光コネクタ、および、電磁ノイズ反射体
【課題】簡単な構造で外部への電磁ノイズ放射を効果的に低減できる光コネクタ、および、電磁ノイズ反射体を提供する。
【解決手段】光コネクタ１０は、ハウジング２または３に、光コネクタ１０の光軸に沿って所定のピッチで第１層目の金属片を複数配置した電磁ノイズ反射体７を備えている。第１層目の金属片の外側には、さらに第１層目の金属片に電気接続された第２層目の金属片を有していてもよい。この第２層目の金属片はトランシーバと電気接続されていてもよい。第１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未満に構成される。これにより、光コネクタを通して外部に漏えいするトランシーバ〜の電磁ノイズを抑制することができる。
【解決手段】光コネクタ１０は、ハウジング２または３に、光コネクタ１０の光軸に沿って所定のピッチで第１層目の金属片を複数配置した電磁ノイズ反射体７を備えている。第１層目の金属片の外側には、さらに第１層目の金属片に電気接続された第２層目の金属片を有していてもよい。この第２層目の金属片はトランシーバと電気接続されていてもよい。第１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未満に構成される。これにより、光コネクタを通して外部に漏えいするトランシーバ〜の電磁ノイズを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタ、および、電磁ノイズ反射体に関し、詳しくは、光コネクタに接続した光トランシーバからの電磁ノイズの放射を低減した光コネクタ、および、それに用いる電磁ノイズ反射体に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラガブル光トランシーバは、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（ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assembly）を備えた、光コネクタを介して信号光を送受信するトランシーバであり、複数の電子部品、電子回路及び回路基板が収納される本体部と、光コネクタが着脱可能に接続されるレセプタクルとを有している。このプラガブル光トランシーバ（以下、単に光トランシーバという。）は、例えば、ホストシステムのケージに着脱可能に挿入されて、ケージの奥部に配された電気コネクタと電気的に接続されるとともに、ケージ内への装着がラッチされる。
【０００３】
図１２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、光レセプタクル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、光レセプタクル１０６内には光コネクタ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、光トランシーバの内部、もしく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】
しかし、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。そのため、光モジュール内部（もしくは、ネットワーク機器内部）からこの開口部を通して外部へ放射する電磁ノイズが増大してきた。
【０００６】
このように、この開口部からの電磁ノイズ放射が一層問題になりつつある理由は、伝送速度の増大が挙げられる。伝送速度の増大は、基本波や高調波の高周波化をもたらし、従来の開口部形状の遮断周波数を超える高い周波数のノイズが発生するようになってきたからである。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。
【０００７】
この電磁ノイズを抑制するためには、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、光コネクタと光トランシーバとの間にアダプターを介在させることで、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。また、特許文献１には、光コネクタプラグを収容した光コネクタソケットを金属製のシールドカバーで覆うことが開示されており、特許文献２には、シールドカバーを被着したプラグ本体と、同じくシールドカバーを被着したソケットとを嵌合することにより、コネクタの全体をシールドカバーで覆うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３２９８９１号公報
【特許文献２】特開２００４−２１２７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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うため小型化には向いておらず、業界標準規格での寸法上の制限がある場合は対応が難しかった。また、同様に、光コネクタをシールドカバーで覆う場合も、小型の光トランシーバにおいては、寸法上の制限があるため、光ファイバコネクタの挿入口と光レセプタクル部との隙間といった小さなスペースに、効果的にノイズ遮蔽用の部品を配置することは難しかった。
【００１０】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、光コネクタ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電磁ノイズ放射を効果的に低減できる光コネクタ、および、電磁ノイズ反射体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】
【００１１】
本発明による光コネクタは、光トランシーバの開口部に挿入されるハウジングを備えた光コネクタであって、前記ハウジングに光コネクタの光軸に沿って所定のピッチで複数の金属片を設けたことを特徴とする。金属片が前記ハウジング内に設けられ、さらにこの金属片の外部にこの金属片と接続される第２の金属片が設けられていてもよい。そして、第２の金属片は光トランシーバと電気的に接続されていてもよい。ここで、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】
【００１２】
本発明によれば、光コネクタ部品の体積や寸法の増加をともなうことなく、または最小限に抑えた状態で、光コネクタ内に光コネクタ外部からの放射ノイズを反射する機能を付加することができる。また、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して対応することができ、高帯域にも対応可能である。さらに、光コネクタに電磁ノイズ反射体を巻き付けることで、既に広く市場にある従来の光コネクタに対しても、簡単に後付けで電磁ノイズの放射防止機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の光コネクタを光トランシーバに接続した状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の光コネクタの斜視図とハウジングに配置した電磁ノイズ反射体を図示した透明斜視図である。
【図３】本発明の光コネクタの断面図である。
【図４】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体における金属片の配置の一例を示す図である。
【図５】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体の一例を示す図である。
【図６】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体の他の例を示す図である。
【図７】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体のさらに他の例を示す図である。
【図８】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体のさらに他の例を示す図である。
【図９】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体のさらに他の例を示す図である。
【図１０】本発明の光コネクタ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１１】本発明に光コネクタに関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】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】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の光コネクタに係る好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の光コネクタを光トランシーバに接続した状態を示す斜視図である。図２（Ａ）は、本発明の光コネクタの斜視図であり、図２（Ｂ）は光コネクタのハウジングに配置した電磁ノイズ反射体を図示した斜視透視図である。さらに、図３は、本発明の光コネクタの断面図であり、図４は、電磁ノイズ反射体の金属片の配置を示す図である。なお、以下では、光コネクタとしてＬＣコネクタを例にして説明を行う。
【００１５】
光コネクタ１０は、フロントハウジング２、リアハウジング３、ファイバブーツ４を有しており、ファイバブーツ４に挿入された光ファイバ１の先端が、光コネクタ１０の内部に設けたフェルールに収納された内臓ファイバと融着接続される。また、フロントハウジング２にはラッチアーム５、リアハウジング３にはラッチ解除アーム６がそれぞれ設けられており、光コネクタ１０を光トランシーバ２０の光レセプタクル２７に挿入した際に、光コネクタ１０が光トランシーバ２０にラッチされ、さらに、ラッチ解除アーム６を押すことによってラッチが解除されるようになっている。
【００１６】
光トランシーバ２０は、ＴＯＳＡ２１、ＲＯＳＡ２２、回路基板２３、フレキシブル基板（ＦＰＣ）２４，２５、ベースカバー２６、光レセプタクル２７を備えており、ベースカバー２６の上部は、図示しないトップカバーによって蓋がされるようになっている。
光信号を送信する光サブアセンブリであるＴＯＳＡ２１と光信号を受信する光サブアセンブリであるＲＯＳＡ２２とは、互いに幅方向に並列状態にして光レセプタクル２７により一体的に組み付けられてサブアセンブリユニットとされる。これらのＴＯＳＡ２１及びＲＯＳＡ２２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。
【００１７】
ＴＯＳＡ２１とＲＯＳＡ２２のための電気信号処理、制御等は、回路基板２３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。ＴＯＳＡ２１とＲＯＳＡ２２は、フレキシブル基板２４、２５を介して回路基板２３に電気的に接続される。ベースカバー２６の前部には、光コネクタ１０を挿着するための光レセプタクル２７が結合されている。光レセプタクル２７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１０が着脱可能に挿着される一対のソケット孔２８を有し、ＴＯＳＡ２１、ＲＯＳＡ２２のスリーブ部分に連通している。
【００１８】
光トランシーバ２０は、光コネクタ１０の光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２６と図示しないトップカバーとからなる筺体を備える。このため、筐体の内部空間は光コネクタ１０の光軸方向と平行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、筺体の内部空間を光コネクタ１０の光軸方向と平行に伝搬することになる。
【００１９】
このため、本発明では、光コネクタ１０側から外部へ放射される電磁ノイズを抑制するために、光コネクタ１０のハウジング（ＬＣコネクタの場合はフロントハウジング２）のＴＯＳＡ２１、ＲＯＳＡ２２の光モジュールとの接続部近傍に、特定の周波数で高インピーダンスとなるような構造物である電磁ノイズ反射体７を設けている。
【００２０】
より具体的には、電磁ノイズ反射体７として、光コネクタ１０のフロントハウジング２の内部に、電磁ノイズが放射する方向に沿った面である光コネクタ１０の光軸に平行な面に沿って、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８ａを、光コネクタ１０の上下左右の４面に複数並べて配置している。なお、第１層目の金属片８ａを設ける面は光コネクタ１０のハウジングの４面全面であることが望ましいが、少なくとも１面以上であれば４面全面でなくてもよい。
【００２１】
また、図２で示す光コネクタの場合は、第１層目の金属片８ａの外側に、第１層目の金属片８ａと接続部８ｃによって電気的に接続された第２層目の金属片８ｂを設けている。このように、高インピーダンスとなる構造である金属片の層を２層以上にした方が、反射する周波数帯域を広げることができる。ここで、第１層目の金属片８ａが作る面及び第２層目の金属片８ｂが作る面は、それぞれ電磁ノイズに対する高インピーダンス面（電磁放射ノイズの反射面）となる。そして、高インピーダンス面の第２層目の金属片８ｂはハウジングの外部に露出していてもよく、光トランシーバ側の構造物に安定電位（例えばグランド電位）の金属がある場合は、第２層目の金属片８ｂをこの金属と接触させ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層目の金属片８ｂは本発明の第２の金属片に相当する。
【００２２】
また、第２層目の金属片８ｂは互いに電気的に接続していてもしていなくてもよい。例えば、図５（Ａ）に示すように、第１層目の金属片８ａの外側に設けた第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。また、この場合、図３、図４で示した光コネクタでは、ハウジングの各面に設けた２層目の金属片８ｂ同士は互いに隙間をもって配置しているが、４面に配置した金属片８ｂ同士が電気的に接続されるように一体で構成されていてもよい。
【００２３】
また、例えば、図６（Ａ）に示すように、第１層目の金属片８ａの外側に設けた第２層目の金属片８ｂを、第１層目の金属片８ａに対応させてそれぞれ個片に分割して設けるようにしてもよい。この場合、第１層目の金属片８ａとその外側の第２層目の金属片８ｂとは接続部８ｃを介して電気的に接続されるが、隣り合う金属片同士は電気的に接続されない。なお、金属片８ａ、８ｂ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。
【００２４】
図７は、電磁ノイズ反射体のさらに他の例を示す図である。これまでの例では、電磁ノイズ反射体７は、第１層目の金属片８ａとこの金属片８ａの外側にこの金属片８ａと電気的に接続された第２層目の金属片８ｂを有していたが、電磁ノイズ反射体７は、図７で示すように、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ｐで配列した第１層目の金属片８ａのみから構成してもよい。
【００２５】
図８は、電磁ノイズ反射体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８に示すように、第１層目の金属片８ａ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８に示した電磁ノイズ反射体では、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８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。
【００２６】
本発明における電磁ノイズ反射体７の第１層目の金属片８ａ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として金属片が並ぶようにすればよい。なお、伝送速度２５Ｇｂｐｓにおける第５高調波までの波長を表１に示す。
【表１】
【００２７】
本発明において、第１層目の金属片８ａ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８ａの形状は、所望の周波数を反射し、構造体として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８ａ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、光コネクタのハウジングの形状に合わせて選択してもよい。
【００２８】
次に、本発明の光コネクタ１０の製造方法について説明する。光コネクタ１０の電磁ノイズ反射体７を第１層目の金属片８ａだけで構成する場合は、光コネクタ１０のフロントハウジング２の成形時に複数の金属片８ａを所定のピッチで金型内に配置し、フロントハウジング２の樹脂成形と同時に作り込むことができる。また、図７に示すように、金属片８ａの金属パターンを所定のピッチで絶縁シート９に形成したプリント基板状の電磁ノイズ反射体７を製作し、この電磁ノイズ反射体７をフロントハウジング２の樹脂成型時に作り込むようにしてもよい。なお、光コネクタ１０のリアハウジング３にも同様の方法で金属片８ａを作り込んででもよい。
【００２９】
また、第２層目の金属片８ｂを設ける場合は、予め金属片８ａ、接続部８ｃおよび金属片８ｂからなる金属体を製作し、この金属体を光コネクタ１０のハウジング成形時に直接入れ込む方法や、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）で示すように、例えば、金属片８ａ、接続部８ｂおよび金属片８ｂの金属パターンを絶縁シート９に形成したプリント基板状の電磁ノイズ反射体７を製作し、この電磁ノイズ反射体７を光コネクタ１０のハウジング成形時に作り込む方法がある。この場合、電磁ノイズ反射体７は、電磁ノイズ反射体７の金属片８ａおよび８ｂをそれぞれ絶縁シート９の両面に形成し、接続部８ｃを絶縁シート９のスルーホールに形成すればよく、公知のプリント基板技術を用いて製作できる。
【００３０】
また、本発明の光コネクタ１０は、光コネクタ１０のフロントハウジングの各面に対応した電磁ノイズ反射体７を可撓性のあるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）で形成し、この電磁ノイズ反射体７を光コネクタ１０のフロントハウジング２の各面に、貼りつけて製作してもよい。また、図９に示すように、光コネクタ１０のフロントハウジング２の複数面に対応させて金属片８ａ、接続部８ｂおよび金属片８ｂを一体に形成したＦＰＣからなる電磁ノイズ反射体７を製作し、この電磁ノイズ反射体７を光コネクタのハウジングに、第２層目の金属片８ｂが外側になるように巻き付けて、光コネクタに組み付けてもよい。
【００３１】
次に、本発明の光コネクタ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１０は、本発明の光コネクタ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１１は、シミュレーション結果を示す図である。図１０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。
【００３２】
シミュレーションは、図２、図３で示したように、電磁ノイズ反射体７として、１層目の金属片８ａに対して２層目の金属片８ｂを設け、２層目の金属片８ｂが一体となった構造体を光コネクタ１０の４面全面に配置した場合を対象とした。１層目の金属片のピッチは３.２ｍｍとした。そして、シミュレーションは、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を設けた場合のそれぞれについて行い、両者の電磁波の差分を求めた。
【００３３】
図１０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となる電磁ノイズ反射体７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。なお、シミュレーション結果としては示していないが、高インピーダンス面である第２層目の金属片８ｂを光トランシーバの筺体（接地電位）に接続した場合は、電磁ノイズの減衰をさらに小さく抑えることが可能となる。この場合、第２層目の金属片８ｂに接続されている第１層目の金属片８ａも接地電位となる。
【００３４】
以上、本発明の光コネクタについて、ＬＣタイプのコネクタを例に説明したが、本発明の光コネクタは、例えば、ＳＣコネクタやＳＴコネクタを含む他の形式の光コネクタに適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
１…光ファイバ、２…フロントハウジング、３…リアハウジング、４…ファイバブーツ、５…ラッチアーム、６…ラッチ解除アーム、７…電磁ノイズ反射体、８…金属片、９…絶縁シート、１０、１０１…光コネクタ、２０，１００…光トランシーバ、２１…ＴＯＳＡ（送信用光サブアセンブリ）２２…ＲＯＳＡ（受信用光サブアセンブリ）２３…回路基板、２４，２５…フレキシブル基板、２６…ベースカバー、２７，１０６…光レセプタクル、１０２…ケージ、１０３…フロントパネル、１０４…ホスト基板、１０５…筺体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタ、および、電磁ノイズ反射体に関し、詳しくは、光コネクタに接続した光トランシーバからの電磁ノイズの放射を低減した光コネクタ、および、それに用いる電磁ノイズ反射体に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラガブル光トランシーバは、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（ＲＯＳＡ：Receiver Optical Sub-Assembly）を備えた、光コネクタを介して信号光を送受信するトランシーバであり、複数の電子部品、電子回路及び回路基板が収納される本体部と、光コネクタが着脱可能に接続されるレセプタクルとを有している。このプラガブル光トランシーバ（以下、単に光トランシーバという。）は、例えば、ホストシステムのケージに着脱可能に挿入されて、ケージの奥部に配された電気コネクタと電気的に接続されるとともに、ケージ内への装着がラッチされる。
【０００３】
図１２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、光レセプタクル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、光レセプタクル１０６内には光コネクタ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、光トランシーバの内部、もしく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】
しかし、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。そのため、光モジュール内部（もしくは、ネットワーク機器内部）からこの開口部を通して外部へ放射する電磁ノイズが増大してきた。
【０００６】
このように、この開口部からの電磁ノイズ放射が一層問題になりつつある理由は、伝送速度の増大が挙げられる。伝送速度の増大は、基本波や高調波の高周波化をもたらし、従来の開口部形状の遮断周波数を超える高い周波数のノイズが発生するようになってきたからである。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。
【０００７】
この電磁ノイズを抑制するためには、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、光コネクタと光トランシーバとの間にアダプターを介在させることで、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。また、特許文献１には、光コネクタプラグを収容した光コネクタソケットを金属製のシールドカバーで覆うことが開示されており、特許文献２には、シールドカバーを被着したプラグ本体と、同じくシールドカバーを被着したソケットとを嵌合することにより、コネクタの全体をシールドカバーで覆うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３２９８９１号公報
【特許文献２】特開２００４−２１２７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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うため小型化には向いておらず、業界標準規格での寸法上の制限がある場合は対応が難しかった。また、同様に、光コネクタをシールドカバーで覆う場合も、小型の光トランシーバにおいては、寸法上の制限があるため、光ファイバコネクタの挿入口と光レセプタクル部との隙間といった小さなスペースに、効果的にノイズ遮蔽用の部品を配置することは難しかった。
【００１０】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、光コネクタ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電磁ノイズ放射を効果的に低減できる光コネクタ、および、電磁ノイズ反射体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】
【００１１】
本発明による光コネクタは、光トランシーバの開口部に挿入されるハウジングを備えた光コネクタであって、前記ハウジングに光コネクタの光軸に沿って所定のピッチで複数の金属片を設けたことを特徴とする。金属片が前記ハウジング内に設けられ、さらにこの金属片の外部にこの金属片と接続される第２の金属片が設けられていてもよい。そして、第２の金属片は光トランシーバと電気的に接続されていてもよい。ここで、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】
【００１２】
本発明によれば、光コネクタ部品の体積や寸法の増加をともなうことなく、または最小限に抑えた状態で、光コネクタ内に光コネクタ外部からの放射ノイズを反射する機能を付加することができる。また、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して対応することができ、高帯域にも対応可能である。さらに、光コネクタに電磁ノイズ反射体を巻き付けることで、既に広く市場にある従来の光コネクタに対しても、簡単に後付けで電磁ノイズの放射防止機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の光コネクタを光トランシーバに接続した状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の光コネクタの斜視図とハウジングに配置した電磁ノイズ反射体を図示した透明斜視図である。
【図３】本発明の光コネクタの断面図である。
【図４】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体における金属片の配置の一例を示す図である。
【図５】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体の一例を示す図である。
【図６】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体の他の例を示す図である。
【図７】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体のさらに他の例を示す図である。
【図８】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体のさらに他の例を示す図である。
【図９】本発明の光コネクタに設けた電磁ノイズ反射体のさらに他の例を示す図である。
【図１０】本発明の光コネクタ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１１】本発明に光コネクタに関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】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】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の光コネクタに係る好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の光コネクタを光トランシーバに接続した状態を示す斜視図である。図２（Ａ）は、本発明の光コネクタの斜視図であり、図２（Ｂ）は光コネクタのハウジングに配置した電磁ノイズ反射体を図示した斜視透視図である。さらに、図３は、本発明の光コネクタの断面図であり、図４は、電磁ノイズ反射体の金属片の配置を示す図である。なお、以下では、光コネクタとしてＬＣコネクタを例にして説明を行う。
【００１５】
光コネクタ１０は、フロントハウジング２、リアハウジング３、ファイバブーツ４を有しており、ファイバブーツ４に挿入された光ファイバ１の先端が、光コネクタ１０の内部に設けたフェルールに収納された内臓ファイバと融着接続される。また、フロントハウジング２にはラッチアーム５、リアハウジング３にはラッチ解除アーム６がそれぞれ設けられており、光コネクタ１０を光トランシーバ２０の光レセプタクル２７に挿入した際に、光コネクタ１０が光トランシーバ２０にラッチされ、さらに、ラッチ解除アーム６を押すことによってラッチが解除されるようになっている。
【００１６】
光トランシーバ２０は、ＴＯＳＡ２１、ＲＯＳＡ２２、回路基板２３、フレキシブル基板（ＦＰＣ）２４，２５、ベースカバー２６、光レセプタクル２７を備えており、ベースカバー２６の上部は、図示しないトップカバーによって蓋がされるようになっている。
光信号を送信する光サブアセンブリであるＴＯＳＡ２１と光信号を受信する光サブアセンブリであるＲＯＳＡ２２とは、互いに幅方向に並列状態にして光レセプタクル２７により一体的に組み付けられてサブアセンブリユニットとされる。これらのＴＯＳＡ２１及びＲＯＳＡ２２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。
【００１７】
ＴＯＳＡ２１とＲＯＳＡ２２のための電気信号処理、制御等は、回路基板２３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。ＴＯＳＡ２１とＲＯＳＡ２２は、フレキシブル基板２４、２５を介して回路基板２３に電気的に接続される。ベースカバー２６の前部には、光コネクタ１０を挿着するための光レセプタクル２７が結合されている。光レセプタクル２７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１０が着脱可能に挿着される一対のソケット孔２８を有し、ＴＯＳＡ２１、ＲＯＳＡ２２のスリーブ部分に連通している。
【００１８】
光トランシーバ２０は、光コネクタ１０の光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２６と図示しないトップカバーとからなる筺体を備える。このため、筐体の内部空間は光コネクタ１０の光軸方向と平行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、筺体の内部空間を光コネクタ１０の光軸方向と平行に伝搬することになる。
【００１９】
このため、本発明では、光コネクタ１０側から外部へ放射される電磁ノイズを抑制するために、光コネクタ１０のハウジング（ＬＣコネクタの場合はフロントハウジング２）のＴＯＳＡ２１、ＲＯＳＡ２２の光モジュールとの接続部近傍に、特定の周波数で高インピーダンスとなるような構造物である電磁ノイズ反射体７を設けている。
【００２０】
より具体的には、電磁ノイズ反射体７として、光コネクタ１０のフロントハウジング２の内部に、電磁ノイズが放射する方向に沿った面である光コネクタ１０の光軸に平行な面に沿って、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８ａを、光コネクタ１０の上下左右の４面に複数並べて配置している。なお、第１層目の金属片８ａを設ける面は光コネクタ１０のハウジングの４面全面であることが望ましいが、少なくとも１面以上であれば４面全面でなくてもよい。
【００２１】
また、図２で示す光コネクタの場合は、第１層目の金属片８ａの外側に、第１層目の金属片８ａと接続部８ｃによって電気的に接続された第２層目の金属片８ｂを設けている。このように、高インピーダンスとなる構造である金属片の層を２層以上にした方が、反射する周波数帯域を広げることができる。ここで、第１層目の金属片８ａが作る面及び第２層目の金属片８ｂが作る面は、それぞれ電磁ノイズに対する高インピーダンス面（電磁放射ノイズの反射面）となる。そして、高インピーダンス面の第２層目の金属片８ｂはハウジングの外部に露出していてもよく、光トランシーバ側の構造物に安定電位（例えばグランド電位）の金属がある場合は、第２層目の金属片８ｂをこの金属と接触させ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層目の金属片８ｂは本発明の第２の金属片に相当する。
【００２２】
また、第２層目の金属片８ｂは互いに電気的に接続していてもしていなくてもよい。例えば、図５（Ａ）に示すように、第１層目の金属片８ａの外側に設けた第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。また、この場合、図３、図４で示した光コネクタでは、ハウジングの各面に設けた２層目の金属片８ｂ同士は互いに隙間をもって配置しているが、４面に配置した金属片８ｂ同士が電気的に接続されるように一体で構成されていてもよい。
【００２３】
また、例えば、図６（Ａ）に示すように、第１層目の金属片８ａの外側に設けた第２層目の金属片８ｂを、第１層目の金属片８ａに対応させてそれぞれ個片に分割して設けるようにしてもよい。この場合、第１層目の金属片８ａとその外側の第２層目の金属片８ｂとは接続部８ｃを介して電気的に接続されるが、隣り合う金属片同士は電気的に接続されない。なお、金属片８ａ、８ｂ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。
【００２４】
図７は、電磁ノイズ反射体のさらに他の例を示す図である。これまでの例では、電磁ノイズ反射体７は、第１層目の金属片８ａとこの金属片８ａの外側にこの金属片８ａと電気的に接続された第２層目の金属片８ｂを有していたが、電磁ノイズ反射体７は、図７で示すように、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ｐで配列した第１層目の金属片８ａのみから構成してもよい。
【００２５】
図８は、電磁ノイズ反射体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８に示すように、第１層目の金属片８ａ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８に示した電磁ノイズ反射体では、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８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。
【００２６】
本発明における電磁ノイズ反射体７の第１層目の金属片８ａ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として金属片が並ぶようにすればよい。なお、伝送速度２５Ｇｂｐｓにおける第５高調波までの波長を表１に示す。
【表１】
【００２７】
本発明において、第１層目の金属片８ａ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８ａの形状は、所望の周波数を反射し、構造体として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８ａ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、光コネクタのハウジングの形状に合わせて選択してもよい。
【００２８】
次に、本発明の光コネクタ１０の製造方法について説明する。光コネクタ１０の電磁ノイズ反射体７を第１層目の金属片８ａだけで構成する場合は、光コネクタ１０のフロントハウジング２の成形時に複数の金属片８ａを所定のピッチで金型内に配置し、フロントハウジング２の樹脂成形と同時に作り込むことができる。また、図７に示すように、金属片８ａの金属パターンを所定のピッチで絶縁シート９に形成したプリント基板状の電磁ノイズ反射体７を製作し、この電磁ノイズ反射体７をフロントハウジング２の樹脂成型時に作り込むようにしてもよい。なお、光コネクタ１０のリアハウジング３にも同様の方法で金属片８ａを作り込んででもよい。
【００２９】
また、第２層目の金属片８ｂを設ける場合は、予め金属片８ａ、接続部８ｃおよび金属片８ｂからなる金属体を製作し、この金属体を光コネクタ１０のハウジング成形時に直接入れ込む方法や、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）で示すように、例えば、金属片８ａ、接続部８ｂおよび金属片８ｂの金属パターンを絶縁シート９に形成したプリント基板状の電磁ノイズ反射体７を製作し、この電磁ノイズ反射体７を光コネクタ１０のハウジング成形時に作り込む方法がある。この場合、電磁ノイズ反射体７は、電磁ノイズ反射体７の金属片８ａおよび８ｂをそれぞれ絶縁シート９の両面に形成し、接続部８ｃを絶縁シート９のスルーホールに形成すればよく、公知のプリント基板技術を用いて製作できる。
【００３０】
また、本発明の光コネクタ１０は、光コネクタ１０のフロントハウジングの各面に対応した電磁ノイズ反射体７を可撓性のあるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）で形成し、この電磁ノイズ反射体７を光コネクタ１０のフロントハウジング２の各面に、貼りつけて製作してもよい。また、図９に示すように、光コネクタ１０のフロントハウジング２の複数面に対応させて金属片８ａ、接続部８ｂおよび金属片８ｂを一体に形成したＦＰＣからなる電磁ノイズ反射体７を製作し、この電磁ノイズ反射体７を光コネクタのハウジングに、第２層目の金属片８ｂが外側になるように巻き付けて、光コネクタに組み付けてもよい。
【００３１】
次に、本発明の光コネクタ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１０は、本発明の光コネクタ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１１は、シミュレーション結果を示す図である。図１０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。
【００３２】
シミュレーションは、図２、図３で示したように、電磁ノイズ反射体７として、１層目の金属片８ａに対して２層目の金属片８ｂを設け、２層目の金属片８ｂが一体となった構造体を光コネクタ１０の４面全面に配置した場合を対象とした。１層目の金属片のピッチは３.２ｍｍとした。そして、シミュレーションは、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を設けた場合のそれぞれについて行い、両者の電磁波の差分を求めた。
【００３３】
図１０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となる電磁ノイズ反射体７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。なお、シミュレーション結果としては示していないが、高インピーダンス面である第２層目の金属片８ｂを光トランシーバの筺体（接地電位）に接続した場合は、電磁ノイズの減衰をさらに小さく抑えることが可能となる。この場合、第２層目の金属片８ｂに接続されている第１層目の金属片８ａも接地電位となる。
【００３４】
以上、本発明の光コネクタについて、ＬＣタイプのコネクタを例に説明したが、本発明の光コネクタは、例えば、ＳＣコネクタやＳＴコネクタを含む他の形式の光コネクタに適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
１…光ファイバ、２…フロントハウジング、３…リアハウジング、４…ファイバブーツ、５…ラッチアーム、６…ラッチ解除アーム、７…電磁ノイズ反射体、８…金属片、９…絶縁シート、１０、１０１…光コネクタ、２０，１００…光トランシーバ、２１…ＴＯＳＡ（送信用光サブアセンブリ）２２…ＲＯＳＡ（受信用光サブアセンブリ）２３…回路基板、２４，２５…フレキシブル基板、２６…ベースカバー、２７，１０６…光レセプタクル、１０２…ケージ、１０３…フロントパネル、１０４…ホスト基板、１０５…筺体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光トランシーバの開口部に挿入されるハウジングを備えた光コネクタであって、前記ハウジングに光コネクタの光軸に沿って所定のピッチで複数の金属片を設けたことを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記金属片が前記ハウジング内に設けられ、さらに前記金属片の外側に前記金属片と電気的に接続された第２の金属片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記第２の金属片が前記トランシーバと電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の光コネクタ。
【請求項４】
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３に記載の光コネクタ。
【請求項５】
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４に記載の光コネクタ。
【請求項６】
絶縁フィルムに所定のピッチで金属片を設けたことを特徴とする電磁ノイズ反射体。
【請求項１】
光トランシーバの開口部に挿入されるハウジングを備えた光コネクタであって、前記ハウジングに光コネクタの光軸に沿って所定のピッチで複数の金属片を設けたことを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記金属片が前記ハウジング内に設けられ、さらに前記金属片の外側に前記金属片と電気的に接続された第２の金属片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記第２の金属片が前記トランシーバと電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の光コネクタ。
【請求項４】
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３に記載の光コネクタ。
【請求項５】
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４に記載の光コネクタ。
【請求項６】
絶縁フィルムに所定のピッチで金属片を設けたことを特徴とする電磁ノイズ反射体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−２９６３９（Ｐ２０１３−２９６３９Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５１２１（Ｐ２０１１−１６５１２１）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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