(57)【要約】【課題】組み立て作業性を向上させ、部品数の簡素化を図り、信頼性が高く、低コストな光モジュールを提供する。【解決手段】外部へ光信号を送信する光送信アセンブリと、外部からの光信号を受信する光受信アセンブリと、光送信アセンブリと前記光受信アセンブリとを制御する回路基板とを備え、回路基板からの電気信号を光送信アセンブリにより光信号に変換し、これを光コネクタを介して送信用光ファイバに送信し、受信用光ファイバからの光信号を光コネクタを介して光受信アセンブリにより回路基板に電気信号として送信する光モジュール１において、送受信用光ファイバに取り付けられた光コネクタを接続する一体型の光アダプタ２を、光送信アセンブリ及び光受信アセンブリ並びに回路基板と共にケース３に実装し、光アダプタ２に、回路側の送信用光コネクタ４１ｔを接続すると共に、回路側の受信用光コネクタ４１ｒを接続したものである。【選択図】図１
2007266400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部へ光信号を送信する光送信アセンブリと、外部からの光信号を受信する光受信アセンブリと、前記光送信アセンブリと前記光受信アセンブリとを制御する回路基板とを備え、前記回路基板からの電気信号を前記光送信アセンブリにより光信号に変換し、これを光コネクタを介して送信用光ファイバに送信し、受信用光ファイバからの光信号を光コネクタを介して前記光受信アセンブリにより回路基板に電気信号として送信する光モジュールにおいて、送受信用光ファイバに取り付けられた光コネクタを接続する一体型の光アダプタを、前記光送信アセンブリ及び前記光受信アセンブリ並びに前記回路基板と共にケースに実装し、前記光アダプタに、回路側の送信用光コネクタを接続すると共に、回路側の受信用光コネクタを接続したことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記ケースに、前記光アダプタを実装した光コネクタ部と前記回路基板を収納した回路部とを電磁的に遮る遮り部を設けた請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記ケースは上下２分割のケースからなり、前記遮り部は下ケースに設けた下ケース用壁と上ケースに設けた上ケース用壁とからなる請求項２記載の光モジュール。
【請求項４】
前記回路側の送信用光コネクタと前記回路側の受信用光コネクタとは、簡易ＳＣ光コネクタである請求項１〜３いずれかに記載の光モジュール。
【請求項５】
前記光アダプタは金属からなる請求項１〜４いずれかに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記光アダプタは樹脂に金属メッキを施したものからなる請求項１〜４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、ネットワーク機器からの電気信号を光信号に変換して外部へ送信し、外部から受信した光信号を電気信号に変換してネットワーク機器へ送信する光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットは、通信インフラとして定着し、データ通信・音声・映像など情報の種類を選ばず、様々な業種・サービスを取り込み、その適用範囲は拡大し続けている。それにあわせて回線容量も増加の一途をたどっている。この中においてイーサネット（登録商標）は、低価格さと簡便な運用性により家庭内ＬＡＮ、ＷＡＮにおいても広く利用されるコア技術として普及している。
【０００３】
イーサネット（登録商標）信号を送受信するためには、光モジュール（例えば、光トランシーバ）が使用される。光モジュールは、外部へ光信号を送信する光送信アセンブリと、外部からの光信号を受信する光受信アセンブリと、光送信アセンブリと光受信アセンブリとを制御する回路基板とを備え、回路基板からの電気信号を前記光送信アセンブリにより光信号に変換し、これを光コネクタを介して送信用光ファイバに送信し、受信用光ファイバからの光信号を光コネクタを介して光受信アセンブリにより回路基板に電気信号として送信するものである。
【０００４】
図５に示すように、従来の光モジュール６１は、図示しないレセプタクルタイプの光送信アセンブリ（ＴＯＳＡ）や光受信アセンブリ（ＲＯＳＡ）のフェルール保持部（レセプタクル部）ｆｔ，ｆｒに、送受信用光ファイバが接続されたＳＣ光プラグと係合するＳＣ用ラッチ６２をそれぞれ嵌め、これをケース（筐体）６３の送受信側の端部となる光コネクタ部６４に嵌めたものである。光コネクタ部６４には、ＳＣ光プラグがそれぞれ挿入され、そのＳＣ光プラグが各フェルール保持部ｆと嵌合する。
【０００５】
また、光送信アセンブリのフェルール保持部ｆｔの後端（回路側）には、電磁波の出入射を防止するインナーシールド６５が嵌められる。光受信アセンブリのフェルール保持部ｆｒには、電磁波の出入射を防止するシールド部が形成される。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−１８０４３９号公報
【特許文献２】特開平７−２４４２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、今までの光モジュールは、光送信アセンブリや光受信アセンブリとして、レセプタクルタイプを採用することが多かった。しかしながら、この場合、以下の問題点があった。
【０００９】
１）ケース６３（特に、光コネクタ部６４）の寸法公差が厳しく、追加加工費が高くなる。したがって、ケース５３や光モジュールのコストがアップする。
【００１０】
２）フェルール保持部ｆｔ，ｆｒの構造が複雑であり、これを切削加工により作製するため、加工費も高い。
【００１１】
３）ＳＣ用ラッチ６２やインナーシールド６５など必要な部品数が多く、部品管理が難しい。
【００１２】
４）光送信アセンブリや光受信アセンブリのぐらつき、あるいは光コネクタのぐらつきにより、光結合変動（接続ロス）が大きくなる（ウィグル特性が悪い）。
【００１３】
５）各フェルール保持部ｆの周辺部には隙間があり、しかも光送信アセンブリのフェルール保持部ｆのみにインナーシールド６５が嵌められているため、ＥＭＩ（電磁波障害）に対して弱い。また、光送信アセンブリとケース６３の間に隙間があり、ＥＭＩに対して強くするためにはインナーシールド６５が必要であった。
【００１４】
さらに、従来の光モジュール６１は、光送信アセンブリや光受信アセンブリを常に光コネクタ部６４に対向して配置するため、実装場所の自由度が少ない構造であった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、組み立て作業性を向上させ、部品数の簡素化を図り、信頼性が高く、低コストな光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は前記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、外部へ光信号を送信する光送信アセンブリと、外部からの光信号を受信する光受信アセンブリと、前記光送信アセンブリと前記光受信アセンブリとを制御する回路基板とを備え、前記回路基板からの電気信号を前記光送信アセンブリにより光信号に変換し、これを光コネクタを介して送信用光ファイバに送信し、受信用光ファイバからの光信号を光コネクタを介して前記光受信アセンブリにより回路基板に電気信号として送信する光モジュールにおいて、送受信用光ファイバに取り付けられた光コネクタを接続する一体型の光アダプタを、前記光送信アセンブリ及び前記光受信アセンブリ並びに前記回路基板と共にケースに実装し、前記光アダプタに、回路側の送信用光コネクタを接続すると共に、回路側の受信用光コネクタを接続した光モジュールである。
【００１７】
請求項２の発明は、前記ケースに、前記光アダプタを実装した光コネクタ部と前記回路基板を収納した回路部とを電磁的に遮る遮り部を設けた請求項１記載の光モジュールである。
【００１８】
請求項３の発明は、前記ケースは上下２分割のケースからなり、前記遮り部は下ケースに設けた下ケース用壁と上ケースに設けた上ケース用壁とからなる請求項２記載の光モジュールである。
【００１９】
請求項４の発明は、前記回路側の送信用光コネクタと前記回路側の受信用光コネクタとは、簡易ＳＣ光コネクタである請求項１〜３いずれかに記載の光モジュールである。
【００２０】
請求項５の発明は、前記光アダプタは金属からなる請求項１〜４いずれかに記載の光モジュールである。
【００２１】
請求項６の発明は、前記光アダプタは樹脂に金属メッキを施したものからなる請求項１〜４いずれかに記載の光モジュールである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、市販のＳＣ光アダプタを使用することで、部品数を１つのみにすることができると共に、光送受信アセンブリの配置を自由に設計でき、ウィグル特性を改善することができる。また、インナーシールドなどを使用しなくても、ＥＭＩ特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２４】
まず、本実施形態に係る光モジュール（ここでは、光トランシーバの例）の全体構成を図３で説明する。
【００２５】
図３に示すように、光モジュール１は、複数の電気信号を波長多重光信号に変換して伝送路である送信用光ファイバに送信し、伝送路である受信用光ファイバからの波長多重光信号を受信すると共にこれを電気信号に変換して伝送するためのものであり、４波ＷＷＤＭ（広帯域波長分割多重）のＬＸ４光トランシーバとも呼ばれる。
【００２６】
この光モジュール１は、回路基板（メイン基板）３３と、その回路基板３３に一体構造のスペーサｓを介して搭載される光送信アセンブリ（ＴＯＳＡ）３４と、光受信アセンブリ（ＲＯＳＡ）３５とを備える。
【００２７】
回路基板３３には、光モジュール１が接続されるスイッチングハブやメディアコンバータなどのネットワーク機器からの電気信号を伝送する４つの送信用レーンが形成される。回路基板３３には、光受信アセンブリ３５からの電気信号を伝送する受信用レーンも形成される。
【００２８】
回路基板３３のネットワーク機器側となる他端（後述するＳＣ光コネクタ側とは反対端）は、複数個の端子を形成したカードエッジ部であり、ネットワーク機器に備えたカードエッジコネクタに嵌合することで、光モジュール１の活線挿抜が可能となっている。
【００２９】
光送信アセンブリ３４は、４つの送信用レーンからの電気信号を光信号に変換する４個の１３１０ｎｍ帯のＤＦＢ（分布帰還型）−ＬＤと、各ＬＤの光信号を波長多重する光合波器とを備え、これらを放熱性の高いＡｌなどの金属からなる箱状のＯＳＡベース３４ｂ内に収納したものである。各ＬＤは、発光素子としてのＬＤ素子をそれぞれＣａｎパッケージに収納したものである。
【００３０】
各ＬＤの波長は、１２７５、１３００、１３２５、１３５０ｎｍである。光合波器としては、所定の波長帯域の波長の光信号を反射し、それ以外の波長帯域の光信号を透過する４個の光フィルタを用いる。
【００３１】
光送信アセンブリ３４には、光合波器からの波長多重した光信号を伝送する送信用ピッグテイルファイバ４０ｔの一端が簡易ＳＣ光コネクタを介して接続される。送信用光ファイバ３２ｔには後述するＳＣ光コネクタ、回路側送信用光コネクタとしての送信用簡易ＳＣ光コネクタ４１ｔを介して送信用ピッグテイルファイバ４０ｔの他端が接続される。
【００３２】
この構成により、光送信アセンブリ３４の光出力を送信用ピッグテイルファイバ４０ｔを用いて自由な形態で伝送することができる。従って光モジュール１内に光送信センブリ３４を配置する場所の制約を大幅に低減することができる。光受信アセンブリ３５もまた同様である。
【００３３】
簡易ＳＣ光コネクタとは、光通信ネットワークに広く普及しているＳＣ光コネクタと互換性を有し、家庭内に置かれるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）などの光モジュールの接続や、通信サービス会社設備のＦＴＭ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ）などの光ケーブル終端架に適した低コストの光コネクタである。ＳＣ光プラグをアダプタを介して相互接続する場合において、片側のＳＣ光プラグと光アダプタをまとめてレセプタクルとすることにより、部品点数を通常のＳＣ光コネクタの光アダプタ（１３部品）に比べ、５部品に削減し、大幅な経済効果を実現したものである。
【００３４】
より詳細には、簡易ＳＣ光コネクタは、光プラグと簡易光アダプタからなる。簡易光アダプタは、ブーツと簡易フェルールで構成される簡易プラグと、割りスリーブと、スリーブとハウジングで構成される簡易レセプタクルとからなる５部品である。
【００３５】
光受信アセンブリ３５は、受信用光ファイバからの波長多重光信号を分波する光分波器と、分波された光信号を電気信号に変換する４つのＰＤ（フォトダイオード）からなる４ｃｈ−ＰＤアレイと、各電気信号を増幅する４つのプリアンプとを備える。光分波器としては、４層の誘電体多層フィルタを用いる。
【００３６】
受信用光ファイバには、後述するＳＣ光コネクタ、回路側受信用光コネクタとしての受信用簡易ＳＣ光コネクタ４１ｒを介して受信用ピッグテイルファイバ４０ｒの一端が接続される。
【００３７】
光受信アセンブリ３５には、簡易ＳＣ光コネクタを介して受信用ピッグテイルファイバ４０ｒの他端が接続される。
【００３８】
光モジュール１の寸法は、全長が約８０ｍｍ、幅が約４０ｍｍ、回路基板３の長さが５０〜６０ｍｍである。
【００３９】
さて、図１は、本発明の好適な実施形態を示す光モジュールの主要部の斜視図、図２はその完成状態を示す縦断面図である。
【００４０】
図１および図２に示すように、本実施形態に係る光モジュール１は、送受信用光ファイバを接続する一体型の光アダプタとして、市販のＳＣ光アダプタ２（図１および図２中の網掛け部分）を、上述した光送信アセンブリ及び光受信アセンブリ並びに前記回路基板と共にケース３に実装し、そのＳＣ光アダプタ２に、送信用簡易光コネクタ４１ｔを接続すると共に、受信用簡易光コネクタ４１ｒを接続したものである。
【００４１】
図３で説明した回路基板３３と、光送信アセンブリ３４と、送信用ピッグテイルファイバ４０ｔと、受信用ピッグテイルファイバ４０ｒと、光受信アセンブリ３５とは、横断面が略コ字状の下ケース３ｄと横断面が略コ字状の上ケース３ｕとからなる上下２分割のケース３内に収納される。ケース３はＡｌ、Ｍｇ合金、Ｚｎ合金などの放熱性が高い金属で形成される。この中でＭｇ合金はＡｌと比べると放熱特性が劣る。また、Ｚｎ合金はＡｌと比べると重く、衝撃に弱い。従って、軽くて放熱特性のよいＡｌを使用することが好ましい。光モジュール１のこれら部品を収納したネットワーク機器側の部分は、回路部４である。
【００４２】
下ケース３ｄの送受信路側の端部は下スリーブ５ｄとなっており、下スリーブ５ｄ上に上スリーブ５ｕ（図３参照）が取り付けられる。下ケース３ｄ上には、各部品が組み込まれた後、上ケース３ｕが取り付けられる。
【００４３】
下スリーブ５ｄには、ＳＣ光アダプタ２を収納する凹状のアダプタ収納部６が形成され、そのアダプタ収納部６にＳＣ光アダプタ２が収納される。ＳＣ光アダプタ２は、送信用光ファイバ３２ｔや受信用光ファイバ３２ｒ（図４参照）が一体に接続された２連ＳＣ光プラグと送受信路側で嵌合するものである。これら２連ＳＣ光プラグとＳＣ光アダプタ２とで２連ＳＣ光コネクタが構成される。
【００４４】
ＳＣ光アダプタ２のネットワーク機器側には、送信用ピッグテイルファイバ４０ｔの他端に接続された送信用簡易ＳＣ光コネクタ４１ｔが挿入されて嵌められると共に、受信用ピッグテイルファイバ４０ｒの一端に接続された受信用簡易ＳＣ光コネクタ４１ｒが挿入されて嵌められる。光モジュール１のＳＣ光アダプタ２を収納した送受信路側の部分は、光コネクタ部７である。
【００４５】
下ケース３ｄには、回路部４と光コネクタ部７の境界部に、回路部４と光コネクタ部７とを電磁的に遮るための下ケース用壁８ｄが、下ケース３ｄの横断面を塞ぐように下ケース３ｄの底面から起立して設けられる。
【００４６】
上ケース３ｕには、回路部４と光コネクタ部７の境界部に、回路部４と光コネクタ部７とを電磁的に遮るための上ケース用壁８ｕが、上ケース３ｕの横断面を塞ぐように上ケース３ｕの内上面から垂直下方に延出して設けられる。
【００４７】
これら下ケース用壁８ｄと上ケース用壁８ｕとで遮り部８が構成される。図２では、遮り部８は、上ケース用壁８ｕの送受信路側の先端が、下ケース用壁８ｄの先端よりも下になるような略逆Ｌ字状に形成された例で示している。
【００４８】
また、ＳＣ光アダプタ２としては、Ａｌなどの放熱性が高い金属からなるものを用いるとよい。ＳＣ光アダプタ２としては、樹脂で形成した後、これに金属メッキを施してなるものを使用してもよい。
【００４９】
本実施形態の作用を説明する。
【００５０】
光モジュール１は、市販の一体型のＳＣ光アダプタ２を使用することで、送受信用光ファイバ３２ｔ，３２ｒが一体接続された２連ＳＣ光プラグを送受信路側から一括挿入し、他方、送受信用ピッグテイルファイバ４０ｔ，４０ｒが接続された簡易ＳＣ光コネクタ４１ｔ，４１ｒをそれぞれ回路側から挿入している。
【００５１】
これにより、ＳＣ光アダプタ２を介して送信用ピッグテイルファイバ４０ｔと送信用光ファイバ３２ｔとを簡単に接続できる。同様に受信用光ファイバ３２ｒと受信用ピッグテイルファイバ４０ｒとを簡単に接続できる。
【００５２】
したがって、光モジュール１によれば、光コネクタ部７の部品数をＳＣ光アダプタ２のみにすることができる。そして、下ケース３ｄの送受信路側の端部にＳＣ光アダプタ２を設けており、光Ｉ／Ｆ（インタフェース）はＳＣ光プラグとＳＣ光アダプタ２からなるコネクタアダプタ接続となるため、寸法誤差の累積が少なく、ウィグル特性（光コネクタのぐらつきによる光結合変動（接続ロスの変動））を従来よりも大幅に改善できる。
【００５３】
つまり、光結合の精度は高精度に作製されたＳＣ光アダプタ２で担うため、ＳＣ光アダプタ２がケース３内で動いてもウィグル特性が問題となることはない。
【００５４】
また、光コネクタ部７は、下スリーブ５ｄに、ＳＣ光アダプタ２を収納する凹状のアダプタ収納部６を形成するだけでよく、ケース部の寸法公差も緩くできるので、追加加工などをなくすことができる。
【００５５】
さらに、図６の従来の光モジュール６１のようなフェルール保持部（レセプタクル部）ｆ、ＳＣ用ラッチ６２などの部品が必要ないので、管理する部品数が減る。
【００５６】
ケース３には、回路部４と光コネクタ部７とを電磁的に遮る遮り部８を設けているため、光コネクタ部７と回路部４をケース３の金属壁で完全に遮ることで、ＥＭＩ特性がよくなる。
【００５７】
つまり、光モジュール１は、インナーシールドなどを使用しなくても、ＥＭＩ特性を改善することができる。これは、回路部４と光コネクタ部７の境界部において、電磁的に遮るための遮り部８を構成する下ケース用壁８ｄと上ケース用壁８ｕの光モジュール１の長さ方向に沿う直線的な隙間が小さくなったからである。
【００５８】
ケース３に遮り部８を設けることで、従来の光モジュール６１のようなインナーシールド６５が不要となり、この点でも管理する部品数が減る。
【００５９】
したがって、接続構造１によれば、光モジュール１の組み立て作業性を向上させ、部品数を簡素化し、信頼性が高く、低コストな光モジュールを提供できる。
【００６０】
また、回路側の送受信用光コネクタとして簡易ＳＣ光コネクタ４１ｔ，４１ｒを用いており、回路側の送受信用光コネクタのサイズを小さくすることで、回路側送受信用光コネクタの実装スペースを小さくすることができ、回路実装スペースを大きくできる。
【００６１】
これにより、ＳＣ光アダプタ２の部分での電磁的な隙間を小さくすることができるので、ＥＭＩ特性がよくなる。
【００６２】
ＳＣ光アダプタ２は、金属、あるいは樹脂に金属メッキを施したものからなるので、遮り部８に加えてＳＣ光アダプタ２が第２の電磁的な壁となり、ＥＭＩ特性がさらに向上させることができる。
【００６３】
次に、遮り部８の変形例を図４、図５（ａ）および図５（ｂ）で説明する。
【００６４】
図４に示すように、遮り部４１は、上ケース用壁８ｕの回路側の先端が、下ケース用壁８ｄの先端よりも下になるような略逆Ｌ字状に形成されたものである。
【００６５】
ここで、下ケース用壁８ｄの幅をＬ１、上ケース用壁８ｕの幅をＬ２、下ケース用壁８ｄと上ケース用壁８ｕの上下の隙間をＬ３、下ケース用壁８ｄと上ケース用壁８ｕの前後の隙間をＬ４、下ケース用壁８ｄの先端よりも下になる上ケース用壁８ｕの長さをＬ５とする。
【００６６】
この遮り部４１の寸法は、Ｌ１の好ましい寸法範囲が０．２〜２ｍｍ、最適値が１ｍｍ、Ｌ２の好ましい寸法範囲がＬ１＜Ｌ２＜３ｍｍ、最適値が２ｍｍ、Ｌ３の好ましい寸法範囲が０〜０．２ｍｍ、最適値が０ｍｍ、Ｌ４の好ましい寸法範囲が０〜０．２ｍｍ、最適値が０ｍｍ、Ｌ５の好ましい寸法範囲がＬ３＜Ｌ５＜１ｍｍ、最適値が０．５ｍｍである。
【００６７】
また、遮り部８の変形例としては、図５（ａ）に示すように、上ケース用壁８ｕの送受信路側および回路側の先端が、下ケース用壁８ｄの先端よりも下になるような凹状に形成されたもの、図５（ｂ）に示すように、下ケース用壁８ｄの先端に突部４１を設け、その突部４１が上ケース用壁８ｄに当接するようにしたものでもよい。
【００６８】
要するに、図５（ｃ）に示すように、上ケース用壁８ｕと下ケース用壁８ｄは、上ケース用壁８ｕと下ケース用壁８ｄの間に、光モジュールの長さ方向に沿う直線的な隙間ｇが形成されない形状であればよい。
【００６９】
前記実施形態では、光アダプタとしてＳＣ光アダプタ２を用い、このＳＣ光アダプタに光コネクタとしてＳＣ光コネクタを接続した例で説明したが、光コネクタに合わせて光アダプタを適宜変更し、この変更した光アダプタにＦＣ光コネクタやプラグイン光コネクタなどを接続して光モジュールを構成してもよい。
【００７０】
また、前記実施形態では、４個のＬＤを備えた光送信アセンブリ３４や４個のＰＤを備えた光受信アセンブリ３５の例で説明したが、光送信アセンブリや光受信アセンブリは少なくとも１つのＬＤやＰＤを備えていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の好適な実施形態を示す光モジュールの主要部の斜視図である。
【図２】図１に示した光モジュールの完成状態を示す縦断面図である。
【図３】図１に示した光モジュールの内部構成を示す斜視図である。
【図４】図２に示した遮り部の変形例の縦断面図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は遮り部の一例を示す縦断面図、図５（ｃ）は従来の遮り部を示す縦断面図である。
【図６】従来の光モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  光モジュール
２  光アダプタ
３ｄ  下ケース
４１ｔ  送信用簡易ＳＣ光コネクタ（回路側送信用光コネクタ）
４１ｒ  受信用簡易ＳＣ光コネクタ（回路側受信用光コネクタ）
【図１】
2007266400.tif 000003
【図２】
2007266400.tif 000004
【図３】
2007266400.tif 000005
【図４】
2007266400.tif 000006
【図５】
2007266400.tif 000007
【図６】
2007266400.tif 000008