JP5223331B2 - プラガブル光送受信モジュールとその実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、光データリンク、光ＬＡＮ等の光信号を送受信する通信システムに用いられ、ホスト装置に着脱可能なプラガブル光送受信モジュールに関する。

プラガブル光送受信モジュール（プラガブル光トランシーバとも言う）は、発光受光素子を備え、光コネクタを介して光信号を送受信するもので、複数の電子部品、電子回路及び回路基板が収納される本体部と、光コネクタが着脱可能に接続されるレセプタクルとを有している。このプラガブル光送受信モジュール（以下、単にモジュールという）は、例えば、ホスト装置内の金属製のケージに着脱可能に挿入されて、ケージの奥部に配された電気コネクタと接続されるとともに、ケージ内への装着がラッチされる。

そして、ホスト装置の内部から外部への電磁放射（ＥＭＩ）を抑え、また放熱を促進するために、モジュールの外装を兼ねる金属製のカバーを、接地されているケージ又はホスト装置のフロントパネルの開口に電気的に接触させて電磁的にシールドするのが一般的である。
例えば、特許文献１には、モジュールを金属製のシールドカバーで覆うとともに、このシールドカバーに弾性的に張り出すタブを設け、モジュールをホスト装置に装着した際に、前記のタブがパネル開口のエッジに弾性的に接触して、電磁シールドを形成する構成が開示されている。

また、特許文献２には、モジュールを覆う金属カバーに設けた弾性フィンガが、光コネクタが挿入された状態のときに、金属カバーの外方に突き出されてケージ内面に電気的に接触されてＥＭＩシールドを形成し、光コネクタが挿入されていないときは、弾性フィンガは、ケージと無接触となってモジュールの着脱を容易にすることが開示されている。
その他、特許文献３並びに特許文献４には、複数のモジュールを並べて挿入することを考慮したケージの構造が開示されている。
米国特許第６３３５８６９号明細書 特開２００７−２３３２６１号公報 米国特許第６７２４６４１号明細書 米国特許第６８２４４２９号明細書

従来のモジュール１は、例えば、図７または図８に示すように、モジュールの前部に光コネクタが挿入されるレセプタクル２を有し、本体部を金属カバー３で覆って構成される。金属カバー３は、レセプタクル３の近傍で、上面３ｃ側に複数の弾性フィンガ４を設け、また両側面３ａ，３ｂに１以上の弾性フィンガ５ａ，５ｂを設けている。モジュール１がホスト装置内に配設されたケージに装着された際に、上面３ｃ側の弾性フィンガ４及び両側面３ａ，３ｂの弾性フィンガ５ａ，５ｂがケージの内壁に弾性的に接触して電気的な接地接続を形成し、金属カバー３にＥＭＩシールド機能をもたせている。

一般に、ＥＭＩシールドを考慮したモジュールの実装は、複数のモジュールを用いる場合でも、１つのモジュールに対して１つのケージと言うように、各モジュールの金属筐体あるいはカバーを、個別のケージ内壁面に接触させることで電磁シールドを実現している。複数のモジュールに対して、１つの共通のケージを用いる場合（特許文献３）においても、ケージ内にそれぞれのモジュールを区切る隔壁を設け、それぞれの隔壁にモジュールの金属カバーが接触するようにしている。
光伝送量が増大する一方で、伝送装置の小型化が求められており、このため、上述のモジュールにおいても、ＥＭＩシールド機能を損なうことなく、高密度実装による装置の小型化が要望されている。しかしながら、従来構造の個別のケージを用いる実装での小型化には限度がある。

また、近年は信号の伝送量の増大に加えて、伝送速度が高速化していて、動作周波数が高くなっている。動作周波数が低い場合は、ホスト装置のパネル開口部が多少大きくても電磁放射を抑制することが可能であっても、動作周波数が高くなると、パネル開口部の小さな隙間からでも外部に電磁放射が生じるようになる。
モジュールの金属カバーに設けたタブや弾性フィンガを、ケージの内面あるいはホスト装置のパネル開口部に接触させてＥＭＩシールドを行っているが、パネル開口部とモジュールとの間の前記接触部以外の部分では隙間が存在している。一般に、金属カバーのような薄い金属板に、タブやフィンガを隙間なく形成することは困難で、ＥＭＩシールドが不十分となる。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、複数個のプラガブル光送受信モジュールを、高密度で実装してホスト装置の小型化を可能とし、また、パネル開口部における隙間を狭くしてＥＭＩシールド機能を高めることが可能なプラガブル光送受信モジュールの提供を目的とする。

本発明によるプラガブル光送受信モジュールは、ホスト装置の共通ケージに横方向に複数個配列して装着実装されるプラガブル光送受信モジュールで、導電性の弾性フィンガを金属カバーの両側面に備え、複数のプラガブル光送受信モジュールを両側面が互いに隣接するように配置した際に、金属カバーの一方の側面の弾性フィンガが隣接する他方の側面に接触し、且つ、両側面の前記弾性フィンガ同士は互いに干渉しないように設けられ、配列の両端に位置するプラガブル光送受信モジュールの金属カバーの側面に設けた弾性フィンガは、共通ケージの内側面に電気的に接触するように設けられているようにする。

両側面の弾性フィンガ同士は互いに干渉しないように、例えば、金属カバーの一方の側面の弾性フィンガと他方の側面の弾性フィンガとは、互いに異なる高さ位置に設ける。また、この場合、金属カバーの一方の側面の弾性フィンガが接触する他方の側面に、前記の弾性フィンガが落ち込んで接触する凹部を設けるようにしてもよい。
この他、金属カバーの一方の側面の前記弾性フィンガと他方の側面の弾性フィンガを、同じ高さ位置に設け、弾性フィンガの先端部に、互いに入れ子状又はてれこ状の切欠きが設けて、両側面の弾性フィンガ同士は互いに干渉しないようにしてもよい。

また、本発明によるプラガブル光送受信モジュールの実装方法は、上記のプラガブル光送受信モジュールの複数個を、ホスト装置の共通ケージに横方向に配列して装着する実装方法で、隣接するプラガブル光送受信モジュール間は、その金属カバーの側面に設けた弾性フィンガを、隣接するプラガブル光送受信モジュールの金属カバーの側面に電気的に接触させ、配列の両端に位置するプラガブル光送受信モジュールの金属カバーの側面に設けた弾性フィンガを、共通ケージの内側面に電気的に接触させて実装する。

本発明によれば、複数個のプラガブル光送受信モジュールを横方向に並べてホスト装置に実装する場合、金属カバーの側面に設けた弾性フィンガを、隣接するプラガブル光送受信モジュールの側面に直接接触させて電気的に相互接続させて配列することができる。この結果、両側に位置するプラガブル光送受信モジュールの外側の側面のみをケージの内側面に接触させるようにし、共通ケージを用いた場合に、それぞれのプラガブル光送受信モジュールを区切る隔壁を設ける必要がなく、実装ピッチを狭めることができる。また、これにより、ホスト装置のパネル開口部における隙間も縮小することが可能となって、ＥＭＩシールド機能をより高めることができる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の概略を説明する図で、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は正面図で、３個のプラガブル光送受信モジュールを、共通ケージに搭載させた例で示している。図中、１０はプラガブル光送受信モジュール（モジュール）、１１はホスト装置の基板、１２はフロントパネル、１２ａは開口、１３は共通ケージ、１３ａは弾性タブ、１４はレセプタクル、１５は金属カバー、１５ａは右側面、１５ｂは左側面、１５ｃは上面、１６，１７ａ，１７ｂは弾性フィンガを示す。

ホスト装置には基板１１が設けられ、この基板１１上にプラガブル光送受信モジュール１０（以下、単にモジュールという）を搭載する共通ケージ１３が配設され、装置の前面側にフロントパネル１２が設けられている。共通ケージ１３は、金属製の板材から形成され、先端部に弾性タブ１３ａが複数個設けられていて、フロントパネル１２の開口１２ａのエッジに接触して、電気的な接地接続が得られるように構成されている。また、共通ケージ１３は、基板１１上の接地導体（図示せず）等にも接続され、外部に対する電磁シールドの機能も備えている。

共通ケージ１３は、例えば、３個のモジュール１０が装着できるように形成され、この場合、共通ケージ１３内にそれぞれのモジュール１０を仕切るための隔壁を設けない形状のものが用いられる。モジュール１０は、光コネクタが挿入されるレセプタクル１４の後方部分に、発光受光素子、電子部品、電子回路及び回路基板が収納される本体部を有し、この本体部は、外装を兼ねる導電性と弾性を有する薄い金属板から形成された金属カバー１５によって覆われている。

金属カバー１５は、図１（Ｂ）に示すように、その上面１５ｃおよび両側面１５ａ，１５ｂに、弾性フィンガ１６，１７ａ，１７ｂが設けられ、上面１５ｃ側に設けられた弾性フィンガ１６は、共通ケージ１３の上部壁の内面に接触する。側面１５ａ，１５ｂ側に設けられた弾性フィンガ１７ａと１７ｂは、後述するように、複数のモジュール１０を横方向に隣接配置した際に、モジュール１０の一方の側面（以下、右側面１５ａとする）に設けた弾性フィンガ１７ａ（以下、右フィンガとする）が、隣接するモジュールの他方の側面（以下、左側面１５ｂとする）に設けた弾性フィンガ１７ｂ（以下、左フィンガとする）と干渉しないように設けられている。

横方向に配列される複数のモジュール１０のうち、一番右端に配列されるモジュール１０Ｒの右側面１５ａは、共通ケージ１３の右側壁の内面に接し、モジュール１０Ｒの右側面１５ａに設けた右フィンガ１７ａと接触して電気的に接地接続される。また、一番左端に配列されるモジュール１０Ｌの左側面１５ｂは、共通ケージ１３の左側壁の内面と接し、モジュール１０Ｌの左側面１５ｂに設けた左フィンガ１７ｂと接触して電気的に接地接続される。

他方、両側のモジュール１０Ｒと１０Ｌに挟まれる中間のモジュール１０Ｍの右側面１５ａは、隣接するモジュール１０Ｒの左側面１５ｂと近接し、モジュール１０Ｍの右フィンガ１７ａが、モジュール１０Ｒの左側面１５ｂに接触して電気的に接続される。また、モジュール１０Ｒの左側面１５ｂの左フィンガ１７ｂが、中間のモジュール１０Ｍの右側面１５ａに接触して電気的に接続される。中間のモジュール１０Ｍの左側面１５ｂと隣接するモジュール１０Ｌとの間でも、同様な電気的な接続が形成される。

図２は、上述した本発明によるモジュール１０の一例を示す図で、図２（Ａ）は右側面斜視図、図２（Ｂ）は左側面斜視図、図２（Ｃ）は正面図を示す。モジュール１０は、上述したように、前端部側に光コネクタが挿入されるレセプタクル１４を有し、その後方部分に、発光受光素子、電子部品、電子回路及び回路基板が収納される本体部（図示されず）を有し、この本体部は、外装を兼ねる導電性の金属カバー１５によって覆われる。

金属カバー１５は、導電性で弾性のある金属板を打ち抜いて形成され、レセプタクル１４の後部位置付近の上面１５ｃに弾性フィンガ１６が切り出しにより形成される。また、反対側の下面側にも同様な弾性フィンガ（図示せず）が形成されていてもよい。
金属カバー１５の右側面１５ａ及び左側面１５ｂにも、少なくとも１つの弾性フィンガが切り出しにより形成される。この側面に形成される弾性フィンガは、上面の弾性フィンガと同じ形状のものでもよいが、異なる形状であってもよい。

ただ、金属カバー１５の側面の弾性フィンガ（右フィンガ１７ａ，左フィンガ１７ｂ）は、右側面１５ａと左側面１５ｂとで、前記の図１（Ｂ）で説明したように、両側面１５ａと１５ｂの弾性フィンガ同士は互いに干渉しないようにするために、右側面１５ａの右フィンガ１７ａと左側面１５ｂの左フィンガ１７ｂの高さ位置が互いに異なるように形成される。図２（Ａ）に示すように、例えば、右側面１５ａには上下位置に２つの右フィンガ１７ａを形成し、図２（Ｂ）に示すように、例えば、左側面１５ｂには中心位置に１つの左フィンガ１７ｂを形成する。

図２（Ｃ）は、上記のように形成されたモジュール１０を正面から見た図で、右側面１５ａには、上下位置で間隔を開けて２つの右フィンガ１７ａが突出し、また、反対側の左側面１５ｂには、ほぼ中心位置に１つの左フィンガ１７ｂが突出している。この構成により、図１（Ｂ）で説明したように、右フィンガ１７ａと左フィンガ１７ｂは、互いに干渉することなく、異なるモジュール１０の側面が、互いに接するように配列させることができる。

図３は、図２のような構成のモジュールを隣接配置した状態を示す図で、図３（Ａ）はモジュール間の接続状態の拡大図、図３（Ｂ）は本発明のモジュールを複数配列したときの配列図、図３（Ｃ）は従来構造でのモジュールを複数配列したときの配列図を示す。
図３（Ａ）に示すように、２つのモジュールを並べて配列する場合、左側モジュールの右側面１５ａの右フィンガ１７ａが、右側モジュールの左側面１５ｂに接触し、また、右側モジュールの左側面１５ｂの左フィンガ１７ｂが、左側モジュールの右側面１５ａに接触してモジュール間での電気的な接地接続を形成し、電磁シールド機能をもたせることができる。この場合、２つモジュール間の隙間Ｇは、例えば、金属カバー１５の厚さ程度に狭めることができる。

図３（Ｂ）に示すように、上記のようにして複数個のモジュール１０を横方向に並べると、実装ピッチＰは、例えば、１４ｍｍ程度とすることができる。他方、図３（Ｃ）に示すように、本発明と同寸法の従来構造のモジュール（図７または図８参照）を、横方向に複数個並べると、金属カバーの両側面の弾性フィンガが同位置に形成されているため、個別のケージを用いて配列する必要があり、その実装ピッチＰは、１６.２５ｍｍとなる。
したがって、上記のように、モジュールの金属カバーの両側面の弾性フィンガを、互いに干渉しない（重ならない）ように、高さ位置を変えて形成することにより、実装ピッチＰを縮小して、ホスト装置を小型化することができ、また、モジュール間の隙間Ｇも狭めることができ、ＥＭＩシールド機能を向上させることができる。

図４は、図２における他の例を示す図である。図２の場合と同様、図４（Ａ）は右側面斜視図、図４（Ｂ）は左側面斜視図、図４（Ｃ）は正面図、図４（Ｄ）は弾性フィンガの接触状態を説明する部分拡大図を示す。モジュール１０の基本構造は、図２の例と同じであるが、金属カバー１５の両側面１５ａ，１５ｂに設けられる弾性フィンガ１７ａと１７ｂに対する接触部の形状が多少異なる。

また、右側面１５ａに設けられる右フィンガ１７ａと左側面１５ｂに設けられる左フィンガ１７ｂは、互いに干渉しないように、両側面１５ａと１５ｂとで高さ位置が異なるように形成する点も、図２の場合と同様である。そして、図４（Ａ）に示すように、右側面１５ａには上下位置に２つの右フィンガ１７ａを設け、図４（Ｂ）に示すように、左側面１５ｂには中心位置に１つの左フィンガ１７ｂを設ける。

この図４の例では、右側面１５ａに設けた２つの右フィンガ１７ａと対応する左側面１５ｂに凹部１８ｂを形成し、左側面１５ｂに設けた１つの左フィンガ１７ｂと対応する右側面１５ａに凹部１８ａを形成している。図４（Ｃ）は、上記のように形成されたモジュール１０を正面から見た図で、右側面１５ａに上下位置で間隔を開けて、２つの右フィンガ１７ａが突出するように設けられ、その間に凹部１８ａが形成される。また、反対側の左側面１５ｂでは、ほぼ中心位置に１つの左フィンガ１７ｂが突出するように設けられ、その上下に凹部１８ｂが形成される。

図４のように形成されたモジュールを、図３で説明したのと同様に、複数個を並べて配列する。この場合、図４（Ｄ）に示すように、互いに隣接する２つのモジュール１０の一方のモジュール（右側モジュール）の左側面１５ｂに設けた左フィンガ１７ｂは、他方のモジュール（左側モジュール）の右側面１５ａに設けた凹部１８ａに落ち込んで接触する。また、右側面１５ａに設けた右フィンガ１７ａは、右側モジュールの左側面に設けた凹部１８ｂに落ち込んで接触する。

この構成によれば、右フィンガ１７ａ，左フィンガ１７ｂが、凹部１８ａ，１８ｂに落ち込んで接触することにより、互いに隣接するモジュールの右側面１５ａと左側面１５ｂ間の隙間Ｇを、さらに狭めることができる。なお、凹部１８ａ，１８ｂの凹み量にもよるが、図３（Ｂ）で示した実装ピッチＰを、さらに狭い１３.７ｍｍとすることができる。

図５、図６は、本発明によるモジュールの他の例を示し、図５（Ａ），図６（Ａ）は右側面斜視図、図５（Ｂ），図６（Ｂ）は左側面斜視図、図５（Ｃ），図６（Ｃ）は弾性フィンガの接触状態を説明する部分拡大図を示す。モジュール１０は、前端部側に光コネクタが挿入されるレセプタクル１４を有し、その後方部分に、発光受光素子、電子部品、電子回路及び回路基板が収納される本体部を有し、この本体部は、外装を兼ねる導電性の金属カバー１５によって覆われ、レセプタクル１４の後部位置付近の上面１５ｃに弾性フィンガ１６が形成される。

モジュール１０の基本構造は、上記のように図２の例と同じであるが、金属カバー１５の両側部１５ａ，１５ｂにそれぞれ設けられる弾性フィンガの形状が多少異なる。
図５及び図６の例は、右側面１５ａの右フィンガ１７ａと左側面１５ｂの左フィンガ１７ｂを同じ位置に設けるが、右側面１５ａと左側面１５ｂが近接しても、弾性フィンガ同士は互いに干渉しないように形成される。

図５の例では、例えば、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、左側面１５ｂに設けた左フィンガ１７ｂを先端に切欠きを設けた形状（二又形状）とし、右側面１５ａに設けた右フィンガ１７ａの先端を、前記の左フィンガ１７ｂに設けた切欠きに入り込むような形状（例えば、細幅とする）とする。すなわち、左フィンガ１７ｂと右フィンガ１７ａは、入れ子状の関係になるようにする。

この場合、図５（Ｃ）に示すように、２つのモジュールを隣接させると、一方のモジュール（右側モジュール）の左側面１５ｂに設けた左フィンガ１７ｂは、他方のモジュール（左側モジュール）の右側面１５ａに接触する。また、他方のモジュール（左側モジュール）の右側面１５ａに設けた右フィンガ１７ａは、右側モジュールの左フィンガ１７ｂの切欠きを通って、右側モジュールの左側面１５ｂに接触する。

図６の例では、例えば、左側面１５ｂに設けた左フィンガ１７ｂの先端側の幅を、中心から一方の側辺を１／２幅超を切欠して半分以下の幅とし、右側面１５ａに設けた右フィンガ１７ａの先端側の幅を、左フィンガ１７ｂとは異なる他方の側辺を１／２幅超を切欠して半分の幅以下とする。すなわち、左フィンガ１７ｂと右フィンガ１７ａは、互いにテレコ状の関係になるようにする。

この場合、図６（Ｃ）に示すように、２つのモジュールを隣接させると、一方のモジュール（右側モジュール）の左側面１５ｂに設けた左フィンガ１７ｂは、他方のモジュール（左側モジュール）の右側面１５ａに接触する。また、他方のモジュール（左側モジュール）の右側面１５ａに設けた右フィンガ１７ａは、右側モジュールの左フィンガ１７ｂの側辺の切欠き部分で交差して、右側モジュールの左側面１５ｂに接触する。

この構成によれば、金属カバー１５の両側面１５ａ，１５ｂに設けられる弾性フィンガ１７ａ，１７ｂは、両側面で同じ高さ位置に設けられるが、図２の例と同様に弾性フィンガの先端部分では互いに干渉しない（重ならない）ように形成されている。したがって、図５（Ｃ），図６（Ｃ）に示すように、複数個のモジュール１０の金属カバー１５の側面１５ａ，１５ｂを近接させ、それぞれの弾性フィンガ１７ａ，１７ｂを互いに相手のモジュールの金属カバーの側面１５ａ，１５ｂに接触させて、電気的な接地接続を形成することができる。この結果、モジュール間の実装ピッチＰを小さくでき、また、モジュール間の隙間Ｇも狭くなるのでＥＭＩシールド機能を向上させることができる。

本発明の概略を説明する図である。 本発明によるプラガブル光送受信モジュールの一例を説明する図である。 本発明によるプラガブル光送受信モジュールを近接配置した状態を説明する図である。 本発明による図２のプラガブル光送受信モジュールの変形例を説明する図である。 本発明によるプラガブル光送受信モジュールの他の例を説明する図である。 本発明によるプラガブル光送受信モジュールの他の例を説明する図である。 従来のプラガブル光送受信モジュールの例を説明する図である。 従来のプラガブル光送受信モジュールの他の例を説明する図である。

符号の説明

１０…プラガブル光送受信モジュール（モジュール）、１１…ホスト装置の基板、１２…フロントパネル、１２ａ…開口、１３…共通ケージ、１３ａ…弾性タブ、１４…レセプタクル、１５…金属カバー、１５ａ…右側面、１５ｂ…右側面、１５ｃ…上面、１６、１７ａ，１７ｂ…弾性フィンガ、１８…凹部。

Claims (5)

1. ホスト装置の共通ケージに横方向に複数個配列して装着実装されるプラガブル光送受信モジュールであって、
   前記プラガブル光送受信モジュールは、導電性の弾性フィンガを金属カバーの両側面に備え、複数の前記プラガブル光送受信モジュールを前記両側面が互いに隣接するように配置した際に、前記金属カバーの一方の側面の前記弾性フィンガが隣接する他方の側面に接触し、且つ、前記両側面の前記弾性フィンガ同士は互いに干渉しないように設けられ、
   配列の両端に位置するプラガブル光送受信モジュールの前記金属カバーの側面に設けた前記弾性フィンガは、前記共通ケージの内側面に電気的に接触するように設けられていることを特徴とするプラガブル光送受信モジュール。
2. 前記金属カバーの一方の側面の弾性フィンガと他方の側面の弾性フィンガとは、互いに異なる高さ位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラガブル光送受信モジュール。
3. 前記金属カバーの一方の側面の弾性フィンガが接触する前記他方の側面に、前記弾性フィンガが落ち込んで接触する凹部が設けられていることを特徴する請求項２に記載のプラガブル光送受信モジュール。
4. 前記金属カバーの一方の側面の弾性フィンガと他方の側面の弾性フィンガとは、同じ高さ位置に設けられ、前記弾性フィンガの先端部に、互いに入れ子状又はてれこ状の切欠きが設けられていることを特徴とする前記請求項１に記載のラガブル光送受信モジュール。
5. 請求項１〜４に記載のいずれか１項に記載のプラガブル光送受信モジュールの複数個を、ホスト装置の共通ケージに横方向に配列して装着する実装方法であって、
   隣接する前記プラガブル光送受信モジュール間は、その金属カバーの側面に設けた弾性フィンガを、隣接するプラガブル光送受信モジュールの前記金属カバーの側面に電気的に接触させ、配列の両端に位置する前記プラガブル光送受信モジュールの金属カバーの側面に設けた弾性フィンガを、前記共通ケージの内側面に電気的に接触させて実装することを特徴とするプラガブル光送受信モジュールの実装方法。
   

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