JP5573651B2 - 光データリンク - Google Patents

Description

本発明は、光信号によるデータ通信に用いられる光トランシーバ等の光データリンクに関する。

光通信に用いられる光データリンクは、例えば、図１１（Ａ）に示すような光信号を送信及び／又は受信する光サブアセンブリ（ＯＳＡ：Optical Sub-Assembly）１００と、多数の電子部品を実装した回路基板とを、図１１（Ｂ）の筺体１０１内に収納保持して構成される。

ＯＳＡ１００は、光コネクタのフェルールが接続されるスリーブ部材１０２を、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）等の光電変換素子を有する光モジュール１０３に固定して成るものである。このＯＳＡ１００は、光データリンクの筺体１０１の一端に設けられた開口１０１ａに、スリーブ部材１０２のフェルール接続口１０２ａが臨むように筺体１０１に取り付けられ、筺体１０１の開口１０１ａに光コネクタを装着した時に、該光コネクタのフェルールが光モジュール１００のスリーブ部材１０２に挿入されるようになっている。また、ＯＳＡ１００の光モジュール１０３は回路基板にフレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit board）などを介して電気接続される。

光データリンクは、業界標準により、発生する電磁波の強度が定められており、回路基板からの電磁波が筺体１０１の開口１０１ａを介して放出されないよう対策を施す必要がある。
特許文献１に開示の技術では、ＯＳＡのスリーブ部材が挿通される挿通孔が形成された金属板の周辺に設けられており、光データリンクが挿入されたときに上記突片がケージと接触することにより接地するようになっている。

米国特許６７４４６３９号明細書

しかし、特許文献１に開示の技術では、光データリンクをケージに挿着した際、電磁波放出抑制用の金属板の突片と、ケージとが接触するため、上記金属板が変形し、その電磁波放出抑制効果が失われてしまうという問題がある。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、筺体内に収納した回路基板からの電磁波が、光コネクタ挿着用の開口から放出するのを抑制した光データリンクの提供を目的とする。

本発明の光データリンクは、光コネクタのフェルールが接続されるフランジ付きのスリーブを、光電変換素子を有する光モジュールに固定して成る光サブアセンブリが、筐体の前端に設けられた光コネクタ挿着用の開口にスリーブが露出するように、筐体の支持壁に支持されるものであって、開口からのノイズを遮蔽するシールドを有する金属製部材を備え、シールドは、スリーブが挿通される孔が形成されたすり鉢形状の凸部を有し、スリーブをシールドの孔に挿通した状態で光サブアセンブリを筐体に取り付けたとき、シールドが変形することによる弾性力により、スリーブのフランジがシールドの凸部で筐体の支持壁に押し付けられ、光サブアセンブリが固定されることを特徴とする。

金属製部材が、光サブアセンブリの光モジュールを覆う覆い部を有することが好ましく、さらに、この覆い部が、筺体に面接触することが好ましい。なお、金属製部材のシールドの凸部には、スリットが形成されていると良い。

本発明によれば、光コネクタ挿着用の開口を塞ぐ金属製部材が、ＯＳＡが保持されるよう、該ＯＳＡのスリーブのフランジ部を筺体のＯＳＡ支持壁に向けて押す形態となっているので、上記開口からの電磁波の放出を抑制することができる。

本発明の光データリンクの概略を説明する図である。 図１のＯＳＡに金属製部材を組み付ける状態を示す図である。 図２の組み立て品を、ベースカバーに収納した状態を示す図である。 図３の組み立て品に、トップカバーを取り付けた状態を示す図である。 図４の組み立て品に接地フィンガを組み付けた状態を示す図である。 本発明に用いる金属製部材の具体例を説明する図である。 本発明に用いる金属製部材の具体例を説明する図である。 光データリンク内での金属製部材の様子を説明する図である。 金属製部材の他の例を説明する図である。 図９のＲＯＳＡ用の金属製部材の展開図である。 従来の光データリンクを説明する図である。

図１〜図５を用いて、本発明の光データリンクの一例の概略を説明する。
図１（Ａ）は光データリンク（光トランシーバ）の筐体内の構成部品の概略を示し、図１（Ｂ）は基板ホルダで回路基板を組み付けた状態を示す図である。図において、１ａは送信用ＯＳＡ（ＴＯＳＡ：Transmitting OSA）、１ｂは受信用ＯＳＡ（ＲＯＳＡ：Receiving OSA）、２は第１の回路基板、３は第２の回路基板、４，５はフレキシブル基板（ＦＰＣ）、６は基板ホルダを示す。なお、図１の説明において、Ｙ方向を上方または上面側としその反対側を下方または下面側とし、Ｚ方向を前方側としその反対側を後方側とし、Ｘ方向を幅方向として説明する（図１以降の説明においても同様とする）。

図１（Ａ）に示すように、光信号を送信するＴＯＳＡ１ａと光信号を受信するＲＯＳＡ１ｂとは、互いに幅方向に並列状態にしてレセプタクル部（後述により）一体的に組み付けてサブアセンブリユニットとされる。ＴＯＳＡ１ａとＲＯＳＡ１ｂのための電気信号処理、制御等は、第１の回路基板２及び第２の回路基板３に実装された電子回路部品群からなる電子回路で行われる。ＴＯＳＡ１ａとＲＯＳＡ１ｂは、ＦＰＣ４を介して第１の回路基板２に電気的に接続される。第１の回路基板２と第２の回路基板３とは、基板ホルダ６により上下方向に組み付け一体化されて配置され、ＦＰＣ５を介して電気的に接続される。

第１の回路基板２は、例えば、主回路基板として光トランシーバの主たる制御を行う回路装置に用い、ＩＣ回路等の発熱部品を搭載する基板であり、また、第２の回路基板３は、例えば、付加機能を追加することで第１の回路基板２だけでは収めることができない制御回路や電子部品を搭載する基板である。なお、第１の回路基板２の後方には、光トランシーバをホスト装置に電気的に接続するためのコネクタ部２ａが設けられる。

第１の回路基板２と第２の回路基板３は、図１（Ｂ）に示すように、基板ホルダ６により上下方向に一体的に組み付けられる。基板ホルダ６は、電気絶縁性の樹脂で一体成形、もしくは、金属材で形成される。基板ホルダ６の下面側には、第１の回路基板２を位置決めしてスナップイン係合で仮保持持させる係合部と脚部６ａ，６ｂを有し、基板ホルダ６の上面側には、第２の回路基板３をスナップイン係合で仮保持させる係合部と弾性舌片、並びに、トップカバーが当接する脚部６ｃを有している。そして、基板ホルダ６により組み付け一体化された第１の回路基板２と第２の回路基板３からなる回路基板は、後述するベースカバーとトップカバー等からなる筐体に収納されたときに保持固定される。

図２は、図１で説明したＴＯＳＡ、ＲＯＳＡを筐体内に固定するため等に用いられる金属製部材を組み付ける状態を示し、図２（Ａ）は組み付け前の状態、図２（Ｂ）は組み付け後の状態を示す図である。
金属製部材７は、例えば、ＴＯＳＡ１ａ，ＲＯＳＡ１ｂのスリーブ１ｃ，１ｄが挿通されると共にデータリンク前端部側の隙間部分からの電磁波をシールドする、挿通孔７ｂを有するシールド面７ａと、Ｕ字状の覆い部７ｃを有している。覆い部７ｃは、ＴＯＳＡ１ａまたはＲＯＳＡ１ｂを覆うことにより両者の間を遮蔽し、両者が互いに電磁結合するのを防ぐ、すなわち、両者間の電位差に起因する放射ノイズを防ぐものである。

金属製部材７は、ばね性を有する導電金属板を打ち抜いてワンピースで形成され、ＴＯＳＡ１ａ用のものとＲＯＳＡ１ｂ用のものとの２つを、覆い部７ｃのＵ字基部をかしめ方法等により接合固定して一体的なものとすることができる。または、ＴＯＳＡ１ａ用とＲＯＳＡ１ｂ用を同時に打ち抜き１つの部品とする。この金属製部材７は、図２（Ａ）に示すように、ＴＯＳＡ１ａ、ＲＯＳＡ１ｂの前部側からスリーブ１ｃ，１ｄに挿通孔７ｂを一致させて取り付ける。取付け後は、図２（Ｂ）に示すように、ＴＯＳＡ１ａ、ＲＯＳＡ１ｂの本体部１ｅ，１ｆがそれぞれ金属製部材７の覆い部７ｃで覆われる。

図３は、図２で説明した状態の組立て品を収納保持する筐体のベースカバーを示す図である。
ベースカバー９は、放熱とシールド機能を有する金属材で形成され、前部に樹脂製もしくは、金属製であり、光コネクタを挿着するための一対のソケット孔８ａを有し、ＴＯＳＡ１ａ、ＲＯＳＡ１ｂのスリーブ部分に連通している。
また、ベースカバー９は、底壁９ａと一対の側壁９ｂを有し、側壁９ｂの内面には、上述した第１の回路基板２の側縁の下面が当接し、該回路基板を支持する段部９ｃおよび第１の回路基板２の側縁に設けた溝が係合して前後方向の移動を阻止する凸部９ｄ、並びに基板ホルダ６の後端部が当接して基板ホルダ６の位置決めを行う突起部９ｅ等が設けられている。また、側壁９ｂの後端には、次に説明するトップカバーの一方の端部を回動可能に係合する係止部９ｆが設けられている。

図４は、図３で説明したベースカバー内に組み立て品を収納した状態で、トップカバーを取り付けて閉じる状態を示す図で、図４（Ａ）は閉じる前の取り付け状態、図４（Ｂ）は完全に閉じた状態を示す図である。
トップカバー１０は、ベースカバー９の上部の開口を塞ぐ蓋形状で、ベースカバー９と同様に、放熱とシールド機能を有する金属材で形成することができる。ベースカバー９内には、図３で説明したように、レセプタクル部８の内端に金属製部材７のシールド面７ａが接する状態で収納され、また、第１の回路基板２、第２の回路基板３が基板ホルダ６と共に位置決めされて収納されている。

トップカバー１０は、ベースカバー９の後端に設けられている係止部９ｆに回動可能に係止させる係止部１０ａを有し、ベースカバー９の上部開口を閉鎖するように回動枢支される。また、トップカバー１０の前部側の内面には、ＴＯＳＡ１ａ、ＲＯＳＡ１ｂを上方から押えて上下方向に動くのを防ぐための支持壁１０ｂが設けられている。なお、トップカバー１０が閉じられたとき、第２の回路基板３の上面から突き出る基板ホルダ６の４つの脚部６ｃがトップカバー１０の内面に当接して、回路基板の組み付け品をベースカバー９との間で保持固定し、上下方向への移動を阻止する。

図５は、図４の回路基板の組み付け品をベースカバー９とトップカバー１０からなる筐体に収納保持した後、接地シールド部材を筐体に取り付ける状態を示す図で、図５（Ａ）は取り付け前の状態、図４（Ｂ）は取り付け後の状態を示す図である。
接地シールド部材１１は、弾性を有する金属板から形成され、光データリンクをホスト装置のケージ内に挿入したとき、ケージ内面に筐体を電気的に接触させて接地して金属製の筐体にシールド機能を持たせるためのものである。

接地シールド部材１１は、ベースカバー９とトップカバー１０からなる筐体に適合する矩形状の筐体で形成され、嵌合部１１ａとフィンガ部１１ｂを有している。フィンガ部１１ｂは外側に弧状に膨らませた複数の接触片で形成され、嵌合部１１ａはベースカバー９の前部側に設けられ凹部９ｇ、およびトップカバー１０の前部側に設けられた凹部１０ｃに適合する形状で、ベースカバー９とトップカバー１０の組み付け後に、後部から弾性的に押し開いて凹部９ｇ，１０ｃに嵌め込むことにより取り付けられる。

なお、図５（Ｂ）の状態の組み立て品に、ホストシステム側に設けられた窪みにラッチする突起を有するアクチュエータ（図８の参照符号１２）や、上記突起を上下させてラッチ・ラッチ解除させるためにレセプタクル部８に回動可能に支持されるベール（図８の参照符号１３）を取り付けることで光データリンクは完成する。

図６及び図７は、本発明における金属製部材の詳細を説明する図である。図６（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、かしめ方法などにより一体とされる前の、ＴＯＳＡ，ＲＯＳＡ用の金属製部材の前方斜視図、図７（Ａ）は、一体化された金属製部材の前方斜視図、図７（Ｂ）は、同後方斜視図である。

図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＴＯＳＡ用の金属製部材７１と、ＲＯＳＡ用の金属製部材７２は、互いに左右対称の構造を有し、光データリンク前端の開口（ソケット孔８ａ）からの電磁波放出を防ぐシールド面７ａと、ＴＯＳＡまたはＲＯＳＡの本体部の周囲を覆う覆い部７ｃと、フロンシールド７ａと覆い部７ｃとを連結する連結部７ｄを有する。これら金属製部材７１，７２の覆い部７ｃのＵ字基部７ｅは、孔７ｆを有し、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、金属製部材７１，７２の互いの孔７ｆの位置合わせをし、かしめ用の部品７ｇを該孔７ｆに挿入し、かしめることで、孔７ｆがふさがり一体とされた金属製部材７が完成する。

金属製部材７１，７２のシールド面７ａは、後方に突出するすり鉢形状の凸部を成すように斜面７ｈを有し、該すり鉢の底部に、ＯＳＡのスリーブが挿通される挿通孔７ｂが形成されている。また、シールド面７ａは、ベースカバー９の側壁９ｂと当接する折曲部７ｉを側方に有し、ベースカバー９の底壁９ａと当接する折曲部７ｊを下方に有し、トップカバー１０と当接する折曲部７ｋを上方に有し、折曲部７ｉとは反対側の側方に連結部７ｄが設けられている。

また、金属製部材７１，７２の覆い部７ｂは、Ｕ字基部７ｅから連続すると共にＯＳＡ本体部上面を平板で覆う上張り出し部７ｍを上方に有し、同じくＵ字基部７ｅから連続すると共にＯＳＡ本体部下面を平板で覆う下張り出し部７ｎを下方に有する。
上張り出し部７ｍは、トップカバー１０の支持壁１０ｂと当接する突片７ｏを前方に有し、ベースカバー９の側壁９ｂと当接する折曲部７ｐを、Ｕ字基部７ｅとは反対側の側方に有する。下張り出し部７ｎは、後述のベースカバー９の支持壁と当接する突片７ｑを前方に有し、ベースカバー９の側壁９ｂと当接する折曲部７ｒを、Ｕ字基部７ｅとは反対側の側方に有する。

図８は、光データリンク内での金属製部材の様子を説明する図で、図８（Ａ）は、ホスト装置のケージ内に挿入された状態の光データリンクの断面図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の部分拡大図である。なお、ＴＯＳＡ用の金属製部材を中心に説明するが、ＲＯＳＡ用の金属製部材も同様に機能する。
光データリンク１は、図８（Ａ）に示すようにホスト装置のケージＣに挿着された状態では、図８（Ｂ）に示すように、接地シールド部材１１がケージＣに接触しており、そのため、ベースカバー９及びトップカバー１０の電位は、フレームグラウンド電位となる。

このようなベースカバー９及びトップカバー１０から成る筺体内に、スリーブ１ｃを金属製部材７１の挿通孔７ｂに挿通した状態のＴＯＳＡ１ａを取り付けたとき、金属製部材７１のシールド面７ａが、レセプタクル部８の後方端とベースカバー９及びトップカバー１０の支持壁９ｈ，１０ｂとの間に、ＴＯＳＡ１ａのフランジ１ｇと共に挟まれ変形する。この変形に起因する弾性力により、ＴＯＳＡ１ａのフランジ１ｇがシールド面７ａで上記支持壁９ｈ，１０ｂに押し付けられ、ＴＯＳＡ１ａが固定される。

このような構成とすることで、金属製部材７１により、ＴＯＳＡ１ａが前後方向に動かないように固定することができ、また、金属製部材のシールド７ａとＴＯＳＡ１ａのフランジ１ｇとの接触を強化でき、ソケット孔８ａからの放射ノイズを上記シールド７ａで抑制できる。
また、金属製部材７１は、平板で形成される上張り出し部７ｍ及び下張り出し部７ｎがそれぞれトップカバー１０及びベースカバー９と面接触するため、その電位がグラウンド電位で安定である。

さらに、図７に戻って説明すると、金属製部材７１，７２は、Ｕ字状基部７ｅを有し、該基部７ｅにより、ＴＯＳＡ１ａとＲＯＳＡ１ｂと間が遮蔽され、両者が互いに電磁結合するのを防ぐことができる。すなわち、両者間の電位差に起因する放射ノイズを防ぐことができる。

図９は、金属製部材の他の例を説明するためのもので、ＴＯＳＡ用とＲＯＳＡ用の金属製部材が一体化されたものの前方斜視図である。なお、図９では、図７の例の金属製部材と異なる構成部分について参照符号を付し、以下では、その部分のみ説明するが、その他の構成は図７の例と同様である。
図９のＴＯＳＡ用の金属製部材７１´とＲＯＳＡ用の金属製部材７２´とは、図７の例と異なり、底部に挿通孔を有し後方に突出するすり鉢形状の凸部を成す斜面７ｈ´にスリットが設けられている。これは、挿通孔が、光データリンク内部の放射ノイズで励起された電流によりループアンテナとなることを防ぐための構造である。

図１０は、図９のＲＯＳＡ用の金属製部材の展開図である。金属板を打ち抜いて、図のような形状とし、図の仮想線に沿って折り曲げることにより、ＲＯＳＡ用の金属製部材７２´が完成する。
金属製部材７２´の斜面７ｈ´に設けるスリットの長さは、正対距離が最も大きい箇所（図のＬ）が、伝送速度のスペクトラムの１１倍高調波までのいずれかの１／４波長以下となるように設けることが好ましい。

図の例では、スリットは、等間隔に設けられており、その数が偶数となっているが、等間隔に設ける場合、奇数の方が好ましい。
なお、図７の金属製部材７１，７２や、図１０の金属製部材７１´も、図１０で説明した方法と同様に作製することができる。

１ａ…ＴＯＳＡ、１ｂ…ＲＯＳＡ、２…第１の回路基板、３…第２の回路基板、４，５…ＦＰＣ、６…基板ホルダ、７，７´…金属製部材、８…レセプタクル部、９…ベースカバー、１０…トップカバー、１１…接地シールド部材。

Claims (4)

1. 光コネクタのフェルールが接続されるフランジ付きのスリーブを、光電変換素子を有する光モジュールに固定して成る光サブアセンブリが、筐体の前端に設けられた前記光コネクタ挿着用の開口に前記スリーブが露出するように、前記筐体の支持壁に支持される光データリンクであって、
   前記開口からのノイズを遮蔽するシールドを有する金属製部材を備え、
   前記シールドは、前記スリーブが挿通される孔が形成されたすり鉢形状の凸部を有し、
   前記スリーブを前記シールドの孔に挿通した状態の前記光サブアセンブリを前記筐体に取り付けたとき、前記シールドが変形することによる弾性力により、前記スリーブのフランジが前記シールドの凸部で前記筐体の支持壁に押し付けられ、前記光サブアセンブリが固定されることを特徴とする光データリンク。
2. 前記金属製部材は、前記光サブアセンブリの光モジュールを覆う覆い部を有することを特徴とする請求項１に記載の光データリンク。
3. 前記金属製部材の前記覆い部は、前記筺体に面接触することを特徴とする請求項２に記載の光データリンク。
4. 前記金属製部材のシールドの凸部には、スリットが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の光データリンク。
   

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