JP6375155B2

JP6375155B2 - 光モジュール

Info

Publication number: JP6375155B2
Application number: JP2014128995A
Authority: JP
Inventors: 和喜八巻; 宏佳石井; 後藤　文敏; 文敏後藤; 祐樹阿部
Original assignee: 日本オクラロ株式会社
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: JP2016009052A

Description

本発明は、光モジュールに関する。

光通信の分野では、内部に光受信部品（以下、「ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assembly」ともいう。）や光送信部品（以下、「ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly」ともいう。）の一方、あるいは、双方を備えた光モジュールが知られている。光受信部品及び／又は光送信部品には、スリーブを介して光ファイバが取り付けられるようになっている。

こうした光モジュールは、複数のメーカー間でのマルチソースアグリーメント（ＭＳＡ）が締結され、電気特性、光学特性、外形寸法等を同一規格での製品化が進んでいる。光モジュールの外形寸法については、例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓ光通信モジュールＣＦＰ（100 Gigabit Form Factor Pluggable）や、１００Ｇｂｉｔ／ｓ光通信モジュールＣＦＰの外形をさらに小さくしたＣＦＰ２、さらに、１０Ｇｂｉｔ／ｓ光通信モジュールＸＦＰ（10 Gigabit Small Form Factor Pluggable）や、１０Ｇｂｉｔ／ｓ光通信モジュールＳＦＰ＋（Small Form-Factor Pluggable Plus）等のような規格があり、光送信用レセプタクル、光受信用レセプタクル、電気インターフェースカードエッジの位置がこれにより定められている。こうした規格化、小型化の流れは今後も続いていくと考えられる。

なお、特許文献１には、光部品実装作業の高効率化を図ると共にパッケージの平面化を図り、製造コストの低下と、高密度実装を可能にする光モジュールを提供する旨が記載されている。また、特許文献２には、光ファイバに負荷をかけずに、光ファイバや光部品を、効率良く収納することができる収納基板、それを備えた光モジュール、及び、それを備えた収納ボックスを提供することを目的とする旨が記載されている。

特開２００３−５７４５４号公報特開２０１３−７６８３５号公報

光モジュールの小型化や、光モジュールの内部での高密度実装を実現する上では、光モジュールの筐体内部の限られた空間において、光受信部品及び／又は光送信部品を効率的に実装する必要がある。

本発明は、上述の課題に鑑みて、筐体内部の実装の効率化がなされた光モジュールを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するための代表的な光モジュールは以下のとおりである。

（１）本発明に係る光モジュールは、光ファイバが挿通される円筒状内壁面を有するスリーブをハウジングの外部に備えた光送信部品及び／又は光受信部品と、前記光送信部品及び／又は光受信部品が接続された平板状のプリント基板と、前記光送信部品及び／又は光受信部品の前記スリーブを備えた側に配置される所定の厚みを有した部材と、前記光送信部品及び／又は光受信部品を備えた前記プリント基板、および、前記所定の厚みを有した部材を収納する筐体と、を備えた光モジュールであって、前記スリーブの前記円筒状内壁面における中心軸は、前記光送信部品及び／又は光受信部品が接続された前記プリント基板を基準として傾斜した方向となる、ことを特徴とする。

（２）（１）に記載の光モジュールにおいて、前記スリーブの前記円筒状内壁面における中心軸は、前記所定の厚みを有した部材を避けるように、傾斜している、ことを特徴としてもよい。

（３）（１）又は（２）に記載の光モジュールにおいて、前記光送信部品及び／又は光受信部品の前記ハウジングは、前記プリント基板上に配置された部品用トレイを介して前記プリント基板に取り付けられ、前記部品用トレイは、前記プリント基板を基準として、前記ハウジングおよび前記スリーブが傾斜した状態となるように固定する、ことを特徴としてもよい。

（４）（１）又は（２）に記載の光モジュールにおいて、前記光送信部品及び／又は光受信部品は前記プリント基板上に実装され、前記光送信部品及び／又は光受信部品における、前記スリーブが取り付けられた前記ハウジングの側面は、前記プリント基板を基準として垂直となるように固定され、前記スリーブの前記円筒状内壁面は、前記側面に対する法線方向を基準として傾斜した方向となる、ことを特徴としてもよい。

（５）（１）又は（２）に記載の光モジュールにおいて、前記光送信部品及び／又は光受信部品は前記プリント基板上に実装され、前記光送信部品及び／又は光受信部品における前記ハウジングの底面は、前記プリント基板に対して平行となるように固定され、前記光送信部品及び／又は光受信部品における、前記スリーブが取り付けられた前記ハウジングの側面は、前記ハウジングの底面に対して傾斜するように構成され、前記スリーブの前記円筒状内壁面の中心軸は、前記側面の法線方向となるように構成される、ことを特徴としてもよい。

（６）（１）乃至（５）のいずれかに記載の光モジュールにおいて、前記所定の厚みを有した部材は、一又は複数の光ファイバをリング状に束ねたルーティング部の少なくとも一部が収容される光ファイバトレイであって、前記スリーブの前記円筒状内壁面の中心軸は、前記スリーブから前記光ファイバトレイの内部に至るまでの前記光ファイバが、前記ルーティング部および前記光ファイバトレイとの干渉を避けるように傾斜する、ことを特徴としてもよい。

本発明によれば、筐体内部の実装の効率化がなされた光モジュールを提供することができる。

本発明の実施例１に係る光モジュールの筐体内部に収納される部品の様子を概略的に示す平面図である。図１におけるII−II方向の断面を示す図である。実施例２に係る光モジュールを説明するための図である。実施例３に係る光モジュールを説明するための図である。実施例４に係る光モジュールを説明するための図である。

以下、本発明の各実施例を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例１における光モジュール１００の筐体内部に収納される部品の様子を概略的に示す図であり、筐体１０の上板（プリント基板１１を基準として光送信部品２１等が実装される側の板状部材）を取り除いた状態を示すものとなっている。また図２は、図１におけるII−II方向の断面を示す図である。なお、本実施例の光モジュール１００はＣＦＰ２の規格に準拠した外形寸法を有しているが、他の規格に準拠した光モジュールや規格に準拠していない独自サイズの光モジュールであっても本発明の範囲内となる。

図１で示されるように、筐体１０の内部においては平板状のプリント基板１１が固定されており、プリント基板１１上には、主要光部品である光送信部品２１（ＴＯＳＡ）と光受信部品２２（ＲＯＳＡ）が実装されている。また図中右側においては、光送信部品２１に電気信号を供給するドライバや光受信部品２２から出力される電気信号を増幅するアンプ等のＩＣ（Integrated Circuit）９１が配置されており、図２中左側のプリント基板１１上には、光ファイバをリング状に束ねて固定するルーティング部３１を収納する光ファイバトレイ（光ファイバ収納部材）３０が配置されている。

光モジュール１００の外部から入力される光信号は、ルーティング部３１の光ファイバを経て光受信部品２２に入力されて電気信号に変換され、カードエッジコネクタ８１に接続された機器にその電気信号が伝達されるようになっている。また、カードエッジコネクタ８１に接続された機器からの電気信号は、光送信部品２１において光信号に変換され、ルーティング部３１の光ファイバと合波器を経て光モジュール１００の外部にその光信号を供給するようになっている。

ここで、光送信部品２１や光受信部品２２において取り付けられるスリーブ２３は、その内部に形成された円筒状内壁面により光ファイバを直線状に保持して光部品内に誘導する構造となっている。また、スリーブ２３の外側に伸びる光ファイバは、直線状に延伸する部分３２を経て徐々に湾曲し、ルーティング部３１へと至るものとなっている。光ファイバトレイ３０は、光ファイバが許容される曲げ半径以下とならないようにルーティン部３１の経路や、光送信部品２１や光受信部品２２のスリーブ２３からルーティング部３１に至るまでの経路を規制するものとなっている。

そして特に、図２で示されるように、本実施例の光モジュール１００では、光送信部品２１および光受信部品２２の略直方体状に形成されたハウジング２４の側面にて形成されるスリーブ２３の円筒状内壁面の中心軸が斜めに傾斜するように構成されている。具体的には、プリント基板１１が筐体１０の底面に対して略平行となるように固定され、スリーブ２３に挿通された光ファイバの中心軸がプリント基板１１（筐体１０の底面）に対して上側に傾斜している。またスリーブ２３は、２つの円筒状部材によって構成されて、円筒状部材やその内壁面の中心軸が上側に傾斜することで、光ファイバトレイ３０やルーティン部３１との干渉が防止される。そのため、光送信部品２１を光ファイバトレイ３０側に寄せることができ、プリント基板１１のカードエッジコネクタ８１側の部品実装スペースを広げることができ、より多くの部品を実装できるようになる。また、光モジュール１００の筺体１０内の実装の効率化が図れるために、光モジュール１００の小型化に貢献することとなる。

また本実施例においては、光送信部品２１および光受信部品２２が、部品用トレイ２５を介してプリント基板１１に実装される。この部品用トレイ２５は、光送信部品２１および光受信部品２２自体（すなわちハウジング２４とスリーブ２３）を傾斜させてプリント基板１１に固定する固定部材となっており、これにより汎用の光送信部品２１および光受信部品２２を低コストで流用しつつ筐体１０内の高密度実装等をすることができるようになる。

また、光送信部品２１および光受信部品２２のハウジング２４の上面には弾性の放熱シート２６が配置される。放熱シート２６が筐体１０の上板に対して密着することで、光送信部品２１および光受信部品２２が固定され、これらの光部品からの発熱が筐体１０を介して外部へと放熱されることとなる。

図２において示されるように、放熱シート２６としては、スリーブ２３とは反対側に位置する端部にて筐体１０の上板との間に隙間が形成されないように密着しているのがよい。光送信部品２１および光受信部品２２としては、このように放熱シート２６の弾性により、全般的に上板に接触した状態を維持できる傾斜角度とするのが望ましい。またスリーブ２３の円筒状内壁面の傾斜角度としては、プリント基板１１に平行となる平面を基準として０．７度以上２．５度以下とするのがよく、１．０以上１．８度以下、あるいは、１．２度以上１．５度以下とするのが好適となる。

次に、本発明の実施例２の光モジュール１００について説明をする。図３は、図２の場合と同様に、実施例２の光モジュール１００の断面を示す図となっている。実施例２の光モジュール１００は、ハウジング２４の底面がプリント基板１１に対して平行となるように部品用トレイ２５によって固定されて、さらに、スリーブ２４の円筒状内壁面の中心軸がハウジング２４の側面の法線方向を基準として傾斜している点において、実施例１の光モジュール１００と相違している。

また換言すると、実施例２の光モジュール１００のハウジング２４は、実施例１の場合と同様に略直方体形状となっており、ハウジング２４の底面または上面を基準として各側面が垂直となるように構成され、スリーブ２４が側面に対して斜め方向から取り付けられたものとなっている。このように光モジュール１００内にて実装される光送信部品２１および光受信部品２２が構成されることで、光モジュール１００内の高密度実装や小型化に貢献することとなる。

以上のような点を除き、実施例２の光モジュール１００の構成は実施例１の場合とほぼ同様であり、この同様である点についての説明は省略するものとする。

次に、本発明の実施例３の光モジュール１００について説明をする。図４は、図２の場合と同様に、実施例３の光モジュール１００の断面を示す図となっている。実施例３の光モジュール１００は、ハウジング２４の底面がプリント基板１１に対して平行となるように部品用トレイ２５によって固定されつつ、さらに、ハウジング２４におけるスリーブ２３が取り付けられた側面が傾斜して円筒状内壁面の中心軸がプリント基板１１に対して傾斜している点において、実施例１の光モジュール１００と相違している。

また換言すると、実施例３の光モジュール１００のハウジング２４は、II−II方向からみた側面が、上辺と底辺が平行となる台形状、あるいは平行四辺形状となっている。そして、光ファイバトレイ３０側の側面からのスリーブ２３は、当該側面の法線方向に延びるようになっている。

以上のような点を除き、実施例３の光モジュール１００の構成は実施例１の場合とほぼ同様であり、この同様である点についての説明は省略するものとする。

次に、本発明の実施例４の光モジュール１００について説明をする。図５は、図２の場合と同様に、実施例４の光モジュール１００の断面を示す図となっている。実施例４の光モジュール１００では、部品用トレイ２５が存在せずにハウジング２４の底面がプリント基板１１に接触して実装される点と、さらに、ハウジング２４におけるスリーブ２３が取り付けられた側面が傾斜して円筒状内壁面の中心軸がプリント基板１１に対して傾斜している点において、実施例１の光モジュール１００と相違している。

以上のような点を除き、実施例３の光モジュール１００の構成は実施例１の場合とほぼ同様であり、この同様である点についての説明は省略するものとする。なお、実施例４の光モジュール１００としては、例えば実施例２の場合と同様に、ハウジング２４が略直方体状に形成されて、ハウジング２４の側面の法線方向に対してスリーブ２３が傾斜して取り付けられているようなものとであってもよい。

なお、上記の各実施例においては、光送信部品２１と光受信部品２２の双方のスリーブ２３がプリント基板１１に対して傾斜するように実装されているが、光送信部品２１と光受信部品２２のうちの一方のみのスリーブ２３がプリント基板１１に対して傾斜するように実装されているのであってもよい。また各実施例の光モジュール１００では、光送信部品２１と光受信部品２２の双方が筐体１０の内部にて実装されているが、一方のみが実装された光モジュールであっても本発明を適用することは可能である。

なお、上記の各実施例においては、ハウジング２４にてスリーブ２３が取り付けられている側に光ファイバトレイ３０が配置されて、この光ファイバトレイ３０や、ルーティング部３１との干渉を避けるべく、スリーブ２３の円筒状内壁面の中心軸が傾斜しているが、本発明はこのような態様に限定されない。このため例えば、光ファイバトレイ３０とは異なり、かつ、所定の厚みを有する部材が配置されて、当該所定の厚みを有する部材と、スリーブ２３等との干渉を避けるべく、スリーブ２３の円筒状内壁面の中心軸が傾斜していてもよい。

なお、上記の各実施例においては、図２〜図５で示されるように、スリーブ２４が上側に傾斜して、光送信部品２１および光受信部品２２から離れるにつれて、プリント基板１１とスリーブ２４との間のスペースが広がるようになっている。しかしながら本発明としては、例えば、筐体１０の上板側にて所定の厚みを有する部材が固定されて、かつ、スリーブ２４が底側に傾斜し、光送信部品２１および光受信部品２２から離れるにつれて、プリント基板１１とスリーブ２４との間のスペースが狭くなるようにしてもよい。

なお、上記の各実施例においては、図１等で示されるように光ファイバトレイ３０の端部がスリーブ２３の端部と重複しつつ、互いに干渉を避けるべくスリーブ２３が傾斜するようになっているが、本発明はこのような態様に限定されず、これらの端部が重複しておらずともよい。光ファイバトレイ３０とスリーブ２３の端部が重複しないような場合であっても、光ファイバがスリーブ２３から直線状に延伸する部分３２が斜めに傾斜することで、直線状に延伸する部分３２と光ファイバトレイ３０等との干渉が発生しづらくなり、筐体１０の内部にて高密度となる実装を実現することができる。さらに、上記の各実施例においては、光送信部品２１や光受信部品２２がプリント基板１１に搭載されている場合について説明したが、光送信部品２１や光受信部品２２がプリント基板１１に搭載されず、例えばプリント基板１１の前方に配置されて電気的に接続されている場合であっても本願発明の効果は得られる。例えば厚みが薄い光モジュールの場合などに、プリント基板１１上に光送信部品等を搭載せずに、その前方であって光ファイバトレイ３０との間に配置することで筺体１０の内部における部品の高さを抑えることができ、かつスリーブ２３を傾斜させてその一部を光ファイバトレイ３０の上部に重ねることで、長手方向の増長を抑えることができる。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記の実施例で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成、又は、同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０筐体、１１プリント基板、２１光送信部品、２２光受信部品、２３スリーブ、２４ハウジング、２５部品用トレイ、２６放熱シート、３０光ファイバトレイ、３１ルーティング部、３２直線状に延伸する部分、８１カードエッジコネクタ部、９１ＩＣ、１００光モジュール。

Claims

光ファイバが挿通される円筒状内壁面を有するスリーブをハウジングの外部に備えた光送信部品及び／又は光受信部品と、
前記光送信部品及び／又は光受信部品が接続された平板状のプリント基板と、
前記光送信部品及び／又は光受信部品の前記スリーブを備えた側に配置される所定の厚みを有した部材と、
前記光送信部品及び／又は光受信部品を備えた前記プリント基板、および、前記所定の厚みを有した部材を収納する筐体と、を備えた光モジュールであって、
前記スリーブの前記円筒状内壁面における中心軸は、前記光送信部品及び／又は光受信部品が接続された前記プリント基板を基準として傾斜した方向であり、
前記光送信部品及び／又は光受信部品の前記ハウジングは、前記プリント基板上に配置された固定部材を介して前記プリント基板に取り付けられ、
前記固定部材は、前記プリント基板を基準として、前記ハウジングおよび前記スリーブが傾斜した状態となるように固定する、
ことを特徴とする光モジュール。
請求項１に記載された光モジュールであって、
前記スリーブの前記円筒状内壁面における中心軸は、前記所定の厚みを有した部材を避けるように、傾斜している、
ことを特徴とする光モジュール。
請求項１又は２に記載された光モジュールであって、
前記所定の厚みを有した部材は、一又は複数の光ファイバをリング状に束ねたルーティング部の少なくとも一部が収容される光ファイバトレイであって、
前記スリーブの前記円筒状内壁面の中心軸は、前記スリーブから前記光ファイバトレイの内部に至るまでの前記光ファイバが、前記ルーティング部および前記光ファイバトレイとの干渉を避けるように傾斜する、
ことを特徴とする光モジュール。