JP2011237699A - 光データリンク - Google Patents

Abstract

【課題】生産性が高い光データリンクの提供。
【解決手段】光データリンクは、ベースハウジング３とカバーハウジングとの間にシールド１５，１６を挟持して構成されるハウジング内にＴＯＳＡ１１，ＲＯＳＡ１２が実装され、ＴＯＳＡ１１，ＲＯＳＡ１２への導光路としてハウジング内に光ファイバＦ１，Ｆ２が配線されている。シールド１５（１６）は、中空部材で形成され、シールド１５（１６）内に光ファイバＦ１（Ｆ２）を導入するための導入部と、シールド１５（１６）内に導入した光ファイバＦ１（Ｆ２）をシールド１５（１６）外に導出するための導出部と、を有し、光ファイバＦ１（Ｆ２）の一部が、シールド１５（１６）の導入部及び導出部を介してシールド１５（１６）内に収納されて配線されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、信号光の送信機能及び／または受信機能を有する光データリンクに関する。

光データリンクは、信号光の送信機能及び／または受信機能を有するものであり、例えば、特許文献１に開示のものが知られている。特許文献１に開示の光データリンクは、その筐体の内外で光信号を導出／入するための光コネクタを有し、該光コネクタの外部側に設けられた開口に、光ファイバケーブルの光プラグが接続される。また、光コネクタの上記開口側と反対側すなわち筐体内部側へ光ファイバが延び出しており、この光ファイバが筐体内の光モジュールに搭載されているレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）等の光電変換素子に光結合する。

米国特許第５，９４３，４６１号明細書

特許文献１に開示の光データリンクでは、筐体内部の光ファイバは、部品配置の都合上、曲げられて使用されることが多く、また、曲げによる伝播損失を抑えるため、光ファイバを長めにしておく必要があり、その結果、光ファイバが筐体内に雑然と敷かれる状況が生じ、光データリンクの組立性が阻害される恐れがある。例えば、CFP-MSA-Draft-rev.1-0で規格化されているような、複数の光信号を波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）して１００Ｇｂｐｓ以上で高速通信するために複数本の光ファイバを用いる場合等に、上記の問題が顕著となる。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、生産性が高い光データリンクを提供することをその目的とする。

本発明の光データリンクは、ベースハウジングとカバーハウジングとの間にシールドを挟持して構成されるハウジング内に光素子が実装され、該光素子への導光路としてハウジング内に光ファイバが配線されたものであって、シールドが、中空部材で形成され、前記光ファイバの一部が、前記シールド内に収納されて配線されていることを特徴とする。

なお、前記シールドが導電性を有することが好ましい。シールドは、その内側へ光ファイバを導入するための導入部と、当該シールド内に導入した光ファイバを当該シールド外へ導出するための導出部を有することが好適である。シールドが、少なくとも２箇所に開孔が形成され、光ファイバの前記導入部及び前記導出部とされているとよい。また、シールドが、全長に亘って連続して切込みを有していたり、複数の中空部材が連設されて成り、隣接する中空部材間が、導入部及び導出部として機能するようになっていたりしてもよい。

本発明の光データリンクは、筐体を構成するベースハウジングとカバーハウジングとの間に挟まれるシールド内に、光ファイバを収納しているため、組立の際、光ファイバが邪魔にならないので、生産性が高い。また、シールドに導電性を付与することによりハウジングの結合部のシールド性を高めることができる。

本発明の光データリンクの一例の概略を説明する図である。 本発明の光データリンクの一例の概略を説明する図である。 図１及び図２の光データリンクの内部の部品を説明する図である。 図１及び図２の光データリンクのベースハウジングを前方下側から見た状態を示す図である。 図１及び図２の光データリンクのカバーハウジングを前方上側から見た状態を示す図である。 図３のシールドの一例を示す図である。 図１及び図２の光データリンクのシールドの収納状態を示す断面図である。 図１及び図２の光データリンクのシールドの周囲の様子を拡大して示す図である。 本発明に関わるシールドの他の例を説明する図である。 本発明に関わるシールドの別の例を説明する図である。

図１は、本発明の光データリンクの一例を前方上から見た状態を示しており、図２は、後方下から見た状態を示している。
図１及び図２に示す光データリンクは、信号光の送受信機能を有する光トランシーバ１である。光トランシーバ１は、例えば、１２８ｍｍ×７２ｍｍ×１４ｍｍのサイズを有するハウジング２を備える。ハウジング２は、アルミダイキャスト製のベースハウジング３及びカバーハウジング４を含み、その前方部にはフロントカバー５が設けられている。

フロントカバー５は、その略中央に、光ファイバケーブルの端部に設けられた光プラグが挿入接続される光コネクタ５ａが取付けられており、また、両側部からねじ６のノブ６ａが突き出ている。ねじ６は、フロントカバー５側から、ハウジング２の内部を貫通して、当該ハウジング２の後端から突き出す。ねじ６の後端部６ｂには、ねじが切られている。この後端部５ｂがホスト装置（図示せず）上に設けられた電気コネクタの両側部にある雌ねじに螺合されることにより、光トランシーバ１がホスト装置に対して固定される。

また、光トランシーバ１は、その後方に、例えば、多数の電極パッドを有する電気プラグ７を備え、当該光トランシーバ１がホスト装置に対して固定されるときに、電気プラグ７がホスト装置の電気コネクタに係合するようになっている。

図３は、光トランシーバ１の内部の部品を説明する図であり、カバーハウジング４が取り外された光トランシーバを前方下から見た状態を示す図である。なお、図３では回路基板の図示を省略している。
光トランシーバ１は、図示するように、該ハウジング２の前方から内部に突き出るように、スリーブ８が挿入されて取付けられている。スリーブ８の前方からは、光コネクタ５ａに接続された光プラグのフェルールが挿入され、スリーブ８の後方からは、該フェルールの光ファイバと光結合する光ファイバ（図示省略）が導出されている。

また、光トランシーバ１は、光マルチプレクサ９、光デマルチプレクサ１０、４個の光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitting Optical Sub-Assembly）１１、４個の光受信サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：Receiving Optical Sub-Assembly）１２、トレイ１３、回路基板を備えている。

光マルチプレクサ９は、複数のＴＯＳＡ１１からの波長の異なる光信号を多重化光信号に変換する部品である。光デマルチプレクサ１０は、多重化光信号を複数の波長の異なる光信号に変換して、当該複数の光信号を複数のＲＯＳＡ１２に出力する部品である。スリーブ８の後方から延びる上述した光ファイバは、ハウジング２内のスペース部分を通って配線され、光マルチプレクサ９及び光デマルチプレクサ１０の後方側から入線される。

また、光トランシーバ１は、４個のＴＯＳＡ１１からの４チャンネルの光信号を光マルチプレクサ９に伝送する４本の光ファイバＦ１、光デマルチプレクサ１０から４個のＲＯＳＡ１２に向かう４チャンネルの光信号を伝送する４本の光ファイバＦ２を有している。これら８本の光ファイバＦ１，Ｆ２が、光マルチプレクサ９及び光デマルチプレクサ１０の後方側から引き出されている。また、これら８本の光ファイバＦ１，Ｆ２は、ハウジング２の内部空間を通り、ＴＯＳＡ１１及びＲＯＳＡ１２のうち対応する光サブアセンブリに向かう。
ＴＯＳＡ１１は、ＬＤ等の光電変換素子を有し、電気信号を光信号に変換するものであり、ＲＯＳＡ１２は、フォトダイオードといった光電変換素子を有し、外部からの光信号を電気信号に変換するものである。

トレイ１３は、上述の光ファイバＦ１，Ｆ２をガイドするための部品であって、該ガイド用に溝１３ａ，１３ｂが形成されている。また、トレイ１３は、ベースハウジング３に対して固定されて用いられる。また、ベースハウジング３にも光ファイバＦ１，Ｆ２をガイドするための溝３ａ，３ｂが形成されている。

トレイ１３の後方にＴＯＳＡ１１及びＲＯＳＡ１２が設けられ、さらに後方に回路基板が設けられている。回路基板は、ＴＯＳＡ１１及びＲＯＳＡ１２との間で電気信号を伝達する回路を有する。回路基板の後方には、電気プラグ７が形成されたプラグ基板１４が搭載されている。上述の光トランシーバ１が準拠する規格では、電気プラグのピン間隔を高精度とする必要があり、高精度の電気プラグ７を面積の大きな回路基板に設けると、回路基板のコストが高くなるからである。そのため、回路基板とプラグ基板１４とを物理的に分離し、プラグ基板１４のみを高精度なものとしている。

以上のような各構成部を有する光トランシーバ１では、ホスト装置から電気プラグ７を介して入力された信号が、回路基板を介して各ＴＯＳＡ１１に入力され、光信号に変換されて、光ファイバＦ１を介して光マルチプレクサ９に入力され、波長の異なる光信号が多重化光信号に変換される。この多重化光信号は、不図示の光ファイバによりスリーブ８に導光され、光コネクタ５ａに接続された光プラグすなわち光ファイバケーブルを介して外部に出力される。

また、光トランシーバ１では、光コネクタ５ａに接続された光プラグすなわち光ファイバケーブルから入力された多重化光信号は、スリーブ８の後方から導出された光ファイバを介して光デマルチプレクサ１０に入力され、４つの波長の異なる光信号に変換される。これらの光信号はそれぞれ、光デマルチプレクサ１０の後方から導出された光ファイバＦ２を介してＲＯＳＡ１２に入力され、電気信号に変換されて、回路基板や電気プラグ７等を介してホスト装置に出力される。

光トランシーバ１は、さらに、ハウジング２内に塵などが混入するのを防ぐため、ベースハウジング３の側壁部とカバーハウジング４の側壁部との間に、弾性のある中空のチューブから成るシールド１５，１６を備える。このシールド１５，１６内に、光マルチプレクサ９とＴＯＳＡ１１との間の光ファイバを通したり、ＲＯＳＡ１２と光デマルチプレクサ１０との間の光ファイバを通したりするようにしたことに本発明の特徴がある。この点について、以下、図４〜図８を用いて説明する。

図４は、ベースハウジング３内を前方下側から見た状態を示す図であり、図５は、カバーハウジング４内を前方上側から見た状態を示す図であり、図６は、シールド１５の一例を示す図である。図７は、シールド１５の収納状態を示す断面図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）はそれぞれ、シールド１５の前方部分及び後方部分の周囲の様子を拡大して示す図であり、図８（Ｃ）は、光トランシーバ１のシールド１５の延在方向と垂直な面に関する断面図である。

図４に示すように、ベースハウジング３は、光ファイバＦ１，Ｆ２（図３参照）をガイドするための溝３ａ，３ｂが設けられているのに加えて、その両側壁部に、上述のシールド１５，１６が収納保持される収納部３ｃ，３ｄが形成されている。また、カバーハウジング４における上記収納部３ｃ，３ｄと対向する部分４ａ，４ｂは、該収納部３ｃ，３ｄに対応した形状に形成されている。ベースハウジング３とカバーハウジング４とをネジ止め等により固定すると、両者の側壁部の隙間は、収納部３ｃ，３ｄに収納されたシールド１５，１６を介して密封的に塞がれる。

図６に示すように、ベースハウジング３の収納部３ｃに収納されるシールド１５は、例えば、断面円形状の中空のシリコーンゴムから成ると共に、その前後の２箇所に開孔１５ａ，１５ｂが形成されている。シールド１５は、上述のように中空形状を有するため図７に示すようにその内部に光ファイバＦ１を通すことができ、また、その光ファイバＦ１を開孔１５ａ，１５ｂから導出させることができる。つまり、開孔１５ａ，１５ｂは、シールド１５内に光ファイバＦ１を導入するための導入部や、シールド１５内に導入した光ファイバＦ１をシールド１５外に導出するための導出部として機能する。

続いて、光トランシーバ１における光ファイバＦ１の配線形態を図３を参照して説明する。ＴＯＳＡ１１と接続されている４本の光ファイバＦ１はそれぞれトレイ１３の各溝１３ａを通り前方に向けて配線され、１つにまとめられた後、シールド１５の前部の方向へ向う。まとめられた光ファイバＦ１は、図８（Ａ）に示すように、シールド１５の前方の開孔１５ａを介して該シールド１５内に導入され、図８（Ｃ）に示すように、シールド１５の中を通って後方に導かれる。そして、図８（Ｂ）に示すように、シールド１５の後方の開孔１５ｂから該シールド１５の外部に導出され、ベースハウジング３の溝３ａに沿って配線され、光マルチプレクサ９へ配線される。

なお、図３におけるマルチプレクサ９側のシールド１６も、上述のシールド１５と同様な形状を有し、また、ＲＯＳＡ１２と光デマルチプレクサ１０とを接続する光ファイバＦ２の配線も、上述と同様に、ベースハウジング３に固定されるシールド１６を用いて行われるようになっている。

以上のように、ベースハウジング３に固定されるシールド１５，１６内に光ファイバＦ１，Ｆ２を通して配線することで、長い光ファイバＦ１，Ｆ２がバラバラとならずにまとめられているので、組立に要する作業時間、不良のＴＯＳＡ又はＲＯＳＡの交換に要する作業時間を短縮でき、更に、これら作業の際に他の部品を損傷する可能性を低減することができる。また、ハウジング２の外周に固定されるシールド内に光ファイバを通すことで、ハウジング２の内部の収納スペースを拡大することができ、光トランシーバ１に多くの部品を搭載することができる。

なお、シールドの断面形状は、上述の例の中空円形状に限られず、中空楕円形状や中空四角形上であってもよい。
図９は、本発明に関わるシールドの他の例を説明する図である。図９（Ａ）のシールド１５’は、全長に亘って切込みが形成され、例えばシールド１５‘が、ベースハウジング３とカバーハウジング４によって挟持されていない状態では、該シールド１５’の断面はＣ字状に形成され側方が開放されている。図６のように一部のみ側方が開放されているシールド１５では、光ファイバの両端が光プラグ等のシールド１５の内径より大きい部品で予め終端されている場合にはシールド内へ光ファイバを挿通することが難しいため用いることができないが、図９（Ａ）のシールド１５’は、光ファイバの両端に光プラグ等が固定されていても用いることができる。

なお、光ファイバの導入、導出部分には、ハウジングを閉じたときに光ファイバに側圧がかからないよう図９（Ｂ）に示すように開口１５ａ’を形成しておくようにしてもよい。

図１０は、本発明に関わるシールドの別の例を説明する図である。図１０のシールド１５”は、複数の中空ゴムチューブが連設されて成るもので、図６のシールド１５と異なり、側面に設けられた開孔から光ファイバを導出するのではなく、隣接する２つの中空ゴムチューブの間１５ａ”，１５ｂ”から光ファイバを導出することができる。このシールド１５”は、図６のシールド１５に比べ、構造が単純であり、より安価で作製することができる。

なお、シールドには、導電性材料を塗布したり導電性のあるゴム材料を用いて、導電性を持たせることで、ベースハウジングとカバーハウジングとの間の隙間から外部へ高周波ノイズが漏れるのを防ぐ電磁シールド機能を持たせることができる。このシールドを用いることにより、光データリンクの電磁シールド機能、密閉機能、光ファイバの配線機能を単一の部材で実現することができる。

また、以上では、シールドは、ベースハウジングの収納部に嵌めこみ式で収納固定するものとしたが、ベースハウジングに対して接着固定するようにしてもよい。
説明や図示を省略したが、光トランシーバの側方だけでなく、その前後にもシールドが設けられている。これら前後のシールド内に光ファイバを通すようにしてもよい。

以上の例は、光データリンク内で用いる光ファイバの数が複数本の場合の例であるが、一本の場合にも本発明は適用できる。また、以上では、光データリンクが光信号の送信機能と受信機能の両方を備える場合の例であるが、いずれか一方の機能を備える場合にも適用できる。

１…光トランシーバ、２…ハウジング、３…ベースハウジング、３ａ，３ｂ…溝、３ｃ，３ｄ…収納部、４…カバーハウジング、５…フロントカバー、５ａ…光コネクタ、ねじ６、７…電気プラグ、８…スリーブ、９…光マルチプレクサ、１０…光デマルチプレクサ、１１…ＴＯＳＡ、１２…ＲＯＳＡ、１３…トレイ、１３ａ…各溝、１３ａ，１３ｂ…溝、１４…プラグ基板、１５，１５’，１５”，１６…シールド。

Claims (5)

1. ベースハウジングとカバーハウジングとの間にシールドを挟持して構成されるハウジング内に光素子が実装され、該光素子への導光路として前記ハウジング内に光ファイバが配線された光データリンクであって、
   前記シールドは、中空部材で形成され、
   前記光ファイバの一部が、前記シールド内に収納されて配線されていることを特徴とする光データリンク。
2. 前記シールドは導電性を有することを特徴とする請求項１に記載の光データリンク。
3. 前記シールドは、その内側へ前記光ファイバを導入するための導入部と、当該シールド内に導入した前記光ファイバを当該シールド外へ導出するための導出部を有し、少なくとも２箇所に開孔が形成され、前記光ファイバの前記導入部及び前記導出部とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の光データリンク。
4. 前記シールドは、全長に亘って連続して切込みを有し、該切込みが、当該シールドの内側へ前記光ファイバを導入するための導入部及び当該シールド内に導入した前記光ファイバを当該シールド外へ導出するための導出部として機能することを特徴とする請求項１または２に記載の光データリンク。
5. 前記シールドは、複数の中空部材が連設されて成り、隣接する前記中空部材間が、当該シールドの内側へ前記光ファイバを導入するための導入部及び当該シールド内に導入した前記光ファイバを当該シールド外へ導出するための導出部として機能することを特徴とする請求項１または２に記載の光データリンク。

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