される電気信号に基づく駆動信号を、前記信号ラインを介して前記発光素子へ出力する前記筐体内蔵の駆動回路をさらに備えることを特徴とする付記１１に記載の光送信器。
【０１０２】
（付記１３）前記駆動回路の熱を前記筐体に放散する第１放熱部材と、
前記第１放熱部材と所定の距離を有して設けられ、前記発光素子の熱を前記筐体に放散する第２放熱部材とをさらに備え、
前記第１放熱部材と前記第２放熱部材との間には、前記第１放熱部材と前記第２放熱部材とを熱的に分離する空間が形成されることを特徴とする付記１２に記載の光送信器。
【０１０３】
（付記１４）前記フレキシブル基板は、前記駆動回路と前記発光素子との間に撓みを有して配置されることを特徴とする付記１２または１３に記載の光送信器。
【０１０４】
（付記１５）前記駆動回路は、前記電気入力部から入力される電気信号を増幅して前記駆動信号とする増幅回路であることを特徴とする付記１２〜１４のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１０５】
（付記１６）前記発光素子は、ＥＡ変調器集積型半導体レーザであることを特徴とする付記１１〜１５のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１０６】
（付記１７）光入力部と、前記第１部品としての電気出力部を筐体に有する光受信器であって、
前記筐体の光入力部から入力される光信号を受光し、前記光信号に基づく電気信号を出力する前記第２部品としての受光素子と、
前記電気出力部と前記受光素子とを電気的に接続する付記１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光受信器。
【０１０７】
（付記１８）付記１１〜１６のいずれか一つに記載の光送信器を備える光通信装置によって構成されることを特徴とする光通信システム。
【０１０８】
（付記１９）付記１７に記載の光受信器を備える光通信装置によって構成されることを特徴とする光通信システム。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上のように、この発明にかかるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器は、小型の光送受信機に有用であり、特に、高速の光信号を送受信する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施の形態にかかる光送信器を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その１）を示す斜視図である。
【図４】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その２）を示す斜視図である。
【図５】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その３）を示す斜視図である。
【図６】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板を示す断面図である。
【図７】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板の変形例１を示す断面図である。
【図８】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板の変形例２を示す断面図である。
【図９】実施の形態にかかる光受信器を示す平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】従来の光送受信機を示す斜視図および断面図である。
【図１２】光送受信機内部の伝送線路の各種形態を示す斜視図である。
【図１３】光送受信機が送信する光信号の周波数と反射との関係を示す特性図である。
【図１４】光送受信機が送信する光信号の周波数と放射との関係を示す特性図である。
【図１５】従来の光送信器を示す平面図である。
【図１６】図１５のＤ−Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１００ 光送信器
１１０ 筐体
１１１ａ〜１１１ｆ 電気入力部
１１２ 光出力部
１２０ ドライバＩＣ
１３０ 発光素子
１４０ フレキシブル基板
１４０ａ 信号ライン
２０３ ペルチェ素子
２１０ 空間
３０１ 撓み
４０１ 切欠部
９１０ 受光素子
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光送受信機に内蔵されるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムに使用される光送受信機は、小型化、低コスト化が進んでいる。たとえば１０Ｇｂｐｓの光送受信機においては、Ｘ２、ＸＦＰ（１０Ｇｉｇａｂｉｔ Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）に代表されるように、より小型で、低消費電力の光送受信機の規格が一般的になっている。
【０００３】
それにともない、光送受信機の内部に使用される電気−光変換部および光−電気変換部においても、ＸＭＤ−ＭＳＡ（Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｄｅｖｉｃｅ Ｍｕｌｔｉ Ｓｏｕｒｃｅ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）とよばれるＴＯＳＡ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ＳｕｂＡｓｓｅｍｂｌｙ）、ＲＯＳＡ（Ｒｅｃｉｅｖｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ＳｕｂＡｓｓｅｍｂｌｙ）タイプ（レセプタクルタイプ）の小型の規格が一般的になった。一方、光通信システムでは高速化の要求が強く、４０Ｇｂｐｓの光送受信機の開発や、１００Ｇ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の議論も行われている。
【０００４】
図１１は、従来の光送受信機を示す斜視図および断面図である。図１１の斜視図に示すように、光通信システム１１１０は複数のポート１１１１〜１１１４を備えており、光送受信機１１２０はポート１１１１に挿入される。光送受信機１１２０には光ファイバー１１３０が接続されている。光送受信機１１２０は、光ファイバー１１３０を介して他の通信システムと光信号の送受信を行う。図１１の断面図に示すように、光送受信機１１２０は、電気入力部１１２１と、再生回路１１２２と、ドライバＩＣ１１２３と、ＴＯＳＡ１１２４と、ＲＯＳＡ１１２５と、を備えている。
【０００５】
電気入力部１１２１は、光通信システム１１１０のポート１１１１に光送受信機１１２０が挿入された場合に、光通信システム１１１０のポート１１１１と接続する。電気入力部１１２１は、通信システム１１１０から出力された電気信号を再生回路１１２２へ出力する。また、電気入力部１１２１は、再生回路１１２２から出力された電気信号を通信システム１１１０へ出力する。
【０００６】
再生回路（ＣＤＲ：Ｃｌｏｃｋ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）１１２２は、電気入力部１１２１から出力された電気信号からデータ信号およびクロック信号を抽出し、ドライバＩＣ１１２３へ出力する。また、再生回路１１２２は、ＲＯＳＡ１１２５から出力された電気信号からデータ信号およびクロック信号を抽出し、電気入力部１１２１へ出力する。
【０００７】
ドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１２３は、再生回路１１２２から出力される電気信号に基づいて、ＴＯＳＡ１１２４を駆動する駆動信号をＴＯＳＡ１１２４へ出力するドライバアンプである。ＴＯＳＡ１１２４は、ドライバＩＣ１１２３から出力される駆動信号に基づいて光ファイバー１１３０を介して光信号を送信する光送信器である。ＲＯＳＡ１１２５は、光ファイバー１１３０を介して光信号を受信する光受信器である。ＲＯＳＡ１１２５は、受信した光信号に基づく電気信号を再生回路１１１２へ出力する。
【０００８】
図１２は、光送受信機内部の伝送線路の各種形態を示す斜視図である。図１２において、符号１２１０は直線伝送線路を示している。符号１２２０は９０度曲げ伝送線路を示している。符号１２３０はワイヤによって接続された伝送線路を示している。光送受信機１１２０内部にはこのような各種の伝送線路が設けられるが、伝送線路中にインピーダンスミスマッチ部があると信号の反射が増加する。
【０００９】
図１３は、光送受信機が送信する光信号の周波数と反射との関係を示す特性図である。図１３において、横軸は、光送受信機１１２０が送信する光信号の周波数（ＧＨｚ）を示している。縦軸は、光送受信機１１２０内のインピーダンスミスマッチ部における反射（ｄＢ）を示している。符号１３１０は、直線伝送線路１２１０における反射特性を示している。符号１３２０は、９０度曲げ伝送線路１２２０における反射特性を示している。
【００１０】
符号１３３０は、ワイヤによって接続された伝送線路１２３０における反射特性を示している。図１３に示すように、光送受信機１１２０内部の伝送線路の各種形態において、光信号の周波数が大きくなるとインピーダンスミスマッチ部における反射が大きくなる。一般的に、λ／２０の長さのインピーダンスミスマッチ部があると特性に影響が出ると言われている（４０ＧＨｚでは３７５μｍ（自由空間））。このため、高速の光送受信機１１２０においては、内部の伝送線路にインピーダンスミスマッチ部を作らないことが必要となる。
【００１１】
図１４は、光送受信機が送信する光信号の周波数と放射との関係を示す特性図である。図１４において、横軸は、光送受信機１１２０が送信する光信号の周波数（ＧＨｚ）を示している。縦軸は、光送受信機１１２０内で発生する信号の放射（ｄＢ）を示している。符号１４１０は、直線伝送線路１２１０における放射特性を示している。符号１４２０は、９０度曲げ伝送線路１２２０における放射特性を示している。符号１４３０は、ワイヤによって接続された伝送線路１２３０における放射特性を示している。
【００１２】
図１４に示すように、光送受信機１１２０内部の伝送線路の各種形態において、光信号の周波数が大きくなると信号の放射が大きくなる。信号の放射が大きくなると、電磁妨害が大きくなる。特に、ドライバＩＣ１１２３は、出力振幅が最も大きく、電磁妨害が発生しやすい。このため、光送受信機１１２０においては、ＴＯＳＡ１１２４の筐体にドライバＩＣ１１２３を内蔵することで、電磁妨害の低減が図られているものもある。
【００１３】
図１５は、従来の光送信器を示す平面図である。光送信器１５００は、筐体１５１０にドライバＩＣ１５２０および発光素子１５３０を備えるＴＯＳＡである。ドライバＩＣ１５２０は、筐体１５１０に設けられた電気入力部１５１１から入力される電気信号に基づいて、発光素子１５３０を駆動する駆動信号を生成する。ドライバＩＣ１５２０は、生成した駆動信号を、信号路１５４０を介して発光素子１５３０へ出力する。
【００１４】
ドライバＩＣ１５２０は、電気入力部１５１１との接続における高周波特性を維持するため、電気入力部１５１１の位置に合わせて配置される。たとえば、ドライバＩＣ１５２０は、電気入力部１５１１とワイヤによる接続距離１６０１が２５０μｍ以内になるように配置される。
【００１５】
発光素子１５３０は、ドライバＩＣ１５２０から出力された駆動信号に基づく光信号を、筐体１５１０に設けられた光出力部１５１２から出射する。発光素子１５３０は、筐体１５１０の光出力部１５１２から光信号を出射するため、光出力部１５１２の位置に合わせて配置される。特に、ＴＯＳＡやＲＯＳＡにおいては、ＳＣコネクタやＬＣコネクタが直接挿され光結合をとるため、発光素子１５３０の位置精度はさらに厳しくなる。
【００１６】
図１６は、図１５のＤ−Ｄ線断面図である。図１６において、図１５に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１６に示すように、駆動信号を通過させる信号路１５４０における特性インピーダンスのミスマッチ部（ワイヤー）を短くする必要がある。
【００１７】
また、発光素子１５３０や電解吸収型光変調器（ＥＡ）は温度コントロールが必要であるため、ペルチェ素子１６１０上に設けられ、他の部品（筐体）から熱的（実際には空間的）に絶縁されている。特にＥＭＬ（ＥＡと発光素子が一体化されたもの）においては、それ自身が動作時に発熱するため、様々な放熱構造が検討されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【００１８】
また、素子同士を橋渡しする形状のホルダによって信号路１５４０の接続距離を短くする構成が開示されている（たとえば、下記特許文献２参照。）。また、信号路１５４０をフレキシブル基板によって接続する構成が開示されている（たとえば、下記特許文献３参照。）。
【００１９】
【特許文献１】特開２００３−２２２８２６号公報
【特許文献２】特許第３３５３７１８号明細書
【特許文献３】特開２００６−３３８０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述した従来技術では、筐体１５１０における電気入力部１５１１と光出力部１５１２との位置ずれによって、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との位置ずれが生じるという問題がある。この位置ずれをワイヤによって補正しつつドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０とを接続すると、ワイヤによる接続距離１５６１〜１５６４が長く（たとえば３７５μｍ以上に）なり高周波特性を維持することができなくなる。
【００２１】
また、光送信器１５００を小型化する場合、発光素子１５３０（変調機）およびペルチェ素子１６１０と、筐体１５１０と、の距離が近くなる。このため、発光素子１５３０の熱が十分に発散されず、発光素子１５３０の温度制御が困難になるという問題がある。
【００２２】
たとえば、ＥＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）は温度依存性があり、温度が変わると変調がかからなかったり、光出力が小さくなったりするという問題がある。また、ＥＭＬ（ＥＡ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ：ＥＡ変調器集積型半導体レーザ）は、ＥＡと同様の問題に加えて、発光する光信号の波長が変化するなどの問題がある。
【００２３】
特に、ドライバＩＣ１５２０を筐体１５１０に内蔵した場合、ドライバＩＣ１５２０も発光素子１５３０と同様に熱を発する。このため、発光素子１５３０の温度制御がより困難になる。これに対して、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０とが熱的に分離されるように、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との間の距離を大きくとることが考えられる。しかし、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との間の距離を大きくとる場合、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との間のインピーダンスミスマッチ部が長くなり、高周波特性を維持することが困難となるという問題がある。
【００２４】
たとえば、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０およびペルチェ素子１６１０との間の距離を大きくとるために、固定部材１６２０とペルチェ素子１６１０との間に空間１６３０を形成する。そして、上述した特許文献２のように、信号路１５４０の高周波特性を維持するために、符号１６０５に示すように、固定部材１６２０およびペルチェ素子１６１０上から空間１６３０の上にせり出すように信号路１５４０の基材を設けることが考えられる。しかし、この場合、筐体１５１０の内部構成が複雑となる。このため、光送信器１５００を小型化することができないという問題がある。
【００２５】
このように、ドライバＩＣ１５２０を筐体１５１０に内蔵した光送信器１５００においては、発光素子１５３０の温度制御のためにはドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との距離を大きくとる必要がある一方、ドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との間の距離を大きくとると、高周波特性の維持が難しく、また、光送信器１５００の小型化を図ることが困難になるという問題がある。
【００２６】
また、上述したＲＯＳＡ１１２５においても、筐体における入力部と電気出力部と光の位置ずれによって電気出力部と受光素子との位置ずれが生じるという問題がある。この位置ずれをワイヤによって補正しつつ電気出力部と受光素子とを接続すると、接続距離が長く（たとえば３７５μｍ以上に）なり高周波特性を維持することができなくなるという問題がある。
【００２７】
これに対して、上述した特許文献３のように、たとえばドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０とをフレキシブル基板によって接続することが考えられる（たとえば特開２００６−３３８０１８参照）。しかし、一般的なフレキシブル基板は、基材に数１０μｍ厚のポリイミドや液晶ポリマーなどを用い、厚さ１０μｍ程度のＣｕ箔を片面または両面に貼り付け、さらに、ＮｉメッキやＡｕメッキなどが付くため、サイズによっては十分な可撓性を得ることができない。
【００２８】
また、ＴＯＳＡなどの小型のモジュールにフレキシブル基板を内蔵する場合、フレキシブル基板のサイズは数ｍｍ〜数１０ｍｍ程度となる。このため、フレキシブル基板であっても、自由に曲げてドライバＩＣ１５２０と発光素子１５３０との位置を合わせることは困難となる。
【００２９】
この発明は、上述した問題点を解消するものであり、高周波特性を維持しつつ光学装置の小型化を図ることができるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明にかかるフレキシブル基板は、第１部品と第２部品とを電気的に接続するフレキシブル基板であって、前記第１部品と第２部品との間に位置する切欠部を有する可撓性の基材と、前記基材の前記切欠部が形成されていない部分に形成され、特性インピーダンスを維持しつつ前記第１部品と第２部品とを接続する信号ラインと、を備えることを特徴とする。
【００３１】
上記構成によれば、第１部品と第２部品との間に切欠部を有するため可撓性が大きくなる。このため、フレキシブル基板のサイズが小さい場合でも十分な可撓性を得ることができる。
【００３２】
また、この発明にかかる光学部品は、光入出力部と、前記第１部品としての電気入出力部と、を筐体に有する光学部品であって、前記筐体の光入出力部に対応して配置される前記第２部品としての光素子と、前記電気入出力部と前記光素子とを電気的に接続する上述のフレキシブル基板と、を備えることを特徴とする。
【００３３】
上記構成によれば、フレキシブル基板によって光入出力部と電気入出力部との位置ずれを吸収することができ、高周波特性を維持することができる。また、筐体の内部構造を複雑にすることなく発光素子と筐体との間の距離を大きくとることができる。
【発明の効果】
【００３４】
この発明によれば、高周波特性を維持しつつ光学装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる光送信器を示す平面図である。図１に示すように、実施の形態にかかる光送信器１００は、筐体１１０内に、ドライバＩＣ１２０と、発光素子１３０と、フレキシブル基板１４０と、を備えている。筐体１１０は、複数の電気入力部１１１ａ〜１１１ｆと、光出力部１１２と、を有している。
【００３７】
電気入力部１１１ａ〜１１１ｆは筐体１１０の一端に設けられており、電気入力部１１１ａ〜１１１ｆには電気信号や電源が入力される。電気入力部１１１ａ〜１１１ｆはたとえばセラミック端子である。光出力部１１２は、筐体１１０の他端に設けられている。光出力部１１２は、ここでは、他の光デバイスのコネクタに接続されるレセプタクルである。光出力部１１２は、筐体１１０内から出射される光信号を他の光デバイスへ出力する。
【００３８】
ドライバＩＣ１２０は、発光素子１３０を駆動するための駆動信号を出力する駆動回路である。ドライバＩＣ１２０は、電気入力部１１１ａから入力される電気信号に基づいて駆動信号を生成する。ドライバＩＣ１２０は、生成した駆動信号をフレキシブル基板１４０を介して発光素子１３０へ出力する。ドライバＩＣ１２０は、たとえば、電気入力部１１１ａから入力される電気信号を増幅して駆動信号とする増幅器である。
【００３９】
ドライバＩＣ１２０は、電気入力部１１１ａに対してワイヤを介して接続されている。電気入力部１１１ａとドライバＩＣ１２０との接続における高周波特性を維持するために、ドライバＩＣ１２０は電気入力部１１１ａの位置に合わせて配置されている。たとえば、ドライバＩＣ１２０は、電気入力部１１１ａとの接続距離２６１が３７５μｍ以内となる位置に配置される。ドライバＩＣ１２０は、ここではフレキシブル基板１４０の一端の上に配置されている。
【００４０】
発光素子１３０は、ドライバＩＣ１２０からフレキシブル基板１４０を介して出力された駆動信号に基づいて光信号を生成する。発光素子１３０は、生成した光信号を光出力部１１２を介して外部へ出射する。発光素子１３０は、たとえば、ＥＡ型変調器や、ＥＭＬチップである。
【００４１】
なお、光送信器１００の送信側には光結合部１５０が設けられている。発光素子１３０は、生成した光信号を光結合部１５０および光出力部１１２を介して出射する。ここでは、光結合部１５０は、レンズ１５１と、窓１５２と、レンズ１５３と、から構成されている。レンズ１５１は、発光素子１３０と筐体１１０との間に配置されており、発光素子１３０から出射された光信号を通過させる。
【００４２】
窓１５２は、筐体１１０に設けられており、発光素子１３０から光出力部１１２へ向かう方向にのみ光信号を通過させる光アイソレータの機能を有する。レンズ１５３は、光出力部１１２に内蔵されており、発光素子１３０から出射されレンズ１５１および窓１５２を通過した光信号を通過させる。
【００４３】
発光素子１３０は、光出力部１１２に対して光信号を出射するために、光出力部１１２の位置に合わせて配置されている。たとえば、発光素子１３０は、光出力部１１２との位置ずれの精度が１００μｍ以内になるように配置される。このように、ドライバＩＣ１２０は電気入力部１１１ａの位置に合わせて配置される一方、発光素子１３０は光出力部１１２の位置に合わせて配置される。
【００４４】
フレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）１４０の一端は電気入力部１１１ｂ〜１１１ｆに接続されている。また、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０に接続され、ドライバＩＣ１２０が出力した駆動信号を発光素子１３０へ出力する信号ライン１４０ａを有する。信号ライン１４０ａは高周波信号ラインであり、信号ライン１４０ａのインピーダンスはここでは５０Ωに維持されている。
【００４５】
フレキシブル基板１４０の一端は、信号ライン１４０ａとドライバＩＣ１２０との接続距離がたとえば３７５μｍ以内となるように配置されている。これにより、信号ライン１４０ａとドライバＩＣ１２０との間の高周波特性を維持することができる。また、フレキシブル基板１４０の他端は、信号ライン１４０ａと発光素子１３０との間の接続距離がたとえば３７５μｍ以内となるように配置されている。これにより、信号ライン１４０ａと発光素子１３０との間の高周波特性を維持することができる。
【００４６】
ここでは、フレキシブル基板１４０は、信号ライン１４０ａの他に複数のＤＣライン１４０ｂ〜１４０ｆを有している。ＤＣライン１４０ｂ〜１４０ｆは、電気入力部１１１ｂ〜１１１ｆにそれぞれ接続されている。たとえば、ＤＣライン１４０ｂおよびＤＣライン１４０ｃは、電気入力部１１１ｂおよび電気入力部１１１ｃから入力された電源をドライバＩＣ１２０に供給する電源供給ラインである。
【００４７】
また、ＤＣライン１４０ｄは、電気入力部１１１ｄから入力された電源をペルチェ素子（後述）に供給する電源供給ラインである。また、ＤＣライン１４０ｅは、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１６０から出力される電気信号を電気入力部１１１ｅへ出力する信号ラインである。
【００４８】
ここで、ＰＤ１６０は、発光素子１３０が生成した光信号の一部を受光し、受光した光信号に基づく電気信号を出力する、光信号の監視用ＰＤである。また、ＤＣライン１４０ｆは、電気入力部１１１ｆから入力された電源を発光素子１３０に供給する電源供給ラインである。
【００４９】
また、フレキシブル基板１４０には、信号ライン１４０ａが複数設けられていてもよい。この場合、フレキシブル基板１４０はパラレル伝送を行う。
【００５０】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図２において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図２に示すように、ドライバＩＣ１２０は、固定部材２０１によって筐体１１０に固定されている。具体的には、筐体１１０に固定された固定部材２０１の上にフレキシブル基板１４０の一端が固定されており、フレキシブル基板１４０の一端の上にドライバＩＣ１２０が固定されている。
【００５１】
発光素子１３０は、固定部材２０２およびペルチェ素子２０３によって筐体１１０に固定されている。具体的には、筐体１１０に固定された固定部材２０２の上にペルチェ素子２０３が固定されている。ペルチェ素子２０３の上にフレキシブル基板１４０の他端が固定されている。フレキシブル基板１４０の他端の上に発光素子１３０が固定されている。
【００５２】
ペルチェ素子２０３は、上述したＤＣライン１４０ｄによって供給される電源に基づいて駆動する。固定部材２０２は、たとえば窒化アルミ（ＡｌＮ）によって形成されている。筐体１１０における固定部材２０１および固定部材２０２が固定された部分および固定部材２０１は、たとえば銅タングステン（ＣｕＷ）によって形成されている。なお、上述した光結合部１５０のレンズ１５１は、ここでは固定部材２０２の上に設けられている。
【００５３】
つぎに、以上説明した構成によるずれの吸収の作用について説明する。可撓性のフレキシブル基板１４０を用いることで、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の位置ずれにかかわらず、高周波特性を維持しつつドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを接続することができる。
【００５４】
たとえば、図２において、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との高さがずれている場合においても、高さのずれをフレキシブル基板１４０で吸収することができる。これにより、ワイヤによる接続部分の接続距離を３７５μｍ以下にすることができ、高周波特性を維持することができる。
【００５５】
このため、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。また、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の位置ずれの原因となる、電気入力部１１１ａと光出力部１１２との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。
【００５６】
つぎに、以上説明した構成による熱伝導の作用について説明する。固定部材２０１は、ドライバＩＣ１２０が発する熱を筐体１１０へ発散させる放熱部材としての機能も有する。ドライバＩＣ１２０が発した熱は、固定部材２０１および筐体１１０を伝導して発散される。
【００５７】
ペルチェ素子２０３は、ペルチェ効果によって発光素子１３０が発する熱を固定部材２０２へ伝導させる。固定部材２０２は、ペルチェ素子２０３によって伝導された熱を発散させる放熱部材としての機能も有する。発光素子１３０が発した熱は、ペルチェ素子２０３、固定部材２０２および筐体１１０を伝導して発散される。
【００５８】
ここで、ドライバＩＣ１２０が設けられた固定部材２０１と、発光素子１３０が設けられたペルチェ素子２０３と、の距離２２０を大きくとっても、フレキシブル基板１４０によって高周波特性を維持しつつドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを接続することができる。
【００５９】
これにより、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の高周波特性を維持しつつ空間２１０を確保することができる。たとえば、ドライバＩＣ１２０の熱を発散させる固定部材２０１と、発光素子１３０の熱を発散させるペルチェ素子２０３と、の距離２２０を１．５ｍｍ以上にすることができる。このため、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを熱的に十分に分離することができ、ドライバＩＣ１２０および発光素子１３０を安定して動作させることができる。
【００６０】
また、フレキシブル基板１４０によって高周波特性を維持できるため、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを熱的に十分に分離するために筐体１１０の内部構成を複雑（図１６中符号１６０５参照）にする必要がない。このため、光送信器１００の小型化を図ることができる。また、ドライバＩＣ１２０を筐体１１０に内蔵するため、光送信器１００を内蔵する光送受信機の小型化を図ることができる。
【００６１】
また、フレキシブル基板１４０によってドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とを直接接続することができるため、ワイヤによる接続部分を減らすことができる。このため、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間の高周波特性の維持が容易となり、高周波特性を向上させることができる。また、ワイヤの接続部分が減ることによって、光送信器１００の製造工程を簡易化することができる。
【００６２】
なお、本発明は、筐体１１０にドライバＩＣ１２０を内蔵しない場合（図１１参照）にも適用することができる。この場合、フレキシブル基板１４０の信号ライン１４０ａによって、電気入力部１１１ａと発光素子１３０とを直接接続する。可撓性のフレキシブル基板１４０を用いることで、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との間の位置ずれにかかわらず、高周波特性を維持しつつ電気入力部１１１ａと発光素子１３０とを接続することができる。
【００６３】
たとえば、図２において、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との高さがずれている場合においても、高さのずれをフレキシブル基板１４０で吸収することができる。これにより、ワイヤによる接続部分の接続距離を３７５μｍ以下にすることができ、高周波特性を維持することができる。このため、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。また、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との間の位置ずれの原因となる、電気入力部１１１ａと光出力部１１２との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。
【００６４】
また、電気入力部１１１ａと発光素子１３０との間の高周波特性を維持しつつ空間２１０を確保することができる。このため、発光素子１３０の熱を発散させるペルチェ素子２０３と筐体１１０とを熱的に十分に分離することができ、発光素子１３０を安定して動作させることができる。また、フレキシブル基板１４０によって高周波特性を維持できるため、筐体１１０と発光素子１３０とを熱的に十分に分離するために筐体１１０の内部構成を複雑にする必要がない。このため、光送信器１００の小型化を図ることができる。
【００６５】
図３は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その１）を示す斜視図である。図３において、図１に示したＤＣライン１４０ｂおよびＤＣライン１４０ｃは省略している（図４および図５においても同様）。図３に示すように、実施の形態にかかる光送信器１００のフレキシブル基板１４０は、図のＺ軸方向の可撓性を有する。このため、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との高さ方向（図２参照）のずれを吸収することができる。
【００６６】
また、フレキシブル基板１４０は、上述したドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間に、撓み３０１を有していてもよい。これにより、フレキシブル基板１４０は、図のＹ軸方向の伸縮性を有するようになる。このため、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との接続方向（図１および図２参照）のずれを吸収することができる。このため、熱膨張などによってドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との距離が変化しても、フレキシブル基板１４０が有する撓み３０１によってずれを吸収することができる。
【００６７】
図４は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その２）を示す斜視図である。図４に示すように、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との間に切欠部４０１を有していてもよい。ここでは、切欠部４０１は、図のＹ軸方向（ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との接続方向と直交する方向）に形成されている。これにより、フレキシブル基板１４０における、切欠部４０１によって幅が狭くなった部分がより柔軟に撓むようになる。
【００６８】
これにより、フレキシブル基板１４０における図のＺ軸方向の可撓性およびＹ軸方向の伸縮性がさらに大きくなる。また、切欠部４０１により、フレキシブル基板１４０は、図のＸ軸方向の可撓性を有するようになる。このため、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０との高さ方向および接続方向と直交する方向（図１参照）のずれを吸収することができる。
【００６９】
また、フレキシブル基板１４０は、図のＹ軸方向の軸を中心とした回転方向のねじれに対する可撓性を有するようになる。このため、フレキシブル基板１４０は、ドライバＩＣ１２０と発光素子１３０とが互いに平行（図２参照）でなく、異なる角度で設けられている場合、この角度のずれを吸収することができる。
【００７０】
ここでは、ＤＣライン１４０ｄ、ＤＣライン１４０ｅおよびＤＣライン１４０ｆのそれぞれの途中の部分が、電極を残して基材を削除したフライングリード構造となっている。基材を削除したことによって形成された切欠部４０１によって、フレキシブル基板１４０は上述した可撓性を有するようになる。また、フレキシブル基板１４０における信号ライン１４０ａが形成された部分の基材は残すことによって、信号ライン１４０ａの高周波特性を維持することができる。
【００７１】
図５は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その３）を示す斜視図である。図５に示すように、フレキシブル基板１４０は、デバイスホール５０１とデバイスホール５０２とを有していてもよい。デバイスホール５０１は、フレキシブル基板１４０の一端に設けられ、信号ライン１４０ａと接続する位置にドライバＩＣ１２０を設置するためのホールである。
【００７２】
デバイスホール５０２は、フレキシブル基板１４０の他端に設けられ、信号ライン１４０ａと接続する位置に発光素子１３０を設置するためのホールである。デバイスホール５０１およびデバイスホール５０２により、ドライバＩＣ１２０および発光素子１３０と信号ライン１４０ａとの高さ調節が可能となり、より容易に高周波特性を維持することができる。
【００７３】
図６は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板を示す断面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図を示している。図６に示すように、信号ライン１４０ａは、ポリイミドや液晶ポリマーなどの基材（ベースフィルム）６１０の表面に形成されている。また、信号ライン１４０ａは、基材６１０の裏面に接地面６２０が設けられたマイクロストリップラインとなっている。
【００７４】
これにより、信号ライン１４０ａは、ドライバＩＣ１２０から発光素子１３０までの高周波特性を維持することができる。また、図５のＢ−Ｂ線においては、ＤＣライン１４０ｄ、ＤＣライン１４０ｅおよびＤＣライン１４０ｆが形成された部分の基材６１０および接地面６２０は削り取られている（切欠部４０１）。
【００７５】
図７は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板の変形例１を示す断面図である。図７に示すように、信号ライン１４０ａは、基材６１０の表面に形成された接地面７１０および接地面７２０によって挟まれるコプレーナラインとなっていてもよい。接地面７１０および接地面７２０は、それぞれ信号ライン１４０ａと一定の距離をとりながら信号ライン１４０ａに沿って形成されている。
【００７６】
これにより、信号ライン１４０ａは、ドライバＩＣ１２０から発光素子１３０までの高周波特性を維持することができる。この場合も、図５のＢ−Ｂ線においては、ＤＣライン１４０ｄ、ＤＣライン１４０ｅおよびＤＣライン１４０ｆが形成された部分の基材６１０は削り取られている。
【００７７】
図８は、実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板の変形例２を示す断面図である。図８に示すように、信号ライン１４０ａは、基材６１０の表面に形成された接地面７１０および接地面７２０によって挟まれ、さらに基材６１０の裏面に接地面６２０が設けられたグランディットコプレーナラインとなっていてもよい。ここでは、接地面７１０および接地面７２０は、それぞれビア８１０およびビア８２０を介して接地面６２０に接続されている。
【００７８】
これにより、信号ライン１４０ａは、ドライバＩＣ１２０から発光素子１３０までの高周波特性を維持することができる。この場合も、図５のＢ−Ｂ線においては、ＤＣライン１４０ｄ、ＤＣライン１４０ｅおよびＤＣライン１４０ｆが形成された部分の基材６１０および接地面６２０は削り取られている。
【００７９】
図９は、実施の形態にかかる光受信器を示す平面図である。図９において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図９に示すように、実施の形態にかかる光受信器９００は、筐体１１０内に、受光素子９１０と、フレキシブル基板１４０と、を備えている。ここでは、電気入力部１１１ａ〜１１１ｆを電気出力部１１１ａ〜１１１ｆとし、光出力部１１２を光入力部１１２とする。
【００８０】
光受信器９００は、光入力部１１２によって光信号を受信する。光結合部１５０は、光入力部１１２から入射した光信号を通過させて受光素子９１０に結合させる。ここでは、窓１５２は、光入力部１１２から受光素子９１０へ向かう方向にのみ光信号を通過させる光アイソレータの機能を有する。
【００８１】
受光素子９１０は、光入力部１１２から入射し、光結合部１５０を通過した光信号を受光する。受光素子９１０は、受光した光信号に基づく電気信号を生成する。受光素子９１０は、生成した電気信号を、フレキシブル基板１４０の信号ライン１４０ａを介して電気出力部１１１ａへ出力する。受光素子９１０は、たとえばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。
【００８２】
受光素子９１０は、光入力部１１２から出射される光信号を受光するために、光入力部１１２の位置に合わせて配置されている。たとえば、受光素子９１０は、光入力部１１２との位置ずれの精度が１００μｍ以内になるように配置される。フレキシブル基板１４０の信号ライン１４０ａは、受光素子９１０と電気出力部１１１ａとを接続している。このように、信号ライン１４０ａの一端は電気出力部１１１ａに接続される一方、受光素子９１０は光入力部１１２の位置に合わせて配置される。
【００８３】
図１０は、図９のＣ−Ｃ線断面図である。図１０において、図２および図９に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、受光素子９１０は、固定部材２０２によって筐体１１０に固定されている。具体的には、筐体１１０に固定された固定部材２０２の上にフレキシブル基板１４０の他端が固定されている。フレキシブル基板１４０の他端の上に受光素子９１０が固定されている。
【００８４】
フレキシブル基板１４０には、図３〜図８に示した各種フレキシブル基板１４０を適用することができる。可撓性のフレキシブル基板１４０を用いることで、電気出力部１１１ａと受光素子９１０との間の位置ずれにかかわらず、高周波特性を維持しつつ電気出力部１１１ａと受光素子９１０とを接続することができる。
【００８５】
たとえば、図１０において、電気出力部１１１ａと受光素子９１０との高さがずれている場合においても、高さのずれをフレキシブル基板１４０で吸収することができる。これにより、ワイヤによる接続部分の接続距離を３７５μｍ以下にすることができ、高周波特性を維持することができる。
【００８６】
このため、電気出力部１１１ａと受光素子９１０との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。また、電気出力部１１１ａと受光素子９１０との間の位置ずれの原因となる、電気出力部１１１ａと光入力部１１２との間の位置ずれに対するトレランスが向上する。
【００８７】
以上説明したように、この発明にかかるフレキシブル基板によれば、途中に切欠部を有するため可撓性が大きくなる。このため、フレキシブル基板のサイズが小さい場合でも十分な可撓性を得ることができる。また、信号ラインの高周波特性は維持しつつ、他のラインは切欠部を通過するフライングリード構造とすることで切欠部を長く形成し、十分な可撓性を得ることができる。
【００８８】
また、この発明にかかるフレキシブル基板および光送信器によれば、ドライバＩＣと発光素子とをフレキシブル基板で接続することで、ドライバＩＣと発光素子との間の位置ずれにかかわらず高周波特性を維持することができる。また、従来のように筐体の内部構成を複雑にすることなくドライバＩＣと発光素子とを熱的に十分に分離することができる。このため、この発明にかかるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器によれば、高周波特性を維持しつつ光学装置の小型化を図ることができる。
【００８９】
なお、上述した実施の形態において説明した光送信器および光受信器を、光通信システムを構成する光送受信装置、中継装置およびＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｏｒ）などの光通信装置に適用することができる。
【００９０】
（付記１）第１部品と第２部品とを電気的に接続するフレキシブル基板であって、
前記第１部品と第２部品との間に位置する切欠部を有する可撓性の基材と、
前記基材の前記切欠部が形成されていない部分に形成され、特性インピーダンスを維持しつつ前記第１部品と第２部品とを接続する信号ラインと、
を備えることを特徴とするフレキシブル基板。
【００９１】
（付記２）前記切欠部を通過するフライングリード構造のラインをさらに備えることを特徴とする付記１に記載のフレキシブル基板。
【００９２】
（付記３）前記切欠部は、前記基材における前記ラインが形成された部分の一部を、前記ラインを残して切り取ることで前記フライングリード構造としたことを特徴とする付記２に記載のフレキシブル基板。
【００９３】
（付記４）前記基材は、前記第１部品および第２部品の少なくとも一方との接続部にデバイスホールを有することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９４】
（付記５）前記信号ラインを複数備え、前記第１部品と第２部品との間でパラレル伝送を行うことを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９５】
（付記６）前記切欠部は、前記第１部品と第２部品との接続方向と直交する方向に設けられていることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９６】
（付記７）前記信号ラインは、前記基材の反対面に接地電極が形成されたマイクロストリップラインであることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９７】
（付記８）前記信号ラインは、前記信号ラインに沿って前記基材に形成された２つの接地電極によって挟まれるコプレーナラインであることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９８】
（付記９）前記信号ラインは、前記基材の反対面に接地電極が形成され、前記信号ラインに沿って前記基材に形成された２つの接地電極によって挟まれるグランディットコプレーナラインであることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【００９９】
（付記１０）光入出力部と、前記第１部品としての電気入出力部と、を筐体に有する光学部品であって、
前記筐体の光入出力部に対応して配置される前記第２部品としての光素子と、
前記電気入出力部と前記光素子とを電気的に接続する請求項１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光学部品。
【０１００】
（付記１１）光出力部と、前記第１部品としての電気入力部と、を筐体に有する光送信器であって、
前記筐体の光出力部に対応して配置される前記第２部品としての発光素子と、
前記電気入力部と前記発光素子とを電気的に接続する付記１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光送信器。
【０１０１】
（付記１２）前記電気入力部に接続され、前記電気入力部から入力される電気信号に基づく駆動信号を、前記信号ラインを介して前記発光素子へ出力する前記筐体内蔵の駆動回路をさらに備えることを特徴とする付記１１に記載の光送信器。
【０１０２】
（付記１３）前記駆動回路の熱を前記筐体に放散する第１放熱部材と、
前記第１放熱部材と所定の距離を有して設けられ、前記発光素子の熱を前記筐体に放散する第２放熱部材とをさらに備え、
前記第１放熱部材と前記第２放熱部材との間には、前記第１放熱部材と前記第２放熱部材とを熱的に分離する空間が形成されることを特徴とする付記１２に記載の光送信器。
【０１０３】
（付記１４）前記フレキシブル基板は、前記駆動回路と前記発光素子との間に撓みを有して配置されることを特徴とする付記１２または１３に記載の光送信器。
【０１０４】
（付記１５）前記駆動回路は、前記電気入力部から入力される電気信号を増幅して前記駆動信号とする増幅回路であることを特徴とする付記１２〜１４のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１０５】
（付記１６）前記発光素子は、ＥＡ変調器集積型半導体レーザであることを特徴とする付記１１〜１５のいずれか一つに記載の光送信器。
【０１０６】
（付記１７）光入力部と、前記第１部品としての電気出力部を筐体に有する光受信器であって、
前記筐体の光入力部から入力される光信号を受光し、前記光信号に基づく電気信号を出力する前記第２部品としての受光素子と、
前記電気出力部と前記受光素子とを電気的に接続する付記１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光受信器。
【０１０７】
（付記１８）付記１１〜１６のいずれか一つに記載の光送信器を備える光通信装置によって構成されることを特徴とする光通信システム。
【０１０８】
（付記１９）付記１７に記載の光受信器を備える光通信装置によって構成されることを特徴とする光通信システム。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上のように、この発明にかかるフレキシブル基板、光学部品、光送信器および光受信器は、小型の光送受信機に有用であり、特に、高速の光信号を送受信する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施の形態にかかる光送信器を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その１）を示す斜視図である。
【図４】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その２）を示す斜視図である。
【図５】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板（その３）を示す斜視図である。
【図６】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板を示す断面図である。
【図７】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板の変形例１を示す断面図である。
【図８】実施の形態にかかる光送信器のフレキシブル基板の変形例２を示す断面図である。
【図９】実施の形態にかかる光受信器を示す平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】従来の光送受信機を示す斜視図および断面図である。
【図１２】光送受信機内部の伝送線路の各種形態を示す斜視図である。
【図１３】光送受信機が送信する光信号の周波数と反射との関係を示す特性図である。
【図１４】光送受信機が送信する光信号の周波数と放射との関係を示す特性図である。
【図１５】従来の光送信器を示す平面図である。
【図１６】図１５のＤ−Ｄ線断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１００ 光送信器
１１０ 筐体
１１１ａ〜１１１ｆ 電気入力部
１１２ 光出力部
１２０ ドライバＩＣ
１３０ 発光素子
１４０ フレキシブル基板
１４０ａ 信号ライン
２０３ ペルチェ素子
２１０ 空間
３０１ 撓み
４０１ 切欠部
９１０ 受光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部品と第２部品とを電気的に接続するフレキシブル基板であって、
前記第１部品と第２部品との間に位置する切欠部を有する可撓性の基材と、
前記基材の前記切欠部が形成されていない部分に形成され、特性インピーダンスを維持しつつ前記第１部品と第２部品とを接続する信号ラインと、
を備えることを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項２】
前記切欠部を通過するフライングリード構造のラインをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記切欠部は、前記基材における前記ラインが形成された部分の一部を、前記ラインを残して切り取ることで前記フライングリード構造としたことを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
前記基材は、前記第１部品および第２部品の少なくとも一方との接続部にデバイスホールを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
前記信号ラインを複数備え、前記第１部品と第２部品との間でパラレル伝送を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項６】
前記切欠部は、前記第１部品と第２部品との接続方向と直交する方向に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項７】
前記信号ラインは、前記基材の反対面に接地電極が形成されたマイクロストリップラインであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項８】
前記信号ラインは、前記信号ラインに沿って前記基材に形成された２つの接地電極によって挟まれるコプレーナラインであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項９】
前記信号ラインは、前記基材の反対面に接地電極が形成され、前記信号ラインに沿って前記基材に形成された２つの接地電極によって挟まれるグランディットコプレーナラインであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項１０】
光入出力部と、前記第１部品としての電気入出力部と、を筐体に有する光学部品であって、
前記筐体の光入出力部に対応して配置される前記第２部品としての光素子と、
前記電気入出力部と前記光素子とを電気的に接続する請求項１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光学部品。
【請求項１１】
光出力部と、前記第１部品としての電気入力部と、を筐体に有する光送信器であって、
前記筐体の光出力部に対応して配置される前記第２部品としての発光素子と、
前記電気入力部と前記発光素子とを電気的に接続する請求項１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光送信器。
【請求項１２】
前記電気入力部に接続され、前記電気入力部から入力される電気信号に基づく駆動信号を、前記信号ラインを介して前記発光素子へ出力する前記筐体内蔵の駆動回路をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の光送信器。
【請求項１３】
前記駆動回路の熱を前記筐体に放散する第１放熱部材と、
前記第１放熱部材と所定の距離を有して設けられ、前記発光素子の熱を前記筐体に放散する第２放熱部材とをさらに備え、
前記第１放熱部材と前記第２放熱部材との間には、前記第１放熱部材と前記第２放熱部材とを熱的に分離する空間が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の光送信器。
【請求項１４】
前記フレキシブル基板は、前記駆動回路と前記発光素子との間に撓みを有して配置されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光送信器。
【請求項１５】
前記駆動回路は、前記電気入力部から入力される電気信号を増幅して前記駆動信号とする増幅回路であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の光送信器。
【請求項１６】
前記発光素子は、ＥＡ変調器集積型半導体レーザであることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一つに記載の光送信器。
【請求項１７】
光入力部と、前記第１部品としての電気出力部を筐体に有する光受信器であって、
前記筐体の光入力部から入力される光信号を受光し、前記光信号に基づく電気信号を出力する前記第２部品としての受光素子と、
前記電気出力部と前記受光素子とを電気的に接続する請求項１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光受信器。
【請求項１】
第１部品と第２部品とを電気的に接続するフレキシブル基板であって、
前記第１部品と第２部品との間に位置する切欠部を有する可撓性の基材と、
前記基材の前記切欠部が形成されていない部分に形成され、特性インピーダンスを維持しつつ前記第１部品と第２部品とを接続する信号ラインと、
を備えることを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項２】
前記切欠部を通過するフライングリード構造のラインをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記切欠部は、前記基材における前記ラインが形成された部分の一部を、前記ラインを残して切り取ることで前記フライングリード構造としたことを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
前記基材は、前記第１部品および第２部品の少なくとも一方との接続部にデバイスホールを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
前記信号ラインを複数備え、前記第１部品と第２部品との間でパラレル伝送を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項６】
前記切欠部は、前記第１部品と第２部品との接続方向と直交する方向に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項７】
前記信号ラインは、前記基材の反対面に接地電極が形成されたマイクロストリップラインであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項８】
前記信号ラインは、前記信号ラインに沿って前記基材に形成された２つの接地電極によって挟まれるコプレーナラインであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項９】
前記信号ラインは、前記基材の反対面に接地電極が形成され、前記信号ラインに沿って前記基材に形成された２つの接地電極によって挟まれるグランディットコプレーナラインであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のフレキシブル基板。
【請求項１０】
光入出力部と、前記第１部品としての電気入出力部と、を筐体に有する光学部品であって、
前記筐体の光入出力部に対応して配置される前記第２部品としての光素子と、
前記電気入出力部と前記光素子とを電気的に接続する請求項１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光学部品。
【請求項１１】
光出力部と、前記第１部品としての電気入力部と、を筐体に有する光送信器であって、
前記筐体の光出力部に対応して配置される前記第２部品としての発光素子と、
前記電気入力部と前記発光素子とを電気的に接続する請求項１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光送信器。
【請求項１２】
前記電気入力部に接続され、前記電気入力部から入力される電気信号に基づく駆動信号を、前記信号ラインを介して前記発光素子へ出力する前記筐体内蔵の駆動回路をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の光送信器。
【請求項１３】
前記駆動回路の熱を前記筐体に放散する第１放熱部材と、
前記第１放熱部材と所定の距離を有して設けられ、前記発光素子の熱を前記筐体に放散する第２放熱部材とをさらに備え、
前記第１放熱部材と前記第２放熱部材との間には、前記第１放熱部材と前記第２放熱部材とを熱的に分離する空間が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の光送信器。
【請求項１４】
前記フレキシブル基板は、前記駆動回路と前記発光素子との間に撓みを有して配置されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光送信器。
【請求項１５】
前記駆動回路は、前記電気入力部から入力される電気信号を増幅して前記駆動信号とする増幅回路であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一つに記載の光送信器。
【請求項１６】
前記発光素子は、ＥＡ変調器集積型半導体レーザであることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一つに記載の光送信器。
【請求項１７】
光入力部と、前記第１部品としての電気出力部を筐体に有する光受信器であって、
前記筐体の光入力部から入力される光信号を受光し、前記光信号に基づく電気信号を出力する前記第２部品としての受光素子と、
前記電気出力部と前記受光素子とを電気的に接続する請求項１〜９のいずれか一つに記載のフレキシブル基板と、
を備えることを特徴とする光受信器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２１０９６２（Ｐ２００８−２１０９６２Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４５６１６（Ｐ２００７−４５６１６）
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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