JP4697153B2

JP4697153B2 - 光モジュール

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Publication number: JP4697153B2
Application number: JP2007038004A
Authority: JP
Inventors: 主鉉柳
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP2008203427A

Description

本発明は、ギガビットクラスのイーサネット（登録商標）信号を伝送する光トランシーバなどに用いられる光モジュールに関する。

近年、インターネットは、通信インフラとして定着し、データ通信・音声・映像など情報の種類を選ばず、様々な業種・サービスを取り込み、その適用範囲は拡大し続けている。それにあわせて回線容量も増加の一途をたどっている。この中においてイーサネット（登録商標）は、低価格と簡便な運用性により家庭内ＬＡＮ、ＷＡＮにおいても広く利用されるコア技術として普及している。

この情勢の中、既に１０ギガイーサネット（登録商標）の標準化が完了し、各社から１０ギガ対応のネットワーク機器が開発されており、これに伴い、光トランシーバにおいても、中距離ネットワークを中心に１ギガから１０ギガへのアップグレードが始まっている。

このような光トランシーバとしては、４個の長波長の半導体レーザ（ＬＤ）を用いた４波の波長分割多重（ＷＤＭ）のＬＸ４光トランシーバがある。このＬＸ４光トランシーバは、ベースを備え、このベースには、波長の異なる光信号が入射または出射する複数個の光素子と、これら光素子の光信号を波長多重、あるいは波長分離する複数個の光フィルタとが収納される。

ベースに、ＬＤと、光合波器として用いられる複数個の光フィルタとを収納したものは光送信アセンブリ（ＴＯＳＡ）であり、ベースに、フォトダイオード（ＰＤ）と、光分波器として用いられる複数個の光フィルタとを収納したものは光受信アセンブリ（ＲＯＳＡ）である。

このような光トランシーバとして用いられる光モジュールの一例として、図８に示すような光モジュール８１がある。この光モジュール８１は、金属製の上下２分割ケース８２を構成する下ケース８２ｄに回路基板８３を収納し、その回路基板８３に光送信アセンブリ８４を搭載し、これら回路基板８３と光送信アセンブリ８４を上ケース８２ｕで覆ったものである。

光送信アセンブリ８４は、波長が異なる光信号を出射する複数個の光素子として４個のＬＤを収納しており、これらＬＤから出射する光信号を波長多重して送信する。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。

特開２００６−１２６４９５号公報特開２００５−１５０６１０号公報

しかしながら、従来の光モジュール８１は、下ケース８２ｄに光送信アセンブリ８４を収納するので、光送信アセンブリ８４と上ケース８２ｕ間の距離ｘが長く、熱抵抗が大きい。

このため、光モジュール８１は、上ケース８２ｕに光送信アセンブリ８４で発生した熱が伝わりにくく、放熱性が悪いという問題がある。

光モジュール内の温度の上昇はＬＤの発光効率の低下を招き、光モジュールの安定した動作に悪影響を与える。このため、光トランシーバなどの光モジュールでは動作補償温度範囲が決められている。

光モジュール８１の温度は、上ケース８２ｕの上面付近で測られる。しかし、上ケース８２ｕとＬＤを備えた光送信アセンブリ８４との熱抵抗が大きいと、光送信アセンブリ８４の放熱が悪く、上ケース８２ｕの温度と光送信アセンブリ８４の温度に差が生じる。つまり、光送信アセンブリ８４は上ケース８２ｕより高い温度となっている。

従って、光送信アセンブリ８４に用いられるＬＤは光モジュール８１の動作補償温度範囲よりも高い温度での安定性や信頼性を必要とされる。このため、光モジュール８１に使用できるＬＤが限られ、高コストの要因にもなる。

また、光モジュールは、基地局やビルに設置後も、伝送距離、伝送媒体を自由に選べるように、スイッチングハブやメディアコンバータなどのネットワーク機器に簡単に着脱できるプラガブルモジュールとすることが一般的である。このプラガブルモジュールにはＭＳＡ（ＭｕｌｔｉＳｏｕｒｃｅＡｇｒｅｅｍｅｎｔ）と呼ばれる業界標準規格がある。

光モジュール８１においても、ケース８２はＭＳＡ規格で定められた小型の外径寸法規格に準拠して形成されるため、回路基板８３の実装面積は限られ、電気部品や光部品の実装の自由度が小さいという問題点がある。

また、光モジュール８１では、光送信アセンブリ８４をケース８２内で浮く（ケース８２の高さの中央部付近に位置する）構造とし、光送信アセンブリ８４とケース８２との間の距離ｘに熱伝導性シートなどを設けて光送信アセンブリ８４からの熱を上ケース８２ｕに伝える方法を採っていた。

しかしこの方法では、光送信アセンブリ８４と上ケース８２ｕ間の距離ｘが長いので光送信アセンブリ８４の放熱性が低く、光送信アセンブリ８４と上ケース８２ｕの温度との差が生じる問題や、実装の自由度が小さいという問題を解決できない。

そこで、本発明の目的は、光モジュール内の実装の自由度を大きくし、基板実装面積を増やし、さらに光アセンブリの放熱性を高めた光モジュールを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために創案されたものであり、光信号を入射または出射する光素子を収納した光アセンブリと、前記光アセンブリから所定の距離を隔てて配置された回路基板と、前記光アセンブリと前記回路基板の間を電気的に接続するフレキ基板と、前記光アセンブリ、前記回路基板及び前記フレキ基板を収納するためのケースと、を備え、前記光アセンブリは、前記光アセンブリを前記ケースに押し付け固定するための押し付け固定部が形成された、弾性材からなる蓋を備え、前記ケースは、内壁面から所定の間隔離れた位置に形成された、前記蓋を前記ケースに固定するための蓋固定部を備え、前記蓋の前記押し付け固定部が前記内壁面と対向する面の反対側の面に位置するように前記光アセンブリを配置し、前記光アセンブリと前記内壁面との間に放熱性を有する弾性部材を設け、前記光アセンブリを前記弾性部材を介して前記内壁面に押し付け、前記押し付け固定部と前記蓋固定部の間を固定することにより前記光アセンブリを前記ケースに固定し、前記弾性部材の前記内壁面に対向する面から前記蓋の前記押し付け固定部が位置する面までの間隔が、前記内壁面から前記蓋固定部までの間の前記所定の間隔よりも、所定の隙間分だけ大きくなるように形成されており、前記押し付け固定部と前記蓋固定部の間を固定することにより前記光アセンブリを前記ケースに固定したとき、前記蓋に発生する弾性力により前記光アセンブリが前記ケースの前記内壁面へ押し付けられる、光モジュールである。

本発明によれば、光モジュール内の実装の自由度を大きくし、また光アセンブリの放熱性を高めた光モジュールを実現できる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態である光モジュールの内部構成を示す斜視図、図２は、図１に示した光モジュールの主要部の斜視図、図３は図１に示した光アセンブリの斜視図である。また、図を見やすくするため、図１では後述する回路基板を省略し、図２では後述する蓋を省略している。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る光モジュール１は、複数個の長波長のＬＤ（ＬＤモジュール）を用いた４波ＷＤＭのＬＸ４光トランシーバである。光モジュール１は、光アセンブリとして、光送信アセンブリ（ＴＯＳＡ）１１と光受信アセンブリ（ＲＯＳＡ）とを備えるが、以下の説明では、光受信アセンブリは光送信アセンブリとは、発光素子に代えて受光素子を用いる点で相違はあるが、他はほぼ同じ構成なので、光送信アセンブリの構成を主に説明する。なお、本発明は４波ＷＤＭに限定されるものではない。

回路基板１２の後端部（図２の右斜め端部）には、ネットワーク機器と挿抜自在に電気的に接続するためのカードエッジ部１２ｔが形成される。

光送信アセンブリ１１は、回路基板１２に形成した４つの送信用レーンからの電気信号を互いに波長が異なる光信号に変換する４個の１．３μｍ帯の分布帰還型（ＤＦＢ）−ＬＤ１３ａ〜１３ｄと、内部搭載部品として各ＬＤ１３ａ〜１３ｄの光信号を波長多重する光合波器とを備え、これらをベース１４内に収納したものである。

各ＬＤ１３ａ〜１３ｄは、光素子としてのＬＤ素子をそれぞれＣａｎパッケージ１３ｐに収納した汎用のＣａｎタイプＬＤである。

図１に示すように、光送信アセンブリ１１の光出力部には、光合波器からの波長多重光信号を伝送する送信用ピッグテイル（ピッグテール）ファイバ１５ｔが、光コネクタを有するレセプタクル部１６を介して接続される。

ベース１４は、４個のＬＤ１３ａ〜１３ｄを直線状に並列配置すると共に、並列配置したＬＤ１３ａ〜１３ｄに対して光合波器を所定の角度で高精度に位置決めして収納するものである。

ベース１４内には、ベース１４の一側面に沿って各ＬＤ１３ａ〜１３ｄ（Ｃａｎパッケージ１３ｐ）を収納するためのＣａｎ収納部が４個形成される。すなわち、Ｃａｎ収納部は、各Ｃａｎパッケージ１３ｐごとに分けて形成される。各Ｃａｎ収納部には、ＬＤの出射面（出射方向）がベース１４の開放部方向（Ｃａｎ収納部が形成されたベース１４の一側面に対向する他側面方向）になるように各ＬＤ１３ａ〜１３ｄがそれぞれ収納されて接合される。

ベース１４の開放部には上述した光合波器が搭載される。ベース１４は、ＳＵＳなどのＹＡＧレーザ溶接性が良好で、かつ線膨張係数が小さい金属を用いて、例えば、金型を用いて金属粉末射出成形（ＭＩＭ）法で一括して一体に製造される。

光合波器は、各ＬＤ１３ａ〜１３ｄからの波長が異なる４つの光信号を波長多重光信号にする。光合波器としては、例えば、誘電体多層膜フィルタ（光フィルタ）を用いる。４波ＷＤＭの光トランシーバに用いられる光送信アセンブリ１１は、４個の光フィルタを備えており、これら各光フィルタは、所定の波長帯域の光信号を反射し、それ以外の波長帯域の光信号を透過するものである。

光合波器を搭載したベース１４の開放部には、光合波器を覆って保護する蓋（カバー）２が取り付けられることで、光送信アセンブリ１１が組み立てられる。

ここで、ベース１４をより詳細に説明する。

図６に示すように、ベース１４は、ベース本体６２の一側面６２ｓ側に、各ＬＤを収納したＣａｎパッケージを接合するための４個のＣａｎ収納部が、ベース本体６２の長手方向に沿って形成される。また、ベース１４の他側面側は開放形成される。各Ｃａｎ収納部には、ＬＤの出射面がベース１４の開放部方向になるようにＣａｎパッケージが収納されて接合される。これら各Ｃａｎ収納部は、各Ｃａｎパッケージごとに分けて形成されたものである。各Ｃａｎ収納部の一側端となるＣａｎ接合面６３ｓは、円環状の突起部の側面である。

ベース１４の開放部には、光合波器として用いられる光フィルタを接合する４個のフィルタ接合部６４ａ〜６４ｄが、ベース本体６２の長手方向に対して略４５度傾斜して形成される。

各フィルタ接合部６４ａ〜６４ｄには、各ＬＤから出射された光を反射させ、各反射光を合波させる光フィルタが張り付けられて設けられる。これにより各ＬＤからの出射光は、各光フィルタで略９０度反射されてベース本体６２の長手方向（図６左上方向）に伝搬し、各光フィルタで合波されて波長多重光信号となり、レセプタクル部１６に光結合する（図３参照）。また、各フィルタ接合部６４ａ〜６４ｄの中央部には、各ＬＤからの出射光、及び各光フィルタからの反射光の光路となる光路用穴６５が形成される。

図１および図５に示すように、光モジュール１は、光送信アセンブリ１１を固定して収納するためのケース３を備える。ケース３は、上下２分割の上ケース３ｕと下ケース３ｄからなり、外形がＭＳＡ規格に準じて形成されると共に、ＳＵＳやＡｌなどの放熱性が高い金属で形成される。上ケース３ｕの上部（外側部）には、放熱部として放熱フィン４が多数個形成される。

図１に示すように、上ケース３ｕの内側部には、内側面から上ケース３ｕの中央部に向かって延出され、蓋２を上ケース３ｕに固定するための蓋固定部５ａ，５ｂが形成される。これら蓋固定部５ａ，５ｂには、蓋固定用ネジ６と螺合するネジ穴７がそれぞれ形成される。上ケース３ｕの光入出力側には、ＳＣ光アダプタ１７を収納するアダプタ収納部１８が形成される。

ＳＣ光アダプタ１７は、２つの挿抜口を有し、これら挿抜口の伝送路側に、伝送路用光ファイバが接続された送受信用ＳＣ光プラグを挿入し、モジュール側に送信用簡易ＳＣ光コネクタ１９と受信用簡易ＳＣ光コネクタを挿入して使用される。送信用簡易ＳＣ光コネクタ１９には、波長多重後の光信号を伝送する送信用ピッグテイルファイバ１５ｔが接続される。

さて、図１および図５に示すように、光モジュール１では、上ケース３ｕの内上面Ｕに、放熱性を有する弾性部材８を介して光送信アセンブリ１１を押し付け固定する。弾性部材８としては、例えば両面に接着剤層を設けた熱伝導性シートを用いる。熱伝導性シートは、樹脂やゴムにフィラーを混合したものである。

上ケース３ｕの内上面Ｕには、図示しないネジ穴を有する基板用支柱２０が形成され、上ケース３ｕのカードエッジ側には、内上面Ｕから起立した側壁２１が形成される。回路基板１２は、基板用支柱２０と側壁２１で支えられ、回路基板１２に設けられた図示しないネジ穴と基板用支柱２０のネジ穴にネジを螺合することで、上ケース３ｕに対して位置決めされて固定されると共に、内上面Ｕからの距離が決定される。これにより、回路基板１２から所定の距離となる高さｈだけ隔てて（離して）光送信アセンブリ１１が後述するフレキ基板９を介して回路基板１２と接続される。

高さｈは、光送信アセンブリ１１よりも発熱量が大きい回路基板１２で発生した熱から光送信アセンブリ１１を保護するために設けられる。高さｈが低すぎると回路基板１２で発生した熱から光送信アセンブリ１１を保護することができない。また、高さｈが高すぎるとケース３内の実装の自由度が小さくなる問題がある。よって高さｈは０．５〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍにするとよい。

上ケース３ｕと光送信アセンブリ１１間には、弾性部材８を設ける。つまり、高さｈは、回路基板１２の上ケース３ｕからの高さと、光送信アセンブリ１１の高さと、弾性部材８の厚さとにより決定される。

図１、図２および図５に示すように、光送信アセンブリ１１に並列配置した各ＬＤ１３ａ〜１３ｄと、回路基板１２とは、１枚のフレキ基板９で電気的に接続される。

図２に示すように、フレキ基板９は、回路基板１２の一側に形成した図示しない端子に電気的に接続する基板接続部９ａと、各ＬＤ１３ａ〜１３ｄのリード（光送信アセンブリ１１の電気入力部）Ｒに接続する光素子接続部９ｂとからなる。

フレキ基板９は、基板接続部９ａが回路基板１２の下面と略平行に形成され、光素子接続部９ｂが基板接続部９ａから上方向に折り曲げられてベース１４の一側面６２ｓ（図６参照）と略平行に形成されることで、略Ｌ字状に形成される。基板接続部９ａには、回路基板１２の複数個の端子と接続する図示しない複数個の端子が形成される。光素子接続部９ｂには、各ＬＤ１３ａ〜１３ｄの各リードＲが挿通して接続される挿通用スルーホール９ｃと、各ＬＤ１３ａ〜１３ｄを仕切る３個のスリットｓとが形成される。

本実施形態では１枚のフレキ基板９を用いて、ＬＤ１３ａ〜１３ｄと回路基板１２とを接続したが、各ＬＤはそれぞれ独立したフレキ基板により回路基板１２に接続されていてもよい。

図１、図３および図４に示すように、蓋２は、ベース１４の開放部側を覆って保護すると共に、上ケース３ｕに弾性部材８を介して光送信アセンブリ１１を密着固定するためのものである。この蓋２は、板金加工、プレス加工した金属板、あるいは樹脂などの弾性材を折り曲げたものからなる。

蓋２は、全体が各ＬＤ１３ａ〜１３ｄの並び方向（長手方向）に長く、かつ一側部（図１、図３、図４では左斜め下方向）が開放するように形成される。後述するガイド部２ｇを除く蓋２は、長手方向に直交する断面が略コ字状に形成される。蓋２の下部の両端部には、長手方向に延出され、上ケース３ｕに光送信アセンブリ１１を押し付け固定するための押し付け固定部（押し付け固定用穴）１０ａ，１０ｂが形成される。

これら押し付け固定部１０ａ，１０ｂ、蓋固定部５ａ，５ｂ、蓋固定用ネジ６、ネジ穴７でアセンブリ固定機構を構成する。

図７に示すように、弾性部材８を介して上ケース３ｕに取り付けられた光送信アセンブリ１１は、上述した蓋固定部５ａ，５ｂよりも若干高く形成される。このため、ケース３に光送信アセンブリ１１を固定する際、押し付け固定部１０ａ，１０ｂは、蓋固定部５ａ，５ｂの下面から隙間ｇ分だけ離れている。

隙間ｇは、光送信アセンブリ１１の高さと、弾性部材８の厚さと、蓋固定部５ａ，５ｂの高さにより決定される。

これにより、蓋固定用ネジ６を用いて、押し付け固定部１０ａ，１０ｂが蓋固定部５ａ，５ｂに押し付けられ固定されるときに、蓋２の押し付け固定部１０ａ，１０ｂのベース１４側近傍に発生する弾性力により、光送信アセンブリ１１が弾性部材８を介して上ケース３ｕに弾性的に押し付け固定される。

光送信アセンブリ１１の高さと蓋固定部５ａ，５ｂとの高さは、押し付け固定部１０ａ，１０ｂの形状により適宜決定される。本実施形態では、押し付け固定部１０ａ，１０ｂを蓋固定部５ａ，５ｂの下面から隙間ｇだけ高く形成する。隙間ｇは、０．５ｍｍ程度にした。

上記した構成により、蓋２に発生する弾性力を用いて光送信アセンブリ１１を上ケース３ｕに固定できる。つまり、ベース１４にネジ孔などを設けてベース１４をケースに直接取り付ける（締め付ける）構成ではないため、ベース１４にかかる応力を小さくでき、ベース１４の変形を防ぐことができる。これにより、ベース１４の変形による光軸のズレを防止することができる。

図３および図４に示すように、蓋２の下部の中央部には、ベース１４の開放部を覆う向きとは反対向きに曲げられて、蓋２の長手方向に直交する断面が略コ字状に形成されたガイド部２ｇが形成される。ガイド部２ｇは、送信用ピッグテイルファイバ１５ｔ及び／又は図示しない光受信アセンブリに接続した受信用ピッグテイルファイバの余長の一部を収納し、ファイバの広がりを抑えてガイドするものである。

蓋２には、ベース１４に形成された凸部３１（図３の一点鎖線）と嵌合する蓋用固定穴３２が形成される。これら凸部３１と蓋用固定穴３２が嵌合することで、ベース１４に蓋２が位置決めされて固定される。

光受信アセンブリも光送信アセンブリ１１とほぼ同じ構成であり、各ＬＤ１３ａ〜１３ｄの代わりにＰＤを４個収納し、光受信アセンブリの光入力部に受信用ピッグテイルファイバを接続して構成される。

次に、光モジュール１の組み立てについて説明する。

光モジュール１の組み立ては、まず、ベース１４に光合波器を搭載し、ベース１４の各Ｃａｎ収納部に各ＬＤ１３ａ〜１３ｄをそれぞれ接合して収納し、ベース１４にレセプタクル部１６を接続し、レセプタクル部１６に送信用ピッグテイルファイバ１５ｔを接続する。ベース１４に搭載する光合波器や各ＬＤ１３ａ〜１３ｄの組み立て手順は、順不同である。その後、ベース１４に、ベース１４の開放部側から蓋２を取り付けて光送信アセンブリ１１を組み立てると共に、各ＬＤ１３ａ〜１３ｄのリードＲと、フレキ基板９の光素子接続部９ｂとを接続する。

上ケース３ｕの内上面Ｕのアセンブリ搭載位置に、弾性部材８を貼り付け、その弾性部材８上に、光送信アセンブリ１１を載置する。上ケース３ｕの蓋固定部５ａ，５ｂに押し付け固定部１０ａ，１０ｂを位置合わせし、２本の蓋固定用ネジ６を押し付け固定部１０ａ，１０ｂにそれぞれ挿通し、各ネジ穴７に各蓋固定用ネジ６を締め付ける。

このとき、押し付け固定部１０ａ，１０ｂが蓋固定部５ａ，５ｂの下面から離れていることにより、蓋２の押し付け固定部１０ａ，１０ｂの近傍に弾性力が発生する。これにより、蓋２が上ケース３ｕの内上面Ｕに光送信アセンブリ１１を押し付けるため、上ケース３ｕに光送信アセンブリ１１が弾性部材８を介して弾性的に押し付け固定される。

一方、上ケース３ｕのアダプタ収納部１８にＳＣ光アダプタ１７を収納し、ＳＣ光アダプタ１７に、送信用ピッグテイルファイバ１５ｔを接続した送信用簡易ＳＣ光コネクタ１９を接続する。

さらに、フレキ基板９の基板接続部９ａと回路基板１２の端子を接続すると、光送信アセンブリ１１の光学的接続と電気的接続が終了する。

同様に、受信用のベースに上述した蓋２と同様の蓋を取り付けて光受信アセンブリを組み立てた後、上ケース３ｕあるいは下ケース３ｄに設けられた上述した蓋固定部５ａ，５ｂと同様の蓋固定部に光受信アセンブリを固定して光受信アセンブリを収納し、光モジュール１内で光受信アセンブリの光学的接続と電気的接続を行う。

蓋２のガイド部２ｇには、必要に応じて上ケース３ｕあるいは下ケース３ｄ内でループ状に引き回した送信用ピッグテイルファイバ１５ｔや受信用ピッグテイルファイバの余長の一部を収納する。

最後に、下ケース３ｄに上ケース３ｕを取り付けると、図５に示した光モジュール１が得られる。

本実施形態の作用を説明する。

まず、光モジュール１の動作を簡単に説明する。光モジュール１は、ネットワーク機器に装着され、ＳＣ光アダプタ１７の挿抜口に、伝送路用光ファイバが接続された送受信用ＳＣ光プラグを挿入した状態で動作する。

ネットワーク機器から送信された４つの送信用電気信号は、回路基板１２を介して各ＬＤ１３ａ〜１３ｄに伝送され、各ＬＤ１３ａ〜１３ｄで波長が異なる４つの光信号に変換され、これら４つの光信号が光送信アセンブリ１１内の光合波器で合波され、波長多重光信号になる。波長多重光信号は、送信用ピッグテイルファイバ１５ｔに入射され、外部の伝送路用光ファイバに伝送される。

逆に、外部の伝送路用光ファイバから伝送される波長多重光信号は、受信用ピッグテイルファイバに入射され、光受信アセンブリの光分波器で波長が異なる４つの光信号に波長分離され、各ＰＤで４つの受信用電気信号に変換され、回路基板１２を介してネットワーク機器で受信される。

光モジュール１は、放熱性を有する弾性部材８を介してケース３に光送信アセンブリ１１を押し付け固定して収納している。特に、光モジュール１は、上ケース３ｕに放熱フィン４を形成し、上ケース３ｕに光送信アセンブリ１１を固定している。

一般に光モジュールは、ネットワーク機器に装着された際、上ケースの放熱に比べ、下ケースの放熱が劣る。光モジュール１では、上ケース３ｕに弾性部材８を介して光送信アセンブリ１１を密着させて固定しているため、従来の光モジュールとは異なり、光送信アセンブリ１１と上ケース３ｕの距離が短く、熱抵抗が小さいことから、光送信アセンブリ１１で発生した熱を、弾性部材８を通して上ケース３ｕの放熱フィン４から効率よく放熱できる。

また光モジュール１は、上ケースに光送信アセンブリを直接接触させる場合に比べ、弾性部材８により、光送信アセンブリ１１を上ケース３ｕに押し付ける力（応力）を緩和でき、ベース１４の変形を防止して各ＬＤ１３ａ〜１３ｄの光軸ズレも防止できる。

光モジュール１は、回路基板１２にその回路基板１２から高さｈだけ離して光送信アセンブリ１１を搭載しているため、光送信アセンブリ１１よりも発熱量が大きい回路基板１２で発生した熱から光送信アセンブリ１１を保護できる。

さらに光送信アセンブリ１１は、回路基板１２に直接載置される構造ではないので、従来の構造と比べ、回路基板１２の実装面積を広くできる。

また、光モジュール１はフレキ基板９を用いることで、回路基板に光送信アセンブリを直接搭載する従来の光モジュールとは異なり、周囲温度の変化により生じる回路基板１２と各ＬＤ１３ａ〜１３ｄ間の熱膨張差の問題を解消でき、特に各ＬＤのリードにかかる応力を緩和できる。

光モジュール１は、フレキ基板９の光素子接続部９ｂに挿通用スルーホール９ｃを形成しており、各ＬＤ１３ａ〜１３ｄのリードＲの根元と挿通用スルーホール９ｃを接続してリード長を短くしているため、インピーダンスラインを最適に保つことができ、劣化しやすいＧｂｉｔ／ｓクラスの電気信号の劣化を抑えることができる。

光モジュール１は、フレキ基板９の光素子接続部９ｂに各ＬＤ１３ａ〜１３ｄ間を仕切るスリットｓを形成している。このため、回路基板１２とフレキ基板９の寸法ズレによる応力を緩和できる。主に樹脂からなるフレキ基板９がＬＤとの接続時にはんだ付けの熱により変形しても、フレキ基板９の変形による影響はスリットｓにより遮断されるので、他のＬＤとフレキ基板９との接続に与える影響は小さい。

また、光モジュール１は、フレキ基板９を用いることに加え、光送信アセンブリ１１の光出力部に１本の送信用ピッグテイルファイバ１５ｔを接続しているため、光送信アセンブリ１１の実装の自由度が大きい。

さらに、光モジュール１は、上ケース３ｕに光送信アセンブリ１１を固定するための弾性材からなる蓋２を備えている。このため、光モジュール１は、上ケース３ｕに光送信アセンブリ１１を押し付け固定する際、押し付ける力が蓋２の弾性力から得られ、上ケース３ｕに光送信アセンブリ１１を弾性的に押し付け固定できる。これに伴い、上ケース３ｕと弾性部材８同士、弾性部材８と光送信アセンブリ１１同士がほぼ全面接触して密着し、より放熱性を高めることができる。

また、光モジュール１は、蓋２にガイド部２ｇを形成しているため、ケース内にピッグテイルファイバを収納するための特別で複雑な別部品が不要となり、ケース３内に送信用ピッグテイルファイバ１５ｔや受信用ピッグテイルファイバを効率的に収納でき、シンプルな実装が可能となる。

特に、光モジュール１では、光アセンブリと外部装置の光伝送路との光学的接続を、送信用ピッグテイルファイバ１５ｔや受信用ピッグテイルファイバを用いることにより、光信号に損失を与えることなく高次モードを除去する様に送受信用ピッグテイルファイバや受信用ピッグテイルファイバを曲げることもできる。

本実施形態では、上ケース３ｕに光送信アセンブリ１１を押し付け固定した例を用いて説明したが、光モジュールや光アセンブリの構成によっては、これに限定されるものではなく、下ケースに光送信アセンブリを押し付け固定する構造でもよい。

上記実施形態の光アセンブリでは、光素子としてのＬＤを複数個使用した例で説明したが、ＬＤまたはＰＤを１個用いたものでもよい。

本発明の好適な実施形態である光モジュールの内部構成を示す斜視図である。図１に示した光モジュールの主要部の斜視図である。図１に示した光アセンブリの斜視図である。図１示した蓋の斜視図である。図１に示した光モジュールの部分側断面図である。図１に示したベースの斜視図である。図１に示したケースに光送信アセンブリを固定するときの状態を示す側断面図である。従来の光モジュールの部分側断面図である。

符号の説明

１光モジュール
２蓋
３ｕ上ケース
８放熱部材
１１光送信アセンブリ（光アセンブリ）
１３ａ〜１３ｄＬＤ（光素子）

Claims

光信号を入射または出射する光素子を収納した光アセンブリと、
前記光アセンブリから所定の距離を隔てて配置された回路基板と、
前記光アセンブリと前記回路基板の間を電気的に接続するフレキ基板と、
前記光アセンブリ、前記回路基板及び前記フレキ基板を収納するためのケースと、
を備え、
前記光アセンブリは、前記光アセンブリを前記ケースに押し付け固定するための押し付け固定部が形成された、弾性材からなる蓋を備え、
前記ケースは、内壁面から所定の間隔離れた位置に形成された、前記蓋を前記ケースに固定するための蓋固定部を備え、
前記蓋の前記押し付け固定部が前記内壁面と対向する面の反対側の面に位置するように前記光アセンブリを配置し、前記光アセンブリと前記内壁面との間に放熱性を有する弾性部材を設け、前記光アセンブリを前記弾性部材を介して前記内壁面に押し付け、前記押し付け固定部と前記蓋固定部の間を固定することにより前記光アセンブリを前記ケースに固定し、
前記弾性部材の前記内壁面に対向する面から前記蓋の前記押し付け固定部が位置する面までの間隔が、前記内壁面から前記蓋固定部までの間の前記所定の間隔よりも、所定の隙間分だけ大きくなるように形成されており、前記押し付け固定部と前記蓋固定部の間を固定することにより前記光アセンブリを前記ケースに固定したとき、前記蓋に発生する弾性力により前記光アセンブリが前記ケースの前記内壁面へ押し付けられる、
光モジュール。
前記光アセンブリは、波長が異なる光信号を入射または出射する複数個の光素子を収納し、前記光信号を波長多重して送信、または波長多重光信号を前記光信号に波長分離して受信する光アセンブリである、
請求項１記載の光モジュール。
前記ケースは、上下２分割の上ケースと下ケースからなり、前記上ケースに前記弾性部材を介して前記光アセンブリを密着させて固定した請求項１又は２記載の光モジュール。
前記フレキ基板には前記各光素子間を仕切るスリットが形成された請求項２記載の光モジュール。
前記光アセンブリの光入力部または光出力部に、波長多重後あるいは波長分離前の光信号を伝送するピッグテイルファイバを接続し、前記蓋に、前記ピッグテイルファイバをガイドするガイド部を形成した請求項２記載の光モジュール。