JP5967757B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ通信に用いられる光モジュールに関する。

光ファイバ通信に用いられる光モジュールには、小型化及び大容量伝送が可能な光モジュールが望まれる。例えば、特許文献１に開示される光モジュールは、８個の光サブアセンブリを集積し、ハウジングの内面に複数の光ファイバを収納する収納溝が形成され、生産性の高い光通信トランシーバである。また、特許文献２には、光モジュールにて実装の自由度を高くする技術が開示されている。

特開２０１１−１１８３３７号公報 特開２００８−２０３４２７号公報

特許文献１に記載の光モジュールに、送信用に４個の光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）と、受信用に４個の光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）とを、すなわち、送受信用に４対の光サブアセンブリを搭載することにより、送受信用に１対の光サブアセンブリを搭載する従来の光モジュールより、大容量伝送を可能としている。一方で、特許文献１に記載の光モジュールは、当該従来の光モジュールと比較して、光モジュールの外形サイズが大きくなることから、伝送装置内での連装数が限定され、伝送装置の伝送容量の増大を制限してしまう問題が生じてしまう。

現在、さらなる小型化と大容量伝送が、光モジュールに望まれており、特許文献１に記載の光モジュールより、さらなる小型化が必要となる。発明者らが検討したところ、小型化には、送信用又は受信用の光サブアセンブリがさらに集積化される光モジュールを実現することにより、光モジュールの小型化が実現されると考えられる。

光サブアセンブリの集積化に伴って、光モジュールの小型化が可能となり、光モジュールの筐体（ケース）の小型化が求められることが考えられる。特許文献２に記載の光サブアセンブリを筐体に取り付けることにより、実装の自由度を大きくすることが考えられる。しかしながら、光サブアセンブリと基板との間に光ファイバのガイド部を設けることから、光サブアセンブリと基板との距離が大きくなり、信号の劣化を引き起こすという問題が新たに生じてしまう。

本発明はかかる課題を鑑みてなされたものであり、小型化と大容量伝送が実現される光モジュールの提供を、本発明の目的とする。

（１）上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、筐体と、前記筐体に配置される、第１の基板と、外部の伝送線と接続されるよう前記筐体の一端側に、前記第１の基板と離間して配置されるとともに、前記第１の基板に対向して並ぶ送信用端子及び受信用端子を有する、外部接続用光コネクタと、前記第１の基板の表面に配置され、前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子及び前記受信用端子に対向して並ぶ第１の所定数の出力端子を有し、入力される電気信号を光信号に変換して、前記第１の所定数の出力端子より出力する、送信部と、前記第１の基板の前記表面であって前記送信部の側方に配置され、前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子及び前記受信用端子に対向して並ぶ第２の所定数の入力端子を有し、前記第２の所定数の入力端子より入力される光信号を電気信号に変換して出力する、受信部と、｛前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子と、前記送信部の前記第１の所定数の前記出力端子と、の間に配置される、前記第１の所定数以上の送信用光ファイバ｝と、｛前記外部接続用光コネクタの前記受信用端子と、前記受信部の前記第２の所定数の前記入力端子と、の間に配置される、前記第２の所定数以上の受信用光ファイバ｝と、前記第１の基板の裏面に配置され、前記送信用光ファイバ及び前記受信用光ファイバを収納するための、ファイバ収納用トレイと、を備える。

（２）上記（１）に記載の光モジュールであって、前記第１の基板の前記表面側であって、前記送信部及び前記受信部に対して、前記外部接続用光コネクタ側とは反対側に配置される、第２の基板を、さらに備えてもよい。

（３）上記（２）に記載の光モジュールであって、前記第２の基板は、前記送信部又は前記受信部のいずれか又は両方を制御する制御回路を備えてもよい。

（４）上記（２）に記載の光モジュールであって、｛前記第１の基板及び前記第２の基板と、送信部とを接続する送信用フレキシブル基板｝を備え、前記送信部は、前記第１の所定数の出力端子にそれぞれ接続される前記第１の所定数の送信用光サブアセンブリをさらに備え、前記送信用フレキシブル基板は、前記第１の所定数の前記送信用光サブアセンブリの少なくとも１の送信用光サブアセンブリの入力側に接続し、第１の基板側及び第２の基板側の両側に伸びて、それぞれ、第１の基板及び第２の基板に接続してもよい。

（５）上記（２）に記載の光モジュールであって、｛前記第１の基板及び前記第２の基板と、受信部とを接続する受信用フレキシブル基板｝を備え、前記受信部は、前記第２の所定数の入力端子にそれぞれ接続される前記第２の所定数の受信用光サブアセンブリをさらに備え、前記受信用フレキシブル基板は、前記第２の所定数の前記受信用光サブアセンブリの少なくとも１の受信用光サブアセンブリの出力側に接続し、第１の基板側及び第２の基板側の両側に伸びて、それぞれ、第１の基板及び第２の基板に接続してもよい。

（６）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の光モジュールであって、前記ファイバ収納用トレイは、前記筐体の前記一端に対して並んで配置される第１の輪と第２の輪を有し、前記第１の輪に、前記第１の所定数以上の前記送信用光ファイバが巻かれて収納され、前記第２の輪に、前記第２の所定数以上の前記受信用光ファイバが巻かれて収納されてもよい。

（７）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の光モジュールであって、前記第２の所定数は、前記第１の所定数より小さくてもよい。

（８）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の光モジュールであって、前記筐体の前記一端側であって前記外部接続用光コネクタと並んで配置されるとともに、前記第１の基板に対向して並ぶ出力端子及び前記第１の所定数の入力端子を有する、光フィルタ、をさらに備え、前記第１の所定数以上の前記送信用光ファイバは、前記送信部の前記出力端子と前記光フィルタの前記入力端子とをそれぞれ接続する前記第１の所定数の第１光ファイバと、前記光フィルタの前記出力端子と前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子とを接続する第２光ファイバと、を含んでいてもよい。

（９）上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の光モジュールであって、前記筐体の前記一端側であって前記外部接続用光コネクタと並んで配置されるとともに、前記第１の基板に対向して並ぶ入力端子及び前記第２の所定数の出力端子を有する、光フィルタ、をさらに備え、前記第２の所定数以上の前記受信用光ファイバは、前記受信部の前記入力端子と前記光フィルタの前記出力端子とをそれぞれ接続する前記第２の所定数の第１光ファイバと、前記光フィルタの前記入力端子と前記外部接続用光コネクタの前記受信用端子とを接続する第２光ファイバと、を含んでいてもよい。

（１０）上記（８）に記載の光モジュールであって、前記第２の所定数は１であり、前記第２の所定数以上の前記受信用光ファイバは、前記外部接続用光コネクタの前記受信用端子と前記受信部の前記入力端子とを接続する１本の第３光ファイバ、を含んでいてもよい。

（１１）上記（１０）に記載の光モジュールであって、前記第１の所定数は３以上の整数であってもよい。

本発明により、小型化と大容量伝送が実現される光モジュールが提供される。

本発明の実施形態に係る光モジュールの概略上面図である。 本発明の実施形態に係る光モジュールの概略上面図である。 本発明の実施形態に係る光モジュールの概略下面図である。 本発明の実施形態に係る光モジュールの概略断面図である。 本発明の実施形態に係る光モジュールに備えられる複数の光ファイバの配置を示す模式図である。

以下に、図面に基づき、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下に示す図は、あくまで、実施形態の実施例を説明するものであって、図の大きさと本実施例記載の縮尺は必ずしも一致するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る光モジュール１００の概略上面図である。図２は、図１と同様に、当該実施形態に係る光モジュール１００の概略上面図であり、図１に示す光モジュール１００より、第２の基板２５０が取り外された状態が示されている。図３は、当該実施形態に係る光モジュール１００の概略下面図であり、図１に示す光モジュール１００の表面（上面）とは反対側の裏面（下面）が図３に示されている。図４は、当該実施形態に係る光モジュール１００の概略断面図であり、図１に示すＩＶ−ＩＶ線に示す断面が模式的に示されている。図５は、当該実施形態に係る光モジュール１００に備えられる複数の光ファイバ２００の配置を示す模式図である。

当該実施形態に係る光モジュール１００は、筐体１１０（ケース）と、外部接続用光コネクタ１２０と、光フィルタ１３０と、第１の基板２４０（親基板）と、第２の基板２５０（子基板）と、第１の基板２４０の表面に配置される送信部及び受信部と、第１の基板２４０の裏面に配置されるファイバ収納用トレイ２６０と、複数の光ファイバ２００と、を備えている。なお、第１の基板２４０及び第２の基板２５０において、図１に示す面がともに表面であり、表面と反対側の面を裏面とする。当該実施形態に係る光モジュール１００は、１００Ｇｂｐｓの光送受信が可能な光通信トランシーバである。光モジュール１００は、第１の基板２４０の表面に配置される送信部を光送信用に備えており、ここでは、送信部は、４個（第１の所定数）の送信用光サブアセンブリ１５０（ＴＯＳＡ）を備えている。各送信用光サブアセンブリ１５０は２５Ｇｂｐｓの光送信が可能であり、４個の送信用光サブアセンブリ１５０により、４チャンネルの２５Ｇｂｐｓ波長多重通信、すなわち、合計１００Ｇｂｐｓの光送信が可能である。これに対して、光モジュール１００は、第１の基板２４０の表面であって送信部の側方に配置される受信部を光受信用に備えており、ここでは、受信部は、１個（第２の所定数）の集積型受信用光サブアセンブリ１６０（集積型ＲＯＳＡ）を備えている。当該集積型受信用光サブアセンブリ１６０は１チャンネル当たり２５Ｇｂｐｓの素子が４チャンネル集積された集積素子であり、１００Ｇｂｐｓの光受信が可能である。

筐体１１０の一端（図１乃至図４の上端）は、外部の伝送線（図示せず：例えば、１対の光ファイバ）と接続される。筐体１１０の該一端の反対側の端である筐体１１０の他端（図１乃至図４の下端）は、伝送装置（図示せず）に接続される。筐体１１０内部に配置される第１の基板２４０は、該他端側に電気コネクタ１４０を備え、電気コネクタ１４０のコネクタ用ピン１４１が伝送装置に接続される。電気コネクタ１４０に伝送装置から送信用電気信号が入力され、電気コネクタ１４０より伝送装置へ受信用電気信号が出力される。なお、図４に示す通り、筐体１１０の他端は、電気コネクタ１４０よりさらに伸びる形状をしており、電気コネクタ１４０を保護するカバー部を有している。図１乃至図３では、電気コネクタ１４０の構造を説明するために、筐体１１０より当該カバー部を取り外した状態が示されている。

外部接続用光コネクタ１２０は、外部の伝送線と接続されるよう、筐体１１０の一端側に配置されるとともに、第１の基板２４０と離間して配置される。外部接続用光コネクタ１２０の図１乃至図３の下側に、第１の基板２４０に対向して並ぶ１対の端子、すなわち、送信用端子１２１及び受信用端子１２２を外部接続用光コネクタ１２０は有している。ここで、筐体１１０の一端側から他端側に延びる方向（図１乃至図３の上下方向：縦方向）を第１の方向とし、第１の方向に垂直な方向（図１乃至図３の左右方向：横方向）を第２の方向とする。送信用端子１２１と受信用端子１２２は、第２の方向に沿うように並んでおり、すなわち、図１及び図２の横方向に並んでいる。送信用端子１２１が第２の方向の一方側（図１及び図２の右側、図３の左側）に、受信用端子１２２が第２の方向の他方側（図１及び図２の左側、図３の右側）に、それぞれ配置されている。送信用端子１２１に入力される送信用光信号が、外部接続用光コネクタ１２０より外部の伝送線へ出力される。外部の伝送線より外部接続用光コネクタ１２０へ入力される受信用光信号が、受信用端子１２２より出力される。

送信部は、４個（第１の所定数）の送信用光サブアセンブリ１５０（ＴＯＳＡ）と、対応する４個（第１所定数）の送信側内部接続用光コネクタ１７０と、を含み、各送信側内部接続用光コネクタ１７０の先端に出力端子を有している。送信用光サブアセンブリ１５０及び送信側内部接続用光コネクタ１７０は、送信用光サブアセンブリ収納兼用内部光コネクタハウジング２１０により第１の基板２４０に固定されている。また、受信部は、１個（第２の所定数）の集積型受信用光サブアセンブリ１６０（集積型ＲＯＳＡ）と、対応する受信側内部接続用光コネクタ１７１と、を含み、受信側内部接続用光コネクタ１７１の先端に入力端子を有している。集積型受信用光サブアセンブリ１６０及び受信側内部接続用光コネクタ１７１は、集積型受信用光サブアセンブリ収納兼用内部光コネクタハウジング２１１により第１の基板２４０に固定されている。前述の通り、受信部は送信部の側方に配置されており、第２の方向に沿って、送信部と受信部は並んで配置されている。送信部の４個の出力端子と受信部の１個の入力端子は、外部接続用光コネクタ１２０の送信用端子１２１及び受信用端子１２２に対向して、第２の方向に沿って並んでいる。４個の送信用光サブアセンブリ１５０及び１個の集積型受信用光サブアセンブリ１６０は、第２の方向に沿って、すなわち、筐体１１０の一端に対して図１及び図２の横方向に並んで第１の基板２４０に配置されている。送信部は、外部接続用光コネクタ１２０の１対の端子のうち送信用端子１２１側（第２の方向の一方側、図１及び図２の右側）に配置されており、受信部は、外部接続用光コネクタ１２０の１対の端子のうち受信用端子１２２側（第２の方向の他方側、図１及び図２の左側）に配置されている。

光フィルタ１３０は、筐体１１０の一端側であって、外部接続用光コネクタ１２０と並んで配置される。ここでは、外部接続用光コネクタ１２０の１対の端子のうち、送信用端子１２１側（第２の方向の一方側、図１及び図２の右側、図３の左側）に、光フィルタ１３０は配置されている。光フィルタ１３０は、外部接続用光コネクタ１２０と同様に、第１の基板２４０と離間して配置される。光フィルタ１３０の図１乃至図３の下側に、第１の基板２４０に対向して並ぶ（外部接続用光コネクタ１２０の１対の端子とともに第２の方向に沿って並ぶ）５個の端子を光フィルタ１３０は有している。５個の端子は、１個の出力端子及び４個（第１の所定数）の入力端子である。

図５に示す複数の光ファイバ２００について説明する。外部接続用光コネクタ１２０の送信用端子１２１と、送信部の４個の出力端子と、の間には、合計で５本の送信用光ファイバ２０１が配置されている。外部接続用光コネクタ１２０の受信用端子１２２と、受信部の１個の入力端子と、の間には、１本の受信用光ファイバ２０２が配置されている。すなわち、複数の光ファイバ２００は、５本の送信用光ファイバ２０１と１本の受信用光ファイバ２０２とを、含んでいる。図５に示す通り、５本の送信用光ファイバ２０１は、送信部の４個の出力端子と光フィルタ１３０の４個の入力端子とをそれぞれ接続する４本の第１光ファイバ２０３と、光フィルタ１３０の１個の出力端子と外部接続用光コネクタ１２０の送信用端子１２１とを接続する１本の第２光ファイバ２０４と、からなる。また、１本の受信用光ファイバ２０２は、外部接続用光コネクタ１２０の受信用端子１２２と受信部の入力端子とを接続する１本の第３光ファイバ２０５である。送信部に含まれる４個の送信用光サブアセンブリ１５０、及び受信部に含まれる１個の集積型受信用光サブアセンブリ１６０が、それぞれ、送信部及び受信部を表すものとして、図５に示されている。

複数の光ファイバ２００は、曲げることにより伝搬損失が増大するという問題を有している。例えば、近年開発された曲げに強い光ファイバでも、最小の曲げ半径は５ｍｍに制限されており、光ファイバが物理的な寸法を制限することとなる。それゆえ、複数の光ファイバ２００は、設計可能な最短の長さより余裕を考慮して長くなるよう形成され、余長を含む長さを有する光ファイバ２００を光モジュール１００の内部に収納する必要が生じる。これを、光ファイバ２００の余長処理という。本発明に係る光モジュール１００では、図３に示す通り、ファイバ収納用トレイ２６０が第１の基板２４０の裏面に配置されており、光ファイバ２００の余長部分がファイバ収納用トレイ２６０に格納される。ファイバ収納用トレイ２６０は、第２の方向に沿って、すなわち、筐体１１０の一端に対して図３の横方向に並んで配置される第１の輪２６１と第２の輪２６２を有している。第２の方向の他方側（図３の右側）に配置される第１の輪２６１に、５本の送信用光ファイバ２０１の余長部分を巻きつけて収納し、第２の方向の一方側（図３の左側）に配置される第２の輪２６２に、１本の受信用光ファイバ２０２の余長部分を巻きつけて収納している。かかる構成とすることにより、組み立て後に修理などの目的で解体する際にほどく光ファイバの本数を少なくすることが出来、作業性が向上される。

図２に示す通り、第１の基板２４０の表面のうち、送信部及び受信部より筐体１１０の他端側となる領域に、他端側から一端側にかけて、横方向に並ぶ４個のクロックリカバリＩＣ２３０と、横方向に並ぶ４個のドライバＩＣ２２０が順に配置される。ここで、４個のクロックリカバリＩＣ２３０のうち、図２の右側の２個のクロックリカバリＩＣ２３０が送信用であり、図２の左側の２個のクロックリカバリＩＣ２３０が受信用である。クロックリカバリＩＣ２３０においてクロック信号が再生されるが、各クロックリカバリＩＣ２３０は、１チャンネル２５Ｇｂｐｓのクロック信号を２チャンネル再生することが可能である。

送信用の２個のクロックリカバリＩＣ２３０は、伝送装置より電気コネクタ１４０を介して入力される送信用電気信号を、再生されたクロック信号に基づき、４チャンネルの送信用電気信号に波形整形して、対応する４個のドライバＩＣ２２０へ、それぞれ出力する。各ドライバＩＣ２２０は、入力される２５Ｇｂｐｓの送信用電気信号を増幅して出力する。４個のドライバＩＣ２２０と４個の送信用光サブアセンブリ１５０との間に、４個のフレキシブル基板１８０（送信用フレキシブル基板）に配置されている。各ドライバＩＣ２２０が出力する送信用電気信号が、対応するフレキシブル基板１８０を介して、対応する送信用光サブアセンブリ１５０に入力される。各送信用光サブアセンブリ１５０は、入力される送信用電気信号を所定の波長の送信用光信号に変換し出力する。さらに、送信側内部接続用光コネクタ１７０及び第１光ファイバ２０３（送信用光ファイバ２０１）を介して、該送信用光信号が光フィルタ１３０に入力される。ここで、各送信用光サブアセンブリ１５０が出力する送信用光信号の所定の波長は、互いに異なっており、４個の送信用光サブアセンブリ１５０が光フィルタ１３０へ第１光ファイバ２０３を介して出力する４チャンネルの送信用光信号が、光フィルタ１３０により合波され、波長多重信号となり、波長多重信号となる送信用光信号を光フィルタ１３０が外部接続用光コネクタ１２０の送信用端子１２１へ第２光ファイバ２０４（送信用光ファイバ２０１）を介して出力し、外部接続用光コネクタ１２０より外部の伝送線（送信用光ファイバ）に出力される。

一方、受信用には、外部の伝送線（受信用光ファイバ）より、４チャンネル波長多重２５Ｇｂｐｓの受信用光信号が外部接続用光コネクタ１２０に入力される。該受信用光信号が、第３光ファイバ２０５（受信用光ファイバ２０２）を介して、受信部の入力素子に入力される。集積型受信用光サブアセンブリ１６０は、光フィルタを内蔵しており、受信側内部接続用光コネクタ１７１を介して集積型受信用光サブアセンブリ１６０に入力される４チャンネル波長多重２５Ｇｂｐｓの受信用光信号は、集積型受信用光サブアセンブリ１６０に内蔵する光フィルタにより、それぞれ４チャンネルの２５Ｇｂｐｓの受信用光信号に分波される。それら４チャンネルの受信用光信号は、集積型受信用光サブアセンブリ１６０において、それぞれ受信用電気信号に変換される。１個の集積型受信用光サブアセンブリ１６０と２個のクロックリカバリＩＣ２３０との間に、１個のフレキシブル基板１９０（受信用フレキシブル基板）に配置されている。これら４チャンネルの受信用電気信号はフレキシブル基板１９０を介して、２個のクロックリカバリＩＣ２３０にそれぞれ２チャンネルずつ入力される。各クロックリカバリＩＣ２３０は、クロック信号に基づいて波形整形された２チャンネル２５Ｇｂｐｓの受信用電気信号を出力する。よって、合計４チャンネル２５Ｇｂｐｓの受信用電気信号が、電気コネクタ１４０を介して、伝送装置へ光モジュール１００の電気出力信号として出力される。

図１に示す通り、第２の基板２５０が、第１の基板２４０の表面側であって、送信部及び受信部に対して、外部接続用光コネクタ１２０側とは反対側（筐体１１０の他端側）に配置されている。第２の基板２５０は、４個のフレキシブル基板１８０を介して４個の送信用光サブアセンブリ１５０と、１個のフレキシブル基板１９０を介して１個の集積型受信用光サブアセンブリ１６０と、それぞれ接続している。第２の基板２５０は、別のフレキシブル基板１８１を介しても、第１の基板２４０と接続している。第２の基板２５０の第１の基板２４０側の面（裏面）に、送信部又は受信部のいずれか又は両方を制御する制御回路が形成されている。ここでは、当該制御回路は、送信部及び受信部の両方を制御しており、例えば、送信部の送信用光サブアセンブリ１５０を温度調整する温度制御部や、受信部に所定の定電圧を供給する電源回路を含んでいる。当該制御回路は、４個のフレキシブル基板１８０、１個のフレキシブル基板１９０、及びフレキシブル基板１８１を介して、送信部及び受信部へ制御信号を出力している。

本発明に係る光モジュール１００の主な特徴は、複数の光ファイバ２００の余長部分を収納するための、ファイバ収納用トレイ２６０を、第１の基板２４０の裏面側に配置しているところにある。第１の基板２４０の表面側には、送信部及び受信部が配置され、これら送信部及び受信部を制御する回路が、第１の基板２４０の表面側に形成され、小型化された筐体１１０の内部において、第１の基板２４０の表面側には、光ファイバ２００の余長部分を収納する十分な空間が残っていない。かかる問題を解決するために、ファイバ収納用トレイ２６０を第１の基板２４０の裏面側に配置している。図４は、当該実施形態に係る光モジュール１００の断面図であり、図に示す第１の基板２４０の右側が表面であり、左側が裏面である。図には、第１の基板２４０の表面に、集積型受信用光サブアセンブリ１６０やクロックリカバリＩＣ２３０が示されている。当該実施形態では、第１の基板２４０の表面側に第２の基板２５０がさらに配置されている。しかし、第１の基板２４０に離間して、外部接続用光コネクタ１２０及び光フィルタ１３０が配置されていることにより、第１の基板２４０と、外部接続用光コネクタ１２０及び光フィルタ１３０と、の間に、空間（以下、離間空間と記す）が発生している。離間空間を利用することにより、ファイバ収納用トレイ２６０が配置される第１の基板２４０の裏面側から、送信部及び受信部が配置される第１の基板２４０の表面側まで、又は、外部接続用光コネクタ１２０及び光フィルタ１３０まで、光ファイバ２００を配置することが可能となっている。

ここで、本発明の効果を説明するために、本発明の比較例に係る光モジュールについて検討する。当該比較例に係る光モジュールにおいて、第２の基板２５０を設けておらず、当該実施形態に係る光モジュール１００おいて第２の基板２５０に形成される制御回路が、第１の基板２４０の表面に形成されている。当該比較例に係る光モジュールにおいて、集積型受信用光サブアセンブリ１６０に接続されるフレキシブル基板１９０の幅を広くする必要が生じ、さらに、当該制御回路を形成する領域が第１の基板２４０の表面であって、受信部と電気コネクタ１４０との間に必要となる。フレキシブル基板１９０の幅を広くしたのに伴って、フレキシブル基板１９０とフレキシブル基板１８０との干渉を抑制するために、４個の送信用光サブアセンブリ１５０を、集積型受信用光サブアセンブリ１６０より筐体１１０の一端側に近づくよう配置して、フレキシブル基板１８０をフレキシブル基板１９０から遠ざける。しかしながら、当該比較例に係る光モジュールにおいて、モジュールの小型化が困難となることに加えて、電気コネクタ１４０と４個の送信用光サブアセンブリ１５０とを接続する２５Ｇｂｐｓの信号路の配線長が長くなり、送信用電気信号が劣化してしまうという新たな問題が生じてしまう。

当該比較例を検討することにより、フレキシブル基板１９０の幅を、フレキシブル基板１８０との干渉が問題とならない程度に狭くしつつ、送信用の信号路の配線長の増大を抑制する必要があるという知見を発明者らは得ている。それゆえ、当該実施形態に係る光モジュール１００のように、第２の基板２５０を第１の基板２４０の表面側に配置して、フレキシブル基板１９０を、第１の基板２４０のみならず第２の基板２５０にも接続している。かかる接続を可能とするために、フレキシブル基板１９０の断面は、図４に示す形状となっている。フレキシブル基板１９０は、集積型受信用光サブアセンブリ１６０の出力側に接続し、さらに、第１の基板２４０側と、第２の基板２５０側との両側に伸びて、それぞれ、第１の基板２４０と、第２の基板２５０と接続している。ここでは、フレキシブル基板１９０は、第１の基板２４０の表面（図５の右側の面）及び第２の基板２５０の表面（図５の右側の面）にそれぞれ接続しているが、これに限定されることはない。また、当該実施形態において、送信用光サブアセンブリ１５０と接続するフレキシブル基板１８０の形状も同様である。なお、ここでは、４個のフレキシブル基板１８０が、送信部の４個の送信用光サブアセンブリ１５０の入力側と、第１の基板２４０及び第２の基板２５０とに、それぞれ接続していることにより、第２の基板２５０に配置される制御回路が、４個の送信用光サブアセンブリ１５０それぞれに制御信号を出力することを可能としている。さらに、フレキシブル基板１８０の幅を比較例と比較して狭くすることが出来ている。同様に、フレキシブル基板１０が、受信部の集積型受信用光サブアセンブリ１６０の出力側と、第１の基板２４０及び第２の基板２５０とに、それぞれ接続している。しかし、すべての光サブアセンブリに接続されるフレキシブル基板がかかる形状を有することにより、第１の基板２４０及び第２の基板２５０に接続されていなくてもよい。第２の基板２５０に配置される制御回路が制御の対象とする光サブアセンブリに接続されるフレキシブル基板がかかる形状であればよい。また、１つのフレキシブル基板は１つの光サブアセンブリのみに接続されているが、これに限定されることはなく、複数の光サブアセンブリに接続されていてもよい。すなわち、１つのフレキシブル基板は、複数の光サブアセンブリの少なくとも１の光サブアセンブリに接続していればよい。

当該実施形態に係る光モジュール１００において、第２の基板２５０を設けることにより、第１の基板２４０の面積を縮小し、筐体１１０の第１の基板２４０に平行な平面における面積を縮小することが出来ており、光モジュール１００の小型化が実現されている。それに伴って生じてしまう、光ファイバ２００の余長部分を収納することが出来る空間が第１の基板２４０の表面側においてより狭くなっているという問題を、第１の基板２４０の裏面側にファイバ収納用トレイ２６０を配置することにより解決しており、本発明を適用するのに最適である。

１００ＧｂｐｓのＣＦＰ ＭＳＡ準拠の光モジュールにさらなる改良を行い、小型化される光モジュールを実現する際に、本発明は最適である。ＣＦＰ光モジュールは、特許文献１に開示する光モジュールのように、４個の送信用光サブアセンブリと４個の受信用光サブアセンブリとを備え、光ファイバの余長部分は、これら光サブアセンブリが配置される基板の両面のうち、光サブアセンブリが配置される側に収納されている。かかる光モジュールを小型化する場合、４個の送信用光サブアセンブリ又は４個の受信用光サブアセンブリのいずれかを集積化によって小型化することが考えられる。当該実施形態に係る光モジュール１００は、４個の受信用光サブアセンブリを１個の集積型受信用光サブアセンブリ１６０で置換しているが、これに限定されることはない。４個の受信用光サブアセンブリを、３個以下の光サブアセンブリとしてもよく、例えば、２個の集積型受信用光サブアセンブリで置換してもよい。また、小型化するのは受信用光サブアセンブリに限定されることはなく、４個の送信用光サブアセンブリを（３個以下の）例えば１個の集積型送信用サブアセンブリに置換してもよい。

当該実施形態に係る光モジュール１００では、送信部の送信用光サブアセンブリの数である第１の所定数を４として、受信部の受信用光サブアセンブリの数である第２の所定数を１としているが、この数字に限定されることがないのは言うまでもない。第１の所定数と第２の所定数とが等しい場合（例えば、ともに４）であっても、ファイバ収納用トレイを、送信部及び受信部が表面に配置される基板の裏面側に配置することにより、設計の自由度が高まり、本発明の効果は得られる。しかし、送信部又は受信部のいずれかの集積化を優先的に行うことにより、基板の表面の全領域のうち、送信部に割り当てる領域と、受信部に割り当てる領域とが、非対称に異なることとなる。このとき、第１の所定数と第２の所定数とは異なっている。それゆえ、当該比較例のように、基板の表面の他の領域において、送信部及び受信部それぞれを制御する制御回路の配置の自由度も制限される。それゆえ、光モジュールの小型化には、当該実施形態に係る第２の基板２５０のように、補助基板を新たに設ける必要性が生じ、本発明を適用することにより、光ファイバの余長処理を行うことが出来る。本発明の顕著な効果が得られるためには、第１の所定数又は第２の所定数のいずれかは、３以上の整数であるのが望ましい。一方の所定数を、集積化が優先される側の光素子の数とすると、一方の所定数は他方の所定数より小さく、その差が大きくなるときに、本発明の顕著な効果が得られるので、当該一方の所定数は１となっているのがさらに望ましい。

当該実施形態に係る光モジュール１００では、受信部が集積されて、第２の所定数が１となっている。かかる集積型光素子では、光フィルタが内蔵されており、受信用光ファイバは、１本の光ファイバ（第３光ファイバ２０５）となっている。しかし、第２の所定数が２以上の整数である場合、光フィルタを受信部の外部に設ける必要がある。この場合であっても、光フィルタを外部接続用光コネクタと並んで筐体の一端側に配置すればよく、当該光ファイバは第１の基板に対向して並ぶ入力端子と第２の所定数の出力素子を有する。受信用ファイバは、受信部の入力端子と光フィルタの出力端子をそれぞれ接続する第２の所定数の光ファイバ（受信用第１光ファイバ）と、光フィルタの入力端子と外部接続コネクタの受信用素子とを接続する１本の光ファイバ（受信用第２光ファイバ）と、を含んでいてもよい。

また、送信部を集積化してもよく、第２の所定数を３以上の整数（例えば４）として、第１の所定数を１としてもよい。この場合、送信部に、集積型送信用光サブアセンブリが備えられ、光フィルタが集積型送信用光サブアセンブリに内蔵される。それゆえ、受信用の光フィルタが外部接続用光コネクタと並んで、筐体の一端側に配置される。送信用ファイバは、外部接続用の送信用素子と送信部の出力素子とを接続する１本の光ファイバを含む。

当該実施形態に係る光モジュール１００では、第１の輪２６１に送信用光ファイバの余長部分を巻きつけて収納し、第２の輪２６２に受信用光ファイバの余長部分を巻きつけて収納することにより、作業性の向上が実現されている。しかし、光モジュールの小型化の観点からは、複数の光ファイバを、第１の輪に巻かれて収納する光ファイバの本数と、第２の輪に巻かれて収納する光ファイバの本数とを、出来る限り近づけるのが望ましく、これら本数は等しいか、差が１本であるのが望ましい。特に、送信部又は受信部のうち一方の光素子を集積化して、第１の所定数又は第２の所定数のうち一方の所定数を１とする場合、当該一方の光素子のために配置される光ファイバと、当該他方のために配置される光ファイバの一部と、をまとめて、２個の輪のうち一方の輪に巻きつけて収納することにより、２個の輪それぞれに巻かれて収納する光ファイバの本数を近づけることが可能となる。

当該実施形態に係る光モジュール１００では、外部接続用光コネクタ１２０及び光フィルタ１３０と、第１の基板２４０とが、離間して配置されており、その間には、離間空間が存在している。第２の方向の一方側（図１及び図２の右側、図３の左側）に配置される光フィルタ１３０より、５本（第１の所定数以上）の送信用光ファイバ２０１は、離間空間を通り、第２の方向の他方側（図３の右側）に配置される第１の輪２６１に至っている。第１の輪２６１で余長部分が巻きつけて収納され、さらに、５本の送信用光ファイバ２０１のうち、４本の送信用光ファイバ２０１（第１光ファイバ２０３）は、再び、離間空間を通って、第２の方向の一方側に配置される送信部の４個の出力端子に至って接続される。５本の送信用光ファイバ２０１のうち、１本の送信用光ファイバ２０１（第２光ファイバ２０３）は、再び、離間空間を通って、外部接続用光コネクタ１２０の送信用端子１２１に至って接続される。その際に、光ファイバの曲げ半径には制限があることにより、第１の輪２６１は、光フィルタ１３０（一方側）とは反対側（他方側）に配置されるのが望ましい。同様に、第２の方向の他方側（図１及び図２の左側、図３の右側）に配置される外部接続用光コネクタ１２０の受信用端子１２２より、１本（第２の所定数以上）の受信用光ファイバ２０２（第３光ファイバ２０５）は、離間空間を通り、第２の方向の一方側（図３の左側）に配置される第２の輪２６２に至っている。第２の輪２６２で余長部分が巻かれて収納され、さらに、再び、離間空間を通って、第２の方向の他方側に配置される受信部の入力端子に至って接続される。その際に、第２の輪２６２は、外部接続用光コネクタ１２０の受信用端子１２２（他方側）とは反対側（一方側）に配置されるのが望ましい。このとき、第１の輪２６１に巻かれて収納される光ファイバ２００と、第２の輪２６２に巻かれて収納される光ファイバ２００とは、離間空間において交差している。

当該実施形態に係る光モジュール１００に備えられるファイバ収納用トレイ２６０は、
第２の方向に沿って並ぶ第１の輪２６１及び第２の輪２６２よりも、筐体１１０の一端側に、それぞれ、第１のガイド部２６３及び第２のガイド部２６４を、備えている。当該実施形態に係る光モジュール１００では、送信部の４個の出力端子（第２の方向の一方側）と受信部の１個の入力端子（第２の方向の他方側）が第１の基板２４０の表面に第２の方向に沿って並んで配置されている。それゆえ、送信部の４個の出力端子のうち、受信部の近傍に配置される（図１の右側から４番目の）出力端子から第１の輪２６１へ伸びる光ファイバ２００の曲げ半径がもっとも小さくなってしまう。かかる問題を解決するために、送信部の４個の出力端子から伸びる光ファイバ２００は、離間空間を通って、第１の輪２６１に図３に示す時計回りに伸びるよう巻かれて収納されるのが望ましい。同様に、外部接続用光コネクタ１２０の送信用端子１２１は、光フィルタ１３０より、第１の輪２６１側（第２の方向の他方側）に配置されているので、送信用端子１２１から伸びる光ファイバ２００は、離間空間を通って、第１の輪２６１に図３に示す時計回りに伸びるよう巻かれて収納されるのが望ましい。ここで、第２の方向に沿って並ぶ第１の輪２６１及び第２の輪２６２それぞれにおいて、内側端とは輪の円周のうち第２の方向に沿って他の輪に対向している部分と、外側端とは輪の円周のうち第２の方向に沿って筐体１００の内壁に対向している部分と、それぞれ定義する。送信部の４個の出力端子及び外部接続用光コネクタ１２０の送信用端子１２１から伸びる光ファイバ２００が第１の輪２６１に図３に示す時計回りに伸びるよう巻かれるとは、該光ファイバ２００が離間空間を通って、筐体１００の他方側の内壁付近に至り、筐体１００の内壁に沿って、内側端及び外側端のうち、外側端に最初に至ってからさらに伸びるよう巻かれることをいう。このとき、光フィルタ１３０から伸びる光ファイバ２００は、離間空間を通って、第１の輪２６１の内側端に最初に至ってさらに伸びるよう巻かれている。しかし、もしも光ファイバ２００が光フィルタ１３０から離間空間の中心付近を第１の基板２４０の表面側から裏面側へ通り、さらに、フィルタ収納用トレイ２６０の中心付近を通って、第１の輪２６１の内側端に至るとすれば、離間空間において光ファイバの曲げ半径が非常に小さくなってしまうという問題が生じる。光フィルタ１３０から伸びる光ファイバ２００は、第２の方向の一方側から他方側へ離間空間を通過し、さらに、筐体１００の他方側の内壁付近へ延伸した後に屈曲して、第１の輪２６１の内側端に至るのが望ましい。それゆえ、第１のガイド部２６３は、先端が鋭角となる形状（ここでは、三角形状）の突起部を有しており、送信部４個の出力端子（及び送信用端子１２１）から伸びる複数の光ファイバ２００が最大曲げ半径よりも大きい曲げ半径で第１の輪２６１の外側端に最初至ってからさらに伸びることが可能となる。さらに、第１のガイド部２６３は、第１の輪２６１の内側端のさらに内側（第２の輪２６２側）から外側（第２の方向の他方側）へ傾斜しながら筐体１１０の一端側に伸びる内壁部を有しており、光フィルタ１３０から伸びる複数の光ファイバ２００が最大曲げ半径より大きい曲げ半径で、第１の輪２６１の内側端に至ることが可能となる。第２のガイド部２６４は、第１のガイド部２６３と、ファイバ収納用トレイ２６０の（筐体１１０の一端側から他端側に向けて伸びる）中心線に対して、対称となる形状をしており、受信部の入力端子より第２の方向の一方側に配置される外部接続用光コネクタ１２０の受信用端子１２２から伸びる光ファイバ２００が、第２のガイド部２６４により、第２の輪２６２の外側端に最初に至ってからさらに伸びており（図３に示す反時計回りに伸びており）、受信部の入力端子から伸びる光ファイバ２００が、第２のガイド部２６４により、第２の輪２６２の内側端に最初に至って伸びている。第２のガイド部２６４により、受信用端子１２２から伸びる光ファイバ２００が最大曲げ半径よりも大きい曲げ半径で第２の輪２６２の外側端に最初至ってからさらに伸びることが可能となる。さらに、第２のガイド部２６４は、第２の輪２６２の内側端のさらに内側（第１の輪２６１側）から外側（第２の方向の一方側）へ傾斜しながら筐体１１０の一端側に伸びる内壁部を有しており、受信部の入力端子から伸びる光ファイバ２００が最大曲げ半径より大きい曲げ半径で、第１の輪２６１の内側端に至ることが可能となる。ガイド部の形状は、当該実施形態に係るガイド部に限定されることはないのは言うまでもない。

さらに、当該実施形態における光モジュール１００に備えられる送信部及び受信部は、４個の送信側内部接続用光コネクタ１７０及び１個の受信側内部接続用光コネクタ１７１をそれぞれ備えており、光モジュールの生産性が向上している。その理由について、以下の通り、説明する。ファイバ収納用トレイ２６０に光ファイバ２００を巻き取る際に、もしも光ファイバ２００にねじれが発生すると、光ファイバ２００や光ファイバ２００のファイバゆう着部などが劣化する問題が生じてしまうので、光ファイバ２００のねじれを解消するのが望ましい。光ファイバ２００のねじれを解消するためには、ファイバ収納用トレイ２６０に光ファイバ２００を巻き取った後に、光ファイバ２００を光学部品に接合するのが望ましいが、かかる作業により生産性が低下してしまうという問題が生じてしまう。ここで、光学部品とは、外部接続用光コネクタ１２０、送信用光サブアセンブリ１５０、集積型受信用光サブアセンブリ１６０、及び光フィルタ１３０などである。しかしながら、当該実施形態に係る光モジュール１００は、送信側内部接続用光コネクタ１７０や受信側内部接続用光コネクタ１７１を備えており、これらの光コネクタを回転させることにより、光ファイバ２００のねじれを減らすことが出来る。それゆえ、光ファイバ２００をファイバ収納トレイ２６０へ巻き取る前に必要な光学部品を全て光ファイバ２００に接続することが可能となり、生産性が改善されている。

以上、本発明に係る光モジュールについて説明した。本発明は、上記実施形態に限定されることなく、内部に光ファイバを備え、光ファイバの余長処理が必要な光モジュールに、広く適用することが出来る。

１００ 光モジュール、１１０ 筐体、１２０ 外部接続用光コネクタ、１２１ 送信用端子、１２２ 受信用端子、１３０ 光フィルタ、１４０ 電気コネクタ、１４１ コネクタ用ピン、１５０ 送信用光サブアセンブリ、１６０ 集積型受信用光サブアセンブリ、１７０ 送信側内部接続用光コネクタ、１７１ 受信側内部接続用光コネクタ、１８０，１８１，１９０ フレキシブル基板、２００ 光ファイバ、２０１ 送信用光ファイバ、２０２ 受信用光ファイバ、２０３ 第１光ファイバ、２０４ 第２光ファイバ、２０５ 第３光ファイバ、２１０ 送信用光サブアセンブリ収納兼用内部光コネクタハウジング、２２１１ 集積型受信用光サブアセンブリ収納兼用内部光コネクタハウジング、２２０ ドライバＩＣ、２３０ クロックリカバリＩＣ、２４０ 第１の基板、２５０ 第２の基板、２６０ ファイバ収納用トレイ、２６１ 第１の輪、２６２ 第２の輪、２６３ 第１のガイド部、２６４ 第２のガイド部。

Claims (9)

1. 筐体と、
   前記筐体に配置される、第１の基板と、
   外部の伝送線と接続されるよう前記筐体の一端側に、前記第１の基板と離間して配置されるとともに、前記第１の基板に対向して並ぶ送信用端子及び受信用端子を有する、外部接続用光コネクタと、
   前記第１の基板の表面に配置され、前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子及び前記受信用端子に対向して並ぶ第１の所定数の出力端子を有し、入力される電気信号を光信号に変換して、前記第１の所定数の前記出力端子より出力する、送信部と、
   前記第１の基板の前記表面であって前記送信部の側方に配置され、前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子及び前記受信用端子に対向して並ぶ第２の所定数の入力端子を有し、前記第２の所定数の前記入力端子より入力される光信号を電気信号に変換して出力する、受信部と、
   前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子と、前記送信部の前記第１の所定数の前記出力端子と、の間に配置される、前記第１の所定数以上の送信用光ファイバと、
   前記外部接続用光コネクタの前記受信用端子と、前記受信部の前記第２の所定数の前記入力端子と、の間に配置される、前記第２の所定数以上の受信用光ファイバと、
   前記第１の基板の裏面に配置され、前記送信用光ファイバ及び前記受信用光ファイバを収納するための、ファイバ収納用トレイと、
   前記第１の基板の前記表面側であって、前記送信部及び前記受信部に対して、前記外部接続用光コネクタ側とは反対側に配置される、第２の基板と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板と、前記送信部とを接続する送信用フレキシブル基板と、
   を備え、
   前記送信部は、前記第１の所定数の前記出力端子にそれぞれ接続される前記第１の所定数の送信用光サブアセンブリをさらに備え、
   前記送信用フレキシブル基板は、前記第１の所定数の前記送信用光サブアセンブリの少なくとも１の送信用光サブアセンブリの入力側に接続し、前記第１の基板側及び前記第２の基板側の両側に伸びて、それぞれ、前記第１の基板及び前記第２の基板に接続する、
   ことを特徴とする、光モジュール。
2. 筐体と、
   前記筐体に配置される、第１の基板と、
   外部の伝送線と接続されるよう前記筐体の一端側に、前記第１の基板と離間して配置されるとともに、前記第１の基板に対向して並ぶ送信用端子及び受信用端子を有する、外部接続用光コネクタと、
   前記第１の基板の表面に配置され、前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子及び前記受信用端子に対向して並ぶ第１の所定数の出力端子を有し、入力される電気信号を光信号に変換して、前記第１の所定数の前記出力端子より出力する、送信部と、
   前記第１の基板の前記表面であって前記送信部の側方に配置され、前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子及び前記受信用端子に対向して並ぶ第２の所定数の入力端子を有し、前記第２の所定数の前記入力端子より入力される光信号を電気信号に変換して出力する、受信部と、
   前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子と、前記送信部の前記第１の所定数の前記出力端子と、の間に配置される、前記第１の所定数以上の送信用光ファイバと、
   前記外部接続用光コネクタの前記受信用端子と、前記受信部の前記第２の所定数の前記入力端子と、の間に配置される、前記第２の所定数以上の受信用光ファイバと、
   前記第１の基板の裏面に配置され、前記送信用光ファイバ及び前記受信用光ファイバを収納するための、ファイバ収納用トレイと、
   前記第１の基板の前記表面側であって、前記送信部及び前記受信部に対して、前記外部接続用光コネクタ側とは反対側に配置される、第２の基板と、
   前記第１の基板及び前記第２の基板と、前記受信部とを接続する受信用フレキシブル基板と、
   を備え、
   前記受信部は、前記第２の所定数の前記入力端子にそれぞれ接続される前記第２の所定数の受信用光サブアセンブリをさらに備え、
   前記受信用フレキシブル基板は、前記第２の所定数の前記受信用光サブアセンブリの少なくとも１の受信用光サブアセンブリの出力側に接続し、前記第１の基板側及び前記第２の基板側の両側に伸びて、それぞれ、前記第１の基板及び前記第２の基板に接続する、
   ことを特徴とする、光モジュール。
3. 請求項１又は２に記載の光モジュールであって、
   前記第２の基板は、前記送信部又は前記受信部のいずれか又は両方を制御する制御回路を備える、
   ことを特徴とする、光モジュール。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記ファイバ収納用トレイは、前記筐体の前記一端に対して並んで配置される第１の輪と第２の輪を有し、
   前記第１の輪に、前記第１の所定数以上の前記送信用光ファイバが巻かれて収納され、
   前記第２の輪に、前記第２の所定数以上の前記受信用光ファイバが巻かれて収納される、
   ことを特徴とする、光モジュール。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記第２の所定数は、前記第１の所定数より小さい、
   ことを特徴とする、光モジュール。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記筐体の前記一端側であって前記外部接続用光コネクタと並んで配置されるとともに、前記第１の基板に対向して並ぶ出力端子及び前記第１の所定数の入力端子を有する、光フィルタ、をさらに備え、
   前記第１の所定数以上の前記送信用光ファイバは、前記送信部の前記出力端子と前記光フィルタの前記入力端子とをそれぞれ接続する前記第１の所定数の第１光ファイバと、前記光フィルタの前記出力端子と前記外部接続用光コネクタの前記送信用端子とを接続する第２光ファイバと、を含む、
   ことを特徴とする、光モジュール。
7. 請求項１乃至５のいずれかに記載の光モジュールであって、
   前記筐体の前記一端側であって前記外部接続用光コネクタと並んで配置されるとともに、前記第１の基板に対向して並ぶ入力端子及び前記第２の所定数の出力端子を有する、光フィルタ、をさらに備え、
   前記第２の所定数以上の前記受信用光ファイバは、前記受信部の前記入力端子と前記光フィルタの前記出力端子とをそれぞれ接続する前記第２の所定数の第１光ファイバと、前記光フィルタの前記入力端子と前記外部接続用光コネクタの前記受信用端子とを接続する第２光ファイバと、を含む、
   ことを特徴とする、光モジュール。
8. 請求項６に記載の光モジュールであって、
   前記第２の所定数は１であり、
   前記第２の所定数以上の前記受信用光ファイバは、前記外部接続用光コネクタの前記受信用端子と前記受信部の前記入力端子とを接続する１本の第３光ファイバ、を含む、
   ことを特徴とする、光モジュール。
9. 請求項８に記載の光モジュールであって、
   前記第１の所定数は３以上の整数である、
   ことを特徴とする、光モジュール。

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