(57)【要約】【課題】光送信回路からのノイズの漏洩を防ぐと共に、光送信回路の放熱性を十分に確保する。【解決手段】基板２には、レーザダイオード３Ａとレーザドライバ３Ｂとからなる光送信回路３を実装すると共に、光検出部品８とリミッタアンプ６Ｃとからなる光受信回路６を実装する。また、基板２にはレーザドライバ３Ｂ等を覆う光送信側遮蔽シールド１１を取付けると共に、光送信側遮蔽シールド１１にはレーザドライバ３Ｂからレーザダイオード３Ａに供給される駆動電流の流れる方向に沿って延びる複数のスリット１２を形成する。これにより、光送信回路３から交流磁界によるノイズが漏洩するのを防ぐことができると共に、スリット１２を通じてレーザドライバ３Ｂ等の放熱を促進することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に実装され電気信号を光信号に変換する光送信回路と、前記基板に実装され光信号を電気信号に変換する光受信回路とを備えた光送受信モジュールにおいて、
前記光送信回路は、光信号を発信する発光素子と、該発光素子を駆動するための駆動電流を供給する駆動回路とからなり、前記基板には前記発光素子と駆動回路との間を覆う光送信側遮蔽シールドを設け、該光送信側遮蔽シールドには駆動電流の流れる方向に沿って延びるスリットを設けたことを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項２】
前記基板には前記光受信回路を覆う光受信側遮蔽シールドを設けてなる請求項１に記載の光送受信モジュール。
【請求項３】
請求項１および２のいずれかに記載の光送受信モジュールを用いたネットワーク機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光トランシーバ等のように光送信回路と光受信回路とを備えた光送受信モジュールおよび該光送受信モジュールを用いたメディアコンバータ、スイッチ、ネットワークインターフェイスカード等のネットワーク機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電磁波（ノイズ）の漏洩と発熱とが著しい電子部品を基板に実装した場合、該電子部品をシールドケースによって覆うと共に、該シールドケースに放熱用の複数の穴を設ける構成としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２５６３９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来技術では、シールドケースに放熱用の複数の穴が貫通して設けられているものの、放熱用の穴が小径の場合には十分な放熱性が得られず、放熱用の穴が大径の場合にはノイズが漏洩し易くなるという問題がある。
【０００５】
特に、基板上に光送信回路と光受信回路とを設けた光送受信モジュールの場合、モジュールの小型化を図るために、基板上で光送信回路と光受信回路とが隣接して配置される傾向がある。そして、光送信回路は、レーザダイオード等の発光素子を駆動するために高周波の駆動電流を流すから、ノイズが発生し易く、発熱も多いという特徴がある。このため、従来技術のようなシールドケースを用いて光送受信モジュールの光送信回路を覆うときには、十分な放熱性を確保することができず、発光素子を駆動する駆動回路等が温度上昇し、レーザ駆動条件が最適値からずれるという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、光送信回路からのノイズの漏洩を防ぐと共に、光送信回路の放熱性を十分に確保することができる光送受信モジュールおよびネットワーク機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、基板と、該基板に実装され電気信号を光信号に変換する光送信回路と、前記基板に実装され光信号を電気信号に変換する光受信回路とを備えた光送受信モジュールにおいて、前記光送信回路は、光信号を発信する発光素子と、該発光素子を駆動するための駆動電流を供給する駆動回路とからなり、前記基板には前記発光素子と駆動回路との間を覆う光送信側遮蔽シールドを設け、該光送信側遮蔽シールドには駆動電流の流れる方向に沿って延びるスリットを設けたことを特徴としている。
【０００８】
このように構成したことにより、光送信回路の駆動回路は伝送する信号の伝送ビットレートに応じた周波数の駆動電流を発光素子に供給するから、発光素子と駆動回路との間には駆動電流に応じた交流磁界が発生する。このとき、交流磁界の方向は駆動電流の流れる方向と直交する方向となるのに対し、光送信側遮蔽シールドに設けたスリットは駆動電流の流れる方向に沿って延びるから、スリットを通じた交流磁界の漏洩量を少なくすることができる。この結果、光送信側遮蔽シールドを用いて交流磁界が外部に漏洩するのを確実に抑制することができると共に、スリットを通じて駆動回路等の放熱を促進することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、基板には光受信回路を覆う光受信側遮蔽シールドを設ける構成としたことにある。これにより、光受信側遮蔽シールドを用いることによって、光受信回路に対して光送信回路によるノイズ（交流磁界）が混入するのを確実に防ぐことができると共に、外部からのノイズが混入するのも防止することができる。
【００１０】
また、請求項３の発明のように、本発明の光送受信モジュールを用いてネットワーク機器を構成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による光送受信モジュールを添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１ないし図４は第１の実施の形態を示し、図において、１は光送受信モジュールで、該光送受信モジュール１は、後述の基板２、光送信回路３、光受信回路６、光送信側遮蔽シールド１１等によって構成されている。
【００１３】
２は例えば絶縁性の樹脂材料によって略四角形の板状に形成された基板で、該基板２には、光送信回路３と光受信回路６とが隣接して実装されている。そして、基板２の一端側には、光送信回路３のレーザダイオード３Ａと光受信回路６のフォトダイオード６Ａが取付けられると共に、他端側にはコネクタ５，１０が取付けられている。
【００１４】
３は外部から入力される送信信号としてのパルス状の電圧信号（電気信号）を光信号に変換する光送信回路で、該光送信回路３は、光信号を発信する発光素子としてのレーザダイオード３Ａと、電圧信号を該レーザダイオード３Ａを駆動するための駆動電流（電流信号）に変換してレーザダイオード３Ａに向けて供給する駆動回路としてのレーザドライバ３Ｂとによって構成されている。
【００１５】
そして、レーザダイオード３Ａとレーザドライバ３Ｂとは、基板２の表面に実装されると共に、レーザダイオード３Ａとレーザドライバ３Ｂとの間は基板２に形成された信号線４を用いて接続されている。
【００１６】
５は入力用コネクタで、該入力用コネクタ５は外部の回路に接続可能なソケット、プラグ、ピン端子等によって構成され、信号線５Ａを用いてレーザドライバ３Ｂに接続されている。そして、入力用コネクタ５は、外部からの電圧信号をレーザドライバ３Ｂに向けて入力するものである。
【００１７】
６は光信号をパルス状の電圧信号（電気信号）に変換する光受信回路で、該光受信回路６は、光信号を受光して電流信号に変換する受光素子としてのフォトダイオード６Ａと、該フォトダイオード６Ａによる電流信号を数十ｍＶ程度の電圧信号（受信信号）に変換するトランスインピーダンスアンプとしてのプリアンプ６Ｂと、該プリアンプ６Ｂによる受信信号を例えば５００ｍＶ〜８００ｍＶ程度の一定値まで増幅するリミッタアンプ６Ｃとによって構成されている。
【００１８】
また、フォトダイオード６Ａとプリアンプ６Ｂとの間は信号線７を用いて接続されると共に、フォトダイオード６Ａとプリアンプ６Ｂとは一体化されて光検出部品８を構成している。そして、光検出部品８とリミッタアンプ６Ｃとは、レーザダイオード３Ａ、レーザドライバ３Ｂに隣接した位置で基板２の表面に実装されると共に、光検出部品８のプリアンプ６Ｂとリミッタアンプ６Ｃとの間は基板２に形成された信号線９を用いて接続されている。
【００１９】
また、フォトダイオード６Ａとレーザダイオード３Ａは光ファイバに接続可能なコネクタ（図示せず）に接続されると共に、該コネクタは送信用の光信号と受信用の光信号とを合波または分波する光合分波器を備えている。これにより、レーザダイオード３Ａはコネクタを通じて光ファイバに向けて光信号を送信でき、フォトダイオード６Ａはコネクタを通じて光ファイバからの光信号を受信することができる。
【００２０】
１０は出力用コネクタで、該出力用コネクタ１０は入力用コネクタ５とほぼ同様に外部の回路に接続可能なソケット等によって構成され、信号線１０Ａを用いてリミッタアンプ６Ｃに接続されている。そして、出力用コネクタ１０は、リミッタアンプ６Ｃによる増幅された受信信号を外部の回路に向けて出力するものである。
【００２１】
１１はレーザドライバ３Ｂ、信号線４およびこれらの周辺等を覆って基板２の表面に取付けられた光送信側遮蔽シールドで、該光送信側遮蔽シールド１１は、導電性金属材料を用いて底面側が開口した略箱形状に形成され、半田付け等によって基板２の表面に固定されると共に、例えばグランド端子等に接続されている。
【００２２】
なお、光送信側遮蔽シールド１１は、レーザドライバ３Ｂ、信号線４およびこれらの周辺を覆うものとしたが、例えばレーザダイオード３Ａを含めて光送信回路３全体を覆う構成としてもよい。
【００２３】
１２は光送信側遮蔽シールド１１に貫通して設けられた複数のスリットで、該スリット１２は、例えば箱形状をなす光送信側遮蔽シールド１１の天板（蓋板）部分に位置して、４本設けられている。そして、スリット１２は、略直線状の長穴によって形成され、レーザダイオード３Ａとレーザドライバ３Ｂとを接続する信号線４に対して略平行に延びている。これにより、スリット１２は、レーザドライバ３Ｂからレーザダイオード３Ａに供給される駆動電流が流れる方向に沿って延びている。
【００２４】
本実施の形態による光送受信モジュール１は上述のように構成されるものであり、光送受信モジュール１の光送信回路３は、入力用コネクタ５を通じて入力される送信信号に応じて駆動し、光ファイバ（図示せず）から光信号を送信する。一方、光受信回路６は、光ファイバから受信した光信号を電圧信号等の受信信号に変換し、出力用コネクタ１０を通じて外部に出力する。
【００２５】
ここで、入力用コネクタ５からは例えば５００Ｍｂｐｓ以上の伝送ビットレートが高い送信信号が入力されると共に、光送信回路３のレーザドライバ３Ｂはこの伝送ビットレートに応じた高周波の駆動電流をレーザダイオード３Ａに供給する。このため、レーザダイオード３Ａとレーザドライバ３Ｂとの間を接続する信号線４は、その周囲に対して高周波の駆動電流に応じたノイズとなる交流磁界を発生させる。
【００２６】
一方、光受信回路６のフォトダイオード６Ａによって受光した光信号は、微弱な電流信号に変換されてプリアンプ６Ｂに供給される。このため、フォトダイオード６Ａとプリアンプ６Ｂとを接続する信号線７には、数μＡ程度の極めて微弱な電流が流れているから、外部からのノイズの影響を受け易い傾向がある。特に、光受信回路６には光送信回路３が隣接して配置されているから、フォトダイオード６Ａとプリアンプ６Ｂとの間の信号線７には、レーザダイオード３Ａとレーザドライバ３Ｂとの間の信号線４から発生した交流磁界がノイズとなって混入し、受信信号のビットエラーレートが劣化する傾向がある。
【００２７】
然るに、本実施の形態では、交流磁界の方向はレーザダイオード３Ａの駆動電流が流れる方向と直交する方向となるのに対し、光送信側遮蔽シールド１１に設けたスリット１２は駆動電流の流れる方向に沿って延びる構成としている。この結果、他の形状の開口（穴）を光送信側遮蔽シールド１１に設けた場合に比べて、スリット１２の開口面積を大きくした割りには、スリット１２を通じた交流磁界の漏洩量を少なくすることができる。これにより、光送信側遮蔽シールド１１を用いて交流磁界が外部に漏洩するのを確実に抑制することができるから、光受信回路６に対して光送信回路３からの交流磁界が混入することがなくなり、受信信号のビットエラーレートを向上させることができる。
【００２８】
また、従来技術に比べてスリット１２の開口面積を大きくすることができるから、スリット１２を通じてレーザドライバ３Ｂ等の放熱を促進してその温度上昇を防ぐことができ、最適なレーザ駆動条件で光送信回路３を駆動させることができる。
【００２９】
次に、図５および図６は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、光送信回路を光送信側遮蔽シールドで覆うのに加えて、光受信回路を光受信側遮蔽シールドで覆う構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３０】
２１は光受信回路６を覆う光受信側遮蔽シールドで、該光受信側遮蔽シールド２１は、光送信側遮蔽シールド１１とほぼ同様に導電性金属材料を用いて底面側が開口した略箱形状に形成され、半田付け等によって基板２の表面に固定されると共に、例えばグランド端子等に接続されている。そして、光受信側遮蔽シールド２１は、リミッタアンプ６Ｃ、信号線９およびこれらの周囲等を覆っている。
【００３１】
なお、光受信側遮蔽シールド２１は、リミッタアンプ６Ｃ、信号線９およびこれらの周囲を覆うものとしたが、例えばフォトダイオード６Ａ、プリアンプ６Ｂ等を含めて光受信回路６全体を覆う構成としてもよい。
【００３２】
２２は光受信側遮蔽シールド２１に貫通して設けられた複数のスリットで、該スリット２２は、光送信側遮蔽シールド１１のスリット１２とほぼ同様に光受信側遮蔽シールド２１の天板（蓋板）部分に位置して、例えば４本設けられている。そして、スリット２２は、略直線状の長穴によって形成され、レーザダイオード３Ａとレーザドライバ３Ｂとを接続する信号線４に対して略平行に延びている。
【００３３】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、光送信回路３を光送信側遮蔽シールド１１で覆うのに加えて、光受信回路６を光受信側遮蔽シールド２１で覆う構成としたから、２つの遮蔽シールド１１，２１を用いて光送信回路３と光受信回路６とをそれぞれ別個独立して覆うことができる。このため、光送信回路３と光受信回路６との間のアイソレーションを高めることができ、２つの回路３，６間で信号、ノイズが干渉、混入するのを防ぐことができると共に、外部からのノイズが光受信回路６に混入するのを防ぐことができる。
【００３４】
また、光受信側遮蔽シールド２１にはスリット２２を設ける構成としたから、スリット２２を通じてリミッタアンプ６Ｃの放熱を促進することができ、リミッタアンプ６Ｃの温度上昇を防いで安定動作させることができる。
【００３５】
さらに、スリット２２は交流磁界を発生させる信号線４に対して略平行に延びる構成としたから、信号線４に対して略直交する交流磁界が光受信側遮蔽シールド２１の内部に侵入するのを抑制することができる。このため、リミッタアンプ６Ｃの放熱性とノイズの遮蔽効果とを両立させることができる。
【００３６】
なお、第２の実施の形態では、光受信側遮蔽シールド２１にスリット２２を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、リミッタアンプ６Ｃによる発熱が少ない場合等にはスリット２２を省く構成としてもよい。
【００３７】
次に、図７は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、本発明の光送受信モジュールを用いてネットワーク機器としてのメディアコンバータを構成したことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３８】
３１は本実施の形態によるメディアコンバータで、該メディアコンバータ３１は、第１，第２の実施の形態による光送受信モジュール１と実装基板（図示せず）に設けられた後述のデータ符号化回路３３，３４等によって構成されている。そして、メディアコンバータ３１は、例えば光ファイバケーブル用のデータ形式とＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル用のデータ形式とを相互に変換するものである。
【００３９】
ここで、光送受信モジュール１の光送信回路３はパラレルシリアル変換回路３２、光信号用データ符号化回路３３、ＬＡＮ用データ符号化回路３４を通じてＬＡＮケーブルが接続されるコネクタジャック３５に接続されている。
【００４０】
一方、光受信回路６は、クロック信号抽出回路３６、シリアルパラレル変換回路３７、光信号用データ符号化回路３３、ＬＡＮ用データ符号化回路３４を通じてコネクタジャック３５に接続されている。
【００４１】
そして、光信号用データ符号化回路３３は、例えば１０００ＢＡＳＥ−Ｘ等の光ファイバケーブルに用いるイーサネット（登録商標）の規格に基づいてデータ形式の変換を行っている。一方、ＬＡＮ用データ符号化回路３４は、例えば１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のＬＡＮケーブルに用いるイーサネット（登録商標）の規格に基づいてデータ形式の変換を行っている。このため、２つのデータ符号化回路３３，３４によって、ＬＡＮケーブル用のデータと光ファイバケーブル用のデータを相互に変換できるものである。
【００４２】
また、パラレルシリアル変換回路３２は、光信号用データ符号化回路３３から出力される光ファイバケーブル用のパラレル信号を時系列なシリアル信号に変換し、光送信回路３に向けて出力している。一方、シリアルパラレル変換回路３７は、光受信回路６から出力されるシリアル信号となった受信信号をパラレル信号に変換している。なお、クロック信号抽出回路３６は、光受信回路６から出力される受信信号からクロック信号を抽出するものである。
【００４３】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、本発明の光送受信モジュール１を用いてメディアコンバータ３１を構成したから、最適なレーザ駆動条件の下で光送信回路３を駆動できると共に、光送信回路３からのノイズの漏洩を防いで光受信回路６のビットエラーレートを向上させることができる。この結果、メディアコンバータ３１の動作を安定させることができ、信頼性を高めることができる。
【００４４】
なお、前記第３の実施の形態では、本発明の光送受信モジュール１を用いてネットワーク機器としてのメディアコンバータ３１を構成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、ネットワーク機器として、例えばスイッチ、ネットワークインターフェイスカード等を構成するものとしてもよい。
【００４５】
また、前記各実施の形態では、遮蔽シールド１１，２１に４本のスリット１２，２２を設けるものとしたが、例えば１本〜３本のスリットを設ける構成としてもよく、５本以上のスリットを設ける構成としてもよい。さらに、スリット１２，２２は遮蔽シールド１１，２１の天板部分に限らず、例えば遮蔽シールド１１，２１の側面部分に設ける構成としてよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、基板には発光素子と駆動回路との間を覆う光送信側遮蔽シールドを設け、該光送信側遮蔽シールドには駆動電流の流れる方向に沿って延びるスリットを設けたから、駆動電流によって生じる交流磁界がスリットを通じて外部に漏洩するのを抑制して、光受信回路に対する混入を防止でき、受信信号のビットエラーレートを向上させることができる。また、スリットの開口面積を大きくすることができるから、スリットを通じて駆動回路等の放熱を促進して温度上昇を防ぐことができ、最適なレーザ駆動条件で光送信回路を駆動させることができる。
【００４７】
請求項２の発明によれば、基板には光受信回路を覆う光受信側遮蔽シールドを設けたから、光送信回路と光受信回路との間のアイソレーションを高めることができ、光受信回路に対して光送信回路によるノイズ（交流磁界）が混入するのを確実に防ぐことができると共に、外部からのノイズが混入するのも防止することができる。
【００４８】
また、請求項３の発明のように、本発明の光送受信モジュールを用いてネットワーク機器を構成したから、最適なレーザ駆動条件の下で光送信回路を駆動できると共に、光送信回路からのノイズの漏洩を防いで光受信回路のビットエラーレートを向上させることができる。この結果、ネットワーク機器の動作を安定させることができ、信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による光送受信モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１中の光送受信モジュールを示す平面図である。
【図３】図１中の光送受信モジュールを分解して示す分解斜視図である。
【図４】図１中の光送受信モジュールを示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態による光送受信モジュールを示す斜視図である。
【図６】図５中の光送受信モジュールを示す平面図である。
【図７】第３の実施の形態によるメディアコンバータを示すブロック図である。
【符号の説明】
１  光送受信モジュール
２  基板
３  光送信回路
３Ａ  レーザダイオード（発光素子）
３Ｂ  レーザドライバ（駆動回路）
６  光受信回路
６Ａ  フォトダイオード
６Ｂ  プリアンプ
６Ｃ  リミッタアンプ
１１  光送信側遮蔽シールド
１２，２２  スリット
２１  光受信側遮蔽シールド
３１  メディアコンバータ（ネットワーク機器）
【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】
2004172291.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004172291.tif 000009