JP2007318042A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】表示用ＬＥＤによる情報表示の視認性を高めると共に、放射電磁雑音の外部への漏れを抑制することができる光モジュールを提供する。
【解決手段】光トランシーバ１は、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９と、送信回路及び受信回路と、ＬＤドライバ及びポストアンプを収容し、金属材料からなる筐体３と、透明又は半透明の材料からなり、筐体３に固定されたレセプタクル部１１と、発光によって情報を表示する表示用ＬＥＤ２９と、を備え、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９は、レセプタクル部１１に係合することで光信号の光軸方向に直交する面内において位置決めされると共に、レセプタクル部１１と筐体３とにより光軸方向に挟み込まれることで光軸方向において位置決めされ、表示用ＬＥＤ２９の光は、レセプタクル部１１に導かれる
【選択図】図１

Description

本発明は、光信号の送受信を行う光モジュールに関するものである。

従来、このような分野の技術として、図７に示すようなプラガバブル型の光トランシーバ１０１が知られている。この光トランシーバ１０１は、挿抜可能な光コネクタ１０３，１０３が、レセプタクル１０５に設けられた連結口１０５ａ，１０５ａに挿入されて用いられる。この種の光トランシーバにおいては、通信途中に光コネクタが抜き取られると通信エラーが発生するので、光コネクタの抜き取りの許可／不許可を使用者に認識させる必要がある。そこで、この種の光トランシーバには情報表示用のＬＥＤが設けられており、上位のホストコントローラに制御されたこの表示用ＬＥＤの点滅表示等により、通信状態に関する情報を外部に表示している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−３５６４２５号公報

しかしながら、上記光トランシーバにおいては、レセプタクルに設けられた表示用ＬＥＤ用の表示窓が小さい場合、使用者が抜き取りの許可／不許可を判別し難い場合がある。このような問題の解決のため、レセプタクルを透明化又は半透明化し、表示用ＬＥＤからの情報表示の視認性を向上することが考えられる。ここで、レセプタクルを含む筐体には、外部への放射電磁雑音をシールドする（遮断する）機能が求められるが、一般には、このようなシールド性を有しながら、且つ透明又は半透明である材料は少ない。従って、筐体の全体を透明化又は半透明化しながら、放射電磁雑音のシールド性を確保することは困難である。

よって、レセプタクル部のみを透明化又は半透明化すると共に、レセプタクル部以外の部分を、不透明である導電性の別部材として形成することで、放射電磁雑音のシールド性を確保せざるを得ない。そして、この場合にあっても、レセプタクル部とそれ以外と部分との連結部において放射電磁雑音が外部に漏れ易いという問題が発生する。

そこで、本発明は、表示用ＬＥＤによる情報表示の視認性を高めると共に、放射電磁雑音の外部への漏れを抑制することができる光モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る光モジュールは、光信号を送信及び／又は受信する光サブアセンブリと、光サブアセンブリとの間で電気信号の送受を行う送信回路及び受信回路と、送信回路及び受信回路を収容し、導電性材料からなる筐体と、透明又は半透明の材料からなり、筐体に固定されたレセプタクル部と、発光によって情報を表示する表示用ＬＥＤと、を備え、表示用ＬＥＤの光は、レセプタクル部に導かれることを特徴とする。

この光モジュールによれば、レセプタクル部が透明又は半透明であるので、このレセプタクル部に導かれた表示用ＬＥＤの光を受けて、レセプタクル部全体が光って見える。従って、表示用ＬＥＤからの光による表示情報の視認性が向上する。また、この光モジュールの筐体は導電性であるので、筐体内で発生する放射電磁雑音をシールドすることができる。

また、透明な柱状部材の外周面をメタライズしてなり、表示用ＬＥＤの光をレセプタクル部に導く光導波体を更に備えてもよい。このような光導波体により、表示用ＬＥＤの光を容易にレセプタクル部に導くことができる。

本発明の光モジュールによれば、表示用ＬＥＤによる情報表示の視認性を高めると共に、放射電磁雑音の外部への漏れを抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る光モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図３に示すＳＦＰ型光トランシーバ（光モジュール）１は、外部の光ファイバと連結され、この光ファイバとの間で光信号の送受信を行う光モジュールである。以下、図１及び図２のようにＸＹＺ座標軸を設定し、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」、「Ｚ方向」といったように、光トランシーバ１の説明に用いる。光トランシーバ１は、金属材料（導電性材料）からなる筐体３と、レーザダイオード（ＬＤ）を有する光送信サブアセンブリ（Transmitter OpticalSub-Assembly：以下「ＴＯＳＡ」という）７と、フォトダイオード（ＰＤ）を有する光受信サブアセンブリ（Receiver OpticalSub-Assembly：以下「ＲＯＳＡ」という）９と、を備えている。このＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９は、筐体３の前部に設けられた取付け口３ａ，３ａにおいて、それぞれ筐体前面３ｋから前方に突出するように取り付けられている。

また、光トランシーバ１は、このＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９の前部を囲むように筐体３の前方に取り付けられた透明プラスチック製のレセプタクル部１１を備えている。レセプタクル部１１には、光ファイバに装着された光コネクタが挿抜される２つの連結口１１ａ，１１ａが形成されている。そして、光コネクタが、この連結口１１ａ，１１ａに、それぞれ挿入されることにより、光コネクタがレセプタクル部１１に保持され、この光トランシーバ１と光ファイバとの連結が行われる。そして、この光ファイバとＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９との間では、図１及び図２におけるＺ方向に一致するような光軸Ａをもつ光信号の授受が行われる。

この筐体３の内部には、プリント基板１５が収容されており、このプリント基板１５の前部には、上記ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９のリードピンが半田付けされている。なお、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９とプリント基板１５との電気的な接続としては、このような半田付けに限られず、フレキシブル基板を用いた結線を採用してもよい。フレキシブル基板により接続した場合には、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９への光コネクタの挿抜時において、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９とプリント基板１５との間の応力による半田割れ等の不具合を抑制することができる。

このプリント基板１５上には、ＴＯＳＡ７に電気信号を送信してＴＯＳＡ７のＬＤを駆動するＬＤドライバ（送信回路）１７、及びＲＯＳＡ９のＰＤからの電気信号を処理するポストアンプ（受信回路）１９が設けられている。更にプリント基板１５上には、ＣＰＵ又はＦＰＧＡ等を含み、ＬＤドライバ１７及びポストアンプ１９の監視及び制御を行うコントローラＩＣ２１が設けられている。このコントローラＩＣは、TxBias（ＬＤバイアス電流）、TxPower（光出力パワー）、RxPower（光入力パワー）等のモニタ情報を電気信号として取り込んでいる。更に、このプリント基板１５の後端には、ホストコントローラ２３との間で電気信号の入出力を行うための入出力コネクタ２５が形成されている。

このようなＳＦＰ型の光トランシーバ１や、ＸＦＰ型又はＸ２型の光トランシーバは、いわゆる活線挿抜タイプと呼ばれ、稼働中であっても光コネクタの挿抜を行うことが可能であるが、通信中に光コネクタが引抜かれると通信エラーが発生する。そこで、この光トランシーバ１は、通信状態を表す発光動作を行う表示用ＬＥＤ２９を、プリント基板１５上に備えている。この表示用ＬＥＤは、ホストコントローラ２３の制御により、コントローラＩＣ２１からの電気信号を受けて、通信状態に応じて点灯／点滅／消灯を行うことで、通信状態を表示する。そして、筐体３の内部には、この表示用ＬＥＤ２９から、筐体３の前面を貫通してレセプタクル部１１まで延び、細長い柱状をなす導光用ファイバ（光導波体）３１が設置されている。この導光用ファイバ３１は、透明プラスチック又は透明ガラスからなる柱状部材３１ａの外周面をメタライズしてなる部材であり（図４参照）、一方の端面は表示用ＬＥＤ２９の発光面に対面して配置され、他方の端面はレセプタクル部１１の後端面に接触している。

このような構成により、表示用ＬＥＤ２９が発する表示光は、導光用ファイバ３１の一端面から入射し、導光用ファイバ３１の内部を通じて他端面から出射し、この他端面に接触したレセプタクル部１１に入射する。ここで、前述の通り、レセプタクル部１１は透明プラスチックからなるので、この表示光が入射されることでレセプタクル部１１の全体が光って見え、レセプタクル部１１全体が通信状態に応じて点灯／点滅／消灯することになる。従って、光トランシーバ１の使用者にあっては、このレセプタクル部１１の点灯／点滅／消灯を容易に視認することができ、光トランシーバ１の通信状態を知ることができるので、通信中に光コネクタを抜くことを避けることができる。従って、光トランシーバ１における通信エラーを抑制することができると共に、使用者のアイセーフティを図ることができる。

なお、このような構成によれば、筐体３には導光用ファイバ３１を貫通させるための貫通孔が筐体３に形成されるが、この貫通孔は、導光用ファイバ３１のメタライズ層３１ｂ（図４参照）により塞がれることになるので、この貫通孔から漏れる放射電磁雑音が抑制される。

なお、レセプタクル部１１の材料として、半透明の材料を採用しても、同様に上記作用を奏することができる。また、上記導光用ファイバ３１の好ましい形状としては、径０．１〜３ｍｍ、長さ数〜３０ｍｍの円柱形又は角柱形である。また、導光用ファイバ３１として、光ファイバを用いてもよい。また、表示用ＬＥＤ２９を、レセプタクル部１１の内側の空間に設置してもよい。このようにすれば、表示用ＬＥＤ２９の光は、直接レセプタクル部１１に導かれ、レセプタクル部１１を光らせることができる。また、この場合、表示用ＬＥＤ２９駆動用の配線を、筐体３を貫通させて設ける必要があるが、この配線の筐体３の貫通孔近傍にはローパスフィルタを設置することが好ましい。このようにすれば、放射電磁雑音が配線を介して伝搬され外部に漏れることを抑制することができる。

このような光トランシーバ１は、機器に装着されたときに、レセプタクル部１１が機器のフロントパネルから外部に露出する場合が多いので、光トランシーバ１からの外部への放射電磁雑音を抑える必要がある。特にＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９近傍には高周波ラインが存在しており、放射電磁雑音が発生し易いので、特にＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９の側方へ放射される放射電磁雑音を低減する必要がある。このような放射電磁雑音の低減のためには、筐体３及びレセプタクル部１１が、例えば、金属、導電性プラスチック、又は金属メッキを施したプラスチックといったような、高いシールド性（放射電磁雑音の遮断性）をもつ部材で構成されることが好ましい。ところが、一般には、高いシールド性を有しながら、且つ透明又は半透明である材料は少ない。

従って、レセプタクル部分を透明にし、且つ筐体部分にはシールド性を持たせるような方法として、レセプタクル部分と筐体部分とを一体として透明プラスチック等の透明材料で形成した上で、シールド性を持たせるべき筐体部分にのみメタライズを施すことが考えられる。しかしながら、このような方法は、一般にコストが高く、特にサイズが大きくなると高コスト化や歩留まりの劣化の問題が大きくなる。また、透明部材は、この種の光トランシーバの筐体として採用するには、機械的強度が十分でない場合が多い。更に、筐体部分において、透明部材表面に形成されるメタライズ層のみでは透明部材内部を介する放射電磁雑音までは抑えることができない。

また、この場合、スキンデプスがメタライズ層の厚さを超えるような周波数の放射電磁雑音は、メタライズされた筐体部分を透過してしまう。この種のメタライズ層の厚さは、一般に、最大で数μｍであり１μｍ以下の場合も多い。一方で、光通信において問題となる周波数０．１〜２０ＧＨｚ程度の放射電磁雑音のスキンデプスは、数十μｍとなる場合が多く、メタライズ層を透過してしまうことがある。従って、筐体部分におけるシールド部には、０．１ｍｍ以上の厚さが求められる。なお、上記周波数帯よりも低周波側の放射電磁雑音にあっては、光通信においてあまり問題にならず、高周波側の放射電磁雑音にあっては、スキンデプスが小さいので透過性が低くあまり問題にならない。

以上のような理由から、この光トランシーバ１においては、前述のように、レセプタクル部１１と筐体３とを別体とし、レセプタクル部１１には透明又は半透明の材料を採用し表示用ＬＥＤ２９の表示光の視認性を向上させる一方で、金属製の筐体３に高いシールド性を持たせ放射電磁雑音の低減を図っている。

ところが、この場合にも、図５に示すようなレセプタクル部分６１と筐体部分５３とを一体にし金属材料で形成した光トランシーバ５１と比較すると、次のような問題が生じ得る。すなわち、光トランシーバ１においては、筐体３とレセプタクル部１１とを別体としているので、筐体３とレセプタクル部１１との接続部において間隙が生じれば、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９と筐体３との間にも間隙が生じる可能性があり、筐体３内部からの放射電磁雑音が、その間隙を通じてＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９の側方に漏れやすくなる。

また、この光トランシーバ１に挿入される光コネクタの挿抜を円滑にすべく、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９は、筐体３との位置関係よりも、レセプタクル部１１との位置関係が重要である。そこで、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９の位置決めを、レセプタクル部１１によって行うこととすれば、ＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９と筐体３の取付け口３ａ，３ａとの間にクリアランスＣ１を設ける必要がある。そして、筐体３内部からの放射電磁雑音が、このクリアランスＣ１を通じて外部に漏れ易くなってしまう。

そこで、筐体３内部からの放射電磁雑音の漏れを低減すべく、ＴＯＳＡ７にはフランジ７ａが設けられており，ＲＯＳＡ９にはフランジ９ａが設けられている。そして、このフランジ７ａ，９ａが、それぞれ、取付け口３ａ，３ａ周囲において筐体３の前面３ｋに押し当てられることで、取付け口３ａ，３ａを塞ぐようにしている。以下、このようなＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９の取付けに係る具体的な構成について説明する。

再び図１に示すように、レセプタクル部１１は筐体３に対して、ラッチ機構により固定されている。すなわち、レセプタクル部１１は、側面においてＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９の位置よりも後方に延びる一対の腕部１１ｂ，１１ｂと、この腕部１１ｂ，１１ｂの先端に形成された一対の爪部１１ｃ，１１ｃとを有している。また、筐体３の側面には、これらの爪部１１ｃ，１１ｃに対応する一対の爪受け凹部３ｃ，３ｃが形成されている。そして、爪部１１ｃ，１１ｃと爪受け凹部３ｃ，３ｃとが嵌合するラッチ機構により、筐体３に取り付けられたレセプタクル部１１は、筐体３に向けて押し付けられた状態で固定される。また、このような機構により、連結口１１ａ，１１ａから光コネクタが挿抜される際の力よりも強い力で、レセプタクル部１１が筐体３に固定される。

また、レセプタクル部１１の腕部１１ｂ、１１ｂにおける爪部１１ｃ，１１ｃの前方には、止めビス１２，１２が貫通して取り付けられており、この止めビス１２，１２の先端が筐体３の側面に固定されることで、レセプタクル部１１の筐体３からの脱落防止が図られている。このような構成により、光コネクタが挿抜される際に予想外の力が加わる場合にも、レセプタクル部１１が筐体３から脱落してしまう危険を少なくすることができる。この種の光コネクタ及び光トランシーバ１においては、例えば、こじるように抜いたり、解除すべきロックの解除を忘れたまま抜こうとする等、使用者によって、挿抜の仕方が異なるので、予想外の力が加わる場合も多い。このような場合においても、レセプタクル部１１が筐体３から外れ、光トランシーバ１の破壊の原因とならないように、止めビス１２，１２を設けることが好ましい。

また、このレセプタクル部１１には、ＴＯＳＡ７のフランジ７ａ及びＲＯＳＡ９のフランジ９ａにそれぞれ嵌合する嵌合部１１ｅ，１１ｅが形成されている。ここで、ＴＯＳＡ７とＲＯＳＡ９とは、同様の構成によってレセプタクル部１１及び筐体３に取付けられるので、以下では、代表してＴＯＳＡ７の取付けについてのみ説明する。

図６に示すように、レセプタクル部１１の嵌合部１１ｅは、ＸＹ平面に平行な環状平面１１ｆと、Ｚ方向の軸を中心とした円柱面をなす内側面１１ｈとを有している。そして、ＴＯＳＡ７は、フランジ７ａの外周面７ｈを内側面１１ｈに接しながら嵌合部１１ｅに嵌め込まれている。また、筐体３の取付け口３ａは、前述の通り、ＴＯＳＡ７の後部との間にクリアランスＣ１をもって形成されている。このようにＴＯＳＡ７のフランジ７ａがレセプタクル部１１の嵌合部１１ｅに嵌合しながら、ＴＯＳＡ７の後部が取付け口３ａに挿入されることで、ＴＯＳＡ７のＸＹ平面内における位置決めがされている。従って、ＴＯＳＡ７とレセプタクル部１１とのＸＹ平面内における位置関係が正しく合わせられ、その結果、光トランシーバ１への光コネクタのスムーズな挿抜が可能になる。

また、フランジ７ａは、前面７ｆを嵌合部１１ｅの環状平面１１ｆに接し、後面７ｋを筐体３の前面３ｋに接するように、レセプタクル部１１と筐体３とに挟み込まれる。このとき、筐体３の前面３ｋの前方には、レセプタクル部１１との間にクリアランスＣ２が設けられているので、レセプタクル部１１の環状平面１１ｆは、フランジ７ａの前面７ｆに接触しながら、ＴＯＳＡ７をＺ方向に筐体３に向けて押さえ込むことができる。このように、ＴＯＳＡ７は、フランジ７ａがレセプタクル部１１と筐体３とに挟み込まれることで、Ｚ方向における位置決めがされている。

そして、このような構成によれば、フランジ７ａの後面７ｋが筐体３の前面３ｋに押し付けられ密着しながら、取付け口３ａがフランジ７ａにより塞がれることになる。また、もう一方の取付け口３ａもＲＯＳＡ９のフランジ９ａにより同様に塞がれることになる。従って、筐体３内部から取付け口３ａを通じて外部に漏れる放射電磁雑音が低減される。

なお、この種のＴＯＳＡ７及びＲＯＳＡ９に内蔵されたスリーブの形状は、多くの種類の光コネクタに対応可能であるので、光トランシーバ１において、レセプタクル部１１を、着脱可能にすれば、レセプタクル部のみを光コネクタに合わせて適宜取り替えることで、用途に応じて多くの種類の光コネクタに接続することができる。なお、この場合、レセプタクル部１１や止めビス１２を使い捨て可能としてもよい。

本発明に係る光トランシーバの一実施形態を示すＸＺ平面における断面図である。 図１の光トランシーバのＹＺ平面における断面図である。 図１の光トランシーバの内部構成を示すブロック図である。 図１の光トランシーバの導光用ファイバを示す斜視図である。 他の光トランシーバを示す断面図である。 図１の光トランシーバにおけるＴＯＳＡの取付け部を拡大して示す拡大図である。 従来の光トランシーバを示す斜視図である。

符号の説明

１…光トランシーバ（光モジュール）、３…筐体、７…ＴＯＳＡ（光サブアセンブリ）、９…ＲＯＳＡ（光サブアセンブリ）、１１…レセプタクル部、１２…止めビス、１７…ＬＤドライバ（送信回路）、１９…ポストアンプ（受信回路）、２９…表示用ＬＥＤ、３１…光導波体、３１ａ…柱状部材、３１ｂ…メタライズ層。

Claims (2)

1. 光信号を送受信する光モジュールにおいて、
   前記光信号を送信及び／又は受信する光サブアセンブリと、
   前記光サブアセンブリとの間で電気信号の送受を行う送信回路及び受信回路と、
   前記送信回路及び前記受信回路を収容し、導電性材料からなる筐体と、
   透明又は半透明の材料からなり、前記筐体に固定されたレセプタクル部と、
   発光によって情報を表示する表示用ＬＥＤと、を備え、
   前記表示用ＬＥＤの光は、前記レセプタクル部に導かれることを特徴とする光モジュール。
2. 透明な柱状部材の外周面をメタライズしてなり、前記表示用ＬＥＤの光を前記レセプタクル部に導く光導波体を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。

Images