JP2009164324A - 光トランシーバ - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品の接続・組立てが容易な、波長分割多重機能を有する光トランシーバを提供する。
【解決手段】光トランシーバ１は、互いに波長の異なる複数の信号光と当該複数の信号光に対応した複数の電気信号との間で光電変換を行う。光トランシーバ１は、複数の信号光を合波または分波する波長選択フィルタと当該波長選択フィルタに対向して配置され複数の信号光にそれぞれ対応する複数の光アセンブリを含む光ユニット１１，１２と、上記複数の光アセンブリと電気信号の授受を行う電子回路を搭載した回路基板１４を備える。上記複数の光アセンブリと回路基板１４とは、その複数の光アセンブリそれぞれに接続する枝部と回路基板１４に接続する集合部とを一体に形成したフレキシブル回路基板１５，１６により接続され、フレキシブル回路基板１５，１６は、光アセンブリの電気接続部材が貫通して挿入される長孔を枝部に有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、波長分割多重機能を有し、光信号の送受信を行う光トランシーバに関する。

一の筺体中に複数の光送信／受信素子、あるいは複数の光送信／受信モジュールを搭載する形態の光トランシーバが提案されている。これは価格的にも安価であり、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）システムであっても非常に高い機能を要求されない用途に適している。主に、ＬＡＮ等の近距離の通信であって、単一のチャンネルを備える光トランシーバをホスト装置に複数並べた場合には大掛かりになってしまうという場合に、その代替として期待されるものである。

特許文献１には、光受信素子（Ｒｘ）を内蔵する２体の光受信モジュールと、１体の光送信素子（Ｔｘ）を内蔵する光送信モジュールとを有し、さらに光信号のうち特定の波長帯のもののみを透過し他の波長帯のものを反射する波長選択フィルタを有する光トランシーバが開示されている。この光トランシーバは、光受信／送信素子が、それぞれ波長選択フィルタを介して、互いに波長の異なる複数の信号光を受信／送信することにより、波長分割多重機能を達成している。
また、特許文献２に開示される光トランシーバは、４体のＲｘまたはＴｘを備えるものであり、特許文献１に開示のものと同様にして、波長分割または波長多重機能を達成している。

特許文献１及び２に記載の光トランシーバは、１Ｔｘ＋２Ｒｘあるいは４Ｒｘというように多チャンネルを同梱する形態を有しているが、波長分割多重機能を実現した上でより高速な伝送を可能にするためには、４Ｔｘ＋４Ｒｘという様に大掛かりなものにする必要がある。また、特許文献１及び２の光トランシーバにおいて、チャンネル分岐は、一直線上に波長選択フィルタを配して行われていたりするため、筺体サイズが規格化されている用途には適さない。

それに対して、特許文献３には、４チャンネルのＴｘ及び波長選択フィルタで構成され光信号を合波する光合波ユニットと、４チャンネルのＲｘ及び波長選択フィルタで構成され光信号を分波する光分波ユニットとをＸＥＮＰＡＫ、Ｘ２（ＩＥＥＥ８０２．３ａｅ標準に基づく光送受信器に関する仕様）の筐体に同梱する（計８チャンネルの）ものが開示されている。

ＸＥＮＰＡＫ、Ｘ２自身は１０Ｇｂｐｓ程度の伝送速度向けの高機能光トランシーバを意図するものである。しかし、特許文献３の光トランシーバにおいては、その規格の筐体に各４チャンネルのＴｘ、Ｒｘを含む光合波／分波ユニットを同梱し、各Ｔｘ、Ｒｘ自体は速度的、あるいは通信距離については規格を緩めて、例えば、コンピュータのバックボーン通信を意図している。それでも、速度は数百Ｍｂｐｓ、距離は１ｋｍを規定している。なお、特許文献３に開示の光トランシーバでは、各Ｒｘ（Ｔｘ）は、ステム上に実装され光受信モジュール（光送信モジュール）を構成しており、光受信モジュール（光送信モジュール）として、光合波ユニット（光分波ユニット）に搭載されている。
米国特許出願公開第２００３／００６３８４４号明細書 米国特許出願公開第２００４／０１０１２４７号明細書 米国特許出願公開第２００６／００８８２５５号明細書

しかしながら、特許文献３に開示の光トランシーバのように、高速光伝送を行うために、光受信／送信素子を内蔵した光受信／送信モジュールを多数、規格を満たす筐体内に配するには、光合波／分波ユニットの形状、すなわち、光合波／分波ユニットの各光受信／送信モジュールの装着位置について、複雑な角度をとらざるを得ない。したがって、光受信／送信モジュールと電気信号の授受を行う電子回路が搭載された回路基板と、光受信／送信モジュールとの接続についても、多大な制約を受ける。

図１２は、４つの光受信／送信モジュールから成る光合波／分波ユニットを備えた従来の光トランシーバにおける光受信／送信素子と回路基板との接続の状態を模式的に示したものである。光トランシーバの回路基板１４のエッジから各光ユニット１１，１２に向けて４つのフレキシブル回路基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit board）１０１，１０２が伸び出し各光送信／受信素子と接続される。しかし、各光送信／受信モジュールのそれぞれの光ユニット１１，１２に対する取り付け角度が全て異なるので、ＦＰＣ１０１，１０２の取り回しは非常に煩わしく、一見信頼性に欠ける接続形態となっている。また、４つのＦＰＣ１０１，１０２を個別に回路基板１４に接続しなければならないため、接続に要する時間も長くなってしまう。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、構成部品の接続・組立てが容易な波長分割多重機能を有する光トランシーバを提供することを目的とする。

本発明による光トランシーバは、互いに波長の異なる複数の信号光と当該複数の信号光に対応した複数の電気信号との間で光電変換を行うものであって、上記複数の信号光を合波または分波する波長選択フィルタと当該波長選択フィルタに対向して配置され上記複数の信号光にそれぞれ対応する複数の光アセンブリを含む光ユニットと、上記複数の光アセンブリと電気信号の授受を行う電子回路を搭載した回路基板を備え、上記複数の光アセンブリと回路基板とは、上記複数の光アセンブリそれぞれに接続する枝部と回路基板に接続する集合部とを一体に形成したフレキシブル回路基板により接続され、フレキシブル回路基板は、光アセンブリの電気接続部材が貫通して挿入される長孔を枝部に有することを特徴とする。

また、光アセンブリの電気接続部材が、光アセンブリのステムの底面から突き出し、所定の大きさの半径の円周上に配置されており、フレキシブル回路基板の長孔が、上記所定の大きさの半径の円周に沿ったゼリービーンズ形状の長孔であることが好ましい。なお、フレキシブル回路基板が、枝部と集合部に切り欠きが形成されており、切り欠きが形成された箇所で折り曲げられて、枝部が光アセンブリに接続され、集合部が回路基板に接続されるようにしてもよい。

本発明の光トランシーバによれば、波長分割多重機能を達成するために、光アセンブリが複雑に配置されていても、それら光アセンブリと回路基板の電子回路とを接続するフレキシブル回路基板を一体に形成したので、容易に接続・組立てを行うことができる。また、フレキシブル回路基板のスルーホールの形状を長孔にすることにより、光トランシーバ内においてリードピンの位置ズレがあったとしても、フレキシブル回路基板が大きく歪むことがないため、光アセンブリすなわち光ユニットに取り付けたフレキシブル回路基板を容易に回路基板に取り付けることができる。

図１は、本発明に係る光トランシーバの一例を示す外観図である。光トランシーバ１は、ホスト装置のフェースパネルの開口内に装着して用いられるものであって、ＸＥＮＰＡＫ、Ｘ２の筐体の側面にラッチ２１を有する。ラッチ２１は、光トランシーバ１を収納するためにホスト装置の回路基板（以下、ホスト基板）上に設けられた金属製のレールの側面の係号孔と係合するものであり、この係合により光トランシーバ１はホスト装置に保持される。

光トランシーバ１の前方端には、光伝送ケーブルの端部（光コネクタ）が挿入される光レセプタクル２４が形成されている。ここで、前方／後方は説明の便宜上光トランシーバ１の光レセプタクル２４が形成されている側を前方、その逆側でありホスト装置に挿入される側を後方と設定したもので、単に説明のために定めるものである。
また、光トランシーバ１はグリップ１９を有しており、このグリップ１９を光レセプタクル２４の周囲で前後にスライドすることにより、筐体側面のラッチ２１が作動し、光トランシーバ１とホスト装置とを係合させたり、その係合を解除させたりすることができる。

本発明の光トランシーバは、互いに波長の異なる複数の信号光とその複数の信号光に対応した複数の電気信号との間で光電変換を行うものであって、例えば、下記のように構成される。
図２は、本発明に係る光トランシーバの一例を示す分解図である。光トランシーバ１は、例えば、光受信モジュールとして受信用光アセンブリ（ＲＯＳＡ：Receiving Optical Sub-Assembly）を複数含む光分波ユニット１１と、光送信モジュールとして送信用光アセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitting Optical Sub-Assembly）を複数含む光合波ユニット１２と、これら光ユニット１１，１２を保持する下部ハウジング１３と、ＲＯＳＡ／ＴＯＳＡと電気信号の授受を行う電子回路（ＩＣ）を搭載する回路基板１４と、ＲＯＳＡ／ＴＯＳＡと回路基板１４とを接続するユニット化したフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）１５，１６とを有している。

また、光トランシーバ１は、回路基板１４を上下から挟みこむ上部ハウジング１７及びカバー１８と、上述のグリップ１９と、回路基板１４や両光ユニット１１，１２の熱を放熱するための放熱シート２０を備えている。光トランシーバ１は、上述のラッチ２１を筐体（ハウジング）の側面に有するが、ラッチ２１とホスト装置のレールとの係合状態を保つためのスプリング２２も有している。

複数の信号光を分波する光分波ユニット１１及び複数の信号光を合波する光合波ユニット１２の二つの光ユニットは、ＯＳＡ固定部品１３ａにより下部ハウジング１３に組み付けられる。二つの光ユニット１１，１２の先端は、光レセプタクル２４方向に突出し、そこで光コネクタ（不図示）の先端と光結合する。光レセプタクル２４は、下部ハウジング１３と上部ハウジング１７とでその外形が規定されており、例えば、ＳＣ型の光コネクタ（ＳＣコネクタ）が係合するように構成されている。下部ハウジング１３には、光レセプタクル２４に挿入されるＳＣコネクタを把持するＳＣラッチ１３ｂが備えられ、そのＳＣラッチ１３ｂの前方端には光コネクタと係合するための突起が設けられている。

ラッチ２１、スプリング２２は一体的に形成されたものであり、スプリング２２が外方に向けてラッチ２１を押し出すことによって、光トランシーバ１のラッチ２１とホスト基板上のレールとの係合状態を維持するものである。下部ハウジング１３は、複数のネジ２３により回路基板１４を挟みこむ様に上部ハウジング１７に組み付けられ、カバー１８は、上部ハウジング１７に対して、スナップショット（嵌め込み）で組立てられる。ＦＰＣ１５，１６については、後に詳述する。

図３は、本発明に係る光トランシーバの光分波／合波ユニットを説明する部分斜視図であり、説明のため光トランシーバ１のうち上部及び下部ハウジング１７，１３で形成される光レセプタクル２４と当該光ユニット１１，１２のみを示している。それぞれの光ユニット１１，１２は多角形状のホルダ１１ｅ，１２ｅを有する。ホルダ１１ｅ，１２ｅにはそれぞれ、４体のＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄあるいはＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄが、後述の波長選択フィルタに対向する位置に角度を違えて装着されている。ホルダ１１ｅ，１２ｅの多角形の一面からはスリーブ１１ｆ，１２ｆが伸びだし、その先端が光レセプタクル２４内に突き出ている。

各ホルダ１１ｅ，１２ｅの中央部には５角形の開口１１ｅ１，１２ｅ１が形成され、この開口１１ｅ１，１２ｅ１の内面に、波長の異なる複数の信号光をその波長に従って合波または分波する波長選択フィルタ（図４、符号１１ｈ１〜１１ｈ３参照）が装着される。光分波ユニット１１の場合であれば、スリーブ１１ｆ内のスタブ（図４、符号１１ｋ参照）を介して入力された信号光（波長λ１〜λ４の光信号を含む）が開口１１ｅ１内の波長選択フィルタ（以下、フィルタという）で分離されてＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄのそれぞれに分配される。光合波ユニット１２であればＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄのそれぞれから発信した信号光（波長λａ〜λｄの光信号を含む）が開口１２ｅ１のフィルタで集合されてスリーブ１２ｆ内のスタブを介して出射される。

図３では、ホルダ１１ｅの開口部１１ｅ１にのみ、異物混入防止、ゴミ付着防止などのフィルタ保護のために、封止用の蓋１１ｇが取り付けられているが、光合波ユニット１２にも同様に封止用の蓋が取り付けられる。また、光ユニット１１，１２それぞれの図３で見えている側だけでなく反対側にも封止用の蓋を取り付けても良い。

さらに光ユニット１１，１２はそれぞれ、メインレンズ（図４、符号１１ｉ参照）と、一方向にのみ光を透過するアイソレータ（図４、符号１１ｊ参照）とを有する。メインレンズは、光分波ユニット１１においては、スリーブ１１ｆのスタブを通過した光を平行光に変換し、光合波ユニット１２においては、アイソレータからの光を集光しスリーブ１２ｆのスタブの光ファイバ（図示せず）に結合することができる。

また、光分波ユニット１１の各ＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄは、光受信素子としてフォトダイオード（ＰＤ:Photo Diode）（図４、符号１１ａ２〜１１ｄ２参照）を同軸型のパッケージ内に有し、光合波ユニット１２の各ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄは、光送信素子としてレーザダイオード（ＬＤ:Laser Diode、図示せず）を同軸型のパッケージ内に有する。これらＰＤ及びＬＤはそれぞれステム１１ａ３〜１１ｄ３，１２ａ３〜１２ｄ３上に実装される。

円形状に形成されるステム１１ａ３〜１１ｄ３，１２ａ３〜１２ｄ３には、電気接続部であるピン１１ａ４〜１１ｄ４，１２ａ４〜１２ｄ４がガラス封止されており、このリードピン１１ａ４〜１１ｄ４，１２ａ４〜１２ｄ４により、ＰＤ及びＬＤは、回路基板１４と電気接続される（なお、ＲＯＳＡ１１ｃとＴＯＳＡ１２ｂのリードピン１１ｃ４，１２ｂ４については、図において見えない位置に設けられている）。

図４は、本発明に係る光トランシーバの光分波／合波ユニットにおける光結合系を説明する図で、光分波ユニットにおけるものを模式的に示している。光分波ユニット１１の場合であれば、図示するように、スリーブ１１ｆ（図１参照）のスタブ１１ｋから入射した光は、メインレンズ１１ｉで平行光に変換され、アイソレータ１１ｊを通り、第１のフィルタ１１ｈ１で波長λ１以外の光が反射され第２のフィルタ１１ｈ２に向かう。一方、波長λ１の光は、そのまま第１のフィルタ１１ｈ１を通過して第１のＲＯＳＡ１１ａに進み、第１のＲＯＳＡ１１ａに装備されたレンズ１１ａ１で集光された後、第１のＲＯＳＡ１１ａ内のフォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）１１ａ２で受光される。

第２のフィルタ１１ｈ２では、入射した光のうち波長λ２の光が透過され、その他の波長の光は第３のフィルタ１１ｈ３に向けて反射される。透過された波長λ２の光は第２のＲＯＳＡ１１ｂに向けて進み、レンズ１１ｂ１で集光された後、第２のＲＯＳＡ１１ｂ内のＰＤ１１ｂ２で受光される。第３のフィルタ１１ｈ３では、波長λ３の光が第３のＲＯＳＡ１１ｃに向かい、それ以外の波長の光は第４のＲＯＳＡ１１ｄに向けて反射される。

図４では、第４のＲＯＳＡ１１ｄの前にフィルタを設けていないが、通常は第４のＲＯＳＡ１１ｄの前に波長λ４の光のみを透過するフィルタを設けておく。
透過された波長λ３の光は、第３のＲＯＳＡ１１ｃに向けて進み、レンズ１１ｃ１で集光された後、第３のＲＯＳＡ１１ｃ内のＰＤ１１ｃ２で受光される。また、透過された波長λ４の光は、第４のＲＯＳＡ１１ｄに向けて進み、レンズ１１ｄ１で集光された後、第４のＲＯＳＡ１１ｄ内のＰＤ１１ｄ３で受光される。

このようにして、第１〜４のＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄではそれぞれ波長λ１〜λ４の光のみを受信することができる。
光合波ユニット１２の場合には、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄ内のレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）を出射した信号光は上述した光学系を全く逆に進み、スリーブ１２ｆのスタブからは波長λａ〜λｄの光を合波した信号光が出射される。

図５〜図７を用いて、本発明における各光ユニットに装着されたＴＯＳＡ／ＲＯＳＡと回路基板とを接続するＦＰＣについて説明する。図５（Ａ）は、図３の光分波ユニット１１の形状構造に合わせたＦＰＣ１５の一例を示す図である。また、図５（Ｂ）は、図３の光合波ユニット１２の形状構造に合わせたＦＰＣ１６の一例を示す図である。図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の部分拡大図である。図６は、本発明に係る光トランシーバの各光ユニットに装着されたＴＯＳＡ／ＲＯＳＡと回路基板とを図５のＦＰＣで接続した状態を示すものであって、図６（Ａ）は接続後の光トランシーバの状況を上方から見たものであり、図６（Ｂ）は接続後の光トランシーバを下方から見たものである。ここで、上方、下方は便宜的なもので（光トランシーバに上方、下方の機構上、機能上の区別はない）、単に、互いに逆の二方向から見たものである。図７は、ＦＰＣとＲＯＳＡのリードピンとの接続部の様子を示すものである。

図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ１５（１６）は、１枚の基板で構成され、その中央部１５ａ（１６ａ）は、光分波ユニット１１（光合波ユニット１２）の平面をなぞる形状である。ＦＰＣ１５（１６）は、該中央部１５ａ（１６ａ）から枝分かれして延長され４体のＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄ（ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄ）のそれぞれに向う４本の枝部で形成されるアセンブリ接続部１５ｂ（１６ｂ）を有している。また、同様に中央部１５ａ（１６ａ）から延長され回路基板１４に向かって延びる各ＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄ（ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄ）との接続配線を集合した集合部で形成される回路基板接続部１５ｃ（１６ｃ）を有している。

ＦＰＣの中央部１５ａ（１６ａ）は、光分波ユニット１１（光合波ユニット１２）のホルダ１１ｅ（１２ｅ）の平面形状を反映して多角形（５角形）に形成され、この多角形の各辺から上記のアセンブリ接続部１５ｂ（１６ｂ）と、回路基板接続部１５ｃ（１６ｃ）が延長して設けられる。このように、ＦＰＣ１５，１６は、適用する光分波／合波ユニット毎にその形状構造に合わせて形成される。

図５（Ａ）に示すように、光分波ユニット１１用のＦＰＣ１５の光アセンブリ（ＯＳＡ： Optical Sub-Assembly）に接続するアセンブリ接続部１５ｂの先端には、ＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄのリードピン１１ａ４〜１１ｄ４が挿入される長孔状の貫通孔（スルーホール）１５ｂ１が形成されている。ＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄのリードピン１１ａ４〜１１ｄ４は、内蔵したＰＤの光電流を電流／電圧変換しこの電圧信号を増幅、相補化した信号のＳｉｇ＋，Ｓｉｇ−と、これら電流／電圧変換、増幅、相補化を行う内蔵プリアンプへの電源供給のためのＶｃｃと、ＰＤのバイアス電圧印加のためのＶｐｄ、それに接地リード（ＧＮＤ）の５本である。各スルーホール１５ｂ１は、この５本のリードピンそれぞれと対応する。

一方、図５（Ｂ）に示す光合波ユニット１２用ＦＰＣ１６にも、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄと接合する部分に、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄの３本若しくは４本のリードピン１１ａ４〜１１ｄ４と接続するためのスルーホール１６ｂ１が形成されている。各スルーホール１６ｂ１は、リードピンが３本の場合には、ＬＤ−アノードリード（ＬＤ＋）、ＬＤ−カソードリード（ＬＤ−）、ＧＮＤの３本と対応し、４本の場合には、さらにモニタ信号取出リード（Ｍｏｎ．）と対応する。ＬＤ＋，ＬＤ−は、ＬＤに駆動電流を供給するためのものであり、Ｍｏｎ．は、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄにＬＤ出力光強度をモニタするＰＤが内蔵された場合、このＰＤの出力信号を取り出すためのものである。

なお、ＦＰＣ１５，１６のみでは薄すぎてリードピン１１ａ４〜１１ｄ４との間で確実な半田接続が期待できなく、また、そもそも柔軟性基板であるが故に強度面で不足することがあるため、ＦＰＣ１５，１６のスルーホール１５ｂ１，１６ｂ１と同様な形状及び配置のビアホールが形成されたリジッド基板を、アセンブリ接続部１５ｂの先端に付属させておいてもよい。

ＦＰＣ１５，１６の回路基板接続部１５ｃ，１６ｃの先端には、回路基板１４のパッドと接続するためのパッド（ＦＰＣ上の配線を延長してパッド化したもの）が形成されている。パッドの総数は、光分波ユニット１１用のＦＰＣ１５では、例えば、５×４＝２０、光合波ユニット１２用のＦＰＣ１６では、３（４）×４＝１２（１６）のパッドが並んでいる。ＦＰＣ１５，１６上ではＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄ、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄそれぞれに対するＧＮＤパターンを共通化していない方が、クロストーク（隣接光アセンブリの信号の影響）対策の面からは好ましい。ＦＰＣ１５，１６の回路基板１４側でパッド数が多くなるために、パッドを複数列に配置するのも一形態である。

このようなＦＰＣ１５，６を光トランシーバに用いる際は、図６に示すように、ＦＰＣ１５，１６の中央部１５ａ，１６ａが光分波／合波ユニット１１，１２の底面に載置され、中央部１５ａ，１６ａから延長する各アセンブリ接続部１５ｂ，１６ｂが光ユニット１１，１２の形状に添えて曲折される。また、回路基板接続部１５ｃ，１６ｃが、そのパットが回路基板１４のパッドと接続されるように曲折される。

このようにＦＰＣ１５，１６を曲折して光分波／合波ユニット１１，１２に添設するのを容易にするために、ＦＰＣ１５，１６の曲折箇所に、図５（特に図５（Ｃ）に示すように、ＦＰＣとそれぞれのＯＳＡ及び回路基板との間の接続を適合させるための折り目１５ｄ，１６ｄが予め設けられていることが好ましい。この曲折箇所は、例えば、複数の中央部とそれぞれの枝部（アセンブリ接続部１５ｂ，１６ｂ）の境界部、及び中央部と集合部（回路基板接続部１５ｃ，１６ｃ）との境界部等に設けられる。
また、ＦＰＣ１５，１６は、ＦＰＣ１５，１６の曲折をさらに容易にするために、例えば、曲折箇所（折り目１５ｄ，１６ｄ）の両側に切り欠き１５ｅ，１６ｅが形成されていることが好ましい。

さらに、ＦＰＣ１５，１６は、光分波／合波ユニット１１，１２と回路基板１４を電気接続するために、図６に示すように、回路基板接続部１５ｃ，１６ｃのパッドが回路基板１４のパッドと半田接続される。また、図７に示すように、スルーホール１５ｂ１にＲＯＳＡ１１ａのリードピン１１ａ４が挿通され半田接続される。その他のスルーホール１５ｂ１にも、同様にしてＲＯＳＡ１１ｂ〜１１ｄのリードピン１１ｂ４〜１１ｄ４が挿通され半田接続され、スルーホール１６ｂ１についても、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄのリードピン１２ａ４〜１２ｄ４が挿通され半田接続される。

続いて、図８及び図９を用いて、本発明の特徴の１つであるＦＰＣについて、特にそのスルーホールの形状及び配置についてさらに説明する。以下では、ＲＯＳＡ用のＦＰＣに関して説明し、ＴＯＳＡ用のＦＰＣに関してはＲＯＳＡ用のＦＰＣと同様であるため、その説明を省略する。

ＲＯＳＡ用のＦＰＣ１５の説明の前に、そのアセンブリ接続部１５ｂが取り付けられるＲＯＳＡ１１ａについて（特に、そのリードピン１１ａ４について）さらに説明しておく。ＲＯＳＡ１１ａには、同軸型のパッケージを構成するステム１１ａ３の底面からリードピン１１ａ４が突き出すように設けられている（図３参照）。図８（Ａ）のＲＯＳＡのステムの下面図に示すように、リードピン１１ａ４のうち、１本のリードピンがステム１１ａ３の中央に配置されており、その周囲に４本のリードピンが配置されている。

この周囲の４本のリードピンは、ステム１１ａ３の中央のリードピン（すなわち、ステム中心軸Ｘ）を中心とした半径Ｒ１の円の円周上に配置されている（つまり、ステム１１ａ３の底面と同心の円周上に配置されている）。なお、ＲＯＳＡ１１ａは、同軸型のパッケージを有するので、ステム１１ａ３の中央のリードピンは、ＲＯＳＡ１１ａの中心軸に沿っていることになる。

これらのリードピン１１ａ４が挿入されるスルーホール１５ｂ１は、図８（Ｂ）のＦＰＣのアセンブリ接続部の斜視図に示すように、ＲＯＳＡ用のＦＰＣ１５において、１つの円状のものと４つの長孔状のものが、アセンブリ接続部１５ｂに形成されている。このうち、長孔状のスルーホール１５ｂ１は、図８（Ｃ）のＦＰＣのアセンブリ接続部の正面図に示すように、円状のスルーホール１５ｂ１を中心とした（すなわち、軸Ｙを中心とした）半径Ｒ１に等しい半径Ｒ２の円の円周上に沿って弧を描くようなゼリービーンズ形状をしている。言い換えれば、スルーホール１５ｂ１は、長孔をその長さ方向の軸（長軸）が半径Ｒ２の円周上に沿うように曲げて形成されたような形状をしている。

このようなスルーホール１５ｂ１を有するＦＰＣ１５のアセンブリ接続部１５ｂを、軸Ｙと上記軸Ｘが一致するように、スルーホール１５ｂ１にリードピン１１ａ４を挿入して、ＲＯＳＡ１１ａに取り付けたとする。この場合、図７に示すようなリードピン１１ａ４とホルダ１２の位置関係だけでなく、図９（Ａ）のように、図７の状態から軸Ｘを中心にＲＯＳＡ１１ａを時計周りに回転したような状態でのリードピン１１ａ４とホルダ１２の位置関係においても、アセンブリ接続部１５ｂを撓ませずに、スルーホール１５ｂ１にリードピン１１ａ４を挿入することができる。また、図９（Ｂ）に示すように、図７の状態から軸Ｘを中心に反時計回りに回転したような状態でのリードピン１１ａ４とホルダ１２の位置関係についても、同様である。

なお、以上では、ＦＰＣ１５のアセンブリ接続部１５ｂに関し、ＲＯＳＡ１１ａについてのみ説明しているが、ＲＯＳＡ１１ｂ〜１１ｄについても同様である。
以上のようにＦＰＣを構成することで、以下の効果がある。

本発明のように、光トランシーバ内において複数のＯＳＡを光ユニットのホルダに固定するために、略円筒状のＯＳＡに対応した形状の凹部をホルダに形成しておき、当該凹部を光アセンブリ固定部とすることが考えられる。この場合、ＯＳＡは、ホルダに対して、ＯＳＡの光軸方向及び光軸と垂直方向に関して位置決めされるが、ＯＳＡの光軸を中心とした回転方向に関しては、上述の図７及び図９のように、任意の位置を取り得てしまう。そのため、ＯＳＡの光軸を中心とした回転方向に関する位置決めを行うための仕組みが設けられている。ただし、この仕組みを用いても、ホルダに対するＯＳＡの回転方向の位置にはある程度のバラツキがある。

このようにホルダに対するＯＳＡの回転方向の位置にバラツキがあるということは、ステムの中心を軸にした円の円周上に配置されるリードピンは、ホルダに対して、ステムの中心を軸にした回転方向の位置に関して、バラツキがあるということである。

本発明の光トランシーバでは、ＦＰＣにおいて、ステムの中心を軸にした円と同じ大きさの円の円周上にスルーホールが形成されている。そのため、ホルダに対するリードピンの回転方向の位置に、ある程度のバラツキがあっても、全てのアセンブリ接続部について、そのアセンブリ接続部等を撓ませずに、スルーホールにリードピンを挿入した状態で、ＦＰＣとＯＳＡとの半田接続を行うことができる。本発明の光トランシーバでは、ＦＰＣとＯＳＡとの半田接続の際に、このようにＦＰＣのアセンブリ接続部が撓まず、その結果、ＦＰＣ全体として歪みがないため、その後のＦＰＣの回路基板接続部と回路基板との半田付けを容易に行うことができる。

なお、ＦＰＣのスルーホールは、上述では、一部を除きゼリービーンズ形状の長孔からなっていたが、スルーホールの形態はこれに限定されない。ホルダやＯＳＡの形状によっては、ＯＳＡすなわちそのリードピンは、光トランシーバ内において、ＯＳＡの光軸方向及び光軸と垂直方向の位置に関してバラツキを有することもある。この場合においては、全てのスルーホールを、通常の長孔から形成してもよい（なお、ここでは、長孔には楕円も含まれるものとする）。

この場合、スルーホールの長孔（楕円形孔）は、長孔の長さ方向（楕円の長軸方向）と、ＦＰＣが可撓性を有しない方向（曲げにくい、例えばＦＰＣに沿った方向）とが同じであるように、形成されることが好ましい。このように形成することで、ＦＰＣが可撓性を有しない方向に関して、ホルダに対するリードピンの位置ズレ（位置バラツキ）があったとしても、その位置ズレを吸収すること、つまり、ＦＰＣを歪ませずに光ユニットに取り付けることができる。

以上のように、光トランシーバにおいて、ＯＳＡと回路基板の電子回路とを接続するＦＰＣを複数のＯＳＡを搭載した光分波／合波ユニットの形状構造に合わせて形成したので、ＯＳＡが複雑に配置されていても容易に接続・組立てを行うことができる。またＯＳＡのリードピンが挿入されるスルーホールの形状を長孔にすることにより、ホルダに対するリードピンの位置ズレがあったとしても吸収することができるので、ＯＳＡすなわち光合波／分波ユニットを容易に回路基板に半田付けして取り付けることができる。

以下、本発明の光トランシーバについて、その組立ての一例を説明する。
（１）まず、ホルダ１１ｅ，１２ｅにそれぞれＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄ、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄ及びスリーブ１１ｆ，１２ｆを装着した後、ホルダ１１ｅ，１２ｅそれぞれの開口１１ｅ_１，１２ｅ_１にフィルタを取り付け、光分波ユニット１１、光合波ユニット１２を組み立てる。なお、ＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄ、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄのホルダ１１ｅ，１２ｅへの装着（ＹＡＧ溶接でこれを行う）に際しては、それらのリードピン１１ｅ４，１２ｅ４の位置に留意して行う。

（２）次に、図５に示すＦＰＣ１５，１６をそれぞれＲＯＳＡ１１ａ〜１１ｄ、ＴＯＳＡ１２ａ〜１２ｄのリードピン１１ａ４〜１１ｄ４，１２ａ４〜１２ｄ４と電気的に接続する。これは、リードピン１１ａ４〜１１ｄ４，１２ａ４〜１２ｄ４をＦＰＣ１５，１６のスルーホール１５ｂ１，１６ｂ１に装着して半田付けすることにより行う。次いで、ＦＰＣ１５，１６の回路基板接続部１５ｃ，１６ｃ端に形成されたパッドを、図６のような状態に成るよう、回路基板１４に半田接続する。

リードピンの装着、半田接続に際し、ＦＰＣ１５，１６は、光分波ユニット１１、光合波ユニット１２の外形に合わせてラフに折り曲げておくと、都合が良い。
また、リードピンの装着、半田接続に際し、光ユニット１１，１２のそれぞれのスリーブ１１ｆ，１２ｆに対向する位置に装着されるＲＯＳＡ１１ａ，ＴＯＳＡ１２ｄに接続するアセンブリ接続部１５ｂ，１６ｂについては、まず、光ユニット１１，１２のホルダ１１ｅ，１２ｅの多角形状の一辺に沿って上方に折り曲げ、その後、折り曲げられた部分の略中央を、ＲＯＳＡ１１ａ，ＴＯＳＡ１２ｄのステム１１ａ３，１２ｄ３に向けて、水平方向に折り曲げる、という二段階の工程を経た上で、リードピン１１ａ４，１２ｄ４に装着される。ＦＰＣ１５，１６の回路接続部１５ｃ，１６ｃとＲＯＳＡ１１ａ，ＴＯＳＡ１２ｄの取り付け位置が重なるための措置である。

また、ＦＰＣ１５，１６の中央部１５ａ，１６ａであって、光ユニット１１，１２それぞれの多角形状のホルダ１１ｅ，１２ｅに対向する面には、両面テープなどが貼り付けられている。そのため光ユニット１１，１２はＦＰＣ１５，１６の中央部１５ａ，１６ａを接着して保持することができる。この中央部１５ａ，１６ａを光ユニット１１，１２の多角形状のホルダ１１ｅ，１２ｅに接着して位置合わせすることで、ＦＰＣ１５，１６と光ユニット１１，１２との組立て工程が格段に向上する。

（３）次に、下部ハウジング１３にＳＣラッチ１３ｂを組み込み、さらに回路基板１４と光合波ユニット１２及び光分波ユニット１１との組立体を装着する。その後に、ＯＳＡ固定部品１３ａを下部ハウジング１３に組み込み、両光ユニット１１，１２を下部ハウジング１３に対して固定する。図１０は、上記組立体などが下部ハウジングに装着されたときの状態を示す図であり、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はそれぞれＯＳＡ固定部品の組み込み前と後の状態を示している。

光ユニット１１（１２）のスリーブ１１ｆ（１２ｆ）は一対のフランジ１１ｆ１，１１ｆ２（１２ｆ１，１２ｆ２）を有している。このフランジ１１ｆ１，１１ｆ２（１２ｆ１，１２ｆ２）の間に下部ハウジング１３の底面、横壁に形成された凸部を挟みこむことでスリーブ１１ｆ（１２ｆ）と下部ハウジング１３との位置関係を規定する。厳密には、ＯＳＡ固定部品１３ａを前方側のフランジ１１ｆ１，１２ｆ１の後面と下部ハウジング１３側の凸部１３ｃの前面との間に差し込むことで、両者の位置関係が固定される。

スリーブ１１ｆ，１２ｆの先端は光レセプタクル２４内に突出し、この突出量は光レセプタクルの規格、挿入される光コネクタの規格に準拠する必要があるが、上記光ユニット１１，１２を下部ハウジング１３に対して固定することで、この規格を満足することになる。
この段階では、光レセプタクル２４の側面にあるラッチ２１、このラッチ２１を押し出すスプリング（板バネ）２２も組み込む。

（４）ついで、回路基板１４上の素子、及び光合波、光分波の両光ユニット１１，１２に放熱シート２０を貼り付け、下部ハウジング１３と上部ハウジング１７をネジ２３を用いて組立て、下部ハウジング１３には金属製のカバー１８を、また、光レセプタクル２４部分にはグリップを装着する。図１１は、そのときの状態を示す図である。以上により、図１に示すような光トランシーバ１が完成される。

本発明に係る光トランシーバの一例を示す外観図である。 本発明に係る光トランシーバの一例を示す分解図である。 本発明に係る光トランシーバの光分波／合波ユニットを説明するための部分図である。 本発明に係る光トランシーバの光分波／合波ユニットにおける光結合系を模式的に示した図である。 図３で示した光分波／合波ユニットの形状構造に合わせたＦＰＣの一例を示す図である。 本発明に係る光トランシーバの各光ユニットに装着されたＴＯＳＡ／ＲＯＳＡと回路基板とをＦＰＣで接続した状態を示す図である。 ＦＰＣとＲＯＳＡのリードピンとの接続部の様子を示す図である。 ＦＰＣのするホールの形状及び配置について説明する図である。 ＦＰＣのするホールの形状及び配置について説明する図である。 回路基板、光合波ユニット及び光分波ユニットなどの組立体などが下部ハウジングに装着されたときの状態を示す図である。 図１０の組立体に、上部ハウジングなどを組み付けるときの状態を示す図である。 従来の技術を説明するための図である。

符号の説明

１…光トランシーバ、１１…光分波ユニット、１２…光合波ユニット、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…受信用光アセンブリ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…送信用光アセンブリ、１１ａ１，１１ｂ１，１１ｃ１，１１ｄ１…レンズ、１１ａ２，１１ｂ２，１１ｃ２，１１ｄ２…フォトダイード、１１ａ３，１１ｂ３，１１ｃ３，１１ｄ３…ステム、１１ａ４，１１ｂ４，１１ｃ４，１１ｄ４…リードピン、１１ｅ，１２ｅ…ホルダ、１１ｅ１，１２ｅ１…開口、１１ｆ，１２ｆ…スリーブ、１１ｇ，１２ｇ…蓋、１１ｈ１，１１ｈ２，１１ｈ３…波長選択フィルタ、１１ｉ…メインレンズ、１１ｊ…アイソレータ、１３…下部ハウジング、１３ａ…ＯＳＡ固定部品、１３ｂ…ＳＣラッチ、１３ｃ…凸部、１４…回路基板、１５，１６…フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）、１５ａ，１６ａ…中央部、１５ｂ，１６ｂ…アセンブリ接続部、１５ｂ１，１６ｂ１…スルーホール、１５ｃ，１６ｃ…回路基板接続部、１５ｄ，１６ｄ…折り目、１５ｄ，１６ｄ…切り欠き、１７…上部ハウジング、１８…カバー、１９…グリップ、２０…放熱シート、２１…ラッチ、２２…スプリング、２３…ネジ、２４…光レセプタクル。

Claims (3)

1. 互いに波長の異なる複数の信号光と該複数の信号光に対応した複数の電気信号との間で光電変換を行う光トランシーバであって、
   前記複数の信号光を合波または分波する波長選択フィルタと該波長選択フィルタに対向して配置され前記複数の信号光にそれぞれ対応する複数の光アセンブリを含む光ユニットと、前記複数の光アセンブリと電気信号の授受を行う電子回路を搭載した回路基板を備え、
   前記複数の光アセンブリと前記回路基板とは、前記複数の光アセンブリそれぞれに接続する枝部と前記回路基板に接続する集合部とを一体に形成したフレキシブル回路基板により接続され、
   該フレキシブル回路基板は、前記光アセンブリの電気接続部材が貫通して挿入される長孔を前記枝部に有することを特徴とする光トランシーバ。
2. 前記光アセンブリの前記電気接続部材は、前記光アセンブリのステムの底面から突き出し、所定の大きさの半径の円周上に配置されており、
   前記フレキシブル回路基板の前記長孔は、前記所定の大きさの半径の円周に沿ったゼリービーンズ形状の長孔であることを特徴とする請求項１に記載の光トランシーバ。
3. 前記フレキシブル回路基板は、前記枝部と前記集合部に切り欠きが形成されており、
   該切り欠きが形成された箇所で折り曲げられて、前記枝部は前記光アセンブリに接続され、前記集合部は前記回路基板に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の光トランシーバ。

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