JP3965997B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光トランシーバなどに利用され、リンク着脱に用いられる光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速ＬＡＮ（Local Area Network）において、デジタル電気信号と光信号とを相互変換するモジュールとして光トランシーバが広く用いられている。こうした光トランシーバを用いたハブ装置等のポート数の高密度化を図るため、小型化を可能とした統一規格としてＳＦＦ（Small Form Factor）がある。こうしたＳＦＦ光トランシーバは小型・低消費電力という特徴を有するが、さらに機器を停止させることなく電気コネクタの着脱を可能としたＳＦＰ（Small Form Factor Pluggable）光トランシーバが開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように小型化した光トランシーバーにおいては、各部品が近接して配置される。このため、各部品の寸法にばらつきがあると、部品同士、特にパッケージと光サブアセンブリとが接触する可能性があるほか、光サブアセンブリに想定外の応力が付加されることにより、光軸がずれたり、使用時の熱的なストレスが増大してしまうおそれがある。
【０００４】
そこで本発明は、光サブアセンブリへの過度のストレスの付加を抑制しつつ、シールド性を向上させうる構成を有する光モジュールを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる光モジュールは、円筒状のステムを有する金属パッケージ内に該円筒の軸中心を光軸中心として発光素子または受光素子を収容し、その光入出力端には光軸中心を軸中心とする円筒状のスリーブを配置して、スリーブと反対側にはこの素子に接続されるリードピンを延在させて構成した光ユニットと、リードピンに接続される電子回路を有する基板と、リードピンの周囲を覆う導電性のブラケットと、ブラケットで覆われた光ユニットと基板を収容するハウジングとを備える光モジュールにおいて、ブラケットは、光ユニットのステムを露出させるための切欠きを有しており、前記ブラケットは、前記ステムがこの切欠きから当該ブラケットの外側に突出して露出するように配置されることを特徴とする。
【０００６】
このような構成とすることにより、リードピンの周囲を覆って電気的なシールドを行うブラケットより光サブアセンブリである光ユニットのステム部分が露出し、その外側にハウジングが配置されるため、ステム部分とハウジングとの間にブラケットが配置されないため、各構成部品の製造公差を厳密に設定しなくとも光ユニットへの過度のストレスの付加を抑制できるので、製造が簡単になり、歩留りが向上するとともに、組み立て工程も簡略化できる。そして、ブラケットがリードピン周囲に存在することにより、電気的なシールドとして機能し、電気的な特性が向上する。
【０００７】
ここで、ブラケットのステムを露出させた部分の外壁面には、平坦面を有していることが好ましい。このようにすると、ブラケットの製造が容易で、かつ、確実に光ユニットのステム部分を露出させることができる。
【０００８】
このハウジングは、基板からブラケットを経て光ユニットに至る部分を覆う金属カバーを備えていることが好ましい。このようにすると、ブラケットから露出させたステム部分のシールド性を確保することができる。
【０００９】
この基板は、光ユニットの取付側と反対の側に外部装置との信号入出力端子と電源端子が配置されていることが好ましい。このようにすると、外部回路との接続が容易である。
【００１０】
この光ユニットを複数個配していることが好ましく、例えば、発光素子を有する発光ユニットと、受光素子を有する受光ユニットを備えていると好ましい。このようにすると、ＳＦＦタイプまたはＳＦＰタイプの光トランシーバーとして好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１〜図３は、本発明に係る光モジュールである光トランシーバの概略構成図である。図１、図２は、この光トランシーバーを別の方向から見た斜視図であり、図３は、その構成部品が理解しやすいようにカバーを外して示した分解斜視図である。
【００１３】
この光トランシーバは、ＳＦＰタイプの光トランシーバであって、略矩形断面の細長い形状を有しており、その一端に送信用と受信用のそれぞれの光ファイバを接続するための光コネクタ１１、１２が配置され、他端に外部から電源を供給するとともに電気信号を送受信するための電気コネクタ１３を有している。
【００１４】
この光トランシーバはハウジング１内に電気コネクタ１３に接続される電子回路を搭載した回路基板２と、これに接続される受光ユニット４、発光ユニット５が収容されている。受光ユニット４と発光ユニット５は、いずれもシールド機能を有する金属製のブラケット６、７で後述するリードピン４３、５３部分が覆われており、ハウジング１の光コネクタ１１、１２にそれぞれ連通する円筒状の孔１４、１５に後述するスリーブ４２、５２が差し込まれる形でハウジング１内に収容される。スリーブ４２、５２は図３では図示を省略している保持部材８によって固定されている。受光ユニット４、発光ユニット５と回路基板２とは後述するリードピン４３、５３により電気的に接続されるとともに固定されている。回路基板２は、基板止め３によってハウジング１に固定されており、ハウジング１は図３では図示を省略している金属製のカバー９によって覆われている。また、ハウジング１の光コネクタ側端部近くにはアクチュエータ１０が配置されている。
【００１５】
次に、各構成部品の構成について具体的に説明する。以下、受光ユニット４とそのブラケット６を中心に説明するが、発光ユニット５とそのブラケット７の場合も同様である。
【００１６】
図４はブラケット６が取り付けられた状態の受光ユニット４を示す斜視図であり、図５はその断面図であり、図６はリードピン側から見た図である。受光ユニット４は、受光素子（例えば、フォトダイオード）、光学系及びプリアンプ等を内部に有し、受光面の全面にキャップを兼ねるレンズ４１が配置されている金属製の筐体４０と、円筒状で先端から光ファイバが差し込まれる樹脂製のスリーブ４２とが、樹脂４３により接着されることで一体化されて構成されている。金属製の筐体（ＣＡＮパッケージ）４０は外径の異なる円筒をその中心を一致させて積み重ねた構造をなしており、受光面、つまりスリーブ４１側とは反対の最大外径を有する円筒側端面から受光素子への電源供給と信号取出しを行うための５本のリードピン４０ｃが延びており、それぞれの先端は、波形に形成されている。筐体４０の最大外径を有する円筒（以下、ステム部４０ａと呼ぶ。）には突起部４０ｂが設けられている。通常、受光素子はステム部４０ａの中心部分に配置されている。
【００１７】
ブラケット６は、略半円筒形の本体から２本の脚部６１、６２が突出する対称形状をなしている。本体の中央部分には受光ユニット４に取り付けられた場合にステム部４０ａを露出させるための切欠きが脚部６１、６２の突出方向とは反対の側に形成され、この切欠きに面する本体は、曲面ではなく平面の平坦部６３として形成されている。さらに平坦部６３からは切欠き側に折り込み部６４が形成されている。この結果、図６に示されるようにブラケット６の平坦部６３よりステム部４０ａが外側に突出して露出する構成となっている。このブラケット６の平坦部６３の形状としては、例えば、ステム部４０ａ円周部との距離Ａが０．２ｍｍ以上、平坦部６３の幅Ｗとしては、３ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００１８】
図７は、本発明にかかる光モジュールの断面構造を示す図である。受光ユニット４はそのスリーブ４２がハウジング１の円筒状の孔１４内に差し込まれている。発光ユニット５についても同様である。保持部材８は、受光ユニット４と発光ユニット５を覆い、図示していない係合部によってハウジング１と係合することにより、そのスリーブ４２、５２部分を押圧して固定している。さらに受光ユニット４のリードピン４０ｃは回路基板２を挟み込んでハンダ付けによって固定され、電気的に接続される。ブラケット６は、その脚部６１、６２がそれぞれ回路基板２にハンダ付けされるとともに、折り込み部６３が受光ユニット４の筐体４０にハンダ付けされることで、リードピン４０ｃを覆い、固定されている。発光ユニット５、ブラケット７についても同様である。
【００１９】
従来の光モジュールでは、ステム部４０ａとその外側の保持部材８との間隔が狭く、この間にシールド性を有するブラケット６を配置しようとすると、例えばブラケット６の厚さが０．１５ｍｍとすると、ブラケット６をステム部４０ａに接触させて配置したとしても、ブラケット６と保持部材８との間には０．２ｍｍ程度しか隙間がなく、スリーブ４２とステム部４０ａとの軸ずれによってはブラケット６と保持部材８とが接触したり、この結果、ステム部４０ａやスリーブ４２が過度のストレスを受けて軸ずれを起こす可能性があり、製造時の光軸の調整を厳密に行う必要があった。
【００２０】
本発明によれば、従来よりブラケット６を内側に配置することができ、ブラケット６と保持部材８との間隔を広くとることができる。例えば、前述した条件下でもＡを０．２ｍｍに設定すると、Ａ＋ブラケットの厚さ分つまり０．３５ｍｍさらに余裕を設けることができるので、ブラケット６と保持部材８との接触を防止でき、受光ユニット４自体に過度のストレスが付加されるのを抑制して軸ずれを防止できる。同様のことは発光ユニット５についても当てはまる。
【００２１】
ブラケット６の一部を切り欠いてステム部４０ａを露出させたことで、ブラケット６による電磁シールド性能が低下する可能性があるが、ステム部４０ａの外側を金属カバー９が覆っていることでこのシールド性能の低下を抑制できる。ここでは、金属カバー９で覆う形態を説明したが、例えば保持部材８の外側や内側の受光ユニット４、発光ユニット５の金属筐体やブラケット６、７と接触しない部分に金属製のシールド材を配置してもよい。
【００２２】
上記実施形態では、ブラケット６、７の両者を設置したが、いずれか一方を設置するだけでもその電気的特性を向上させる効果が得られる。
【００２３】
本発明は、ＳＦＰ、ＳＦＦタイプの光トランシーバーに限られるものではなく、リードピン構造の各種の光モジュールに対しても好適に適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シールド性能を有するブラケットの構成、配置を工夫することで、小型化された光モジュールにおいてもシールド性能を確保しつつ、ハウジング部材との干渉を避けて光サブアセンブリである発光ユニットや受光ユニットへの過度のストレス付加を抑制することができる。したがって、製造が容易で、かつ、特性の安定した光モジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光モジュール（光トランシーバ）の外観斜視図である。
【図２】図１の装置を別の方向から見た外観斜視図である。
【図３】図１の装置の分解斜視図である。
【図４】図１の装置の受光ユニットを示す斜視図である。
【図５】図４の受光ユニットの断面図である。
【図６】図４の受光ユニットをリードピン側から見た図である。
【図７】図１の装置の断面図である。
【符号の説明】
１…ハウジング、２…回路基板、３…基板止め、４…発光ユニット５…発光ユニット、６、７…ブラケット、８…保持部材、９…カバー、１０…アクチュエータ、４０…筐体、４１…レンズ、４２…スリーブ、６１、６２…脚部、６３…平坦部、６４…折り込み部。

Claims (3)

1. 円筒状のステムを有する金属パッケージ内に該円筒の軸中心を光軸中心として発光素子または受光素子を収容し、その光入出力端には光軸中心を軸中心とする円筒状のスリーブを配置して、前記スリーブと反対側には前記素子に接続されるリードピンを延在させて構成した光ユニットと、前記リードピンに接続される電子回路を有する基板と、前記リードピンの周囲を覆う導電性のブラケットと、前記ブラケットで覆われた前記光ユニットと前記基板を収容するハウジングと、を備える光モジュールにおいて、
   前記ブラケットは、前記光ユニットのステムを露出させるための切欠きを有しており、前記ブラケットは、前記ステムがこの切欠きから当該ブラケットの外側に突出して露出するように配置されることを特徴とする光モジュール。
2. 前記ハウジングは、前記基板から前記ブラケットを経て前記光ユニットに至る部分を覆う金属カバーを備えていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
3. 発光素子を有する発光ユニットと、受光素子を有する受光ユニットを備えている請求項１または２に記載の光モジュール。

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