JP2004102012A

JP2004102012A - 光送受信装置

Info

Publication number: JP2004102012A
Application number: JP2002265311A
Authority: JP
Inventors: Junko Matsuo; 松尾　順向
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】光送受信装置の内部混信、電磁ノイズの低減を簡単な構成で実現し、且つ、装置の小型化を可能とすること。
【解決手段】少なくとも送信用基板と、該送信用基板とは空間的に離れて配置される受信用基板と、光学系の一部に導電性を有する光学的反射部材とを備えてなる光送受信装置であり、該導電性反射部材は、該送信用基板面と該受信用基板面とに挟まれる空間に配置され、該送信用基板又は該受信用基板の少なくとも一方の回路配線に接続されている、ことを特徴とする光送受信装置。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
光通信分野における光送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の大容量化・通信速度の高速化に伴い、情報の伝送手段として光通信が用いられる事が多くなっている。光通信は現在、通信幹線系での使用が主になっているが、今後は家庭内での情報化に対応した機器間通信及びネットワーク化に於いて用いられる事が予測されている。光通信を行う為には、通信媒体である光ファイバ及び光を送受信する為の送受信装置が一般的に用いられる。
【０００３】
送受信装置には送信回路と受信回路が搭載されている。最近では機器の小型化の要求から、送信回路と受信回路を一体化した送受信モジュール提案されている。この場合、送信回路と受信回路が接近して配置されている為に、これらの回路間に送信信号と受信信号の混信や、各基板のノイズが相互に影響する事が起きないように配慮がなされなければならない。この対策に対しては従来、ｉ）送信回路と受信回路を離して配置する。ｉｉ）送信回路と受信回路を別々の基板で構成する。ｉｉｉ）送信回路と受信回路間に導電性のシールド部材を設ける（シールド部材を別に設ける事で、余分な部材を用いることになり装置構成が複雑になり材料費・組み立て費のコストの増大を招き、シールド部材の配置によっては小型化を阻む事にもなる。本発明は光学系がシールド部材を兼ねている。）、等の措置が採られている。具体的な例として、特開平９−１７１１２７号公報、特開２００１−２９８２３９号公報が開示されている。
【０００４】
送受信装置の小型化と混信・ノイズ防止策として、上記従来技術では、ｉ）については送信・受信回路間の距離を確保する事が回路基板の大型化を招き、機器の小型化を阻む。ｉｉ）については単に別基板にするだけでなく基板間の距離を確保しなければ大きな効果が期待出来ない為、この点でｉ）と同様、小型化を阻む。ｉｉｉ）についてはｉ）、ｉｉ）の様な送受信用基板間の距離の確保の問題からはある程度解放されるが、シールド部材を別に設ける事で、余分な部材を用いることになり装置構成が複雑になり材料費・組み立て費のコストの増大を招き、シールド部材の配置によっては小型化を阻む事にもなる。
【０００５】
特開平９−１７１１２７号公報は、上記ｉｉｉ）の観点から問題を解決しようとするものであり）、多層基板の片方の表面に送信回路を、他の表面に受信回路を配し、内層に送信回路用ＧＮＤと受信回路用ＧＮＤを配してシールド層としている。しかし送信・受信の各ＧＮＤ電位にはそれぞれの信号・ノイズが乗っており、これらＧＮＤ層が隣合う層に配される為に、互いにこれらの影響を及ぼし合う弊害からは逃れられていない。この様な場合は送信回路と受信回路を別基板として分離配置されるのが望ましい。特開２００１−２９８２３９号公報は上記ｉｉ）とｉｉｉ）の観点から問題を解決しようとするものであり）、送信回路と受信回路が別基板として分離され、且つ、基板間にシールド部材が配置される。しかし、シールド部材がその目的の為だけ（電磁的影響を防止するためだけ）に使用されており、モジュールの小型化という点での配慮がなされていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１７１１２７号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９８２３９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであって、光送受信装置の内部混信、及び各基板信号ノイズ、電磁ノイズの低減を簡単な構成で実現し、且つ、装置の小型化を可能とすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、少なくとも送信用基板と、該送信用基板とは空間的に離れて配置される受信用基板と、光学系の一部に導電性を有する光学的反射部材とを備えてなる光送受信装置であり、該導電性反射部材は、該送信用基板面と該受信用基板面とに挟まれる空間に配置され、該送信用基板又は該受信用基板の少なくとも一方の回路配線に接続されている、ことを特徴とする光送受信装置を提供するものである。
【０００９】
送信用基板と受信用基板を別基板で構成する事で各々の回路で発生するノイズの電気接続的影響が排除される。
【００１０】
送信用基板と受信用基板を空間的に離して配置する事で送受信用基板間の相互の電磁ノイズの影響が低減される。
【００１１】
送信用基板と受信用基板とに挟まれる空間に光学系を配置し、導電性反射部材が光学系の一部に使用されている。導電性反射部材を、光学系の構成要素とし、送信用基板と受信用基板とに挟まれる空間に配置していることから、導電性反射部材を、送信用基板と受信用基板の間で電磁シールド部材として機能させる事が出来、送受信用基板間の相互の電磁ノイズ・混信の低減に大きな効果が得られる。そして、光学系とシールド部材を共用しているために、装置の簡略化、構成部品点数の低減、組立ての簡便化、装置の小型化が達成される。
【００１２】
導電性反射部材が、送信用基板或いは受信用基板にかかる基準電位（ＧＮＤ又は電源電圧）を有するように、導電性部材を送信用基板或いは受信用基板に接続する事でノイズの遮蔽効果を高めることが出来る。更に、送受信用基板以外の電位（装置内の他の基板或いは筐体等）と接続できるようにしておく事で、送受信用基板内のノイズの影響を受けない電位でシールドする事が出来る。
【００１３】
なお、本明細書において、「導電性部材を送信用基板或いは受信用基板に接続する」とは、導電性部材を該基板の配線回路に電気的に接続するという意味である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の送受信装置を図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）は本発明の送受信装置の概略図、図１（ｂ）はその概略断面図である。
【００１５】
図中、１は光通信を行う伝送媒体である光ファイバ１である。光ファイバ１は、ファイバ固定部４にて送受信装置と嵌合されている。嵌合部は、ファイバを固定、或いは着脱可能な構造のどちらであっても良い。
【００１６】
２は送信用基板であり、３は受信用基板である。光ファイバ１からの受信光を受光素子７に導く為、及び、発光素子６からの送信光を光ファイバに導く為の光学系５がファイバ固定部４の後方に配置されている。発光素子６はＬＥＤ若しくは半導体レーザ（ＬＤ）等を使用するが、ここではＬＤを使用するものとする。
【００１７】
送信用基板２には、ＬＤ６が搭載され、ＬＤ６の出射光量をモニタする為のモニタダイオード９がＬＤ６からの光の一部を受光出来る位置に配置される。ＬＤ６から発せられた光信号は、ＬＤ６とファイバ１との間に配された光学系５を経て必要光量がファイバ１に結合される。
【００１８】
ファイバを通して送られてきた光信号を受光する為に、受光基板３に受光素子７が搭載される。ここでは受光素子としてフォトダイオード（ＰＤ）を用いる事にする。ファイバを通して送られてきた光信号は光学系５を経て必要光量がＰＤ７に受光される。
【００１９】
光学系５に於いては、導電性の光学的反射部材（「導電性反射部材」）８が光学系の一部を構成する。図の構成において、光学系とは、光ファイバからの受信光を受光素子に、また発光素子６からの送信光を光ファイバに導くために機能する組織的構成全体を意味している。導電性反射部材８は送信光学系中に配置しても、受信光学系中に配置しても、或いは両方の光学系中に配置しても良い。導電性反射部材は反射面を形成する樹脂等の部材と、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ等の金属による反射面から成る。
【００２０】
導電性反射部材８は、送信用基板２と受信用基板３とに挟まれる空間に配置される。その理由を次に述べる。
【００２１】
送信用基板２には、ＬＤ６を駆動する為ＬＤドライバが載せられているが、このドライバには少なくともＬＤ駆動電流及び自身を駆動する為の電流が流れており、これらの電流の多くはＬＤ６の駆動電流に同期している。その影響が送信用回路の電磁ノイス゛となって現れる。この為、受信用回路が送信用回路と同一基板内に配置される等の近接配置されている場合、受信回路がこのノイス゛の影響を受けてしまう。或いは、上記送信回路電流が、電源ライン又はＧＮＤライン上にノイズとなって現れる。この為、受信用回路が送信用回路と電源ライン又はＧＮＤラインを共有している場合、これらのノイズの影響を受けてしまい、結果として受信信号に送信信号が混ざる混信が発生してしまう。これを排除する為に、受信用回路を送信用回路基板とは切り離し、別に受信用基板を用意して、それを送信用基板から空間的に離れた位置、好ましくは可能な限り離れた位置に配置する必要がある。ここで「空間的に離れて」とは、送信用基板と受信用基板とのいかなる部分も接触していない状態を意味している。そして、受信用基板は光学系５の近傍にあり、且つ、送受信装置の小型化を阻害しない位置に配置する必要がある。
【００２２】
上記要求に対応できる配置を図２（送受信用基板配置説明図）を用いて説明する。送信用基板２の位置を図に示す位置にすると、光学系５の近傍としてはＡ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面が考えられる。これらの面は何れを採用していも、光学系５が送信用基板２と受信用基板３とに挟まれる空間に配置される態様を構成でき、装置の小型化を阻害しない。この中で最も送信用基板２と空間的に離れた面はＣ面である。従って、図２においては受光用基板をＣ面に配置することが最も好ましい。導電性反射部材８は、光学系の一部を構成することから、導電性反射部材８が送信用基板２と受信用基板３とに挟まれる空間に配置される事となる。
【００２３】
次に、導電性反射部材の配置例を図１（ｂ）に示す。本例では、受信光学系中に導電性反射部材８を配置している。ファイバ１からの受信光は光学系５内に入射して導電性反射部材８に導かれる。導電性反射部材８で反射された光は受光素子であるＰＤ７に集光される。勿論、光学系５に、導電性反射部材８以外の光学要素部材を配置して、それらの効果でファイバ１からの受信光がＰＤ７に必要な光量が集光される様に設計しても良い。又、ＬＤ６からの送信光は光学系５を通してファイバ１に導かれ、送信信号光となる。これも同様に光学系５に光学要素部材を配置して、それらの効果でＬＤ６からの送信光がファイバ１に必要な光量が集光される様に設計しても良い。
【００２４】
この様に、導電性反射部材８を光学系５中に配置する事で、導電性反射部材８に光学的機能と共に電磁シールド機能をも備えさせることが出来る。即ち、送信用基板２と受信用基板３の間に導電性シールド材が配置された形態になるので、送信用基板ノイズ及び受信用基板ノイズが相互に影響を及ぼし難くなり、混信等を低減し、通信品質を上げることが出来る。ここで、導電性反射部材８の導電部分を光学系５に影響を与えない範囲内で大きな面積を有するようにした方がシールド効果が高まる。
【００２５】
導電性反射部材８は光学系５に影響を与えない位置で送信用基板２と接続点１０で接続されている。導電性反射部材は、送信用基板２の基準電位であるＧＮＤあるいは電源電圧がかかるように、送信用基板２に接続されている。それにより、導電性反射部材８の電位を安定させ、シールド効果を高める事が出来る。
【００２６】
導電性反射部材の別の配置例を図１（ｃ）に示す。これは、導電性反射部材８を受信用基板接続点１１で受信用基板に接続した場合である。送信用基板内では、ＬＤ６をドライブする為の数１０ｍＡのドライブ電流及びそれに同期した数ｍＡ〜十数ｍＡ程度の電流が、ドライバ及び周辺回路に流れる。この値は受信用基板内で流れる電流量よりも大きな値である事が多い。この為、送信用基板の基準電位であるＧＮＤ或いは電源電圧は、受信用基板の基準電位よりもノイズが多く乗っている事がある。この様な場合にシールド部材が送信用基板に接続されていると、送信用基板内ノイズがシールド部材から受信用基板に伝播する事がある。この様な場合には、ノイズレベルの小さな受信用基板側にシールド部材である導電性反射部材８を接続する事で、シールド部材電位を安定させ、シールド効果を上げる事が出来る。
【００２７】
導電性反射部材の別の配置例を図１（ｄ）に示す。本例では、送信光学系中に導電性反射部材８を配置している。ＬＤ６からの送信光は導電性反射部材８に導かれる。導電性反射部材８で反射された光はファイバ１に入射される。光学系５に、導電性反射部材８以外の光学要素部材を配置して、それらの効果でファイバ１に必要な光量が集光される様に設計しても良い。又、ＬＤ６として面発光レーザを用いる事で、レーザの基板への搭載を容易にする事が考えられる。ファイバ１からの受信光は光学系５を通してＰＤ７に導かれ、受信信号光となる。これも同様に光学系５に光学要素部材を配置して、それらの効果でファイバ１からの受信光がＰＤ７に必要な光量が集光される様に設計しても良い。
【００２８】
また、上記、図１（ｂ）〜（ｄ）の光送受信装置に於いて、送信基板２と受信基板３の基準電位が同じの場合、導電性反射部材８を両基板の基準電位と接続しても良い。この場合は、送信基板内の基準電位内のノイス゛が受信基板内に及ぼす影響が少ない事が望ましい。
【００２９】
上記、図１（ｂ）〜（ｄ）の光送受信装置において、導電性反射部材は、送信用基板又は受信用基板内の回路とは配線上独立した回路配線に接続してもよい。そうすることによりシールド電位を外部に求める事が出来る様になり、条件の良いシールド電位（より安定した電位）を得る事が出来る。
【００３０】
図３に別の送受信装置の概略断面図を示す。光学系５及び導電性反射部材８の配置は図１（ｃ）と同じであるが、導電性反射部材８は送信用基板２及び受信用基板３には接続しない。上述した様に、シールド部材である導電性反射部材８を、送信用基板２に接続（基準電位に）した場合、送信用基板２のノイズが導電性反射部材８を通して受信用基板３に影響を及ぼす事があるが、逆に、導電性反射部材８を受信用基板３に接続（基準電位に）した場合、受信用基板３のノイズが導電性反射部材８を通して送信用基板２に影響を及ぼす事がある。この様な場合には、シールド部材である導電性反射部材８を、ノイズレベルの低い別の電位を有する部材に接続する事でシールド効果が高められる。図１（ａ）に示した送受信部に対して、ノイズレベルの低い別の電位を提供できる部材として、他の基板を追加して送受信装置を構成する場合がある。この基板をサブ基板１３とする。サブ基板１３には、図示しないホストとの送受信信号のＩ／Ｆ回路、送信信号の符号化回路、受信信号の復号化回路等が載る。サブ基板１３の基準電位（ＧＮＤ・電源電圧）ノイズレベルが、送信用基板２及び受信用基板３の基準電位のノイズレベルよりも小さい場合に、導電性反射部材８を基板接続点１２で接続し、サブ基板１３の基準電位をかかるようにすれば、導電性反射部材８の電位が安定して、送受信用基板間のシールド効果が高められる。
【００３１】
図４に別の送受信装置の概略断面図を示す。これは、導電性反射部材８を送受信装置の筐体１５の筐体接続点１４に接続する例である。当然ながら、筐体１５は導電性材料で構成される。この様なシールド形態を採ると、送受信用基板間のシールド効果に加えて、送受信用基板ノイズの装置外へのノイズ放出を低減出来、又、装置外部のノイズの送受信用基板への混入をも低減出来る。
【００３２】
尚、導電性反射部材８は、筐体１５に加え更に送信用基板２或いは受信用基板３の少なくとも一つ接続しても良い。その場合、筐体１５と送信用基板２或いは受信用基板３の少なくとも一つの基板とのＧＮＤ電位を同電位とする事でシールド効果が高まる。導電性反射部材８を受信用基板３と筐体１５の両者に接続した送受信装置の概略断面図が図５である。係る構成とすることにより、装置からのノイズの放射と外部ノイズの装置への侵入を低減出来る。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の光送受信装置においては、導電性反射部材が光学的機能とシールド機能を兼ね備える為、送受信装置の内部の混信及びノイズの影響を、装置の小型化を図りつつ簡単な構成でシールド出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）送受信装置の該略図、（ｂ）〜（ｄ）送受信装置の概略断面図。
【図２】送受信用基板配置説明図。
【図３】送受信装置の概略断面図。
【図４】送受信装置の概略断面図。
【図５】送受信装置の概略断面図。
【符号の説明】
１　光ファイバ
２　送信用基板
３　受信用基板
４　ファイバ固定部
５　光学系
６　レーザダイオード（ＬＤ）
７　受光素子
８　導電性反射部材
９　モニターダイオード
１０　送信用基板接続点
１１　受信用基板接続点
１２　サブ基板接続点
１３　サブ基板
１４　筐体接続点
１５　筐体

Claims

少なくとも送信用基板と、該送信用基板とは空間的に離れて配置される受信用基板と、光学系の一部に導電性を有する光学的反射部材とを備えてなる光送受信装置であり、該導電性反射部材は、該送信用基板面と該受信用基板面とに挟まれる空間に配置され、該送信用基板又は該受信用基板の少なくとも一方の回路配線に接続されている、ことを特徴とする光送受信装置。
少なくとも送信用基板と、該送信用基板とは空間的に離れて配置される受信用基板と、光学系の一部に導電性を有する光学的反射部材とを備えてなる光送受信装置であり、該導電性反射部材は、該送信用基板面と該受信用基板面とに挟まれる空間に配置され、該送信用基板又は該受信用基板に該基板の少なくとも一方の回路配線の基準電位がかかるように該回路配線に接続されている、ことを特徴とする光送受信装置。
基準電位が、送信用基板又は受信用基板の回路配線への供給電源の電位又はＧＮＤ電位である請求項２に記載の光送受信装置。
導電性を有する光学的反射部材がさらに装置筐体に電気的導通があるように接続されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の光送受信装置。
導電性反射部材が、送信用基板又は受信用基板内の回路とは配線上独立した回路配線に接続されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の光送受信装置。
導電性反射部材が、独立した回路基板の回路配線の基準電位がかかるように該回路配線に接続されている、ことを特徴とする請求項５に記載の光送受信装置。
基準電位が、独立した回路配線への供給電源の電位又はＧＮＤ電位である請求項６に記載の光送受信装置。
導電性を有する光学的反射部材がさらに装置筐体に電気的導通があるように接続されている、ことを特徴とする請求項５〜７いずれかに記載の光送受信装置。
少なくとも送信用基板と、該送信用基板とは空間的に離れて配置される受信用基板と、光学系の一部に導電性を有する光学的反射部材とを備えてなる光送受信装置であり、該導電性反射部材が、装置筐体またはサブ基板に接続されている、ことを特徴とする光送受信装置。