(57)【要約】【課題】光トランシーバの体積や寸法の増加をともなうことなく、簡単な構造で外部へのノイズ放射を効果的に低減できる光トランシーバを提供する【解決手段】光トランシーバ２０は、光コネクタを装着するためのレセプタクル部材８と、光電変換素子を搭載した光サブアセンブリ１ａ、１ｂと光サブアセンブリを実装した回路基板２とを収納したベースカバー９とトップカバー１０を有している。レセプタクル部材８の開口部の内面には、所定ピッチで複数の金属片を配列したノイズ反射シート１２が設けられており、光トランシーバ２０からレセプタクル部材８を介して外部に放射される電磁ノイズを低減している。ノイズ反射シート１２は、ベースカバー９やトップカバー１０の内面に設けてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、該光サブアセンブリを実装した回路基板とを収納し、光コネクタを接続するためのハウジングを有する光トランシーバであって、前記ハウジング内部に、複数の金属片を所定ピッチで配列したノイズ反射シートを設けたことを特徴とする光トランシーバ。
【請求項２】
前記ハウジングが、光コネクタを接続する光コネクタ接続部を有し、前記光コネクタが挿入される前記光コネクタ接続部の開口部の内面に前記ノイズ反射シートが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項３】
前記光コネクタ接続部の開口部の内面の先端部に、前記ノイズ反射シートの端部に当接するストッパーを設けたことを特徴とする請求項２に記載の光トランシーバ。
【請求項４】
前記ハウジングが、前記光サブアセンブリと前記回路基板を収納した、ベースカバーおよびトップカバーを有し、前記ノイズ反射シートを前記ベースカバーの内面および／または前記トップカバーの内面に設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の光トランシーバ。
【請求項５】
前記複数の金属片のピッチが放射抑制の対象とする電磁ノイズの波長の１／４未満であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の光トランシーバ。
【請求項６】
前記複数の金属片のピッチが連続的に変化していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号によるデータ通信に用いられる光トランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信に用いられる光データリンクは、光信号を送信する送信用光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub-Assembly）、光信号を受信する受信用光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assembly）、または、光信号を送受信の双方の構成を持つ送受信用光サブアセンブリ等の光サブアセンブリを、多数の電子部品を実装した回路基板と共に金属製の筐体内に収納保持して構成される。この場合、送受信の双方の機能を備えるものは、一般にプラガブル型光トランシーバ（以下、光トランシーバという。）とも言われる。
【０００３】
図１１は、従来の光トランシーバ１００の一例を説明する図であり、例えば、光トランシーバ１００は、レセプタクル部材１０６の後部が断面矩形状の金属製の筐体１０５で囲われた長方形体で形成されている。光トランシーバ１００は、ホスト装置のフロントパネル１０３に設けられたパネル開口１０３ａを通して、ホスト基板１０４上に載置されたケージ１０２内に挿抜自在に嵌めこまれ、ケージ１０２の奥部に配された電気コネクタ（ 図示せず） により電気的に接続される。また、レセプタクル部材１０６内には、光ファイバを装着した光コネクタ１０１が挿入され、光トランシーバ１００ に実装されている発光素子および受光素子と光学的に接続され、光信号の送受信が行われる。
【０００４】
このような光トランシーバでは、ホスト装置の内部から外部への電磁放射（ＥＭＩ）を抑え、また放熱を促進するために、光トランシーバ１００の金属製の筐体１０５を、接地されているケージ１０２またはホスト装置のフロントパネルの開口１０３ａに電気的に接触させて電磁的にシールドすることなどが一般的に行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、光トランシーバを覆う金属カバーに設けた弾性フィンガが、光コネクタが挿入された状態のときに、金属カバーの外方に突き出されてケージ内面に電気的に接触されてＥＭＩシールドを形成し、光コネクタが挿入されていないときは、弾性フィンガは、ケージと無接触となってモジュールの着脱を容易にしたものが開示されている。また、特許文献２には、光ファイバコネクタを挿入するための挿入口とレセプタクル部との隙間を塞ぐ金属製の遮蔽部を設けた光送受信モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３３２６１号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、ＥＭＩシールドを考慮した光トランシーバの実装は、ホスト装置のフロントパネルとケージ間、並びに光トランシーバ筐体とケージ間を、複数のフィンガ（又はタブ）により複数の電気接続パスを形成して接地電位の安定化を図るとともに、外部への漏洩口となるパネル開口付近の隙間となる部分小さくする努力が払われ、上記の特許文献に開示されるような種々の提案がなされてきた。
【０００８】
しかしながら、光トランシーバから外部へ電磁ノイズが放射する原因の１つとして、光モジュール（ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ）と光コネクタを接続する開口部の存在がある。これは、信号光が透過する開口部はレンズ等で物理的に閉じられているが、電磁ノイズの遮断の点では開口と同等の作用をするからである。そして、伝送速度の向上によって、主周波数や高調波成分の高周波化をもたらし、その結果、開口部形状の遮断周波数以上の周波数帯域を使用するようになってきている。
【０００９】
そのため、光トランシーバ内部(もしくは、ネットワーク機器内部)から開口部を通して外部へ放射する電磁ノイズの問題が増大してきている。そして、この開口部は、業界標準規格で決められた大きさの開口部であり、同じ品種であれば、どの光トランシーバも同様の開口の大きさを有している。
【００１０】
この開口部から電磁ノイズを抑制するには、例えば、この開口部に電磁ノイズ吸収用フィラーを含有したアダプターを付加し、光トランシーバ内部からの電磁ノイズの放射を低減することが知られている。しかし、新たに電磁吸収体を含有したアダプターを設ける場合は、部品点数の増加を伴い小型化には向いていなかった。
【００１１】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、光トランシーバの体積や寸法の増加をともなうことなく、簡単な構造で外部へのノイズ放射を効果的に低減できる光トランシーバ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】
【００１２】
本発明による光トランシーバは、光電変換素子を搭載した光サブアセンブリと、該光サブアセンブリを実装した回路基板とを収納し、光コネクタを接続するためのハウジングを有する光トランシーバであって、ハウジング内部に、複数の金属片を所定ピッチで配列したノイズ反射シートを設けたことを特徴とする。
【００１３】
ノイズ反射シートは、ハウジングを形成する光コネクタ接続部（レセプタクル部材）、ベースカバー、トップカバーなどに設けられ、光コネクタ接続部に設けられる場合は、光コネクタ接続部の開口部の先端部にノイズ反射シートに当接するストッパーが設けられる。複数の金属片のピッチは放射抑制の対象とする電磁ノイズの波長の１／４未満であり、このピッチは連続的に変化させてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光トランシーバの体積や寸法の増加をともなうことなく、簡単な構造で光トランシーバから外部へのノイズ放射を効果的に低減することができる。また、光コネクタ接続部にノイズ反射シートを設けた場合は、光コネクタを介して外部に放射されるノイズを抑制することができる。さらに、金属片の形状やピッチを調整することで、対象とする電磁ノイズの周波数や周波数範囲を容易に調整することができ、広い帯域で光トランシーバ内部からの放射を抑えることができる。このため、電波吸収体に比べると小型で薄いものが作成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る光トランシーバの一例として、トップカバーを開いた状態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る光トランシーバの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る光トランシーバの光コネクタ接続部の斜視図である。
【図４】ノイズ反射シートの組立て体を示す図である。
【図５】ノイズ反射シートの一例を示す図である。
【図６】ノイズ反射シートの断面を示す図である。
【図７】ノイズ反射シートの他の例を示す図である。
【図８】本発明の光トランシーバに関するシミュレーションを説明するための図である。
【図９】本発明に光トランシーバに関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】本発明に係る光トランシーバのトップカバーの一例を示す図である。
【図１１】光コネクタ接続した光トランシーバをホスト装置に装着した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の光トランシーバに係る好適な実施の形態について説明する。
まず、本発明の光トランシーバにおいて、光コネクタ接続部であるレセプタクル部材にノイズ反射シートを設けた例について説明する。図１は、本発明に係る光トランシーバの一例の斜視図であり、トップカバーを開いた状態を示す図であり、図２はトップカバーを閉じた状態を示す図である。また、図３は、図１、２に示した光トランシーバにおける光コネクタ接続部（レセプタクル部材）の斜視図である。
【００１７】
図において、１ａはＴＯＳＡ、１ｂはＲＯＳＡ、２は第１の回路基板、３は第２の回路基板、４，５はフレキシブル基板（ＦＰＣ）、６は基板ホルダ、７は金属製の保持部材、８は本発明の光コネクタ接続部に相当するレセプタクル部材、９はベースカバー、１０はトップカバー、１１はストッパー、１２はノイズ反射シート、１３は接地シールド部材を示す。ここで、レセプタクル部材８、ベースカバー９、及び、トップカバー１０は、本発明の光トランシーバのハウジングを構成している。
【００１８】
光信号を送信する光サブアセンブリであるＴＯＳＡ１ａと光信号を受信する光サブアセンブリであるＲＯＳＡ１ｂとは、互いに幅方向（Ｘ軸方向）に並列状態にしてレセプタクル部材８により一体的に組み付けてサブアセンブリユニットとされる。これらのＴＯＳＡ１ａ及びＲＯＳＡ１ｂには、それぞれ光電変換素子である発光素子及び受光素子が搭載される。
【００１９】
ＴＯＳＡ１ａとＲＯＳＡ１ｂのための電気信号処理、制御等は、第１の回路基板２および第２の回路基板３に実装された電子回路部品群からなる電子回路で行われる。ＴＯＳＡ１ａとＲＯＳＡ１ｂは、フレキシブル基板５（ＦＰＣ）を介して第１の回路基板２に電気的に接続される。第１の回路基板２と第２の回路基板３とは、基板ホルダ６により上下方向（Ｙ軸方向）に組み付け一体化されて配置され、フレキシブル基板４（ＦＰＣ）介して電気的に接続される。
【００２０】
第１の回路基板２は、例えば、主回路基板として光トランシーバの主たる制御を行う回路装置に用い、ＩＣ回路等の発熱部品を搭載する基板とすることができる。また、第２の回路基板３は、付加機能を追加することで第１の回路基板２だけでは収めることができない制御回路や電子部品を搭載する基板とすることができる。しかし、第１と第２の回路基板に、どの制御回路・電子部品を搭載しなければならないというものではなく、１つの回路基板で収まる場合は、第２の回路基板３を設ける必要はない。なお、第１の回路基板２の後方には、光トランシーバをホスト装置に電気的に接続するための、コネクタ部２ａが設けられる。
【００２１】
保持部材７は金属製で、例えば、ＴＯＳＡ１ａ，ＲＯＳＡ１ｂの前部（Ｚ軸方向）に嵌合して前端部側の隙間部分からの電磁波をシールドする嵌合孔を有するフロントシールド部と、ＴＯＳＡ１ａ、ＲＯＳＡ１ｂの本体部を上下方向から把持するＵ字状の把持部を有している。
【００２２】
ベースカバー９の前部には、図示しない光コネクタを挿着するためのレセプタクル部材８が結合されている。レセプタクル部材８は、絶縁樹脂もしくは，金属の成型により形成され、光コネクタが挿入され挿着される一対の開口部であるソケット孔８ａを有し、ＴＯＳＡ１ａ、ＲＯＳＡ１ｂのスリーブ部分に連通している。
【００２３】
ベースカバー９は、放熱とシールド機能を有する金属材で形成され、底壁と一対の側壁からなる。ベースカバー９内には、レセプタクル部材８の内端に保持部材７のフロントシールド部が接する状態で収納され、また、第１の回路基板２、第２の回路基板３が基板ホルダ６と共に位置決めされて収納されている。また、ベースカバー９の側壁の後端には、トップカバー１０の一方の端部１０ａを回動可能に係止する係止部９ａが設けられている。
【００２４】
トップカバー１０は、ベースカバー９の上部の開口を塞ぐ蓋形状で、ベースカバー９と同様に、放熱とシールド機能を有する金属材で形成することができる。トップカバー１０の前部側の内面には、ＴＯＳＡ１ａ、ＲＯＳＡ１ｂを上方から押えて、保持固定するための保持部が設けられていて、トップカバー１０が閉じられたときにＴＯＳＡ１ａ、ＲＯＳＡ１ｂを保持固定するようになっている。
【００２５】
図２に示す接地シールド部材１３は、弾性を有する金属板から形成される。接地シールド部材１３は、光トランシーバをホスト装置のケージ２０内に挿入したとき、ケージ２０内面に筐体を電気的に接触させて接地し、金属製の筐体にシールド機能を持たせるためのものである。
【００２６】
上述のように、光トランシーバは、Ｚ軸方向に延びる内部空間を有しており、少なくともその内面が金属からなるベースカバー９とトップカバー１０とからなる筺体を備える。このため、筐体の内部空間はＺ軸方向に延びる導波管と同様の構造となっている。したがって、その内部空間の寸法で定まる遮断周波数以上の周波数を有するノイズは、筺体の内部空間をＺ軸方向に伝搬することになる。
【００２７】
このため、本実施態様では、レセプタクル部材８側から外部へ放射される電磁ノイズを抑制するために、レセプタクル部材８の光コネクタが装着される一対の開口部であるソケット孔８ａの底面と両側面の３面に、電磁ノイズが放射する方向に沿った面に所定のピッチで複数の金属片を有するノイズ反射シート１２を設けている。ノイズ反射シートについては、後で詳述するが、特定の周波数の電磁ノイズに対して高インピーダンス面(電磁放射ノイズの反射面)を形成するものである。
【００２８】
なお、ソケット孔８ａの先端部には、ストッパー１１を設けることにより、ノイズ反射シート１２をＴＯＳＡ１ａあるいはＳＯＳＡ１ｂ側（図３の矢印で示す光モジュール側）からスライドさせて挿入した際に、ストッパー１１がノイズ反射シート１２の端部に当接して、ノイズ反射シート１２の位置決めと抜け落ちを防止している。なお、ストッパー１１は、レセプタクル部材８と別体に形成したものをレセプタクル部材８に固着するようにしてもよく、また、レセプタクル部材８と一体に成型してもよい。
【００２９】
レセプタクル部材８の開口内に装着されるノイズ反射シート１２は、図４に示すように、断面Ｕ字状の３面を有する組立て体として構成され、レセプタクル部材８の開口内に光モジュール側から挿入され固定される。その際、ノイズ反射シート１２の組立て体の側面にあるノイズ反射シート１２が倒れないように、例えば、レセプタクル部材８の開口部の内面に案内溝等を設けておくことが望ましい。
【００３０】
図４に示したノイズ反射シート１２の組立て体は、例えば図５（Ａ）に示すように、各面を個別に製作したノイズ反射シート１２を組み立てて構成するか、あるいは、図５（Ｂ）に示すように、３面を一体に形成したものを折り曲げて構成することができる。なお、本実施態様では、ノイズ反射シート１２をレセプタクル部材８の開口部内の３面に設けるようにしたが、少なくとも１面に設ければ外部へのノイズ放射を低減することができる。
【００３１】
図６は、ノイズ反射シートの断面図であり、本発明のノイズ反射シートについて説明する。
ノイズ反射シート１２は、例えば、図６（Ａ）に示すように、絶縁シート１５の電磁ノイズが放射する方向に沿った面に、遮断したい電磁ノイズの波長の４分の１未満のピッチｐで第１層目の金属片１３ａを複数設けたものである。ここで、金属片８ａの材料としては、導電性に優れた金属材料であればよく、例えば、銅箔などを用いることができる。また、ノイズ反射シート１２の製作にあたっては、一般的なプリント基板の配線を形成する工程を利用することができる。例えば、絶縁シート１５として、ガラス・エポキシ材、ポリイミド、セラミックなどを基材として作成することが可能である。また、金属片の周りを樹脂で埋める樹脂成形の工程として作成してもよい。
【００３２】
図６（Ａ）に示したノイズ反射シート１２の金属片１３ａは１層であったが、２層で構成してもよい。図６（Ｂ）に示すノイズ反射シート１２は、金属片を２層にした場合のノイズ反射シートであり、第１層目の金属片１３ａと第２層目の金属片１３ｂとを接続部１４によって接続することにより、ノイズ反射の効率を高めることができる。なお、第２層面の金属片１３ｂは互いに電気的に接続されていてもよく、例えば、図６（Ｃ）に示すように、第２層目の金属片８ｂを互いに電気的に接続させて１枚の金属片として構成してもよい。ここで、図６（Ｃ）で示したノイズ反射シート１２を用いる際は、第１層目の金属片１３ａが開口部の内側に位置するように配置する必要がある。
【００３３】
しかしながら、少なくとも第１層目の金属片１３ａの配列ピッチｐは、放射抑制の対象とする電磁ノイズの波長の１／４未満で配列されている必要がある。例えば、光モジュールが伝送速度２５Ｇｂｐｓで用いられる場合、基本波はおよそ１２．５ＧＨｚ／ｓとなる。このとき、第２高調波ノイズを抑えたい場合には、第１層目の金属片８ａの配列ピッチｐを３．０ｍｍとして金属片８ａが並ぶようにすればよい。
【００３４】
図７は、ノイズ反射シートのさらに他の例を示す図である。電磁ノイズの波長が特定の周波数帯域を有している場合、図７に示すように、第１層目の金属片１３ａの配列のピッチｐを固定とするのではなく、ｐ１＞ｐ２＞ｐ３＞・・・＞ｐｎとなるように連続的に変化させている。ここで、ピッチｐ１は抑制対象とする電磁ノイズの波長に対して１／４未満となるようにしている。これにより、抑制対象となる電磁ノイズが高調波を含む広帯域なノイズであった場合でも、効果的にノイズ放射を低減することができる。なお、図７に示す電磁ノイズ反射体７では、第１層目の金属片８ａの配列ピッチｐを順次変化させているために、金属片８ａ１〜８ａ６自体の形状も順次異なるものとなっている。また、図７で示す電磁ノイズ反射体７において、第２層目の金属片８ｂを設けてもよく、さらに、第２層目の金属片８ｂを一体に構成してもよい。
【００３５】
本発明における第１層目の金属片１３ａの配列ピッチｐと抑制対象となるノイズ波長との関係は、先述のとおりであるが、第１層目の金属片１３ａの形状は、所望の周波数を反射し、ノイズが外部へ放射されることを遮断するために、種々の形状を選択することが可能である。例えば、第１層目の金属片１３ａの形状として、三角形や四角形等の多角形、円形、楕円形、スパイラル（うずまき）形等、種々の形状が可能であり、これらの形状は、光トランシーバのハウジングの形状に合わせて選択してもよい。
【００３６】
次に、本発明の光トランシーバの効果を確認するために行ったシミュレーションについて説明する。図８は、本発明の光トランシーバに関するシミュレーションを説明するための図であり、図９は、シミュレーション結果を示す図である。図８で示すように、光トランシーバ２０側をポート１、光コネクタ３０のファイバブーツ側をポート２とした場合に、ポート１からポート２に伝搬する電磁波についてのシミュレーションを行った。
【００３７】
シミュレーションは、図６（Ｃ）で示したような、１層目の金属片１３ａに対して２層目の金属片１３ｂを設け、２層目の金属片１３ｂが一体となったノイズ反射シート１２をレセプタクル部材８の開口内の３面に配置した場合を対象とした。１層目の金属片１３ａのピッチは３．２ｍｍとした。そして、シミュレーションは、レセプタクル部材８に電磁ノイズ反射体７を設けない場合と設けた場合について、それぞれ行った。
【００３８】
図９はシミュレーション結果を示す図であり、横軸に周波数を、縦軸にポート１からポート２に伝搬する電磁波について光コネクタ１０に電磁ノイズ反射体７を設けない場合と電磁ノイズ反射体７を設けた場合の差分をとったグラフで示している。本発明の高インピーダンス面を形成するノイズ反射シート１２の有無により、概ね１２．６ＧＨｚ〜１６．５ＧＨｚ近辺で大きくマイナスの値をとることが確認できる。このことは、高インピーダンス面がある場合は、高インピーダンス面がない場合に比べて、１３ＧＨｚ〜１６ＧＨｚ近辺で電磁波の伝搬が小さく抑えられており、ポート１からポート２へ抜けてしまう電磁ノイズを有効に抑えていることを示している。
【００３９】
以上、本発明の光トランシーバとして、ハウジングを構成するレセプタクル部材８の開口部内面にノイズ反射シート１２を配置した例について説明したが、ノイズ反射シート１２をレセプタクル部材以外のハウジング内に設けるようにしてもよい。
例えば、図１０に示すように、ノイズ反射シート１２を光トランシーバ２０のトップカバー１０の内面に配置することができる。この場合、ノイズ反射シート１２の金属片は、光トランシーバ２０が導波管を形成する長手方向に沿って、放射抑制の対象とする電磁ノイズの波長の１／４未満のピッチで配列させている。これにより、ノイズ反射シート１２が特定波長に対する高インピーダンス面となり、外部への電磁ノイズの放射を低減することができる。なお、図１０に示した例では、ノイズ反射シート１２の金属片の配列が長手方向に沿って３列のものとしているが、１列で構成してもよい。さらに、ノイズ反射シート１２はトップカバー１０の内面のほかに、ベースカバー９の内面に設けても同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１ａ…ＴＯＳＡ、１ｂ…ＲＯＳＡ、２…第１の回路基板、３…第２の回路基板、４，５…フレキシブル基板、６…基板ホルダ、７…保持部材、８…レセプタクル部材、９…ベースカバー、１０…トップカバー、１１…ストッパー、１２…ノイズ反射シート、１３…金属片、１４…接続部、１５…絶縁シート、１６…接地シールド部材、２０、１００…光トランシーバ、３０、１０１…光コネクタ、１０２…ケージ、１０３…フロントパネル、１０４…ホスト基板、１０５…筺体。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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