(57)【要約】      （修正有）【課題】光モジュールを動作させた際に受信感度の低下が抑制される光モジュールを提供する。【解決手段】基板１２と、基板に設けられた発光素子１３と、基板に設けられた受光素子１４と、発光素子と受光素子との間に設けられた電波吸収部材１１０と、を有する光モジュール。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた発光素子と、
前記基板に設けられた受光素子と、
前記発光素子と受光素子との間に設けられた電波吸収部材と、
を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
基板と、
前記基板に設けられた発光素子と、
前記基板に設けられた受光素子と、
前記発光素子を駆動する駆動回路と、
前記受光素子に接続された電流を電圧に変換する変換回路と、
電波吸収部材と、
を有し、
前記電波吸収部材は、前記発光素子および前記駆動回路と、前記受光素子および前記変換回路との間、あるいは前記発光素子および前記受光素子と、前記駆動回路および前記変換回路との間の少なくとも一方に配置されることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
前記電波吸収部材は、複数設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
複数の前記電波吸収部材は、前記光モジュールから発生する電磁波を波長λとした場合、λ／４以下のピッチで設けられていることを特徴とする請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記基板と接続され、前記受光素子に入射する光、または、前記発光素子より出射された光が伝播する光導波路と、
前記光導波路と接続されている光コネクタと、
前記光コネクタと接続される光ケーブルと、
筐体と、
を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパーコンピュータ、ハイエンドサーバの高速インターフェースにおける通信では銅等の電線ケーブルが用いられていたが、信号の高速伝送化に対応し、かつ、伝送距離を長くすることが可能な光通信が普及しつつある。
【０００３】
伝送距離が数十ｍと長い次世代インターフェースでは光通信が用いられており、光ケーブルとサーバ等とを接続して電気信号を光信号に変換する光モジュールが用いられている。光モジュールは、光ケーブルからの光信号を電気信号に変換してサーバに出力し、サーバからの電気信号を光信号に変換して光ケーブルへと出力する。
【０００４】
光モジュールは、筐体内に、電気信号を光信号に変換する発光素子、光信号を電気信号に変換する受光素子、発光素子を駆動する駆動ＩＣ（Integrated Circuit）、電流を電圧に変換するＴＩＡ（Trans Impedance Amplifier）が設けられている。発光素子、受光素子、駆動ＩＣ、ＴＩＡは基板に搭載されており、発光素子及び受光素子とレンズ付きフェルール等のフェルールとの間は光導波路により接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−６９８８３号公報
【特許文献２】特開２０１４−８５５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高周波の電気信号が用いられる光モジュールでは、光モジュールを動作させた際にノイズとなる電磁波が発生し、光モジュールの受信感度が低下してしまう場合がある。
【０００７】
このため、光モジュールを動作させた際に受信感度の低下しない光モジュールが求められている。また、全面を電波吸収シートで覆った場合、駆動ＩＣ等の発熱を放熱しにくくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施の形態の一観点によれば、基板と、前記基板に設けられた発光素子と、前記基板に設けられた受光素子と、前記発光素子と受光素子との間に設けられた電波吸収部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
開示の光モジュールによれば、光モジュールを動作させた際の受信感度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光モジュールの分解斜視図
【図２】光モジュールの構造図
【図３】電源がオフの状態で測定された光モジュールから漏れる電磁波の周波数特性図
【図４】電源がオンの状態で測定された光モジュールから漏れる電磁波の周波数特性図
【図５】光モジュールの発光素子及び受光素子の配置の説明図
【図６】第１の実施の形態による光モジュールの説明図
【図７】第１の実施の形態による光モジュールの変形例の説明図
【図８】電波吸収部材の説明図
【図９】電波吸収シートによる電波吸収の説明図（１）
【図１０】電波吸収シートによる電波吸収の説明図（２）
【図１１】第２の実施の形態による光モジュールの説明図
【図１２】第２の実施の形態による光モジュールの変形例１の説明図
【図１３】第２の実施の形態による光モジュールの変形例２の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
〔第１の実施の形態〕
最初に、光モジュールについて、図１に基づき説明する。図１は、光モジュールの分解斜視図である。
【００１３】
図１の光モジュールは、回路基板（基板）１０、光導波路２０、光コネクタ３０、クリップ４０が下部筺体５１と上部筐体５２とにより形成される筐体内に入れられており、光ケーブル６０が接続されている。光ケーブル６０の一部は筐体に覆われている。
【００１４】
基板１０には、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）１２が接続されるＦＰＣコネクタ１１が設けられている。ＦＰＣ１２には、電気信号を光信号に変換し出射するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等の発光素子１３、光信号を電気信号に変換するフォトダイオード等の受光素子１４、発光素子１３を駆動する駆動ＩＣ１５、受光素子１４から出力される電流を電圧に変換するＴＩＡ１６が設けられている。基板１０には、外部との接続のための端子１７が設けられている。発光素子１３及び受光素子１４は、光電変換素子とも称する。また、本願においては、駆動ＩＣ１５を駆動回路と、ＴＩＡ１６を変換回路と記載する場合がある。
【００１５】
光導波路２０はフレキシブルなシート状の光導波路であり、複数のコアの周囲にクラッドが形成されており、光導波路に入射した光はコア内を伝播する。
【００１６】
光コネクタ３０は、互いに接続された状態でクリップ４０により挟まれ固定されるレンズ付きフェルール３１とＭＴフェルール３２とを有する。
【００１７】
レンズ付きフェルール３１には光導波路２０が接続されている。クリップ４０にはねじ穴４０ａが設けられており、下部筺体５１のねじ穴５１ａとねじ穴４０ａとを位置合わせした状態で、ねじ５３によりねじどめされている。クリップ４０を下部筺体５１にねじどめすることにより、光コネクタ３０は下部筺体５１に固定される。
【００１８】
光ケーブル６０には、スリーブ６１ａ、６１ｂがカシメリング６２により固定されている。スリーブ６１ａ、６１ｂが固定されている光ケーブル６０の上下より、ケーブルブーツ７１、７２が被せられ、プルタブ／ラッチ部７３が取り付けられる。
【００１９】
光コネクタ３０がクリップ４０により固定され、基板１０が載置された下部筺体５１に上部筐体５２を被せ、上部筐体５２のねじ穴５２ａと下部筺体５１のねじ穴５１ｂとにねじ５４をねじどめすることで、下部筺体５１と上部筐体５２が固定される。
【００２０】
光モジュールは、図２に示されるように、基板８１のコネクタ８２に基板１０の端子１７を挿入して接続する。また、コネクタ８２に接続されている光モジュールを覆うケージ８３が設けられている。尚、下部筺体５１、上部筐体５２、ケージ８３は金属材料により形成されている。
【００２１】
このような光モジュールでは、動作させた際に電磁波が発生する。光モジュールの光ケーブル６０側にアンテナを設置して光モジュールから漏れる電磁波を測定したときの周波数特性を図３及び図４に示す。図３は、光モジュールの電源をオフにした状態で測定した電磁波の周波数特性を示し、図４は、光モジュールの電源をオンにした状態で測定した電磁波の周波数特性を示す。図３と図４を比較すれば分かるように、光モジュールの電源をオンにすることにより、周波数が約２５．８ＧＨｚにおいてノイズが発生する。このときの周波数が約２５．８ＧＨｚの電磁波の強度は−７３．５ｄＢｍであった。尚、光モジュールで用いられている周波数は約１２．５ＧＨｚである。
【００２２】
このように光モジュールを動作させた際にノイズとなる電磁波が発生すると、この電磁波により光モジュールの受信感度が低下する場合がある。図５に示されるように、光エンジンを形成しているＦＰＣ１２には、発光素子１３、受光素子１４、駆動ＩＣ１５、ＴＩＡ１６が設けられており、更に、この周囲には、複数のコンデンサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄが設けられている。光エンジンの送信部は発光素子１３及び駆動ＩＣ１５により形成されており、受信部は受光素子１４及びＴＩＡ１６により形成されている。送信部では発光素子１３を駆動するため比較的大きな電流が流れるため、発光素子１３や駆動ＩＣ１５において電磁波が発生する。このように発生した電磁波は、近くに設けられている受光素子１４及びＴＩＡ１６に影響を与え、受信感度が低下するものと考えられる。
【００２３】
（光モジュール）
次に、第１の実施の形態による光モジュールについて説明する。本実施の形態による光モジュールは、図６に示されるように、送信部（発光素子１３及び駆動ＩＣ１５）と受信部（受光素子１４及びＴＩＡ１６）との間に電波吸収部材１１０を設けた構造のものである。電波吸収部材１１０は、フェライト等の電磁波を吸収する材料により形成されており、発光素子１３／駆動ＩＣ１５と受光素子１４／ＴＩＡ１６との間のＦＰＣ１２の上に両面テープ等により張り付けられている。このような、電波吸収部材１１０は周波数が２５ＧＨｚに近づくに伴い電磁波の吸収が増加するものが好ましく、例えば、Emerson & Cuming Microwave Products製のＢＳＲ−１等を用いることができる。
【００２４】
上面から見た発光素子１３及び受光素子１４は、１．０ｍｍ×０．４ｍｍの大きさであり、駆動ＩＣ１５及びＴＩＡ１６は、一辺が２．２ｍｍの大きさの正方形である。コンデンサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ、または、０．６ｍｍ×０．３ｍｍの大きさである。ＦＰＣ１２の上に張り付けられている電波吸収部材１１０は、幅Ｗが０．６５ｍｍ、長さＬが７〜８ｍｍである。
【００２５】
このように、送信部と受信部との間に電波吸収部材１１０を設けることにより、発光素子１３及び駆動ＩＣ１５において発生した電磁波が電波吸収部材１１０に吸収されるため強度が弱まり、電磁波により受光素子１４及びＴＩＡ１６に及ぼす影響を抑制することができる。
【００２６】
尚、電波吸収部材１１０は、図８に示されるように電波吸収シート１１１を有し、電波吸収シート１１１の面には両面テープ１１２が張り付けられており、両面テープ１１２の他方の面には剥離テープ１１３が張り付けられている。剥離テープ１１３を剥がして、両面テープ１１２をＦＰＣ１２に張り付けることにより、電波吸収部材１１０をＦＰＣ１２に張り付けることができる。
【００２７】
また、本実施の形態による光モジュールは、図７に示されるように、発光素子１３及び受光素子１４と駆動ＩＣ１５及びＴＩＡ１６との間に、電波吸収部材１１０を設けた構造のものであってもよい。
【００２８】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における光モジュールは、電波吸収部材を複数設けた構造のものである。本実施の形態を説明する前に、パッチアンテナと呼ばれる平面アンテナを２つ用いたシミュレーションについて説明する。具体的には、共振周波数をノイズ周波数相当の２５ＧＨｚとしたパッチアンテナをシミュレーションに用い、図９に示されるように、一方のアンテナ２１１から発せられた電波を他方のアンテナ２１２で受信し、アンテナ２１１が発した電波のパワーとアンテナ２１２で受信した電波のパワーとにより、透過特性Ｓ２１をシミュレーションにより得たものである。
【００２９】
このシミュレーションでは、図９（ａ）に示されるようにアンテナ２１１とアンテナ２１２との間に電波吸収シートが設置されていないモデル９Ａ、図９（ｂ）に示されるようにアンテナ２１１とアンテナ２１２との間に電波吸収シート２２１を設置したモデル９Ｂ、図９（ｃ）に示されるようにアンテナ２１１とアンテナ２１２との間に溝の設けられた電波吸収シート２２２を設置したモデル９Ｃにおいて透過特性Ｓ２１を算出した。尚、アンテナ２１１とアンテナ２１２との間の距離Ｌａは３０ｍｍである。図９（ｂ）に示される電波吸収シート２２１は、厚さｔａが０．５ｍｍ、一辺の幅Ｗａが３０ｍｍの略正方形のものである。また、図９（ｃ）に示される電波吸収シート２２２は、厚さｔａが０．５ｍｍ、一辺の幅Ｗａが３０ｍｍの略正方形のものの中央部分に、幅が０．５ｍｍのスリット２２２ａを５本形成したものである。スリット２２２ａのピッチＰａは３ｍｍであり、スリット２２２ａを形成することにより、電波吸収シートによる４本の短冊領域２２２ｂが形成されている。尚、ピッチＰａの３ｍｍの値は、周波数が２５ＧＨｚの電磁波の波長λ約１２ｍｍの約λ／４に相当する。ノイズ周波数の約λ／４相当にすることにより、ノイズ振幅の腹に電波吸収シートが周期的に配置されることになり、「電波吸収効果が増大する」と考えられる。
【００３０】
図１０は、図９に示されるモデル９Ａ、９Ｂ、９Ｃにおける透過特性Ｓ２１の特性図である。図１０に示されるように、２５ＧＨｚでは、アンテナ２１１とアンテナ２１２との間に電波吸収シートが設置されていないモデル９Ａの透過特性Ｓ２１は−３２．５ｄＢであり、アンテナ２１１とアンテナ２１２との間に電波吸収シート２２１を設置したモデル９Ｂの透過特性Ｓ２１は−３９．５ｄＢであり、アンテナ２１１とアンテナ２１２との間に溝の設けられた電波吸収シート２２２を設置したモデル９Ｃの透過特性Ｓ２１は、−４１．１ｄＢであった。この結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2019066675.tif 000003
表１に示されるように、モデル９Ｂのようにアンテナ２１１とアンテナ２１２との間に電波吸収シート２２１を設置することにより、２５ＧＨｚでの透過特性Ｓ２１はモデル９Ａの場合と比較して７ｄＢ下がり、電波吸収シート２２１により電磁波が吸収されていることが分かる。更に、モデル９Ｃのように溝の設けられた電波吸収シート２２２を用いることにより、２５ＧＨｚでの透過特性Ｓ２１はモデル９Ａの場合と比較して、８．６ｄＢ下がる。このように、電波吸収シートに所定のピッチで溝を設けることにより、電波吸収シート２２１に溝の設けられていないモデル９Ｂと比較して１．６ｄＢ透過特性Ｓ２１の値を低くすることができる。
【００３２】
本実施の形態による光モジュールは、このような検討の結果得られたものであり、図１１に示すように電波吸収部材を複数、具体的には３つの短冊状の電波吸収部材１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを設けた構造のものである。電波吸収部材１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、第１の実施の形態による電波吸収部材１１０と同様に、幅Ｗが０．６５ｍｍ、長さＬが７〜８ｍｍであり、ピッチＰが約３ｍｍとなるようにＦＰＣ１２に張り付けられている。従って、電波吸収部材１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、短手方向のピッチが約３ｍｍとなるようにＦＰＣ１２に張り付けられている。
【００３３】
本実施の形態においては、送信部（発光素子１３及び駆動ＩＣ１５）と受信部（受光素子１４及びＴＩＡ１６）との間に電波吸収部材１１０ｂが設けられており、送信部とコンデンサ１８ａ及び１８ｂとの間に電波吸収部材１１０ａが設けられており、受信部とコンデンサ１８ｃ及び１８ｄとの間に電波吸収部材１１０ｃが設けられている。従って、送信部は電波吸収部材１１０ａと電波吸収部材１１０ｂとの間に挟まれており、受信部は電波吸収部材１１０ｂと電波吸収部材１１０ｃとの間に挟まれている。
【００３４】
図５に示す光モジュールの受信感度を測定したところ−５．３ｄＢであったのに対し、本実施の形態における光モジュールの受信感度を測定したところ−６．１ｄＢであり、受信感度を０．８ｄＢ向上させることができた。
【００３５】
また、本実施の形態では、図１２に示されるように、縦横に電波吸収部材を設け田の字状に形成された電波吸収部材１１０ｄであってもよい。これにより、電波吸収部材１１０ｄは、発光素子１３と受光素子１４との間、駆動ＩＣ１５とＴＩＡ１６との間、発光素子１３と駆動ＩＣ１５との間、受光素子１４とＴＩＡ１６との間に設けられる。
【００３６】
また、本実施の形態では、図１３に示されるように、発光素子１３及び受光素子１４が電波吸収部材１１０ｅと電波吸収部材１１０ｆとの間に挟まれ、駆動ＩＣ１５及びＴＩＡ１６が電波吸収部材１１０ｆと電波吸収部材１１０ｇとの間に挟まれるように、３つの電波吸収部材１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇを設けてもよい。このような構成にすることにより得られる効果としては、電波吸収シートによる各送信部／受信部の隣接するチャネルへ及ぼすクロストークを軽減することが考えられる。
【００３７】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００３９】
１２        ＦＰＣ
１３        発光素子
１４        受光素子
１５        駆動ＩＣ
１６        ＴＩＡ
１１０      電波吸収部材
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ      電波吸収部材
【図１】
2019066675.tif 000004
【図２】
2019066675.tif 000005
【図３】
2019066675.tif 000006
【図４】
2019066675.tif 000007
【図５】
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【図６】
2019066675.tif 000009
【図７】
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【図８】
2019066675.tif 000011
【図９】
2019066675.tif 000012
【図１０】
2019066675.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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