JPH0815578A

JPH0815578A - 光通信モジュール

Info

Publication number: JPH0815578A
Application number: JP15190094A
Authority: JP
Inventors: Shohei Yumita; 昌平弓田; Makoto Ishibashi; 真石橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成でモジュール本体の回路基板への固
定力を強固にするとともに、部品点数を削減でき安価で
高信頼性の光通信モジュールを提供する。【構成】光モジュール固定用ランド１４およびリード線
固定用ランド１３を有する回路基板１０と、この回路基
板１０のリード線固定用ランド１３に接続されるリード
線２をもった発光素子１を有するとともに発光素子１を
保持し光モジュール固定用ランド１４に固定するモジュ
ール固定部５を一体形成した発光素子ホルダ３を有する
光ファイバ結合用のモジュール本体９とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光通信システムにお
ける光信号を送信または受信する光通信モジュールに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の光信号を送信する光通信
モジュールのモジュール本体を示す断面図である。１は
発光素子、２はそのリード線、６は発光素子からの光を
集束するレンズ、８は光ファイバが挿入されるレセプタ
クル、７はレンズホルダ、３は発光素子ホルダであり、
光通信モジュールは一般にこれらの部品から構成されて
いる。

【０００３】送信される信号が発光素子１により光信号
に変換され、さらにレンズ６により集束されて光ファイ
バに入射するが、これらの部品は光学的結合効率が高く
なるように調整固定されている。つぎにこのような構成
からなる従来のモジュール本体の回路基板への固定方法
について図７を用いて説明する。図７は従来の光通信モ
ジュールを示す斜視図であり、図７において、９は光通
信モジュール本体、１は発光素子、２は発光素子リード
線、１０は回路基板、１２は発光素子駆動回路、１８は
モジュール固定板、１９はモジュール固定板用ランド、
１１はコネクタである。

【０００４】図７に示すように従来、モジュール本体９
の回路基板１０への取付は、まず発光素子１の複数本か
らなる発光素子リード線２を鉛合金（以下はんだ）によ
り実装固定され、さらに固定強度を補強するために、導
電性金属からなるばね性を持ったモジュール固定板１８
を光通信モジュール本体９の上部からモジュール固定板
用ランド１９にはんだにより実装固定している。しかし
回路基板脱着時に加わる発光素子リード線２へのストレ
スを絶対的に回避するものではない。

【０００５】またモジュール固定板１８を回路基板１０
のグランドに接地することでモジュール本体９に帯電す
る静電ノイズを除去している。また発光素子駆動回路１
２から発光素子１のリード線２を経由して流れる高速の
駆動電流により電磁ノイズが放射され、これを遮閉する
ためモジュール固定板１８のばね性によりモジュール本
体９と接触しグランド電位との導通を図り、発光素子リ
ード線２をモジュール固定板１８が覆う構造とすること
でシールドしている。しかし、モジュール本体９との導
通はモジュール固定板１８のばね性による機械的な接触
であるため、回路基板１０のグランド電位との間に容量
性インピーダンスが寄生し静電ノイズの発生の原因とな
っている。

【０００６】また光ファイバからの光信号を電気信号へ
変換する受光素子を有する従来の光通信モジュールにお
いても、同様にモジュール固定板１８により固定力の補
強および電磁ノイズのシールド対策が採られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光通信モジュー
ルでは、以下のような問題点を有していた。すなわち、
外部から加わるストレスに対しては強固にモジュール本
体９を保持することが重要であり、特に回路基板上のコ
ネクタ１１の抜き差しおよび光ファイバの挿抜により加
わるストレスは発光素子リード線２に対して影響を与
え、発光素子リード線２の変形や断線等信頼性の低下の
原因になっていた。

【０００８】またこの問題を回避するため、特別な部材
である固定力補強用のモジュール固定板１８を回路基板
へ固定する必要があるが、部品点数が増加するとともに
組立性が困難であったため、光通信モジュールのローコ
スト化ができなかった。さらに発光素子１を発光させる
ため駆動回路１２から流れる駆動電流は高速で大電流が
流れ、一方で別の受信用光通信モジュールに搭載される
受光素子は一般的に受光した光信号を微少な電流値に変
換し、発光素子１の駆動電流に比べて極めて微少な値で
ある。したがって発光素子１のリード線２から放射され
る電磁ノイズが受信信号に悪影響を与え、送受信におけ
るエラーレートの低下を引き起こす原因となる。

【０００９】また、従来のモジュール固定板１８とモジ
ュール本体９との電気的導通はばね性による接触である
ため、回路基板１０のグランド電位と完全に共通の電位
に保つことができず両者間に容量性インピーダンスが発
生していた。このため光通信モジュールに帯電する静電
ノイズが発生し、また放射される電磁ノイズの遮閉効果
も十分でなく、送信信号や受信信号のＳ／Ｎの低下を招
き、エラーレートに対するマージンが低下するという問
題があった。

【００１０】したがって、この発明の目的は、上述の問
題を解決し、簡単な構成でモジュール本体の回路基板へ
の固定力を強固にするとともに、部品点数を削減でき安
価で高信頼性の光通信モジュールを提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の光通信モジュ
ールは、素子固定部および素子接続部を有する回路基板
と、この回路基板の素子接続部に接続されるリード線を
もった光素子を有するとともに光素子を保持し素子固定
部に固定するモジュール固定部を一体形成した光素子ホ
ルダを有する光ファイバ結合用のモジュール本体とを備
えたものである。

【００１２】請求項２の光通信モジュールは、請求項１
において、光素子ホルダは、リード線を電磁遮蔽する電
磁遮蔽部を有するものである。請求項３の光通信モジュ
ールは、請求項２において、モジュール固定部と電磁遮
蔽部は一体形成されているものである。請求項４の光通
信モジュールは、請求項３において、素子固定部をグラ
ンド電位に接続された固定用ランドとしたものである。

【００１３】請求項５の光通信モジュールは、請求項４
において、素子ホルダが円筒状であり、モジュール固定
部は素子ホルダの端部より軸方向に延出しているもので
ある。請求項６の光通信モジュールは、請求項５におい
て、電磁遮蔽部を素子ホルダの端部より軸方向に延出し
た断面円弧状としたものである。

【００１４】請求項７の光通信モジュールは、請求項６
において、素子固定部が係止孔を有し、モジュール固定
部は係止孔に係止する突起部を有するものである。請求
項８の光通信モジュールは、請求項１、請求項２、請求
項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に
おいて、光素子を電気信号を光信号に変換する発光素子
としたものである。

【００１５】請求項９の光通信モジュールは、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項
６または請求項７において、光素子を光信号を電気信号
に変換する受光素子としたものである。

【００１６】

【作用】請求項１の光通信モジュールによれば、回路基
板に実装された駆動回路の信号を発光素子の光素子が光
信号に変換して光ファイバに入射し、光ファイバより受
光した受光素子の光素子が光信号を電気信号に変換し、
回路基板の増幅回路等に入力される。

【００１７】この場合、光素子ホルダにモジュール固定
部を一体に形成し、このモジュール固定部を回路基板の
素子固定部に固定したため、簡単な構成により光素子ホ
ルダの回路基板への固定力が増大し、モジュール本体が
強固に回路基板に固定されるので、光ファイバの抜き差
し時や回路基板の着脱時に光素子のリード線に加わるス
トレスを回避することができ、高信頼性を確保できると
ともに、従来と比較して部品点数を削減できるので組立
性が良好になり安価にできる。

【００１８】請求項２の光通信モジュールによれば、請
求項１において、光素子ホルダは、リード線を電磁遮蔽
する電磁遮蔽部を有するため、請求項１の作用のほか、
光通信モジュールから放射する電磁ノイズの遮蔽や、外
来ノイズの影響を容易に抑制することができエラーレー
トの向上が可能になる。請求項３の光通信モジュールに
よれば、請求項２において、モジュール固定部と電磁遮
蔽部は一体形成されているため、請求項２の作用のほ
か、モジュール本体の製造が容易になる。

【００１９】請求項４の光通信モジュールによれば、請
求項３において、素子固定部をグランド電位に接続され
た固定用ランドとしたため、請求項３の作用のほか、共
通インピーダンスを保つことがで可能となり、静電ノイ
ズの除去が可能になる。請求項５の光通信モジュールに
よれば、請求項４において、素子ホルダが円筒状であ
り、モジュール固定部は素子ホルダの端部より軸方向に
延出しているため、請求項４の作用のほか、光素子ホル
ダの製造が容易になる。

【００２０】請求項６の光通信モジュールによれば、請
求項５において、電磁遮蔽部を素子ホルダの端部より軸
方向に延出した断面円弧状としたため、請求項５の作用
のほか、光素子ホルダの製造がさらに容易になる。請求
項７の光通信モジュールによれば、請求項６において、
素子固定部が係止孔を有し、モジュール固定部は係止孔
に係止する突起部を有するため、請求項６の作用のほ
か、はんだ付けする場合の熱伝導性を高められ、モジュ
ール固定部と素子固定部の固定が容易になる。

【００２１】請求項８の光通信モジュールによれば、請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請
求項６または請求項７において、光素子を電気信号を光
信号に変換する発光素子としたため、請求項１、請求項
２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請
求項７と同作用がある。請求項９の光通信モジュールに
よれば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請
求項５、請求項６または請求項７において、光素子を光
信号を電気信号に変換する受光素子としたため、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項
６または請求項７と同作用がある。

【００２２】

【実施例】この発明の第１の実施例について図１および
図２を用いて説明する。まず図２は、この発明の第１の
実施例を示す光通信モジュールのモジュール本体の主要
断面図である。１は発光素子、２は発光素子リード線、
３は導電性金属製の発光素子ホルダ、４は電磁遮蔽部、
５は発光素子ホルダ３に設けられたモジュール固定部、
６はレンズ、７はレンズホルダ、８はレセプタクルであ
る。円筒状のレンズホルダ７にレンズ６が挿入固定さ
れ、一端に回路基板１０に取付けるモジュール固定部５
と電磁遮蔽部４を一体形成した円筒状の発光素子ホルダ
３に発光素子１が挿入され、溶接により固定される。レ
セプタクル８は光ファイバ（図示せず）が挿入された
時、発光素子１からの光信号を最も効率よく入射するよ
うに結合関係が調整され発光素子ホルダ３と溶接されて
いる。さらにモジュール固定部５と電磁遮蔽部４は一体
形成され、数本からなる発光素子リード線２を上部から
ドーム状に覆う構造となっており、発光素子ホルダ３の
一端から円周方向に垂直な面を一部切断することによ
り、発光素子ホルダ３の一端から断面円弧状で軸方向に
延出するように電磁遮蔽部４が形成され、その両側にモ
ジュール固定部５が形成されている。

【００２３】図１は、第１の実施例を示す斜視図であ
る。図１において、１０は回路基板、１１はコネクタ、
１２は駆動回路、１３は発光素子リード線２の接続部で
あるリード線固定用ランド、１４は素子固定部となる光
モジュール固定用ランドである。発光素子リード線２は
回路基板１０のリード線固定用ランド１３に半田による
固定作業が容易なように略直角に折り曲げられている。
そして、図１に示すように、モジュール本体９の発光素
子リード線２が回路基板１０上のリード線固定ランド１
３へはんだ付けされ、またモジュール固定部５がリード
線固定ランド１３を挟む位置に設けられたモジュール固
定用ランド１４にはんだによって簡単に取付けられて、
回路基板１０に固定され固定力が強化される。

【００２４】この光通信モジュールは、伝送される信号
がコネクタ１１を介して駆動回路１２に入り、さらに駆
動回路１２によって信号に応じた変調電流とバイアス電
流を発光素子リード線２を通して発光素子１に供給し、
発光素子１はその駆動電流に従って光信号に変換し光フ
ァイバを通して伝送される。なお回路基板１０はコネク
タ１１によって上位の他の回路基板と接続し固定され、
コネクタ１１の抜き差しにより回路基板１０の脱着が可
能なようになっている。

【００２５】この実施例によれば、モジュール固定部５
が素子固定部であるモジュール固定用ランド１４にはん
だ付けされているため、光ファイバが抜き差しされる時
や回路基板１０を脱着する時において、モジュール本体
９は発光素子リード線２に加わるストレスを回避するこ
とが可能である。またモジュール固定用ランド１４は回
路基板１０のグランド電位と接地しており、導電性金属
からなる発光素子ホルダ３を他の部材を全く介すること
なくグランド電位に接続することができる。よってモジ
ュール本体９とグランド電位間の寄生容量を抑え完全に
共通のインピーダンスに保つことができ、モジュール本
体９に帯電する静電ノイズをほぼ完全に除去することが
可能となる。また発光素子リード線２には高速の駆動電
流が流れるため、発光素子リード線２の浮遊容量によっ
て電磁ノイズが放射される。さらにグランドに接地した
電磁遮蔽部４が発光素子リード線２を覆う断面円弧形の
ドーム状の構造となっているため、発光素子リード線２
の上方向や横方向へ放射される電磁ノイズを容易に遮閉
することが可能となる。

【００２６】このように、モジュール本体９の固定力お
よびシールド性が簡単に向上し、信頼性の高い低コスト
の光通信モジュールを提供することが可能となり、この
発明の第１の実施例の効果は極めて大きい。この発明の
第２の実施例を図３に示す。すなわち、図３は第３の実
施例の光通信モジュールの斜視図であり、光モジュール
用固定ランド１４上に設けられた係止孔であるスルーホ
ール１６に貫通係止できるような突起状の固定ピン１５
を、モジュール固定部５に一体に形成している。その他
は、第１の実施例と同様であり、同一の機能の部分に同
じ符合を付している。この実施例によれば、モジュール
固定部５のはんだの熱伝導性を高め、回路基板１０への
固定がさらに容易になるほか、第１の実施例と同様の効
果が得られる。

【００２７】この発明の第３の実施例を図４に示す。す
なわち、図４は第３の実施例の光通信モジュールの斜視
図であり、光素子ホルダ３の電磁遮蔽部４を切断し、光
素子ホルダ３の端部より軸方向に延出するように、モジ
ュール固定部５を二つ部分に分離したものであり、はん
だの熱伝導性を高めるようにしている。このような構成
であっても回路基板１０との固定力は補強可能であり、
また発光素子リード線２から発する電磁ノイズの遮閉効
果は少ないが、光モジュール用固定ランド１４をグラン
ドに接地することにより光モジュール９の静電ノイズの
除去効果は、第１の実施例と同様に得ることが可能であ
る。

【００２８】この発明の第４の実施例を図５に示す。す
なわち、図５は第４の実施例の光通信モジュールの斜視
図であり、この発明の送信用光通信モジュールのモジュ
ール本体９と受信用光通信モジュールのモジュール本体
１７が同一の回路基板１０上に実装されデータの双方向
の通信が可能な一例を示している。モジュール本体１７
は、送信用と同様にモジュール固定部５と電磁遮蔽部４
を円筒状の受光素子の光素子ホルダに一体形成されてお
り、グランドに接地した回路基板１０上のモジュール固
定ランド１４に固定され、その固定力はモジュール本体
９と同様の補強効果が得られるのは言うまでもない。図
５において、１８は受信アンプであり、その他の第１の
実施例と共通する部分は同一符合を付している。

【００２９】送信用光通信モジュールのモジュール本体
９によって光信号を送信し、同時に光ファイバを通って
送られてきた光受信信号は受信用光通信モジュールのモ
ジュール本体１７によって電気信号に変換され、さらに
受信アンプ１８によって増幅され他の上位の回路へコネ
クタ１１を介して送られる。また小型化のためモジュー
ル本体９，１７間の距離は非常に接近して実装されてお
り送信用光通信モジュールのモジュール本体９から発す
る電磁ノイズの影響を抑制することが重要である。送信
データが伝送される時送信用光通信モジュールのモジュ
ール本体９に駆動電流が流れ、一般に数十ｍＡという大
電流が流れかつ高速に変化することになり、一方で受光
素子１は１ｍＷの光を受光した時に０．５ｍＡ程度の微
少電流値に変換される。この場合発光素子１の駆動電流
に比べて非常に微少な値であり、発光素子のリード線２
から放射される電磁ノイズが受信信号のエラーレートに
与える影響は大きい。しかしながら、図５に示すように
受信用光通信モジュール１７の電磁遮蔽部４により受光
素子のリード線を覆うことにより隣接するモジュール本
体９からの影響を防止することが可能である。

【００３０】なお、この発明の光通信モジュールにおい
て、モジュール固定部５および電磁遮蔽部４の形状は上
記した実施例に限定されるものではなく、他の異なる形
状であってもこの発明の概念から逸脱するものではな
い。また従来用いられていたような電磁遮閉板を併用
し、ドーム状の電磁遮蔽部４の開口した部分を完全に閉
じるような構成にしても構わない。この場合さらに電磁
遮閉効果が増すことになる。さらに前記した実施例で示
した発光素子１は一般に光通信モジュールで用いられて
いるレーザダイオードあるいはＬＥＤに実施可能なこと
は言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の光通信モジュールによれば、
光素子ホルダにモジュール固定部を一体に形成し、この
モジュール固定部を回路基板の素子固定部に固定したた
め、簡単な構成により光素子ホルダの回路基板への固定
力が増大し、モジュール本体が強固に回路基板に固定さ
れるので、光ファイバの抜き差し時や回路基板の着脱時
に光素子のリード線に加わるストレスを回避することが
でき、高信頼性を確保できるとともに、従来と比較して
部品点数を削減できるので組立性が良好になり安価にで
きるという効果がある。

【００３２】請求項２の光通信モジュールによれば、請
求項１において、光素子ホルダは、リード線を電磁遮蔽
する電磁遮蔽部を有するため、請求項１の効果のほか、
光通信モジュールから放射する電磁ノイズの遮蔽や、外
来ノイズの影響を容易に抑制することができエラーレー
トの向上が可能になる。請求項３の光通信モジュールに
よれば、請求項２において、モジュール固定部と電磁遮
蔽部は一体形成されているため、請求項２の効果のほ
か、モジュール本体の製造が容易になる。

【００３３】請求項４の光通信モジュールによれば、請
求項３において、素子固定部をグランド電位に接続され
た固定用ランドとしたため、請求項３の効果のほか、共
通インピーダンスを保つことがで可能となり、静電ノイ
ズの除去が可能になる。請求項５の光通信モジュールに
よれば、請求項４において、素子ホルダが円筒状であ
り、モジュール固定部は素子ホルダの端部より軸方向に
延出しているため、請求項４の効果のほか、光素子ホル
ダの製造が容易になる。

【００３４】請求項６の光通信モジュールによれば、請
求項５において、電磁遮蔽部を素子ホルダの端部より軸
方向に延出した断面円弧状としたため、請求項５の効果
のほか、光素子ホルダの製造がさらに容易になる。請求
項７の光通信モジュールによれば、請求項６において、
素子固定部が係止孔を有し、モジュール固定部は係止孔
に係止する突起部を有するため、請求項６の効果のほ
か、はんだ付けする場合の熱伝導性を高められ、モジュ
ール固定部と素子固定部の固定が容易になる。

【００３５】請求項８の光通信モジュールによれば、請
求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請
求項６または請求項７において、光素子を電気信号を光
信号に変換する発光素子としたため、請求項１、請求項
２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請
求項７と同効果がある。請求項９の光通信モジュールに
よれば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請
求項５、請求項６または請求項７において、光素子を光
信号を電気信号に変換する受光素子としたため、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項
６または請求項７と同効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の光通信モジュールの
斜視図である。

【図２】そのモジュール本体を示す主要断面図斜視図で
ある。

【図３】第２の実施例の斜視図である。

【図４】第３の実施例の斜視図である。

【図５】第４の実施例の斜視図である。

【図６】従来例の光信号を送信する光通信モジュールの
モジュール本体を示す主要断面図である。

【図７】従来例の斜視図である。

【符号の説明】

１発光素子２発光素子リード線３発光素子ホルダ４電磁遮蔽部５モジュール固定部６レンズ７レンズホルダ８レセプタクル９モジュール本体１０回路基板１１コネクタ１２発光素子駆動回路１３素子接続部であるリード線固定用ランド１４素子固定部であるモジュール固定用ランド１５突起部である固定ピン１６係止孔であるスルーホール１７受信用光通信モジュールのモジュール本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素子固定部および素子接続部を有する回
路基板と、この回路基板の前記素子接続部に接続される
リード線をもった光素子を有するとともに前記光素子を
保持し前記素子固定部に固定するモジュール固定部を一
体形成した光素子ホルダを有する光ファイバ結合用のモ
ジュール本体とを備えた光通信モジュール。
【請求項２】光素子ホルダは、リード線を電磁遮蔽す
る電磁遮蔽部を有する請求項１記載の光通信モジュー
ル。
【請求項３】モジュール固定部と電磁遮蔽部は一体形
成されている請求項２記載の光通信モジュール。
【請求項４】素子固定部は、グランド電位に接続され
た固定用ランドである請求項３記載の光通信モジュー
ル。
【請求項５】素子ホルダは円筒状であり、モジュール
固定部は素子ホルダの端部より軸方向に延出している請
求項４記載の光通信モジュール。
【請求項６】電磁遮蔽部は素子ホルダの端部より軸方
向に延出した断面円弧状である請求項５記載の光通信モ
ジュール。
【請求項７】素子固定部は係止孔を有し、モジュール
固定部は係止孔に係止する突起部を有する請求項６記載
の光通信モジュール。
【請求項８】光素子は電気信号を光信号に変換する発
光素子である請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６または請求項７の光通信モジュ
ール。
【請求項９】光素子は光信号を電気信号に変換する受
光素子である請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６または請求項７の光通信モジュ
ール。