(57)【要約】【課題】発光／受光サブアセンブリの光学系路中に配した電磁シールド部材により、確実に高周波の電磁放射ノイズの漏出と侵入を抑制することができる光伝送モジュールを提供する。【解決手段】発光／受光素子５を備え、光ファイバ６により光信号の送受信を行なう光伝送モジュールであって、発光／受光素子５と光ファイバ６との中間に信号光が集光される第１の焦点部９を有し、発光／受光素子又は光ファイバ６の端部に第２の焦点部１０、１０’を有する光学系路と、第１の焦点部９に開口１１ａを有する電磁シールド部材１１とを備える。電磁シールド部材１１の開口１１ａは、集光された信号光が通る程度で、０.１ｍｍφ〜０.２ｍｍφの丸孔とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光／受光素子を備え、光ファイバにより光信号の送受信を行なう光伝送モジュールであって、
前記発光／受光素子と前記光ファイバとの中間に信号光が集光される第１の焦点部を有し、前記発光／受光素子又は前記光ファイバの端部に第２の焦点部を有する光学系路と、前記第１の焦点部に開口を有する電磁シールド部材とを備えていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項２】
前記電磁シールド部材は、集光された信号光が通る程度の開口を有していることを特徴とする請求項１に記載の光伝送モジュール。
【請求項３】
前記開口の大きさは、０.１ｍｍφ〜０.２ｍｍφの丸孔であることを特徴とする請求項２に記載の光伝送モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ＬＡＮ等の高速光通信の送受信器として用いるような光トランシーバ等の光伝送モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光トランシーバは、発光素子と受光素子を備え、光コネクタを介して光信号を送受信する光伝送モジュールで、複数の電子部品、電子回路及び回路基板が収納される本体部と、光コネクタが着脱可能に接続されるレセプタクル部とを有している。この光トランシーバは、例えば、ホスト装置のケージに着脱可能に挿入されて、ケージの奥部に配された電気コネクタと電気的に接続される。
【０００３】
光伝送モジュールは、例えば、特許文献１に示すように、その筐体部分又はケース部分を金属製として電磁シールドすることが行なわれている。また、前記特許文献１には、金属ケース本体と蓋本体との隙間、及びレセプタクル部の挿入口に生じる隙間を塞ぐようなシールド壁を設け、また、組み立ての容易性を考慮してバネ弾性を利用した取り付け構造が用いられている。そして、この構成とすることにより、光学素子やプリント基板から放射される電磁放射ノイズが外部に漏れるのを防止し、また、外部からの電磁放射ノイズにより悪影響を受けるのを回避できるとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、発光／受光サブアセンブリを金属製のブロックを介して、回路基板に堅固に固定することが開示されている。これにより、光伝送モジュールをケージ内の電気コネクタと着脱するときの力、レセプタクル部分に光コネクタを着脱させるときの力が働いても、発光／受光サブアセンブリの光学的結合に影響が生じないようにしている。また、金属製のブロックは、レセプタクル部分の矩形開口より十分大きく形成されるので、レセプタクル部分の開口を通じて内部で発生したノイズを外部に漏出させず、外部で発生したノイズの侵入を阻止できるとしている。
【特許文献１】特開２００３−２７０４９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１２６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光コネクタを挿着するレセプタクル部を備えた光伝送モジュールでは、発光素子を内蔵する発光サブアセンブリ、或いは受光素子を内蔵する受光サブアセンブリをスリーブ状にして組立てている。このスリーブ状の発光／受光サブアセンブリは、最小でも外径３ｍｍ程度はある。これを、レセプタクル部分を仕切る筐体に挿通させるには、少なくとも３ｍｍφの通し孔を開ける必要がある。しかし、使用周波数帯域が、１０ＧＨｚ以上といった高い周波数では、この３ｍｍφの孔は無視できないサイズである。このような高周波の電磁放射ノイズは、発光／受光サブアセンブリを挿通させる程度の小さな開口部であっても、この開口部を通して漏れやすく侵入しやすい。
【０００６】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、発光／受光サブアセンブリの光学系路中に配した電磁シールド部材により、確実に高周波の電磁放射ノイズの漏出と侵入を抑制することができる光伝送モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による光伝送モジュールは、発光／受光素子を備え、光ファイバにより光信号の送受信を行なう光伝送モジュールであって、発光／受光素子と光ファイバとの中間に信号光が集光される第１の焦点部を有し、発光／受光素子又は前記光ファイバの端部に第２の焦点部を有する光学系路と、第１の焦点部に開口を有する電磁シールド部材とを備える。電磁シールド部材の開口は、集光された信号光が通る程度で、０.１ｍｍφ〜０.２ｍｍφの丸孔とするのが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１の焦点部では信号光が集光されているので、第１の焦点部に配された電磁シールド部材に設ける信号光を通すのに必要な開口は、発光／受光サブアセンブリの外径より極めて小さく形成することができる。この結果、開口部分からの高周波の電磁放射ノイズの漏出と侵入を確実に抑制することができる。また、電磁シールド部材は、ノイズ発生源となる発光／受光素子から離れて配置されるので、電磁シールド部材の開口部分から外部に漏出しようとする電磁放射ノイズのレベルを減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の光伝送モジュールの使用形態を示す図、図２は本発明の概略を説明する図である。図中、１は光伝送モジュール、１ａはレセプタクル部、２はケージ、３はフェースプレート、３ａはプレート開口、４は筐体基板、５は発光／受光素子、５ａは発光素子、５ｂは受光素子、６は光ファイバ、７は第１のレンズ、８は第２のレンズ、９は第１の焦点部、１０，１０’は第２の焦点部、１１は電磁シールド部材、１１ａは開口を示す。
【００１０】
本発明による光伝送モジュール１は、図１に示すように、ホスト装置のフェースプレート３のプレート開口３ａから、ケージ２内に着脱可能に装着されるように構成される。光伝送モジュール１は、例えば、筐体を兼ねるケース部分を金属で形成し、電磁シールド機能を持たせることができる。また、ケージ２自体を金属製とし、フェースプレート３等を通じて筐体基板４に接地接続し電磁シールド機能を持たせることができる。
【００１１】
また、光伝送モジュール１には、発光／受光素子等の光部品、光信号の送受信を行なうための増幅素子等の電子部品や電子回路、及び、これらを実装するための回路基板等（図示せず）を備えている。回路基板は、光伝送モジュール本体部の後方に延び、その後端にエッジコネクタを有し、ケージ２の奥部に配されたジャックコネクタに挿入されて電気的に接続される。
【００１２】
光伝送モジュール１の前部には、レセプタクル部１ａが設けられ、その奥部には、後述する発光素子又は受光素子を組み込んだ発光／受光サブアセンブリが搭載される。レセプタクル部１ａの矩形開口には、ラッチ型のＬＣ光コネクタ等が着脱可能に挿入され、発光／受光サブアセンブリに光信号を伝送する光ファイバケーブルが接続される。
【００１３】
高周波の帯域で作動される光伝送モジュール１では、内部に収納される発光素子、受光素子並びに他の増幅回路等からの電磁放射ノイズが外部に漏れるのを防止し、また、外部からの電磁放射ノイズにより悪影響を受けるのを回避する必要がある。これらの電磁放射ノイズは、光伝送モジュール１を金属製ケースで囲うなどしてシールドすることができるが、入出力信号光を送受する光学系路を完全にシールドすることはできない。
【００１４】
図２は、本発明の光伝送モジュールにおける光ファイバ６と光結合する発光／受光素子５との光学系路を示している。この光学系路で、光ファイバ６からの入力信号光を受光素子５ｂで受光する場合を想定すると、光ファイバ６から出射された入力信号光は第１のレンズ７により第１の焦点部９で一旦集光させる。集光された入力信号光は、第１の焦点部９を通過した後、第２のレンズ８により第２の焦点部１０で再度集光され、受光素子５ｂで受光する。
【００１５】
反対に発光素子５ａからの出力信号光を光ファイバ６で外部に送出する場合を想定すると、発光素子５ａから出射された出力信号光は、第２のレンズ８により第１の焦点部９で一旦集光させる。集光された出力信号光は、第１の焦点部９を通過した後、第１のレンズ７により第２の焦点部１０’で再度集光され、光ファイバ６に入射させ外部に送出する。
【００１６】
本発明では、上述したように光ファイバ６と発光／受光素子５との間で、信号光を集光する第１の焦点部９を有している。この第１の焦点部９では、集光された信号光を通過させるだけの小さい開口があれば、信号光を送受信させることができる。したがって、この第１の焦点部９に、集光された信号光を通過させる程度の開口１１ａを有する電磁シールド部材１１を配置することにより、電磁シールドされない面積を最小限にすることができる。また、この電磁シールド部材１１は、ノイズ源となる発光／受光素子５と開口１１ａとの距離を離すことができるので、外部に漏出するノイズのレベルを減衰させることができる。
【００１７】
開口１１ａの大きさは、焦点部での光のスポットサイズ、すなわち光源のサイズに依存するが、発光モジュールの場合発光素子である半導体レーザの出射光のスポットサイズは数μｍ、大きくても数十μｍφ程度である。一方、受光モジュールの場合、光源となるファイバのコアのサイズも半導体レーザの場合と同程度であるので、この電磁シールド部材１１にもうけら得る開口１１ａのサイズは０．１ｍｍφ〜０．２ｍｍφ程度であれば十分である。これ以上大きな場合にはシールド効果が減じられる。また、これ以上小さい場合には、電磁シールド部材１１の光軸に対する調芯に精度を要することとなる。さらに、開口の形状は円形、すなわち丸孔にすることが、同じ開口面積であってもシールド効果が最大となる。
【００１８】
図３は、上述した光伝送モジュールの光学系路を具体化する一例を示す図で、図３（Ａ）は発光／受光サブアセンブリの実施形態の一例を示す図、図３（Ｂ）は発光／受光サブアセンブリの取り付け形態を示す図である。図中、１２は発光／受光サブアセンブリ、１３，１４は内部壁、１３ａ，１４ａは保持溝、１５は発光／受光モジュール、１６は絶縁筒、１７は電磁シールド部材、１７ａ，１７ｂは円形プレート、１７ｃは円筒胴部、１７ｄは環状溝、１８はスリーブ、１９は光ファイバ、１９ａは内側端面、１９ｂは外側端面、２０はフェルール、２１は開口を示す。その他の符号は、図２で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００１９】
発光／受光サブアセンブリ１２は、図３（Ａ）に一例として示すように、発光／受光モジュール１５、絶縁筒１６、電磁シールド部材１７、スリーブ１８の順で軸方向に結合し、全体としては円筒状に組立てられる。発光／受光モジュール１５は、発光素子５ａ又は受光素子５ｂの光学素子と第２のレンズ８を一体的に結合したパッケージとして形成される。発光素子５ａ又は受光素子５ｂのリード（図示せず）は、後端部側から導出され、光伝送モジュールの回路基板の配線路に電気的に接続される。第２のレンズ８は、発光素子５ａ又は受光素子５ｂに対して所定の距離と光軸で関係づけられて結合一体化される。
【００２０】
絶縁筒１６は電気絶縁材で形成され、電磁シールド部材１７に対して、第２のレンズ８が所定の距離になるように軸方向長さが決められる。この絶縁筒１６は、発光／受光モジュール１５の前端部と電磁シールド部材１７との間に結合され、第２のレンズ８と第１の焦点部９間の入出力信号光の光学系路を形成する。
【００２１】
電磁シールド部材１７は、円筒胴部１７ｃの両端にフランジ形状の円形プレート１７ａと１７ｂを一体又は一体的に設けた形状で、導電性材料で形成される。なお、円形プレートは円形でなく矩形であってもよく、説明をしやすくするために円形プレートと称する。本発明では、一方の円形プレート１７ａの中心に、図２で説明した第１の焦点部９が得られるようにする。そして、円形プレート１７ａの中心には、入出力信号光の光学系路として集光された信号光が通れる程度の小さい開口２１を設ける。他方の円形プレート１７ｂには、第１のレンズ７を保持固定させることができる。円形プレート１７ａと１７ｂ間の距離は、第１のレンズ７と第１の焦点部９の位置関係で決められる。
【００２２】
スリーブ１８は、絶縁体又は導電体のいずれで形成してもよく、電磁シールド部材１７の円形プレート１７ｂ側に結合される。スリーブ１８内には、短尺の光ファイバ１９をフェルール２０を用いて取り付け固定する。光ファイバ１９の内側端面１９ａと第１のレンズ７とが所定の距離になるようにスリーブ長が設定される。光ファイバ１９の外側端面１９ｂは、光伝送モジュールのレセプタクル部内に露出させて、光ファイバケーブルの光コネクタとの光接続に供する。
【００２３】
上述のように構成された発光／受光サブアセンブリ１２は、図３（Ｂ）に示すように、電磁シールド部材１７の円形プレート１７ａと１７ｂにより生じる環状溝１７ｄを利用して、光伝送モジュール内に取り付け固定することができる。光伝送モジュールには、例えば、前部側を電磁シールドするための金属製の内部壁１３と１４が上下分割構造で設けられている。この内部壁１３，１４にそれぞれ半円状の保持溝１３ａ，１４ａを設け、電磁シールド部材１７の環状溝１７ｄに嵌合させることで、発光／受光サブアセンブリ１２を保持固定できる。
【００２４】
以上のように組立てられた発光／受光サブアセンブリ１２は、例えば、外部からの信号光を受信する場合は、光ファイバ１９の内側端面１９ａから出射された入力信号光は、第１のレンズ７により第１の焦点部９で一旦集光される。集光された入力信号光は、第１の焦点部９を通過した後、第２のレンズ８により第２の焦点部１０で再度集光され受光素子５ｂで受光される。また、外部に信号光を出力する場合は、発光素子５ａから出射された出力信号光は、第２のレンズ８により第１の焦点部９で一旦集光される。集光された出力信号光は、第１の焦点部９を通過後、第１のレンズ７を経て第２の焦点部１０’で再度集光され、光ファイバ１９の内側端面１９ａに入射させ外部に送出される。
【００２５】
上述の構成によれば、第１の焦点部９は、導電体で形成された円形プレート１７ａの中心に一致するようにされている。なお、これを言いかえると、第１の焦点部９に円形プレート１７ａの中心を一致させて配置するということになる。したがって、集光された信号光を第１の焦点部９を通過させるには、円形プレート１７ａの中心に、発光／受光サブアセンブリ１２の外径に比べて、極めて小さい開口２１を設けることで信号光の送受信に必要な光学系路を確保することができる。
【００２６】
この結果、電磁シールドされない開口面積を最小限にすることができ、この開口からの高周波の電磁放射ノイズの漏出と侵入を効果的に抑制することができる。また、この電磁シールド部材１１は、ノイズ源となる発光／受光素子５と開口２１との距離を離すことができるので、外部へ漏出するノイズのレベルを減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の光伝送モジュールの使用形態を示す図である。
【図２】本発明の概略を説明する図である。
【図３】本発明による発光／受光サブアセンブリの実施形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…光伝送モジュール、１ａ…レセプタクル部、２…ケージ、３…フェースプレート、３ａ…プレート開口、４…筐体基板、５…発光／受光素子、５ａ…発光素子、５ｂ…受光素子、６…光ファイバ、７…第１のレンズ、８…第２のレンズ、９…第１の焦点部、１０，１０’…第２の焦点部、１１…電磁シールド部材、１１ａ…開口、１２…発光／受光サブアセンブリ、１３，１４…内部壁、１３ａ，１４ａ…保持溝、１５…発光／受光モジュール、１６…絶縁筒、１７…電磁シールド部材、１７ａ，１７ｂ…円形プレート、１７ｃ…円筒胴部、１７ｄ…環状溝、１８…スリーブ、１９…光ファイバ、１９ａ…内側端面、１９ｂ…外側端面、２０…フェルール、２１…開口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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