JP2016189453A

JP2016189453A - 光モジュール

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Publication number: JP2016189453A
Application number: JP2016020957A
Authority: JP
Inventors: 幸一大森; Koichi Omori; 文秀前田; Fumihide Maeda
Original assignee: Oclaro Japan Inc
Current assignee: Lumentum Japan Inc
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2016-11-04
Anticipated expiration: 2036-02-05
Also published as: JP6725991B2

Abstract

【課題】筺体の内部空間を効率的に活用して電磁遮蔽を図ることを目的とする。【解決手段】光モジュール１００は、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリ１０と、回路基板１８と、電磁波シールド材３０と、これらを収容する内部空間を有するケース２４と、を有する。ケース２４は、内部空間を囲む周壁部２６を有し、周壁部２６で半割形状にされた第１ハーフケース２４Ａ及び第２ハーフケース２４Ｂから構成されている。周壁部２６は、第１ハーフケース２４Ａの第１ハーフ周壁部２６Ａと、第２ハーフケース２４Ｂの第２ハーフ周壁部２６Ｂと、が合わされて構成される。電磁波シールド材３０は、第１ハーフ周壁部２６Ａと第２ハーフ周壁部２６Ｂの合わせ目で、周壁部２６の内面に押圧されるように設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、光モジュールに関する。

光トランシーバなどの光モジュールでは、光学部品や電子部品から発せられる不要な電磁波が、光トランシーバのケース合わせ目の間隙から漏洩することを防止するため、ケース合わせ面に導電性ガスケットを挟持させ、間隙を導電部材で埋めることで電磁遮蔽していた（特許文献１）。ガスケットは、ケース合わせ目の間隙が加工公差により増減することや接触面の増大を加味し、弾性体を押圧して用いる。

特開２００３−２３２８５号公報特開平１１−６８３７７号公報

ガスケットをケースの溝に狭持させる場合、ケース合わせ面の面積を増加させなければならず、そのためには、ケースの肉厚が大きくなり、その結果、筐体の内部空間を減少させることになる。

また、ガスケットを溝に圧入すると変形が抑制されるので反発力が増し、これが原因で、筐体が変形し、筐体間の密閉度を減少させ、間隙の増加による電磁波ノイズ漏れが問題となる。そこで、特許文献２では、筐体に窪みを設け、導電性ガスケットの反発力を低減させ、密閉度を損なうことなく電磁遮蔽可能な構造が提案されている。しかし、この構造は、ガスケットを係着させる経路が複雑となる場合や、ケース間隙やケース合わせ面積が十分に設けられない場合には不向きであり、小型化、高密度化実装化が進む光トランシーバに適用することが難しい。

本発明は、筺体の内部空間を効率的に活用して電磁遮蔽を図ることを目的とする。

（１）本発明に係る光モジュールは、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリと、回路基板と、電磁波シールド材と、前記光サブアセンブリ、前記回路基板及び前記電磁波シールド材を収容する内部空間を有するケースと、を有し、前記ケースは、前記内部空間を囲む周壁部を有し、前記周壁部で半割形状にされた第１ハーフケース及び第２ハーフケースから構成され、前記周壁部は、前記第１ハーフケースの第１ハーフ周壁部と、前記第２ハーフケースの第２ハーフ周壁部と、が合わされて構成され、前記電磁波シールド材は、前記第１ハーフ周壁部と前記第２ハーフ周壁部の合わせ目で、前記周壁部の内面に押圧されるように設けられていることを特徴とする。本発明によれば、電磁波シールド材を、第１ハーフ周壁部と第２ハーフ周壁部の間に挟み込むのではなく、周壁部の内面に押圧するように設ける。したがって、周壁部の厚みを大きくする必要がないので、ケースの内側の内部空間を減少させることがなく、内部空間を効率的に活用して電磁遮蔽を図ることができる。

（２）（１）に記載された光モジュールであって、前記電磁波シールド材を保持する保持部材をさらに有し、前記第１ハーフケース及び前記第２ハーフケースは、前記第１ハーフ周壁部と前記第２ハーフ周壁部が合わされる方向の力が加えられた状態で連結され、前記電磁波シールド材は、前記保持部材により、前記周壁部の内面に押圧されることを特徴としてもよい。

（３）（２）に記載された光モジュールであって、前記電磁波シールド材を押圧する前記保持部材の面は、前記周壁部に向けて斜めに傾斜していることを特徴としてもよい。

（４）（２）又は（３）に記載された光モジュールであって、前記保持部材は、前記回路基板を保持するホルダであることを特徴としてもよい。

（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記保持部材は、弾性変形可能な形状を有し、前記弾性変形によって、前記電磁波シールド材を押圧する力の一部が吸収されることを特徴としてもよい。

（６）（１）から（５）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記電磁波シールド材は、弾性変形可能な材料からなることを特徴としてもよい。

（７）（１）から（６）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記電磁波シールド材は、前記第１ハーフ周壁部と前記第２ハーフ周壁部が合わされる方向に突出する突起を有し、前記突起は、前記電磁波シールド材のその他の部分よりも弾性変形しやすいことを特徴としてもよい。

（８）（１）から（７）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記ケースの長さ方向の両端部に、それぞれ、電気的インターフェース及び光学的インターフェースが配置され、前記電磁波シールド材は、前記内部空間において、前記光学的インターフェースが配置された側で、前記ケースの前記長さ方向に直交する幅方向に延び、途切れなく、前記幅方向の両側で前記長さ方向に延びることを特徴としてもよい。

（９）（１）から（８）のいずれか１項に記載された光モジュールであって、前記周壁部の前記内面は、前記第１ハーフ周壁部の第１内面と、前記第２ハーフ周壁部の第２内面と、を含み、前記電磁波シールド材は、前記合わせ目を挟んで前記第１内面及び前記第２内面に連続的に押圧されるように設けられていることを特徴としてもよい。

（１０）（９）に記載された光モジュールであって、前記第１内面及び前記第２内面は、前記合わせ目で、面一になるように隣り合うことを特徴としてもよい。

（１１）（９）に記載された光モジュールであって、前記第１内面及び前記第２内面は、前記合わせ目で、前記ケースの内部で法線が交差するように隣り合うことを特徴としてもよい。

（１２）（９）に記載された光モジュールであって、前記第１ハーフ周壁部及び前記第２ハーフ周壁部の一方は、他方よりも、前記合わせ目を挟んで隣接する部分が厚くなっており、前記第１ハーフ周壁部が、前記第２ハーフ周壁部の前記第２内面から前記ケースの内部に突出し、前記第１内面は前記第２内面から立ち上がるように隣接することを特徴としてもよい。

本発明の実施形態に係る光モジュールの分解斜視図である。本発明の実施形態に係る光モジュールの側面図である。図２に示す光モジュールのIII−III線断面図である。図３に示す光モジュールの変形例１を示す断面図である。図３に示す光モジュールの変形例２を示す断面図である。図３に示す光モジュールの変形例３を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る光モジュールの分解斜視図である。光モジュール１００は、信号を電気／光変換機能によって通信するために、光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリ１０を有する。光送信サブアセンブリ１０Ｔ（TOSA: Transmitter Optical Sub-Assembly）は、電気信号を光信号に変換するための発光素子を内蔵する。光受信サブアセンブリ１０Ｒ（ROSA: Receive Optical Sub-Assembly）は、光信号を電気信号に変換するための受光素子を内蔵する。

送信側ではホスト基板より送られる電気信号を、電気的インターフェース１２を通して光モジュール１００内の回路に通して光信号に変換し、これを光学的インターフェース１４から送信する。受信側では光信号を受信し、電気信号をホスト側基板へと出力する。

光学的インターフェース１４は、光モジュール１００の前方側で、２口の光コネクタを受けるようになっている。電気的インターフェース１２は、光モジュール１００の後方側で、ホスト基板に設置されているコネクタに係合するように、エッジコネクタ１６（例えばカードエッジコネクタ）を有する。

光モジュール１００は、回路基板１８を有する。回路基板１８は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基板と、基板上に形成された図示しない配線パターンと、を含む。回路基板１８上には、電子部品２０が搭載されている。光送信サブアセンブリ１０Ｔ及び光受信サブアセンブリ１０Ｒは、回路基板１８と電気的に接続されており、その電気的接続には半田を使用することができる。回路基板１８にエッジコネクタ１６が設けられている。エッジコネクタ１６は、回路基板１８の縁に向けて延びる複数の端子がある。

回路基板１８は、光モジュール１００のコア部であり、回路を構成している。回路はいくつかのブロックに分かれており、電気信号をアナログ信号として扱うアナログエリア、電気信号をデジタル信号として扱うデジタルエリア、モジュールの電源や機能等をマネジメントする制御エリアを含む。このように電気信号を扱うため、回路基板１８の周りで電磁波が発生する。

回路基板１８はホルダ２２によって保持される。ホルダ２２は、上ホルダ２２Ｕ及び下ホルダ２２Ｄからなり、いずれもステンレスなどで形成されている。上に配置される回路基板１８Ｕは上ホルダ２２Ｕで保持され、下に配置される回路基板１８Ｄは下ホルダ２２Ｄで保持される。

光モジュール１００は、ケース２４を有する。ケース２４は、たとえば亜鉛合金で形成されており、その内部空間に収納される部品を保護する。ケース２４の長さ方向の両端部に、それぞれ、電気的インターフェース１２及び光学的インターフェース１４がある。ケース２４の内部空間には、光サブアセンブリ１０、電気的インターフェース１２、光学的インターフェース１４、回路基板１８が収容される。

ケース２４は、第１ハーフケース２４Ａ及び第２ハーフケース２４Ｂから構成される。ケース２４は、内部空間を囲む周壁部２６を有し、第１ハーフケース２４Ａ及び第２ハーフケース２４Ｂは、周壁部２６でケース２４を半割形状にしたものである。周壁部２６は、第１ハーフケース２４Ａの第１ハーフ周壁部２６Ａと、第２ハーフケース２４Ｂの第２ハーフ周壁部２６Ｂと、が合わされて構成される。

第１ハーフケース２４Ａ及び第２ハーフケース２４Ｂは、たとえばネジ２８で連結（固定）されている。ネジ２８の締結により、第１ハーフ周壁部２６Ａ及び第２ハーフ周壁部２６Ｂには、相互に合わされる方向（図１の上下方向）の力が加えられる。

光モジュール１００は、電磁波シールド材３０を有する。電磁波シールド材３０は、ケース２４の内部空間に収容されている。電磁波シールド材３０は、弾性変形可能な導電材料からなり、導電体であるため、電磁波をシールドする。電磁波シールド材３０は、たとえばシリコーンゴムにニッケル等の導電性物質を含有させて成形される。電磁波シールド材３０は、ケース２４の内部空間に収納される部品の周囲を囲むように配置される。

図１に示す例では、電磁波シールド材３０は、内部空間において、光学的インターフェース１４が配置された側で、ケース２４の長さ方向に直交する幅方向に延び、途切れなく、幅方向の両側で長さ方向に延びる。電気的インターフェース１２が設けられた側では、エッジコネクタ１６がケース２４から突出するため、電磁波をシールドすることができないので、電磁波シールド材３０を設けない。

図２は、本発明の実施形態に係る光モジュールの側面図である。図３は、図２に示す光モジュールのIII−III線断面図である。

電磁波シールド材３０は、第１ハーフ周壁部２６Ａと第２ハーフ周壁部２６Ｂの合わせ目Ｓで、周壁部２６の内面３８に押圧されるように設けられている。周壁部２６の内面３８は、第１ハーフ周壁部２６Ａの第１内面３８Ａと、第２ハーフ周壁部２６Ｂの第２内面３８Ｂと、を含む。第１内面３８Ａ及び第２内面３８Ｂは、合わせ目Ｓで、面一になるように隣り合う。電磁波シールド材３０は、合わせ目Ｓを挟んで第１内面３８Ａ及び第２内面３８Ｂに連続的に押圧される。

本実施形態では、電磁波シールド材３０を押圧するのは、回路基板１８を保持するホルダ２２（詳しくは下ホルダ２２Ｄ）である。下ホルダ２２Ｄは、第１ハーフケース２４Ａの底面に配置される底板３２と、底板３２の両端からそれぞれ立ち上がる側片３４と、を含む。側片３４は、底板３２から垂直方向（第１ハーフ周壁部２６Ａと第２ハーフ周壁部２６Ｂが合わされる方向）に立ち上がる下側面３４ａと、そこから外方向の斜め上方に立ち上がる傾斜面３４ｂと、そこから垂直方向に立ち上がる上側面３４ｃと、を有するように屈曲した形状を有する。

下ホルダ２２Ｄの側片３４の傾斜面３４ｂは、周壁部２６（特に第１ハーフ周壁部２６Ａと第２ハーフ周壁部２６Ｂの合わせ目）を向いている。傾斜面３４ｂと、周壁部２６との間に空間が形成され、ここに電磁波シールド材３０が配置されている。そして、傾斜面３４ｂが電磁波シールド材３０を周壁部２６に押圧する。下ホルダ２２Ｄの、電磁波シールド材３０を押圧する傾斜面３４ｂは、周壁部２６に向けて斜めに傾斜している。

下ホルダ２２Ｄは、弾性体（例えばバネ材）からなる板材の曲げ加工で成形されており、弾性変形可能になっている。傾斜面３４ｂに対して、垂直方向の力が加わると、側片３４が弾性変形によって屈曲することで、その力の一部を吸収する。したがって、この弾性変形によって、電磁波シールド材３０を押圧する力の一部が吸収される。そのため、電磁波シールド材３０によりケース２４の周壁部２６が強く押されすぎて、ケース２４の周壁部２６が変形し第１ハーフ周壁部２６Ａと第２ハーフ周壁部２６Ｂの合わせ目が広がってしまい、光モジュール１００の外部への電磁波の漏洩が増大してしまうことを防止できる。なお本実施形態では、電磁波シールド材３０を押圧する下ホルダ２２Ｄは回路基板１８Ｄを保持する機能も有しているが、これに限らず他の部品を保持する保持部材にて押圧しても構わないし、電磁波シールド材３０を押圧するための専用ホルダを設けても構わない。ただし、回路基板１８を保持するホルダ２２を、押圧するための部品として利用することは、限られた狭い内部空間の中で余計な部品を備えることなく電磁波シールド材３０を押圧することができるため、光モジュール１００の小型化、低コスト化へ有効な手段である。

本実施形態によれば、電磁波シールド材３０を、第１ハーフ周壁部２６Ａと第２ハーフ周壁部２６Ｂの間に挟み込むのではなく、周壁部２６の内面３８に押圧するように設ける。したがって、周壁部２６の厚みを大きくする必要がないので、ケース２４の内側の内部空間を減少させることがなく、内部空間を効率的に活用して電磁遮蔽を図ることができる。

［変形例］
図４は、図３に示す光モジュールの変形例１を示す断面図である。この例では、電磁波シールド材１３０は、第１ハーフ周壁部２６Ａと第２ハーフ周壁部２６Ｂが合わされる方向に突出する突起１３６を有する。突起１３６は、第１ハーフケース２４Ａに接触するように下向きに突出しているが、下ホルダ２２Ｄに接触するように、上向きに突出してもよい。突起１３６は、電磁波シールド材１３０のその他の部分よりも弾性変形しやすいので、電磁波シールド材１３０を押圧する力の一部が吸収される。電磁波シールド材１３０は第１ハーフ周壁部２６Ａと第２ハーフ周壁部２６Ｂの合わせ目をきっちりと塞ぐように配置されているほうが、電磁波の漏洩を防止できる。そのため、前記の合わせ目に対して強く電磁波シールド材１３０は押圧されていることが好ましい。しかし、あまり強く押圧されると上述したようにケース２４の変形を引き起こし、かえって電磁波漏洩を増大させてしまう恐れがある。突起１３６がある場合は、電磁波シールド材１３０を強く押圧しても突起１３６が変形することでその力を吸収でき、適切な強さで押圧出来るようになる。その他の構造は、上記実施形態で説明した内容が該当する。なお、上記実施形態は、光送信サブアセンブリ１０Ｔと光受信サブアセンブリ１０Ｒが内蔵されている光モジュール１００で説明したが、光送信デバイスのみが内蔵された光モジュールや光受信デバイスのみが内蔵された光モジュールであっても、同様の効果が得られる。

図５は、図３に示す光モジュールの変形例２を示す断面図である。この例では、第１内面２３８Ａ及び第２内面２３８Ｂは、合わせ目Ｓで、ケース２２４（第１ハーフケース２２４Ａ及び第２ハーフケース２２４Ｂ）の内部で法線Ｎ１，Ｎ２が交差するように隣り合う。すなわち、第１内面２３８Ａ及び第２内面２３８Ｂは、合わせ目Ｓで入隅を形成する。

図６は、図３に示す光モジュールの変形例３を示す断面図である。上述した図３に示す第１ハーフ周壁部２６Ａ及び第２ハーフ周壁部２６Ｂは、合わせ目Ｓを挟んで隣接する部分の厚みが同じである。これに対して、図６に示す例では、第１ハーフ周壁部３２６Ａ及び第２ハーフ周壁部３２６Ｂの一方（第１ハーフ周壁部３２６Ａ）は、他方（第２ハーフ周壁部３２６Ｂ）よりも、合わせ目Ｓを挟んで隣接する部分が厚くなっている。これにより、第１ハーフ周壁部３２６Ａが、第２ハーフ周壁部３２６Ｂの第２内面３３８Ｂからケース３２４（第１ハーフケース３２４Ａ及び第２ハーフケース３２４Ｂ）の内部に突出する。これにより、第１内面３３８Ａは、第２内面３３８Ｂから立ち上がるように隣接し、第１内面３３８Ａ及び第２内面３３８Ｂによって合わせ目Ｓで入隅が形成される。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

例えば、上述した実施形態ではケース２４は第１ハーフケース２４Ａ及び第２ハーフケース２４Ｂから構成される例を示したが、これに限らず３個以上の部品で形成されていても構わない。例えば、光学的インターフェース１４付近を一つの部品で形成し、光学的インターフェース１４から電気的インターフェース１２までの間を二つのケースで構成するなどでも構わない。いずれにしても、ケースを構成する部品（例えば第１ハーフケースや第２ハーフケース）が勘合する領域からの電磁波の漏洩を防止するように、勘合する領域の内壁に電磁波シールド材を配置すれば本願発明の効果が得られる。

また、上述した実施形態では光サブアセンブリ１０は送信機能を有するＴＯＳＡと受信機能を有するＲＯＳＡの両者を備えた光モジュール１００を説明したが、どちらか一方の光サブアセンブリのみを備えた光モジュールであっても構わない。

１０光サブアセンブリ、１０Ｔ光送信サブアセンブリ、１０Ｒ光受信サブアセンブリ、１２電気的インターフェース、１４光学的インターフェース、１６エッジコネクタ、１８回路基板、１８Ｄ回路基板、１８Ｕ回路基板、２０電子部品、２２ホルダ、２２Ｕ上ホルダ、２２Ｄ下ホルダ、２４ケース、２４Ａ第１ハーフケース、２４Ｂ第２ハーフケース、２６周壁部、２６Ａ第１ハーフ周壁部、２６Ｂ第２ハーフ周壁部、２８ネジ、３０電磁波シールド材、３２底板、３４側片、３４ａ下側面、３４ｂ傾斜面、３４ｃ上側面、３８内面、３８Ａ第１内面、３８Ｂ第２内面、１００光モジュール、１３０電磁波シールド材、１３６突起、２２４ケース、２２４Ａ第１ハーフケース、２２４Ｂ第２ハーフケース、２３８Ａ第１内面、２３８Ｂ第２内面、３２４ケース、３２６Ａ第１ハーフ周壁部、３２６Ｂ第２ハーフ周壁部、３３８Ａ第１内面、３３８Ｂ第２内面、Ｎ１法線、Ｎ２法線、Ｓ合わせ目。

Claims

光信号及び電気信号を少なくとも一方から他方に変換するための光サブアセンブリと、
回路基板と、
電磁波シールド材と、
前記光サブアセンブリ、前記回路基板及び前記電磁波シールド材を収容する内部空間を有するケースと、
を有し、
前記ケースは、前記内部空間を囲む周壁部を有し、前記周壁部で半割形状にされた第１ハーフケース及び第２ハーフケースから構成され、
前記周壁部は、前記第１ハーフケースの第１ハーフ周壁部と、前記第２ハーフケースの第２ハーフ周壁部と、が合わされて構成され、
前記電磁波シールド材は、前記第１ハーフ周壁部と前記第２ハーフ周壁部の合わせ目で、前記周壁部の内面に押圧されるように設けられていることを特徴とする光モジュール。
請求項１に記載された光モジュールであって、
前記電磁波シールド材を保持する保持部材をさらに有し、
前記第１ハーフケース及び前記第２ハーフケースは、前記第１ハーフ周壁部と前記第２ハーフ周壁部が合わされる方向の力が加えられた状態で連結され、
前記電磁波シールド材は、前記保持部材により、前記周壁部の内面に押圧されることを特徴とする光モジュール。
請求項２に記載された光モジュールであって、
前記電磁波シールド材を押圧する前記保持部材の面は、前記周壁部に向けて斜めに傾斜していることを特徴とする光モジュール。
請求項２又は３に記載された光モジュールであって、
前記保持部材は、前記回路基板を保持するホルダであることを特徴とする光モジュール。
請求項１から４のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記保持部材は、弾性変形可能な形状を有し、
前記弾性変形によって、前記電磁波シールド材を押圧する力の一部が吸収されることを特徴とする光モジュール。
請求項１から５のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記電磁波シールド材は、弾性変形可能な材料からなることを特徴とする光モジュール。
請求項１から６のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記電磁波シールド材は、前記第１ハーフ周壁部と前記第２ハーフ周壁部が合わされる方向に突出する突起を有し、
前記突起は、前記電磁波シールド材のその他の部分よりも弾性変形しやすいことを特徴とする光モジュール。
請求項１から７のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記ケースの長さ方向の両端部に、それぞれ、電気的インターフェース及び光学的インターフェースが配置され、
前記電磁波シールド材は、前記内部空間において、前記光学的インターフェースが配置された側で、前記ケースの前記長さ方向に直交する幅方向に延び、途切れなく、前記幅方向の両側で前記長さ方向に延びることを特徴とする光モジュール。
請求項１から８のいずれか１項に記載された光モジュールであって、
前記周壁部の前記内面は、前記第１ハーフ周壁部の第１内面と、前記第２ハーフ周壁部の第２内面と、を含み、
前記電磁波シールド材は、前記合わせ目を挟んで前記第１内面及び前記第２内面に連続的に押圧されるように設けられていることを特徴とする光モジュール。
請求項９に記載された光モジュールであって、
前記第１内面及び前記第２内面は、前記合わせ目で、面一になるように隣り合うことを特徴とする光モジュール。
請求項９に記載された光モジュールであって、
前記第１内面及び前記第２内面は、前記合わせ目で、前記ケースの内部で法線が交差するように隣り合うことを特徴とする光モジュール。
請求項９に記載された光モジュールであって、
前記第１ハーフ周壁部及び前記第２ハーフ周壁部の一方は、他方よりも、前記合わせ目を挟んで隣接する部分が厚くなっており、
前記第１ハーフ周壁部が、前記第２ハーフ周壁部の前記第２内面から前記ケースの内部に突出し、前記第１内面は前記第２内面から立ち上がるように隣接することを特徴とする光モジュール。