(57)【要約】【課題】光送信部で発生した熱を効率よく放熱させることができ、消費電力を抑制すること。【解決手段】本発明は、発光素子と発光素子の温度を制御するＴＥＣとを内部に備えた光送信部１２と、受光素子を内部に備えた光受信部１４と、光送信部および光受信部の間に間隔１１を有して設けられ光送信部と光受信部とを並んで収納する筐体１０と、間隔に設けられ光送信部と筐体との間から光受信部と筐体との間まで延在する金属板１８と、光送信部および光受信部と金属板との間に設けられ光送信部と筐体との間から光受信部と筐体との間まで延在する金属板よりも熱伝導率の小さい第１接続材２０と、筐体と金属板との間に設けられ光送信部と筐体との間から光受信部と筐体との間まで延在する金属板よりも熱伝導率の小さい第２接続材２２と、を具備し、光送信部および光受信部と筐体とは、第１接続材、金属板、第２接続材を介して熱的に接続する光通信用モジュールである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と前記発光素子の温度を制御するＴＥＣとを内部に備えた光送信部と、
受光素子を内部に備えた光受信部と、
前記光送信部との間および前記光受信部との間に間隔を有するように設けられ、前記光送信部と前記光受信部とを並ぶように収納する筐体と、
前記間隔に設けられ、前記光送信部と前記筐体との間から前記光受信部と前記筐体との間にまで延在する金属板と、
前記光送信部および前記光受信部と前記金属板との間に設けられ、前記光送信部と前記筐体との間から前記光受信部と前記筐体との間にまで延在する、前記金属板よりも熱伝導率の小さい第１接続材と、
前記筐体と前記金属板との間に設けられ、前記光送信部と前記筐体との間から前記光受信部と前記筐体との間にまで延在する、前記金属板よりも熱伝導率の小さい第２接続材と、を具備し、
前記光送信部および前記光受信部と前記筐体とは、前記第１接続材、前記金属板、および前記第２接続材を介して熱的に接続していることを特徴とする光通信用モジュール。
【請求項２】
前記金属板の面積は前記光送信部の面積より大きいことを特徴とする請求項１記載の光通信用モジュール。
【請求項３】
前記第１接続材の厚さは前記第２接続材の厚さより薄いことを特徴とする請求項２記載の光通信用モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用モジュールに関し、より詳細には、光学部品を固定した光通信用モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化を指向してきた光通信装置の分野では、通信装置がモジュール化され、光学部品等をケースに収納するモジュール（特許文献１参照）が知られている。光学部品として、発光素子を内部に備えた光送信部であるＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）や受光素子を内部に備えた光受信部であるＲＯＳＡ（Receive Optical Sub-Assembly）等が用いられている。
【０００３】
近年、モジュール化において重要な事項として消費電力を小さくすることが挙げられる。特に光送信部の内部には、レーザーの動作温度を制御するＴＥＣ（Thermo Electric Cooler）が搭載されており、光送信部の放熱性が悪いと、レーザーを所望の温度にするために必要なＴＥＣの電力が増大し、結果として、光通信用モジュール全体の消費電力が増大してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４９８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、光送信部で発生した熱を放熱させる方法としては、光送信部と筐体とをシリコン樹脂等を介在して接続させることで、光送信部で発生した熱を筐体に放熱させている。しかしながら、シリコン樹脂等は熱伝導率が低いため、光送信部で発生した熱を十分に放熱させることが難しい。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、光送信部で発生した熱を効率よく放熱させることができ、消費電力を抑制することが可能な光通信用モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、発光素子と前記発光素子の温度を制御するＴＥＣとを内部に備えた光送信部と、受光素子を内部に備えた光受信部と、前記光送信部との間および前記光受信部との間に間隔を有するように設けられ、前記光送信部と前記光受信部とを並ぶように収納する筐体と、前記間隔に設けられ、前記光送信部と前記筐体との間から前記光受信部と前記筐体との間にまで延在する金属板と、前記光送信部および前記光受信部と前記金属板との間に設けられ、前記光送信部と前記筐体との間から前記光受信部と前記筐体との間にまで延在する、前記金属板よりも熱伝導率の小さい第１接続材と、前記筐体と前記金属板との間に設けられ、前記光送信部と前記筐体との間から前記光受信部と前記筐体との間にまで延在する、前記金属板よりも熱伝導率の小さい第２接続材と、を具備し、前記光送信部および前記光受信部と前記筐体とは、前記第１接続材、前記金属板、および前記第２接続材を介して熱的に接続していることを特徴とする光通信用モジュールである。
【０００８】
本発明は、発光素子を内部に備えた光送信部と、前記光送信部との間に間隔を有するように設けられ、前記光送信部を収納する筐体と、前記間隔に設けられた金属板および接続材と、を具備し、前記光送信部と前記筐体とは前記金属板および前記接続材を介して熱的に接続していることを特徴とする光通信用モジュールである。本発明によれば、熱伝導率の高い金属板を介して光送信部と筐体とが熱的に接続しているため、光送信部で発生した熱を効率よく筐体に放熱させることができる。このため、光通信用モジュールの消費電力を抑制することが可能となる。
【０００９】
上記構成において、前記接続材は、前記光送信部と前記金属板との間に設けられた第１接続材と、前記筐体と前記金属板との間に設けられた第２接続材と、からなる構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１接続材の厚さは前記第２接続材の厚さより薄い構成とすることができる。この構成によれば、光送信部で発生した熱をより効率よく筐体に放熱させることができる。
【００１１】
上記構成において、前記金属板の面積は前記光送信部の面積より大きい構成とすることができる。この構成によれば、光送信部で発生した熱をより効率よく筐体に放熱させることができる。
【００１２】
上記構成において、受光素子を内部に備えた光受信部を具備し、前記光受信部は前記光送信部に並ぶように前記筐体に収納されている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記金属板は前記光受信部と前記筐体との間まで延在している構成とすることができる。この構成によれば、光受信部で発生した熱も筐体に放熱させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光送信部と筐体とを熱伝導率の高い金属板を介して熱的に接続させることで、光送信部で発生した熱を効率よく筐体に放熱させることができる。このため、消費電力を抑制することが可能な光通信用モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）は実施例１に係る光通信用モジュールの上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は光送信部および光受信部を筐体に搭載させる方法を説明するための斜視図（その１）である。
【図３】図３は光送信部および光受信部を筐体に搭載させる方法を説明するための斜視図（その２）である。
【図４】図４は筐体の温度を一定に保つために必要なＴＥＣの電力を測定した図である。
【図５】図５は比較例１に係る光通信用モジュールの課題を説明するための図である。
【図６】図６は実施例１に係る光通信用モジュールの効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１（ａ）は実施例１に係る光通信用モジュールにおいて、カバーを透視した場合の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【００１８】
図１（ａ）および図１（ｂ）を参照に、発光素子を内部に備えたＴＯＳＡである光送信部１２と、受光素子を内部に備えたＲＯＳＡである光受信部１４と、は並ぶように筐体１０に収納されている。光送信部１２および光受信部１４（以下、光送受信部１５）はステンレス等の金属材料からなり、筐体１０は亜鉛ダイカスト等の金属材料からなる。光送受信部１５はそれぞれ光ファイバに接続するレセプタクル１６を有している。また、光送信部１２の内部にはＴＥＣが搭載されている。筐体１０には回路基板２４がネジ２８を用いネジ止めされている。回路基板２４下には送受信回路（不図示）が設けられている。送受信回路は光送信部１２に電気信号を送信し、光送信部１２から光ファイバに光を送信するための回路、及び光ファイバから光を受信した光受信部１４から出力される電気信号を受信するための回路である。光送信部１２内の発光素子および光受信部１４内の受光素子と送受信回路とを接続し電気信号を入出力するケーブル３０が設けられている。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）並びに図３において、ケーブル３０の図示を省略している。
【００１９】
光送受信部１５と筐体１０との間には０．８３ｍｍの間隔１１が存在する。間隔１１にはＡｌ（アルミニウム）からなり厚さ０．６０ｍｍの金属板１８と、シリコーングリースからなり厚さ０．１１５ｍｍの第１接続材２０および第２接続材２２と、が設けられている。第１接続材２０は光送受信部１５と金属板１８との間に設けられ、第２接続材２２は筐体１０と金属板１８との間に設けられている。これにより、光送受信部１５と筐体１０とは、第１接続材２０、金属板１８および第２接続材２２を介して熱的に接続している。光送受信部１５および回路基板２４上にカバー２６が設けられており、光送受信部１５および回路基板２４はカバー２６により保護されている。
【００２０】
次に、図２（ａ）から図３を用い、実施例１に係る光通信用モジュールにおいて、筐体１０に光送受信部１５を搭載する方法を説明する。なお、回路基板２４については図示を省略している。図２（ａ）を参照に、固定冶具２７を用い光送信部１２および光受信部１４が互いに並ぶように固定する。金属板１８の一方の面に第１接続材２０を塗布する。金属板１８の第１接続材２０が塗られた面を光送受信部１５に接続させる。これにより、図２（ｂ）に示すように、光送受信部１５と金属板１８とは、第１接続材２０を介して熱的に接続される。
【００２１】
図３を参照に、筐体１０には孔部３２が設けられている。光送受信部１５それぞれのレセプタクル１６を孔部３２に嵌め込むことで、筐体１０と光送受信部１５とを固定する。また、金属板１８と筐体１０との間の筐体１０に第２接続材２２が塗布されており、これにより、筐体１０と金属板１８とは第２接続材２２を介して熱的に接続している。よって、光送受信部１５と筐体１０とは、第１接続材２０、金属板１８、第２接続材２２を介して熱的に接続している。このようにして、光送受信部１５は筐体１０に搭載される。
【００２２】
図４に、実施例１および比較例１において、筐体１０の温度を一定に保つ為に必要なＴＥＣの電力についての測定結果を示す。比較例１に係る光通信用モジュールは、光送受信部１５と筐体１０との間に金属板１８を設けていない場合、つまり、光送受信部１５と筐体１０との間にシリコーングリースからなる接続材のみ設けられている場合であり、その他の構成については実施例１と同じである。図４を参照に、筐体１０の温度が５０℃以上の高温になると、筐体１０を一定の温度に保つ為に必要なＴＥＣの電力が、比較例１に比べ実施例１は少なくて済むことが確認できる。
【００２３】
比較例１は、図５に示すように、光送信部１２と筐体１０との間に設けたシリコーングリースを介して、光送信部１２と筐体１０とを熱的に接続させている。光送信部１２で発生した熱を放熱させる観点からは、光送信部１２を筐体１０に直接接続させる場合が好ましい。しかしながら、光送信部１２のレセプタクル１６は光ファイバに接続するため、光送信部１２のレセプタクル１６の光軸を光ファイバの光軸と合わせる必要がある。光送信部１２のレセプタクル１６の光軸は、光送信部１２内のレンズ等による機械的公差により偏芯が生じる場合がある。よって、機械的公差を吸収でき、光送信部１２のレセプタクル１６と光ファイバとの光軸を合わせることができるよう、光送信部１２を筐体１０に直接接続させずに、シリコーングリースを介して接続させている。また、機械的公差の理由以外にも、光送受信部１５や筐体１０等に汎用性を求めると、光送受信部１５と筐体１０との間に、少なからず間隔が生じてしまう。このため、光送受信部１５と筐体１０との間隔をシリコーングリースで埋めることで、光送受信部１５と筐体１０とを接続させている。さらに、光送受信部１５を筐体１０に収納する際の組み付け時の作業性を向上させるという理由からも、光送受信部１５と筐体１０とを直接接続させていない。
【００２４】
しかしながら、シリコーングリースは熱伝導率が２．５Ｗ／ｍＫと低いため放熱性が悪い。このため、光送信部１２と筐体１０との間の熱抵抗が大きくなり、図４に示すように、比較例１は、高温でのＴＥＣの消費電力が大きくなる。
【００２５】
一方、図６に示すように、実施例１は光送信部１２と筐体１０との間にＡｌからなる金属板１８とシリコーングリースからなる第１接続材２０および第２接続材２２が設けられている。このため、光送信部１２と筐体１０とは、第１接続材２０、金属板１８、第２接続材２２を介して熱的に接続している。Ａｌである金属板１８は熱伝導率が２３８Ｗ／ｍＫと高いため放熱性に優れている。また、金属板１８の厚さ分、第１接続材２０および第２接続材２２の厚さを薄くすることができる。このため、光送信部１２と筐体１０との間の熱抵抗を抑制することができる。よって、光送信部１２で発生した熱を効率よく筐体１０に放熱させることができ、図４に示すように、ＴＥＣの消費電力を抑制することができる。したがって、実施例１に係る光通信用モジュールは、光通信用モジュール全体の消費電力を抑制することが可能となる。
【００２６】
特に、光送信部１２内のレンズ等による機械的公差が大きい場合は、光送信部１２と筐体１０との間隔１１が狭い場合や広い場合が生じる。光送信部１２と筐体１０との間隔１１が狭い場合は、比較例１のように光送信部１２と筐体１０との間にシリコーングリース等の接続材を設けることで、光送信部１２の熱を効率よく放熱できる。しかしながら、光送信部１２と筐体１０との間隔１１が広い場合は、比較例１の構造では、接続材の厚さが厚くなり、光送信部１２の放熱性が悪くなる。一方、実施例１の構造では、第１接続材２０および第２接続材２２の厚さを薄くしたまま、金属板１８の厚さを厚くすることで対処できる。このため、光送信部１２の放熱性の悪化を抑制できる。これらより、実施例１によれば、機械的公差が大きい場合でも、金属板１８の厚さを変えることで、光送信部１２の放熱性を悪化させずに対処することができる。特に、光送信部１２と筐体１０との間隔１１が狭い場合は、光送信部１２と筐体１０との間に、金属板１８を設けず、接続材のみを設ける場合が好ましい。
【００２７】
また、光送信部１２および光受信部１４と金属板１８との間に設けた第１接続材２０の厚さを、筐体１０と金属板１８との間に設けた第２接続材２２の厚さより薄くする場合が好ましい。この場合は、光送信部１２のパッケージが大きくなった場合と熱的に同一視することができる。このため、光送信部１２で発生した熱をより効率よく放熱させることができる。
【００２８】
さらに、金属板１８の面積を光送信部１２の面積より大きくすることでも、光送信部１２のパッケージが大きくなった場合と熱的に同一視することができ、光送信部１２で発生した熱をより効率よく放熱させることができる。
【００２９】
さらに、光受信部１４を光送信部１２に並ぶように筐体１０に収納し、金属板１８を光受信部１４と筐体１０との間まで延在させることで、光送信部１２で発生した熱を、光受信部１４を介して放熱させることが可能となる。これは、光受信部１４はほとんど発熱しないためである。
【００３０】
実施例１において、光送信部１２および光受信部１４と金属板１８との間に第１接続材２０が設けられ、筐体１０と金属板１８との間に第２接続材２２が設けられている場合を示したがこれに限られない。少なくとも、光送信部１２および光受信部１４と筐体１０との間に接続材が設けられていれば、光送信部１２および光受信部１４内のレンズ等による機械的公差を吸収することができ、光ファイバとの光軸を合わせることができる。
【００３１】
また、金属板１８はＡｌに限られず、熱伝導率の高い材料であればその他の材料でもよい。さらに、第１接続材２０および第２接続材２２はシリコーングリースに限られず、光送信部１２および光受信部１４内のレンズ等による機械的公差を吸収でき、光送信部１２および光受信部１４を筐体１０に熱的に接続可能な材料であればその他の材料でもよい。特に、熱伝導率の高い材料が好ましい。
【００３２】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  筐体
１１  間隔
１２  光送信部
１４  光受信部
１５  光送受信部
１６  レセプタクル
１８  金属板
２０  第１接続材
２２  第２接続材
２４  回路基板
２６  カバー
２７  固定冶具
２８  ネジ
３０  ケーブル
３２  孔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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