JP5343784B2 - 光通信用モジュール - Google Patents

Description

本発明は、接続される光コネクタを通じて光通信を行う光通信用モジュールに関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の光通信用モジュールが知られている。このモジュールは、金属筐体と、先端のスリーブを当該金属筐体の外部に露出させた２つの光ポート部とを有している。光ポート部には、外部から光コネクタがそれぞれ接続され、光通信用モジュールは、接続された光コネクタを通じて光通信を行う。この種の光通信用モジュールでは、特に、１０Ｇｂｓ以上の高速動作での使用においては、外部への電磁放射を遮蔽する必要がある。従って、この光通信用モジュールでは、筐体を金属製とすることで、筐体の内部の各部品を外部から電磁的に遮蔽するようにしている。さらに、金属円板を光ポート部のスリーブに鍔状に巻くように配置することで、光ポート部近傍における電磁シールド性を高め、電磁放射の遮蔽をより確実にすることが提案されている。

米国特許第６８１７７８２号明細書

しかしながら、この金属円板は、筐体との電気的接続を図るべく外周側を筐体に押し付けると共に、内周側をスリーブに押し付けた状態で存在している。従って、光ポート部には、金属円板の押し付けに伴う応力によって、僅かながらも歪みが発生している。光ポート部に歪みが発生すれば、光ポート部と光コネクタとの光学的結合状態にズレが生じたりするおそれもあり、好ましくない。

そこで、本発明は、光ポート部近傍における電磁シールド性を高めるにあたり、光ポート部に生じる歪みを抑えることができる光通信用モジュールを提供することを目的とする。

本発明の光通信用モジュールは、接続される光コネクタを通じて光通信を行う光通信用モジュールであって、金属製の筐体と、筐体に保持されると共に、筐体の外部に露出した先端部に光コネクタとの接続口を有し、接続口に接続される光コネクタとの間で光通信に係る信号光の授受を行う光ポート部と、筐体に取り付けられ筐体の内外を仕切ると共に、光ポート部の先端部を挿通穴に挿通させて筐体の外部に露出させる金属製の鍔状仕切部材と、を備え、鍔状仕切部材は、挿通穴が形成された板状部と、当該板状部の周縁部に立設された周縁側壁部とを有しており、周縁側壁部を筐体に接触させて当該筐体に電気的に接続され、筐体によって保持されていることを特徴とする。

この光通信用モジュールでは、金属製の筐体に光ポート部が保持されており、当該光ポート部の先端部の接続口が筐体の外部に露出しており、当該接続口に光コネクタが接続される。光ポート部は、鍔状仕切部材の挿通穴に挿通されて筐体の外部に先端部を露出させており、鍔状仕切部材は筐体によって保持されている。鍔状仕切部材は、筐体に保持されるにあたって、周縁側壁部を筐体に接触させて筐体との電気的接続が図られているので、鍔状仕切部材は筐体と一体として電磁シールド性を発現することになり、光ポート部近傍における電磁シールド性を高めることができる。またこのとき、鍔状仕切部材は筐体に保持されるので、鍔状仕切部材を光ポート部で保持する必要がない。従って、鍔状仕切部材の存在に起因して、光ポート部に応力及び歪みが発生することが避けられ、その結果、光ポート部と光コネクタとの光学的結合状態にズレが生じることが抑制される。

また、具体的な構成として、筐体には、鍔状仕切部材を挟み込む一対の対向する嵌合溝が設けられており、鍔状仕切部材は、両端の周縁側壁部の外側面をそれぞれ嵌合溝の底面に押し当てた状態で、嵌合溝同士の間に挟み込まれることとしてもよい。周縁側壁部の外側面が嵌合溝の底面に押し当てられることによって、鍔状仕切部材と筐体との電気的接続と、鍔状仕切部材の筐体への保持とが確実に図られる。

また、鍔状仕切部材が嵌合溝同士の間に挟み込まれる前には、周縁側壁部は、板状部の周縁部から先端に行くほど外側に広がる形状をなしており、鍔状仕切部材が嵌合溝同士の間に挟み込まれたときに、周縁側壁部の先端が内側に狭まるように弾性変形し、この弾性変形で発生する弾性力によって周縁側壁部の外側面が嵌合溝の底面に押し当てられていることとしてもよい。この構成によれば、鍔状仕切部材の弾性変形で発生する弾性力を利用して、鍔状仕切部材を筐体に容易に保持させることができる。

周縁側壁部の外側面と、当該外側面に押し当てられる嵌合溝の底面と、は、平面で接触することとしてもよい。このように、平面をもって鍔状仕切部材と筐体とが接触する構成により、鍔状仕切部材と筐体との電気的接続が確実に図られ、当該平面で発生する摩擦力により鍔状仕切部材が確実に筐体に保持される。

また、鍔状仕切部材は、光ポート部に非接触の状態で配置されていることとしてもよい。この場合、鍔状仕切部材が光ポート部に応力を及ぼすことが避けられ、光ポート部に鍔状仕切部材に起因する応力及び歪みが発生することが避けられる。

また、光通信用モジュールの上述の構成は、光ポート部の先端部が非金属材料からなる場合には、特に効果的である。光ポート部の先端部が非金属材料からなる場合、光ポート部自体には電磁放射の遮蔽性がほとんどないので、この場合には特に、遮蔽性を有する鍔状仕切部材を配置する必要性が高い。そして、上記光通信用モジュールによれば、光ポート部に歪みを生じせしめずに鍔状仕切部材を配置し、光ポート部近傍における電磁シールド性を高めることができる。

本発明の光通信用モジュールによれば、光ポート部近傍における電磁シールド性を高めるにあたり、光ポート部に生じる歪みを抑えることができる。

本発明の光通信用モジュールの一実施形態である光トランシーバを示す斜視図である。 図１の光トランシーバの前部を示す斜視図である。 図１の光トランシーバの前部を示す平面図である。 図１の光トランシーバにおいて、ＲＯＳＡ（ＴＯＳＡ）と金属キャップとの位置関係を示す斜視図である。 図１の光トランシーバにおいて、レセプタクルとＲＯＳＡ（ＴＯＳＡ）と金属キャップとの位置関係を前方から見た一部破断斜視図である。 （ａ）は、金属キャップを後方から見た斜視図であり、（ｂ）は、金属キャップを前方から見た斜視図である。 ＲＯＳＡ（ＴＯＳＡ）と金属キャップとが、レセプタクルに保持・固定される状態を示す断面図である。 図３におけるVIII-VIII断面図であり、金属キャップがレセプタクルに保持・固定される状態を示す図である。 金属キャップをレセプタクルに設置する工程を示す斜視図である。 金属キャップをレセプタクルに設置する工程を示す斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る光通信用モジュールの好適な実施形態としての光トランシーバについて詳細に説明する。

図１に示す光トランシーバ１は、前方から差し込まれる受信側光コネクタＣ１及び送信側光コネクタＣ３を着脱自在に接続させ、これらの光コネクタＣ１，Ｃ３を通じて外部との光通信を行う装置である。なお、以下の各部の位置関係の説明では、光トランシーバ１において光コネクタＣ１，Ｃ３が接続される側（図１における左側）を「前」として、「前」、「後」なる語を用いるものとする。

光トランシーバ１は、金属製の筐体３を備えている。筐体３は、直方体形状の金属製の筐体本体部３ａと、筐体本体部３ａの前方に連結される金属製のレセプタクル３ｂと、で主に構成されている。レセプタクル３ｂには、前方に開口する２つの差込口５ａ，５ｂが設けられており、それぞれの差込口５ａ，５ｂに、光コネクタＣ１，Ｃ３が差し込まれる。レセプタクル３ｂの差込口５ａ，５ｂの奥側には、光コネクタＣ１，Ｃ３の容易な脱落を防止する係止機構などが設けられている。

図２及び図３に示すように、上記差込口５ａ，５ｂの奥側において、筐体３内の前部には、受信側光コネクタＣ１を受容する光受信サブアセンブリ（Receiver Optical Sub-Assembly；以下「ＲＯＳＡ」という）１１と、送信側光コネクタＣ３を受容する光送信サブアセンブリ（Transmitter Optical Sub-Assembly：以下「ＴＯＳＡ」という）１３と、が内蔵されている。ＲＯＳＡ１１は、受信側光コネクタＣ１の光ファイバから受けた信号光を電気信号に変換する受光素子（例えば、フォトダイオード）や、上記光ファイバと受光素子との光学的結合を図るレンズなどを含んで組み立てられたユニットである。ＴＯＳＡ１３は、送信側光コネクタＣ３の光ファイバに対して信号光を出射する発光素子（例えば、レーザダイオード）や、上記光ファイバと発光素子との光学的結合を図るレンズなどを含んで組み立てられたユニットである。ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３は、レセプタクル３ｂに保持され固定されている。

また、筐体３内でＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３の後方には、制御基板１７が内蔵されている。制御基板１７は、筐体本体部３ａに固定されている。制御基板１７上には各種電子部品が搭載され、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３の制御を行う制御回路が形成されている。ＲＯＳＡ１１は、フレキシブルプリント基板２１を介して制御基板１７に接続されており、ＴＯＳＡ１３は、フレキシブルプリント基板２３を介して制御基板１７に接続されている。

ＲＯＳＡ１１の先端部は、プラスチック製（樹脂製）の円筒形のスリーブ１１ａである。このスリーブ１１ａで受信側光コネクタＣ１のフェルールを受容することにより、ＲＯＳＡ１１は、受信側光コネクタＣ１との接続を図る。スリーブ１１ａの前端部には、前方に開口し受信側光コネクタＣ１のフェルールが挿入される接続口１１ｂ（図４参照）が設けられている。接続口１１ｂは、レセプタクル３ｂの差込口５ａよりも奥側（後方）に位置している。ＲＯＳＡ１１は、受信側光コネクタＣ１のフェルールに保持された光ファイバから後方に向けて出射された信号光を、受光素子（例えば、フォトダイオード）で受光し、電気信号として制御基板１７に送信する。

同様に、ＴＯＳＡ１３の先端部は、プラスチック製（樹脂製）の円筒形のスリーブ１３ａである。このスリーブ１３ａで送信側光コネクタＣ３のフェルールを受容することにより、ＴＯＳＡ１３は、送信側光コネクタＣ３との接続を図る。スリーブ１３ａの前端部には、前方に開口し送信側光コネクタＣ３のフェルールが挿入される接続口１３ｂ（図４参照）が設けられている。接続口１３ｂは、レセプタクル３ｂの差込口５ｂよりも奥側（後方）に位置している。ＴＯＳＡ１３は、制御基板１７からの電気信号に基づいて発光素子（例えば、レーザダイオード）から前方に向けて信号光を出射し、送信側光コネクタＣ３のフェルールに保持された光ファイバに信号光を入射させる。このようなスリーブ１１ａ，１３ａの延在方向に出射・入射される信号光を、ＲＯＳＡ１１と光コネクタＣ１との間、及びＴＯＳＡ１３と光コネクタＣ３との間で授受することにより、光トランシーバ１は、光コネクタＣ１，Ｃ３を通じて、外部との光通信を行う。

この光トランシーバ１を、特に１０Ｇｂｓ以上といったような高速で動作させる場合には、光トランシーバ１からの電磁放射が周囲の機器のノイズ要因になりやすいので、電磁放射を極力低減することが望まれる。そこで、この光トランシーバ１では、金属製の筐体本体部３ａと金属製のレセプタクル３ｂとを、電気的に接続しながら隙間なく連結している。これにより、ＲＯＳＡ１１、ＴＯＳＡ１３、及び制御基板１７を収納する筐体３の内部空間が、金属で隙間なく包囲されることとなり、金属の電磁シールド性によって、筐体３内部から外部への電磁放射が低減される。

ところが、ＲＯＳＡ１１の先端のスリーブ１１ａ及びＴＯＳＡ１３の先端のスリーブ１３ａは、外部からのコネクタの接続を受け入れる機能上、筐体３の外部に露出せざるを得ない。ここで、「筐体３の外部」とは、金属製の筐体３で電磁的に包囲されていない領域を意味し、「筐体３の内部」とは、金属製の筐体３で電磁的に包囲されている領域を意味するものとする。例えば、レセプタクル３ｂの差込口５ａ，５ｂからスリーブ１１ａ，１３ａまでの空間は、「筐体３の外部」である。スリーブ１１ａ，１３ａを筐体３の外部に露出させる構成により、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３の近傍においては、筐体３の電磁シールド性に脆弱な部分が存在し、外部への電磁波の漏洩が懸念される。また、スリーブ１１ａ，１３ａが非金属性（プラスチック製）であることから、スリーブ１１ａ，１３ａ自体には電磁シールド性がなく、従って、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３の近傍における電磁シールド性の強化が特に望まれる。

そこで、図４、図５、及び図６に示すように、この光トランシーバ１のレセプタクル３ｂには、スリーブ１１ａ，１３ａを挿通させる金属キャップ（鍔状仕切部材）３０が取り付けられる。金属キャップ３０は、例えば、アルミニウム等の金属材料からなる。図６（ａ），（ｂ）にも示すように、この金属キャップ３０は、スリーブ１１ａ，１３ａに直交する方向に延びる板状部３１を有している。板状部３１には、スリーブ１１ａ，１３ａが挿通される円形の挿通穴３１ａが形成されている。挿通穴３１ａの寸法は、スリーブ１１ａ，１３ａの外径よりも僅かに大きくされている。このため、スリーブ１１ａ，１３ａの外周面と金属キャップ３０との間には僅かに隙間が形成され、金属キャップ３０はスリーブ１１ａ，１３ａに接触しない状態でレセプタクル３ｂに設置される。

また、金属キャップ３０は、板状部３１の周縁部から後方に向けて立ち上がった周縁側壁部３３を有している。周縁側壁部３３は、挿通穴３１ａを挟んで両端に対向して位置する平板部３３ａ，３３ａと、平板部３３ａ，３３ａを繋ぐ円弧部３３ｃと、を有している。周縁側壁部３３は、板状部３１から離れて後方にいくほどスリーブ１１ａ，１３ａから離れて外側に広がるようなスカート形状に形成されている。このような金属キャップ３０の周縁側壁部３３は、板金絞り加工により形成される。

この金属キャップ３０は、レセプタクル３ｂにより保持・固定される。具体的には、図７及び図８にも示すように、レセプタクル３ｂには、対向する一対の嵌合溝３ｃ，３ｃが形成されている。そして、金属キャップ３０は、この嵌合溝３ｃ，３ｃの間に挟み込まれる。このとき、外側に広がっていたスカート形状の周縁側壁部３３は、嵌合溝３ｃ、３ｃ間に押し込まれることにより、後端が内側に狭まるように弾性変形する。そして、この変形で発生する弾性力によって、平板部３３ａ，３３ａの両外側面が、それぞれ嵌合溝３ｃ，３ｃの底面３ｄ，３ｄに押し当てられ、金属キャップ３０が、レセプタクル３ｂに保持・固定される。また、このとき、板状部３１の前面が、嵌合溝３ｃ，３ｃの側面３ｅ，３ｅに当接し、周縁側壁部３３の後端部が側面３ｆ，３ｆに当接するので、金属キャップ３０は、側面３ｅ，３ｅによって前後方向（スリーブ１１ａ，１３ａの延在方向）にも位置が規定される。なお、図７に示されるように、嵌合溝３ｃ，３ｃの間には、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３のフランジ１１ｅ，１３ｅも収納される。フランジ１１ｅ，１３ｅの外径は、平板部３３ａ，３３ａの間の距離よりも小さくされており、フランジ１１ｅ，１３ｅも金属キャップ３０には接触しない。

組み立て時においては、まず、図９に示すように、周縁側壁部３３を後方に向けフランジ１１ｅを覆うように、金属キャップ３０をＲＯＳＡ１１のスリーブ１１ａに取り付ける。その後、図１０に示すように、円弧部３３ｃをレセプタクル３ｂ側に向けて、ＲＯＳＡ１１と金属キャップ３０を嵌合溝３ｃ，３ｃの延在方向に押し込む。このとき、金属キャップ３０の平板部３３ａ，３３ａが嵌合溝３ｃ，３ｃの底面３ｄ、３ｄに押されて変形しながら、嵌合溝３ｃ，３ｃの間に金属キャップ３０が滑り込む。このように、金属キャップ３０の弾性力により、平板部３３ａ，３３ａの外側面が嵌合溝の底面３ｄ，３ｄに押し当てられるので、金属キャップ３０がレセプタクル３ｂに確実に固定されると共に、金属キャップ３０とレセプタクル３ｂとの電気的接続が確実に図られる。また、周縁側壁部３３のうち円弧部３３ｃに対向する位置には、平板部３３ａ，３３ａに直交する平らな部分３３ｅが設けられているので、例えば、手作業で金属キャップ３０をレセプタクル３ｂに押し込む際にも平らな部分３３ｅを押しやすく、作業性が良い。なお、ＴＯＳＡ１３側の金属キャップ３０も、上記同様の方法で取り付けられる。

またこのとき、金属キャップ３０とレセプタクル３ｂとの接触面（平板部３３ａ，３３ａの外側面と嵌合溝の底面３ｄ，３ｄ）が平面であることも、金属キャップ３０とレセプタクル３ｂとの確実な固定及び確実な電気的接続のために好ましい構成である。なお、レセプタクル３ｂには、金属キャップ３０の円弧部３３ｃが嵌り込む位置において、円弧部３３ｃの形状に対応させた円弧の凹部を形成してもよい。この場合、レセプタクル３ｂと金属キャップ３０との隙間が小さくなり、電磁シールド性をより高めることができる。

以上のように、金属キャップ３０は、スリーブ１１ａ，１３ａを筐体３の外部に挿通させながら、筐体３の内外を仕切る機能を有している。また、金属キャップ３０は、レセプタクル３ｂに保持・固定されてレセプタクル３ｂに電気的に接続されている。従って、金属キャップ３０は、電磁的にも、筐体３と一体として筐体３の内外を仕切る機能を有している。従って、この光トランシーバ１にあっては、前方から見て、挿通穴３１ａ以外の部分が筐体３として電磁的に閉ざされた状態となる。このような金属キャップ３０の存在により、スリーブ１１ａ，１３ａを外部に露出させるための筐体３の開口部を最低限の面積に抑えることができる。従って、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３の近傍における筐体３の電磁シールド性を高めることができる。

また、前述のように、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３は、レセプタクル３ｂに保持・固定されている。具体的には、図７に示すように、レセプタクル３ｂに設けられた凸条部３ｈを、本体部前端面１１ｄ，１３ｄとフランジ１１ｅ，１３ｅとで挟み込むことにより、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３は、レセプタクル３ｂに保持・固定される。その一方、前述したように、金属キャップ３０も、レセプタクル３ｂに保持・固定されている。すなわち、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３と、金属キャップ３０と、は、それぞれ独立してレセプタクル３ｂに対して保持・固定されており、金属キャップ３０は、スリーブ１１ａ，１３ａに対して接触していない。また、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３のフランジ１１ｅ，１３ｅも、金属キャップ３０には接触していない。よって、金属キャップ３０は、スリーブ１１ａ，１３ａに対して固定のための応力を及ぼすことがなく、その結果、スリーブ１１ａ，１３ａを始めとしてＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３には、金属キャップ３０の存在に起因する応力及び歪みが生じることはなく、ＲＯＳＡ１１及びＴＯＳＡ１３と光コネクタＣ１，Ｃ３との光学的結合状態にズレが生じることも避けられる。

なお、スリーブ１１ａ，１３ａの外周面と金属キャップ３０との間には僅かに隙間が形成されることとしているが、スリーブ１１ａ，１３ａの外周面と金属キャップ３０とが接触してもよい。但しこの場合、スリーブ１１ａ，１３ａに対して押圧力が加わらないような接触状態とする。また、金属キャップ３０とスリーブ１１ａ，１３ａとが、仮に接触する場合にも、金属キャップ３０の材料として、アルミニウム等の比較的柔らかい金属材料を用いることで、スリーブ１１ａ，１３ａに作用する応力を抑えることができる。

１…光トランシーバ（光通信用モジュール）、３…筐体、３ｃ…嵌合溝、３ｄ…嵌合溝の底面、１１…ＲＯＳＡ（光ポート部）、１１ａ…スリーブ（光ポート部の先端部）、１３…ＴＯＳＡ（光ポート部）、１３ａ…スリーブ（光ポート部の先端部）、３０…金属キャップ（鍔状仕切部材）、３１…板状部、３１ａ…挿通穴、３３，３３ａ…周縁側壁部、Ｃ１，Ｃ３…光コネクタ。

Claims (6)

1. 接続される光コネクタを通じて光通信を行う光通信用モジュールであって、
   金属製の筐体と、
   前記筐体に保持されると共に、前記筐体の外部に露出した先端部に前記光コネクタとの接続口を有し、前記接続口に接続される前記光コネクタとの間で前記光通信に係る信号光の授受を行う光ポート部と、
   前記筐体に取り付けられ前記筐体の内外を仕切ると共に、前記光ポート部の前記先端部を挿通穴に挿通させて前記筐体の外部に露出させる金属製の鍔状仕切部材と、
   を備え、
   前記鍔状仕切部材は、
   前記挿通穴が形成された板状部と、当該板状部の周縁部に立設された周縁側壁部とを有しており、
   前記周縁側壁部を前記筐体に接触させて当該筐体に電気的に接続され、前記筐体によって保持されていることを特徴とする光通信用モジュール。
2. 前記筐体には、
   前記鍔状仕切部材を挟み込む一対の対向する嵌合溝が設けられており、
   前記鍔状仕切部材は、
   両端の前記周縁側壁部の外側面をそれぞれ前記嵌合溝の底面に押し当てた状態で、前記嵌合溝同士の間に挟み込まれることを特徴とする請求項１に記載の光通信用モジュール。
3. 前記鍔状仕切部材が前記嵌合溝同士の間に挟み込まれる前には、
   前記周縁側壁部は、前記板状部の周縁部から先端に行くほど外側に広がる形状をなしており、
   前記鍔状仕切部材が前記嵌合溝同士の間に挟み込まれたときに、
   前記周縁側壁部の先端が内側に狭まるように弾性変形し、この弾性変形で発生する弾性力によって前記周縁側壁部の外側面が前記嵌合溝の底面に押し当てられていることを特徴とする請求項２に記載の光通信用モジュール。
4. 前記周縁側壁部の前記外側面と、当該外側面に押し当てられる前記嵌合溝の前記底面と、は、平面で接触することを特徴とする請求項２又は３に記載の光通信用モジュール。
5. 前記鍔状仕切部材は、前記光ポート部に非接触の状態で配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光通信用モジュール。
6. 前記光ポート部の前記先端部は、非金属材料からなることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光通信用モジュール。

Images