光通信装置及び光通信モジュール
【課題】筐体に形成された通過孔を容易且つ確実に閉塞し得る光通信装置及び光通信モジュールを提供する。
【解決手段】光通信モジュール3は、光電変換素子7及び素子基板8を第1収容体4に収容し、回路基板2との接続を行う接続端子91を有する端子基板9を第2収容体5に収容し、第1収容体4内の素子基板8及び第2収容体5内の端子基板9をフレキシブル基板6にて接続する構成である。第1収容体4には、筐体1の通過孔1aの周縁部分に当接して固定され、通過孔1aを閉塞するフランジ部42を設ける。また素子基板8に接続されたフレキシブル基板6を第1収容体4の筒部41及び蓋部43が挟み込んで固定する。同様に、端子基板9に接続されたフレキシブル基板6を第2収容体の底部51及び蓋部52が挟み込んで固定する。
【解決手段】光通信モジュール3は、光電変換素子7及び素子基板8を第1収容体4に収容し、回路基板2との接続を行う接続端子91を有する端子基板9を第2収容体5に収容し、第1収容体4内の素子基板8及び第2収容体5内の端子基板9をフレキシブル基板6にて接続する構成である。第1収容体4には、筐体1の通過孔1aの周縁部分に当接して固定され、通過孔1aを閉塞するフランジ部42を設ける。また素子基板8に接続されたフレキシブル基板6を第1収容体4の筒部41及び蓋部43が挟み込んで固定する。同様に、端子基板9に接続されたフレキシブル基板6を第2収容体の底部51及び蓋部52が挟み込んで固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザダイオード及び/又はフォトダイオード等の光電変換素子を用いて光通信を行う光通信装置及び光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、光ファイバなどを利用した光通信が広く普及している。光通信は、電気信号をレーザダイオードなどの光電変換素子にて光信号に変換し、光ファイバを介して光信号を送受信し、受信した光信号をフォトダイオードなどの光電変換素子が電気信号に変換することによって行われる。このため、レーザダイオード及び/又はフォトダイオード等の光電変換素子を、場合によっては光電変換素子を動作させるための周辺回路素子と共に、1つのパッケージとして構成した光通信モジュールが広く用いられている。この光通信モジュールは、OSA(Optical Sub-Assembly)と呼ばれている。近年では、光通信装置及び光通信モジュールに関する種々の発明がなされている。
【0003】
例えば、特許文献1においては、光信号を送信又は受信する光電素子と、これを固定するためのステムと、光電素子をカバーするためのキャップと、光電素子に電気信号を印加又は光電素子からの電気信号を伝送する複数本のリードとを備え、ステム及びキャップにて構成されるパッケージ内に位置する所定のリードの一端に平面部を設け、この平面部に、一端が光電素子に接続され他端がリードに接続される電気回路部品を設けた構成とすることにより、高周波特性が優れ、小型化できる光−電気変換モジュールが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−167189号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
光通信モジュールは、光通信装置の回路基板などに接続され、この回路基板と共に光通信装置の筐体内に収容される。光通信モジュールには、光ファイバなどの光通信線を接続する必要があるため、光通信装置の筐体には光通信線を通過させて内部の光通信モジュールへ接続するための通過孔が形成される。光通信装置の筐体に内外を連通する孔が形成されている場合、筐体外からの塵埃が内部へ侵入する、又は、内部の回路基板などからのノイズが外部へ放射される等の問題が発生する。これを防止するためには、筐体に形成された通過孔を閉塞するための部材が必要となり、光通信装置のコストを増大させるという問題がある。
【0006】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、筐体に形成された通過孔を容易且つ確実に閉塞し得る光通信装置及び光通信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】
【0007】
本発明に係る光通信装置は、光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への変換を行う光電変換素子、及び、該光電変換素子を収容する収容体を有する光通信モジュールと、該光通信モジュールが電気的に接続される回路基板と、前記光通信モジュール及び前記回路基板を収容し、前記光通信モジュールが送受信する光信号の通過孔が形成された筐体とを備える光通信装置において、前記光通信モジュールは、前記光電変換素子が実装される素子基板と、前記光電変換素子及び前記素子基板を収容する第1収容体と、前記回路基板に接続される接続端子が設けられた端子基板と、該端子基板を収容する第2収容体と、前記素子基板及び前記端子基板を電気的に接続するフレキシブル基板とを有し、前記第1収容体は、前記筐体の通過孔の周縁部分に当接して固定され、前記通過孔を閉塞する閉塞部を有することを特徴とする。
【0008】
また、本発明に係る光通信装置は、前記第1収容体が、前記素子基板及び前記フレキシブル基板の接続部分から所定範囲内での前記フレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を有することを特徴とする。
【0009】
また、本発明に係る光通信装置は、前記第2収容体が、前記端子基板及び前記フレキシブル基板の接続部分から所定範囲内での前記フレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を有することを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係る光通信装置は、前記光電変換素子が、光信号から電気信号への変換を行う受光素子であり、前記素子基板には、前記受光素子が出力する電気信号を増幅する増幅器が設けてあることを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る光通信装置は、前記光電変換素子が、電気信号から光信号への変換を行う発光素子であり、前記素子基板には、前記発光素子に接続される抵抗器が設けてあることを特徴とする。
【0012】
また、本発明に係る光通信モジュールは、光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への変換を行う光電変換素子と、該光電変換素子が実装される素子基板と、前記光電変換素子及び前記素子基板を収容する第1収容体と、他部材との電気的な接続を行う接続端子が設けられた端子基板と、該端子基板を収容する第2収容体と、前記素子基板及び前記端子基板を電気的に接続するフレキシブル基板とを備えることを特徴とする。
【0013】
本発明において、光通信モジュールは、光電変換素子及びこれが実装される素子基板を第1収容体に収容し、回路基板との接続を行う接続端子及びこれが設けられる端子基板を第2収容体に収容し、第1収容体の素子基板及び第2収容体の端子基板をフレキシブル基板にて接続する構成とする。これにより、接続端子を回路基板に接続して第2収容体が固定された場合であっても、回路基板の配設位置に関係なく第1収容体はフレキシブル基板の折り曲げの範囲内で配設位置を決定することが可能となる。
また光通信モジュールの第1収容体には、光通信装置の筐体に形成された通過孔の周縁部分に当接して固定され、通過孔を閉塞する閉塞部を設ける。筐体に対する第1収容体の固定は、接着、溶着又はねじ止め等の種々の方法で行うことができる。筐体に固定された第1収容体は閉塞部にて通過孔を閉塞するため、通過孔を通した筐体内への塵埃の侵入及び筐体外へのノイズ放出等を防止できる。第1収容体には光電変換素子が収容されているため、通過孔を通して第1収容体に光通信線を接続すればよい。また上記のように、第1収容体は筐体内の回路基板及び第2収容体に関係なく配設位置を決定できるため、筐体の通過孔に対して適切且つ容易に位置決めして固定することができる。
【0014】
フレキシブル基板は折り曲げが可能であるが、素子基板とフレキシブル基板との接続部分又はその近傍にて折り曲げを行うとフレキシブル基板内にて断線が発生する虞がある。そこで本発明においては、素子基板とフレキシブル基板の接続部分から所定範囲内でのフレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を第1収容体に設ける。折曲防止手段は、例えばフレキシブル基板の一部を挟み込む又は接着する等の方法で固定することで、この固定部分を折り曲げ不可能な状態とするなどの構成とすることができる。
【0015】
同様に、端子基板とフレキシブル基板との接続部分又はその近傍にて折り曲げを行うとフレキシブル基板内にて断線が発生する虞がある。そこで本発明においては、端子基板とフレキシブル基板の接続部分から所定範囲内でのフレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を第2収容体に設ける。
【0016】
また、本発明においては、受光素子を備えた受信用(又は送受信両用)の光通信モジュールの場合、受光素子が出力する電気信号を増幅する増幅器を素子基板に設ける。増幅器を受光素子の近傍に配することによって、受光素子から増幅器までの電気信号の伝達経路にてノイズが侵入することを抑制でき、光通信モジュールの受信精度を向上できる。
【0017】
また、本発明においては、発光素子を備えた送信用(又は送受信両用)の光通信モジュールの場合、発光素子に接続される抵抗器を素子基板に設ける。抵抗器は、例えば発光素子へ入力される電気信号の伝達経路中に設けることができる。このような抵抗器を光通信モジュール内に収容することによって、光通信装置の回路基板などの小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明による場合は、光電変換素子及び素子基板が収容される第1収容体と、接続端子及び端子基板を収容する第2収容体とをフレキシブル基板にて接続し、光通信装置の筐体の通過孔を閉塞する閉塞部を第1収容体に設ける構成とすることにより、光通信装置の回路基板及びこれに接続された第2収容体の配設位置に関係なく、第1収容体の配設位置を位置決めして閉塞部により通過孔を閉塞することができる。よって、筐体に形成された通過孔を容易且つ確実に閉塞することができ、筐体内への塵埃の侵入及び筐体外へのノイズの放出等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る光通信装置の構成を示す模式的断面図である。
【図2】本発明に係る光通信モジュールの一部を拡大した模式的断面図である。
【図3】本発明に係る光通信モジュールの一部を拡大した模式的断面図である。
【図4】変形例に係る光通信モジュールの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る光通信装置の構成を示す模式的断面図である。また図2及び図3は、本発明に係る光通信モジュールの一部を拡大した模式的断面図である。図において1は光通信装置の筐体であり、筐体1を構成する壁の一部分を断面として図示してある。光通信装置の筐体1内には、光ファイバなどの光通信線(図示は省略する)を介して光信号を送受信するための光通信モジュール3、及び、この光通信モジュール3を含む種々の回路素子が搭載される回路基板2等が収容されている。また筐体1には、内外を連通する略円形の通過孔1aが形成されており、筐体1の通過孔1aを通して光通信線が内部へ挿入される。通過孔1aを通して挿入された光通信線は筐体1内部に収容された光通信モジュール3に接続され、光通信モジュール3は、通過孔1aを通して筐体1外部の装置との間で光信号の送受信を行うことができる。
【0021】
光通信モジュール3は、第1収容体4及び第2収容体5がフレキシブル基板6を介して接続された構成をなしている。光通信モジュール3の第1収容体4は、その内径が通過孔1aの直径と同じ又はこれより小さい略円筒形をなす筒部41を有している。筒部41の一端側には、外周面の全周に亘る略円形のフランジ部42が一体的に設けられている。フランジ部42は、その直径が通過孔1aの直径より大きく、筒部41と通過孔1aとの軸芯を略一致させた場合に、フランジ部42を通過孔1aの周縁部分の全周に亘って当接させ、通過孔1aを閉塞することができる。
【0022】
またフランジ部42は、第1収容体4を筐体1に固定する際にも用いられる。筐体1とフランジ部42との固定は、例えば筐体1の内面とフランジ部42との間に接着剤を塗布して接着してもよく、また例えばフランジ部42に貫通孔を形成してねじ部材を挿通し、筐体1に形成したねじ穴とねじ部材とを螺合させることで行ってもよく、またその他の方法で行ってもよい。
【0023】
光通信モジュール3は、第1収容体4の筒部41内に、レンズなどの光学部材44、レーザダイオード又はフォトダイオード等の光電変換素子7、及び、この素子が実装される素子基板8等が、他端側に寄せて、軸方向へ並べて収容されている。また第1収容体4は、筒部41の他端に固定される蓋部43を有している。蓋部43は、筒部41と略同じ内径及び外径をなし、軸方向の長さが短い略有底円筒形をなしている。蓋部43は、筒部41内に光学部材44、光電変換素子7及び素子基板8等を収容した状態で、筒部41の他端に接着、溶着又はねじ止め等の方法で固定される。
【0024】
光学部材44は、ガラス又は透明樹脂等にて成形され、円板状をなしている。光学部材44は、その直径が筒部41の内径に略等しく、筒部41の他端側の開口から内部へ挿入され、筒部41の内周面に設けられた突状の係止部41aに軸方向の動きが係止される位置にて、接着などの方法で固定される。
【0025】
光電変換素子7は、光信号と電気信号との変換を行う素子であり、略矩形又は略円形の板状をなす本体部の一面に光信号の受光部又は発光部が設けられ(図示は省略する)、他面に金属製の接続端子7aが設けられている。光電変換素子7は、他面側の接続端子7aにて素子基板8に接続される。
【0026】
素子基板8は、略矩形又は略円形の板状をなす配線基板であり、その中央に光電変換素子7が接続される。また図示は省略するが、素子基板8には、抵抗器、コンデンサ又はIC(Integrated Circuit)等の種々の電気部品を搭載することができ、これらの電気部品により電気回路を構成することができる。また素子基板8の一側面には、フレキシブル基板6が接続されており、フレキシブル基板6を介して光電変換素子7(又は光電変換素子7を含む複数の電気部品にて構成された電気回路)が電気信号の入出力を行うことができる。
【0027】
光電変換素子7が接続された素子基板8は、光電変換素子7の受光部又は発光部の中心が、筒部41及び光学部材44等の軸心に略一致するように、第1収容体4内に固定される。素子基板8は、筒部41又は蓋部43のいずれに固定してもよいが、本実施の形態においては蓋部43の内面に突設された基板固定部43aに接着又はねじ止め等の方法で固定される。
【0028】
また筒部41及び蓋部43を固定する場合、筒部41の端面と蓋部43の端面とが当接した状態で固定する。蓋部43の端面(又は筒部41の端面であってもよい)の一部には、フレキシブル基板6を収めるための溝43bが形成されている。筒部41及び蓋部43が固定された状態では、この溝43bを通して、素子基板8に接続されたフレキシブル基板6が第1収容体4の外部へ延出する。またこの状態においてフレキシブル基板6は、筒部41及び蓋部43に挟み込まれて固定され、フレキシブル基板6は素子基板8との接続箇所から、第1収容体4の外部へ延出する箇所までの部分において折り曲げが不可能な状態とされる。なお接着剤を用いて蓋部43を筒部41に接着する場合には、この接着剤にてフレキシブル基板6を蓋部43及び筒部41に接着してもよい。
【0029】
フランジ部42にて筐体1の内面に固定された光通信モジュール3の第1収容体4は、筒部41の内部と筐体1の通過孔1aとが連通した状態となる。光通信モジュール3の筒部41には、筐体1の通過孔1aを通して外部から光通信線が挿入され、光通信線の端部が光学部材44に対向するように固定される。これにより光通信モジュール3の光電変換素子7は、光通信線を介して光信号の送受信を行うことができる。
【0030】
また、光通信モジュール3の第2収容体5は、略直方体形をなし、底部51及び蓋部52を上下に固定した構成をなしている。第2収容体5の底部51は、略矩形の底面の周囲に上方へ壁を設けた器状をなしている。同様に、蓋部52は、略矩形の天面の周囲に下方へ壁を設けた器状をなしている。底部51及び蓋部52は、底部51の周壁の上端面と蓋部52の周壁の下端面とが当接した状態で、接着、溶着又はねじ止め等の方法により固定される。第2収容体5内には、複数の接続端子91が設けられると共に、抵抗器又はコンデンサ等の電気部品92が搭載された端子基板9が収容されている。
【0031】
端子基板9は、略矩形の板状をなす配線基板であり、その側面に複数の接続端子91が設けられ、棒状をなす金属製の各接続端子91は下方へ延びている。また端子基板9には、抵抗器、コンデンサ又はIC等の種々の電気部品92を搭載することができ(搭載しなくてもよい)、これらの電気部品92により電気回路を構成することができる。第2収容体5の底部51の底面には、端子基板9の接続端子91を挿通するための貫通孔が形成されている。端子基板9は、各接続端子91が底部51の貫通孔を挿通した状態で、底部51の底面に接着などの方法で固定される。
【0032】
また端子基板9の一側面(接続端子91が設けられていない側面)には、フレキシブル基板6が接続されており、フレキシブル基板6を介して端子基板9は第1収容体4内の素子基板8との間で電気信号の授受を行うことができる。底部51の周壁の上端面(又は蓋部52の周壁の下端面であってもよい)の一部には、フレキシブル基板6を収めるための溝51aが形成されている。底部51及び蓋部52が固定された状態では、この溝51aを通して、端子基板9に接続されたフレキシブル基板6が第2収容体5の外部へ延出する。またこの状態においてフレキシブル基板6は、底部51及び蓋部52に挟み込まれて固定され、フレキシブル基板6は端子基板9との接続箇所から、第2収容体5の外部へ延出する箇所までの部分において折り曲げが不可能な状態とされる。なお接着剤を用いて蓋部52を底部51に接着する場合には、この接着剤にてフレキシブル基板6を底部51及び蓋部52に接着してもよい。
【0033】
複数の接続端子91が延出した光通信モジュール3の第2収容体5は、接続端子91が接続されることによって光通信装置の回路基板2に搭載される。回路基板2は、IC、抵抗器及びコンデンサ等の種々の回路部品が搭載され(図示は省略する)、光通信装置の通信処理に係る電気回路が構成される。また回路基板2は、筐体1の適所にねじ止めなどの方法で固定される。
【0034】
例えば光電変換素子7がレーザダイオードであり、光通信モジュール3が送信用のものである場合、光通信装置の回路基板2から送信データに係る電気信号が光通信モジュール3の第2収容体5に収容された端子基板9へ入力され、この電気信号は端子基板9、フレキシブル基板6及び第1収容体4に収容された素子基板8を経て光電変換素子7へ入力される。光電変換素子7は、入力された電気信号を光信号に変換して出射し、この光信号は光学部材44を経て、筐体1の通過孔1aから第1収容体4内へ挿入して固定された光通信線へ入射し、光通信線を介して他の光通信装置へ送信される。
【0035】
また例えば光電変換素子7がフォトダイオードであり、光通信モジュール3が受信用のものである場合、他の光通信装置から送信された光信号は光通信線から出射され、光学部材44を経て光電変換素子7へ入射する。光電変換素子7はこの光信号を電気信号に変換して出力し、光電変換素子7から出力された電気信号は、素子基板8、フレキシブル基板6及び端子基板9を経て回路基板2へ入力される。回路基板2に構成された通信回路は、光通信モジュール3から入力された電気信号を受信データとして取得する。
【0036】
以上の構成の光通信モジュール3は、光電変換素子7及び素子基板8を第1収容体4に収容し、回路基板2との接続を行う接続端子91を有する端子基板9を第2収容体5に収容し、第1収容体4内の素子基板8及び第2収容体5内の端子基板9をフレキシブル基板6にて接続する構成である。この構成により、通信装置の筐体1内における回路基板2及び第2収容体5の配設位置に関係なく、フレキシブル基板6の折り曲げ可能な範囲内において、第1収容体4の並設位置を決定することができる。また光通信モジュール3の第1収容体4には、筐体1の通過孔1aの周縁部分に当接して固定され、通過孔1aを閉塞するフランジ部42を設けることにより、通過孔1aを通した筐体1内への塵埃の侵入及び筐体1外へのノイズ放出等を防止することができる。
【0037】
また、素子基板8に接続されたフレキシブル基板6を第1収容体4の筒部41及び蓋部43が挟み込んで固定する構成(折曲防止手段)とすることにより、素子基板8及びフレキシブル基板6の接続箇所から所定範囲内(フレキシブル基板6が第1収容体4の外部へ延出する箇所までの範囲内)におけるフレキシブル基板6の折り曲げを防止することができる。同様に、端子基板9に接続されたフレキシブル基板6を第2収容体の底部51及び蓋部52が挟み込んで固定する構成(折曲防止手段)とすることにより、端子基板9及びフレキシブル基板6の接続箇所から所定範囲内(フレキシブル基板6が第2収容体5の外部へ延出する箇所までの範囲内)におけるフレキシブル基板6の折り曲げを防止することができる。
【0038】
なお、本実施の形態において図1〜図3に示した第1収容体4及び第2収容体5の形状などは一例であって、これに限るものではない。また図1に示した筐体1の通過孔1a及び第1収容体4と、回路基板2及び第2収容体5との位置関係は一例であって、これに限るものではない。また光通信モジュール3は、発光素子又は受光素子のいずれか一方を有する構成としたが、これに限るものではなく、両方を有する構成であってもよい。
【0039】
(変形例)
図4は、変形例に係る光通信モジュール3の構成を示す模式図であり、素子基板8の回路構成例を示したものである。また図4においては、上段に受信用の光通信モジュール3の素子基板8の回路構成例を示し、下段に送信用の光通信モジュール3の素子基板8の回路構成例を示す。ただし、図示の回路構成は一例であって、これに限るものではない。
【0040】
受信用の光通信モジュール3は、光電変換素子7としてフォトダイオード7Aが用いられる。この場合、素子基板8には、トランスインピーダンスアンプなどの増幅器81及び抵抗器82等を用いて増幅回路を構成することができる。図示の回路構成例では、フォトダイオード7Aのアノード及びカソードの電圧が増幅器81の差動入力にそれぞれ入力され、抵抗器82により負帰還回路を構成した反転増幅回路である。
【0041】
また送信用の光通信モジュール3は、光電変換素子としてレーザダイオード7Bが用いられる。この場合、素子基板8は、レーザダイオード7Bと直列に、マッチング用の抵抗器83を接続する構成とすることができる。
【符号の説明】
【0042】
1 筐体
1a 通過孔
2 回路基板
3 光通信モジュール
4 第1収容体
5 第2収容体
6 フレキシブル基板
7 光電変換素子
7A フォトダイオード
7B レーザダイオード
8 素子基板
9 端子基板
41 筒部
42 フランジ部(閉塞部)
43 蓋部
44 光学部材
51 底部
52 蓋部
91 接続端子
92 電気部品
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザダイオード及び/又はフォトダイオード等の光電変換素子を用いて光通信を行う光通信装置及び光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、光ファイバなどを利用した光通信が広く普及している。光通信は、電気信号をレーザダイオードなどの光電変換素子にて光信号に変換し、光ファイバを介して光信号を送受信し、受信した光信号をフォトダイオードなどの光電変換素子が電気信号に変換することによって行われる。このため、レーザダイオード及び/又はフォトダイオード等の光電変換素子を、場合によっては光電変換素子を動作させるための周辺回路素子と共に、1つのパッケージとして構成した光通信モジュールが広く用いられている。この光通信モジュールは、OSA(Optical Sub-Assembly)と呼ばれている。近年では、光通信装置及び光通信モジュールに関する種々の発明がなされている。
【0003】
例えば、特許文献1においては、光信号を送信又は受信する光電素子と、これを固定するためのステムと、光電素子をカバーするためのキャップと、光電素子に電気信号を印加又は光電素子からの電気信号を伝送する複数本のリードとを備え、ステム及びキャップにて構成されるパッケージ内に位置する所定のリードの一端に平面部を設け、この平面部に、一端が光電素子に接続され他端がリードに接続される電気回路部品を設けた構成とすることにより、高周波特性が優れ、小型化できる光−電気変換モジュールが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−167189号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
光通信モジュールは、光通信装置の回路基板などに接続され、この回路基板と共に光通信装置の筐体内に収容される。光通信モジュールには、光ファイバなどの光通信線を接続する必要があるため、光通信装置の筐体には光通信線を通過させて内部の光通信モジュールへ接続するための通過孔が形成される。光通信装置の筐体に内外を連通する孔が形成されている場合、筐体外からの塵埃が内部へ侵入する、又は、内部の回路基板などからのノイズが外部へ放射される等の問題が発生する。これを防止するためには、筐体に形成された通過孔を閉塞するための部材が必要となり、光通信装置のコストを増大させるという問題がある。
【0006】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、筐体に形成された通過孔を容易且つ確実に閉塞し得る光通信装置及び光通信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】
【0007】
本発明に係る光通信装置は、光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への変換を行う光電変換素子、及び、該光電変換素子を収容する収容体を有する光通信モジュールと、該光通信モジュールが電気的に接続される回路基板と、前記光通信モジュール及び前記回路基板を収容し、前記光通信モジュールが送受信する光信号の通過孔が形成された筐体とを備える光通信装置において、前記光通信モジュールは、前記光電変換素子が実装される素子基板と、前記光電変換素子及び前記素子基板を収容する第1収容体と、前記回路基板に接続される接続端子が設けられた端子基板と、該端子基板を収容する第2収容体と、前記素子基板及び前記端子基板を電気的に接続するフレキシブル基板とを有し、前記第1収容体は、前記筐体の通過孔の周縁部分に当接して固定され、前記通過孔を閉塞する閉塞部を有することを特徴とする。
【0008】
また、本発明に係る光通信装置は、前記第1収容体が、前記素子基板及び前記フレキシブル基板の接続部分から所定範囲内での前記フレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を有することを特徴とする。
【0009】
また、本発明に係る光通信装置は、前記第2収容体が、前記端子基板及び前記フレキシブル基板の接続部分から所定範囲内での前記フレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を有することを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係る光通信装置は、前記光電変換素子が、光信号から電気信号への変換を行う受光素子であり、前記素子基板には、前記受光素子が出力する電気信号を増幅する増幅器が設けてあることを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る光通信装置は、前記光電変換素子が、電気信号から光信号への変換を行う発光素子であり、前記素子基板には、前記発光素子に接続される抵抗器が設けてあることを特徴とする。
【0012】
また、本発明に係る光通信モジュールは、光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への変換を行う光電変換素子と、該光電変換素子が実装される素子基板と、前記光電変換素子及び前記素子基板を収容する第1収容体と、他部材との電気的な接続を行う接続端子が設けられた端子基板と、該端子基板を収容する第2収容体と、前記素子基板及び前記端子基板を電気的に接続するフレキシブル基板とを備えることを特徴とする。
【0013】
本発明において、光通信モジュールは、光電変換素子及びこれが実装される素子基板を第1収容体に収容し、回路基板との接続を行う接続端子及びこれが設けられる端子基板を第2収容体に収容し、第1収容体の素子基板及び第2収容体の端子基板をフレキシブル基板にて接続する構成とする。これにより、接続端子を回路基板に接続して第2収容体が固定された場合であっても、回路基板の配設位置に関係なく第1収容体はフレキシブル基板の折り曲げの範囲内で配設位置を決定することが可能となる。
また光通信モジュールの第1収容体には、光通信装置の筐体に形成された通過孔の周縁部分に当接して固定され、通過孔を閉塞する閉塞部を設ける。筐体に対する第1収容体の固定は、接着、溶着又はねじ止め等の種々の方法で行うことができる。筐体に固定された第1収容体は閉塞部にて通過孔を閉塞するため、通過孔を通した筐体内への塵埃の侵入及び筐体外へのノイズ放出等を防止できる。第1収容体には光電変換素子が収容されているため、通過孔を通して第1収容体に光通信線を接続すればよい。また上記のように、第1収容体は筐体内の回路基板及び第2収容体に関係なく配設位置を決定できるため、筐体の通過孔に対して適切且つ容易に位置決めして固定することができる。
【0014】
フレキシブル基板は折り曲げが可能であるが、素子基板とフレキシブル基板との接続部分又はその近傍にて折り曲げを行うとフレキシブル基板内にて断線が発生する虞がある。そこで本発明においては、素子基板とフレキシブル基板の接続部分から所定範囲内でのフレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を第1収容体に設ける。折曲防止手段は、例えばフレキシブル基板の一部を挟み込む又は接着する等の方法で固定することで、この固定部分を折り曲げ不可能な状態とするなどの構成とすることができる。
【0015】
同様に、端子基板とフレキシブル基板との接続部分又はその近傍にて折り曲げを行うとフレキシブル基板内にて断線が発生する虞がある。そこで本発明においては、端子基板とフレキシブル基板の接続部分から所定範囲内でのフレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を第2収容体に設ける。
【0016】
また、本発明においては、受光素子を備えた受信用(又は送受信両用)の光通信モジュールの場合、受光素子が出力する電気信号を増幅する増幅器を素子基板に設ける。増幅器を受光素子の近傍に配することによって、受光素子から増幅器までの電気信号の伝達経路にてノイズが侵入することを抑制でき、光通信モジュールの受信精度を向上できる。
【0017】
また、本発明においては、発光素子を備えた送信用(又は送受信両用)の光通信モジュールの場合、発光素子に接続される抵抗器を素子基板に設ける。抵抗器は、例えば発光素子へ入力される電気信号の伝達経路中に設けることができる。このような抵抗器を光通信モジュール内に収容することによって、光通信装置の回路基板などの小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明による場合は、光電変換素子及び素子基板が収容される第1収容体と、接続端子及び端子基板を収容する第2収容体とをフレキシブル基板にて接続し、光通信装置の筐体の通過孔を閉塞する閉塞部を第1収容体に設ける構成とすることにより、光通信装置の回路基板及びこれに接続された第2収容体の配設位置に関係なく、第1収容体の配設位置を位置決めして閉塞部により通過孔を閉塞することができる。よって、筐体に形成された通過孔を容易且つ確実に閉塞することができ、筐体内への塵埃の侵入及び筐体外へのノイズの放出等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る光通信装置の構成を示す模式的断面図である。
【図2】本発明に係る光通信モジュールの一部を拡大した模式的断面図である。
【図3】本発明に係る光通信モジュールの一部を拡大した模式的断面図である。
【図4】変形例に係る光通信モジュールの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る光通信装置の構成を示す模式的断面図である。また図2及び図3は、本発明に係る光通信モジュールの一部を拡大した模式的断面図である。図において1は光通信装置の筐体であり、筐体1を構成する壁の一部分を断面として図示してある。光通信装置の筐体1内には、光ファイバなどの光通信線(図示は省略する)を介して光信号を送受信するための光通信モジュール3、及び、この光通信モジュール3を含む種々の回路素子が搭載される回路基板2等が収容されている。また筐体1には、内外を連通する略円形の通過孔1aが形成されており、筐体1の通過孔1aを通して光通信線が内部へ挿入される。通過孔1aを通して挿入された光通信線は筐体1内部に収容された光通信モジュール3に接続され、光通信モジュール3は、通過孔1aを通して筐体1外部の装置との間で光信号の送受信を行うことができる。
【0021】
光通信モジュール3は、第1収容体4及び第2収容体5がフレキシブル基板6を介して接続された構成をなしている。光通信モジュール3の第1収容体4は、その内径が通過孔1aの直径と同じ又はこれより小さい略円筒形をなす筒部41を有している。筒部41の一端側には、外周面の全周に亘る略円形のフランジ部42が一体的に設けられている。フランジ部42は、その直径が通過孔1aの直径より大きく、筒部41と通過孔1aとの軸芯を略一致させた場合に、フランジ部42を通過孔1aの周縁部分の全周に亘って当接させ、通過孔1aを閉塞することができる。
【0022】
またフランジ部42は、第1収容体4を筐体1に固定する際にも用いられる。筐体1とフランジ部42との固定は、例えば筐体1の内面とフランジ部42との間に接着剤を塗布して接着してもよく、また例えばフランジ部42に貫通孔を形成してねじ部材を挿通し、筐体1に形成したねじ穴とねじ部材とを螺合させることで行ってもよく、またその他の方法で行ってもよい。
【0023】
光通信モジュール3は、第1収容体4の筒部41内に、レンズなどの光学部材44、レーザダイオード又はフォトダイオード等の光電変換素子7、及び、この素子が実装される素子基板8等が、他端側に寄せて、軸方向へ並べて収容されている。また第1収容体4は、筒部41の他端に固定される蓋部43を有している。蓋部43は、筒部41と略同じ内径及び外径をなし、軸方向の長さが短い略有底円筒形をなしている。蓋部43は、筒部41内に光学部材44、光電変換素子7及び素子基板8等を収容した状態で、筒部41の他端に接着、溶着又はねじ止め等の方法で固定される。
【0024】
光学部材44は、ガラス又は透明樹脂等にて成形され、円板状をなしている。光学部材44は、その直径が筒部41の内径に略等しく、筒部41の他端側の開口から内部へ挿入され、筒部41の内周面に設けられた突状の係止部41aに軸方向の動きが係止される位置にて、接着などの方法で固定される。
【0025】
光電変換素子7は、光信号と電気信号との変換を行う素子であり、略矩形又は略円形の板状をなす本体部の一面に光信号の受光部又は発光部が設けられ(図示は省略する)、他面に金属製の接続端子7aが設けられている。光電変換素子7は、他面側の接続端子7aにて素子基板8に接続される。
【0026】
素子基板8は、略矩形又は略円形の板状をなす配線基板であり、その中央に光電変換素子7が接続される。また図示は省略するが、素子基板8には、抵抗器、コンデンサ又はIC(Integrated Circuit)等の種々の電気部品を搭載することができ、これらの電気部品により電気回路を構成することができる。また素子基板8の一側面には、フレキシブル基板6が接続されており、フレキシブル基板6を介して光電変換素子7(又は光電変換素子7を含む複数の電気部品にて構成された電気回路)が電気信号の入出力を行うことができる。
【0027】
光電変換素子7が接続された素子基板8は、光電変換素子7の受光部又は発光部の中心が、筒部41及び光学部材44等の軸心に略一致するように、第1収容体4内に固定される。素子基板8は、筒部41又は蓋部43のいずれに固定してもよいが、本実施の形態においては蓋部43の内面に突設された基板固定部43aに接着又はねじ止め等の方法で固定される。
【0028】
また筒部41及び蓋部43を固定する場合、筒部41の端面と蓋部43の端面とが当接した状態で固定する。蓋部43の端面(又は筒部41の端面であってもよい)の一部には、フレキシブル基板6を収めるための溝43bが形成されている。筒部41及び蓋部43が固定された状態では、この溝43bを通して、素子基板8に接続されたフレキシブル基板6が第1収容体4の外部へ延出する。またこの状態においてフレキシブル基板6は、筒部41及び蓋部43に挟み込まれて固定され、フレキシブル基板6は素子基板8との接続箇所から、第1収容体4の外部へ延出する箇所までの部分において折り曲げが不可能な状態とされる。なお接着剤を用いて蓋部43を筒部41に接着する場合には、この接着剤にてフレキシブル基板6を蓋部43及び筒部41に接着してもよい。
【0029】
フランジ部42にて筐体1の内面に固定された光通信モジュール3の第1収容体4は、筒部41の内部と筐体1の通過孔1aとが連通した状態となる。光通信モジュール3の筒部41には、筐体1の通過孔1aを通して外部から光通信線が挿入され、光通信線の端部が光学部材44に対向するように固定される。これにより光通信モジュール3の光電変換素子7は、光通信線を介して光信号の送受信を行うことができる。
【0030】
また、光通信モジュール3の第2収容体5は、略直方体形をなし、底部51及び蓋部52を上下に固定した構成をなしている。第2収容体5の底部51は、略矩形の底面の周囲に上方へ壁を設けた器状をなしている。同様に、蓋部52は、略矩形の天面の周囲に下方へ壁を設けた器状をなしている。底部51及び蓋部52は、底部51の周壁の上端面と蓋部52の周壁の下端面とが当接した状態で、接着、溶着又はねじ止め等の方法により固定される。第2収容体5内には、複数の接続端子91が設けられると共に、抵抗器又はコンデンサ等の電気部品92が搭載された端子基板9が収容されている。
【0031】
端子基板9は、略矩形の板状をなす配線基板であり、その側面に複数の接続端子91が設けられ、棒状をなす金属製の各接続端子91は下方へ延びている。また端子基板9には、抵抗器、コンデンサ又はIC等の種々の電気部品92を搭載することができ(搭載しなくてもよい)、これらの電気部品92により電気回路を構成することができる。第2収容体5の底部51の底面には、端子基板9の接続端子91を挿通するための貫通孔が形成されている。端子基板9は、各接続端子91が底部51の貫通孔を挿通した状態で、底部51の底面に接着などの方法で固定される。
【0032】
また端子基板9の一側面(接続端子91が設けられていない側面)には、フレキシブル基板6が接続されており、フレキシブル基板6を介して端子基板9は第1収容体4内の素子基板8との間で電気信号の授受を行うことができる。底部51の周壁の上端面(又は蓋部52の周壁の下端面であってもよい)の一部には、フレキシブル基板6を収めるための溝51aが形成されている。底部51及び蓋部52が固定された状態では、この溝51aを通して、端子基板9に接続されたフレキシブル基板6が第2収容体5の外部へ延出する。またこの状態においてフレキシブル基板6は、底部51及び蓋部52に挟み込まれて固定され、フレキシブル基板6は端子基板9との接続箇所から、第2収容体5の外部へ延出する箇所までの部分において折り曲げが不可能な状態とされる。なお接着剤を用いて蓋部52を底部51に接着する場合には、この接着剤にてフレキシブル基板6を底部51及び蓋部52に接着してもよい。
【0033】
複数の接続端子91が延出した光通信モジュール3の第2収容体5は、接続端子91が接続されることによって光通信装置の回路基板2に搭載される。回路基板2は、IC、抵抗器及びコンデンサ等の種々の回路部品が搭載され(図示は省略する)、光通信装置の通信処理に係る電気回路が構成される。また回路基板2は、筐体1の適所にねじ止めなどの方法で固定される。
【0034】
例えば光電変換素子7がレーザダイオードであり、光通信モジュール3が送信用のものである場合、光通信装置の回路基板2から送信データに係る電気信号が光通信モジュール3の第2収容体5に収容された端子基板9へ入力され、この電気信号は端子基板9、フレキシブル基板6及び第1収容体4に収容された素子基板8を経て光電変換素子7へ入力される。光電変換素子7は、入力された電気信号を光信号に変換して出射し、この光信号は光学部材44を経て、筐体1の通過孔1aから第1収容体4内へ挿入して固定された光通信線へ入射し、光通信線を介して他の光通信装置へ送信される。
【0035】
また例えば光電変換素子7がフォトダイオードであり、光通信モジュール3が受信用のものである場合、他の光通信装置から送信された光信号は光通信線から出射され、光学部材44を経て光電変換素子7へ入射する。光電変換素子7はこの光信号を電気信号に変換して出力し、光電変換素子7から出力された電気信号は、素子基板8、フレキシブル基板6及び端子基板9を経て回路基板2へ入力される。回路基板2に構成された通信回路は、光通信モジュール3から入力された電気信号を受信データとして取得する。
【0036】
以上の構成の光通信モジュール3は、光電変換素子7及び素子基板8を第1収容体4に収容し、回路基板2との接続を行う接続端子91を有する端子基板9を第2収容体5に収容し、第1収容体4内の素子基板8及び第2収容体5内の端子基板9をフレキシブル基板6にて接続する構成である。この構成により、通信装置の筐体1内における回路基板2及び第2収容体5の配設位置に関係なく、フレキシブル基板6の折り曲げ可能な範囲内において、第1収容体4の並設位置を決定することができる。また光通信モジュール3の第1収容体4には、筐体1の通過孔1aの周縁部分に当接して固定され、通過孔1aを閉塞するフランジ部42を設けることにより、通過孔1aを通した筐体1内への塵埃の侵入及び筐体1外へのノイズ放出等を防止することができる。
【0037】
また、素子基板8に接続されたフレキシブル基板6を第1収容体4の筒部41及び蓋部43が挟み込んで固定する構成(折曲防止手段)とすることにより、素子基板8及びフレキシブル基板6の接続箇所から所定範囲内(フレキシブル基板6が第1収容体4の外部へ延出する箇所までの範囲内)におけるフレキシブル基板6の折り曲げを防止することができる。同様に、端子基板9に接続されたフレキシブル基板6を第2収容体の底部51及び蓋部52が挟み込んで固定する構成(折曲防止手段)とすることにより、端子基板9及びフレキシブル基板6の接続箇所から所定範囲内(フレキシブル基板6が第2収容体5の外部へ延出する箇所までの範囲内)におけるフレキシブル基板6の折り曲げを防止することができる。
【0038】
なお、本実施の形態において図1〜図3に示した第1収容体4及び第2収容体5の形状などは一例であって、これに限るものではない。また図1に示した筐体1の通過孔1a及び第1収容体4と、回路基板2及び第2収容体5との位置関係は一例であって、これに限るものではない。また光通信モジュール3は、発光素子又は受光素子のいずれか一方を有する構成としたが、これに限るものではなく、両方を有する構成であってもよい。
【0039】
(変形例)
図4は、変形例に係る光通信モジュール3の構成を示す模式図であり、素子基板8の回路構成例を示したものである。また図4においては、上段に受信用の光通信モジュール3の素子基板8の回路構成例を示し、下段に送信用の光通信モジュール3の素子基板8の回路構成例を示す。ただし、図示の回路構成は一例であって、これに限るものではない。
【0040】
受信用の光通信モジュール3は、光電変換素子7としてフォトダイオード7Aが用いられる。この場合、素子基板8には、トランスインピーダンスアンプなどの増幅器81及び抵抗器82等を用いて増幅回路を構成することができる。図示の回路構成例では、フォトダイオード7Aのアノード及びカソードの電圧が増幅器81の差動入力にそれぞれ入力され、抵抗器82により負帰還回路を構成した反転増幅回路である。
【0041】
また送信用の光通信モジュール3は、光電変換素子としてレーザダイオード7Bが用いられる。この場合、素子基板8は、レーザダイオード7Bと直列に、マッチング用の抵抗器83を接続する構成とすることができる。
【符号の説明】
【0042】
1 筐体
1a 通過孔
2 回路基板
3 光通信モジュール
4 第1収容体
5 第2収容体
6 フレキシブル基板
7 光電変換素子
7A フォトダイオード
7B レーザダイオード
8 素子基板
9 端子基板
41 筒部
42 フランジ部(閉塞部)
43 蓋部
44 光学部材
51 底部
52 蓋部
91 接続端子
92 電気部品
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への変換を行う光電変換素子、及び、該光電変換素子を収容する収容体を有する光通信モジュールと、該光通信モジュールが電気的に接続される回路基板と、前記光通信モジュール及び前記回路基板を収容し、前記光通信モジュールが送受信する光信号の通過孔が形成された筐体とを備える光通信装置において、
前記光通信モジュールは、
前記光電変換素子が実装される素子基板と、
前記光電変換素子及び前記素子基板を収容する第1収容体と、
前記回路基板に接続される接続端子が設けられた端子基板と、
該端子基板を収容する第2収容体と、
前記素子基板及び前記端子基板を電気的に接続するフレキシブル基板と
を有し、
前記第1収容体は、前記筐体の通過孔の周縁部分に当接して固定され、前記通過孔を閉塞する閉塞部を有すること
を特徴とする光通信装置。
【請求項2】
前記第1収容体は、前記素子基板及び前記フレキシブル基板の接続部分から所定範囲内での前記フレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を有すること
を特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
【請求項3】
前記第2収容体は、前記端子基板及び前記フレキシブル基板の接続部分から所定範囲内での前記フレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を有すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光通信装置。
【請求項4】
前記光電変換素子は、光信号から電気信号への変換を行う受光素子であり、
前記素子基板には、前記受光素子が出力する電気信号を増幅する増幅器が設けてあること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の光通信装置。
【請求項5】
前記光電変換素子は、電気信号から光信号への変換を行う発光素子であり、
前記素子基板には、前記発光素子に接続される抵抗器が設けてあること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の光通信装置。
【請求項6】
光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への変換を行う光電変換素子と、
該光電変換素子が実装される素子基板と、
前記光電変換素子及び前記素子基板を収容する第1収容体と、
他部材との電気的な接続を行う接続端子が設けられた端子基板と、
該端子基板を収容する第2収容体と、
前記素子基板及び前記端子基板を電気的に接続するフレキシブル基板と
を備えること
を特徴とする光通信モジュール。
【請求項1】
光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への変換を行う光電変換素子、及び、該光電変換素子を収容する収容体を有する光通信モジュールと、該光通信モジュールが電気的に接続される回路基板と、前記光通信モジュール及び前記回路基板を収容し、前記光通信モジュールが送受信する光信号の通過孔が形成された筐体とを備える光通信装置において、
前記光通信モジュールは、
前記光電変換素子が実装される素子基板と、
前記光電変換素子及び前記素子基板を収容する第1収容体と、
前記回路基板に接続される接続端子が設けられた端子基板と、
該端子基板を収容する第2収容体と、
前記素子基板及び前記端子基板を電気的に接続するフレキシブル基板と
を有し、
前記第1収容体は、前記筐体の通過孔の周縁部分に当接して固定され、前記通過孔を閉塞する閉塞部を有すること
を特徴とする光通信装置。
【請求項2】
前記第1収容体は、前記素子基板及び前記フレキシブル基板の接続部分から所定範囲内での前記フレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を有すること
を特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
【請求項3】
前記第2収容体は、前記端子基板及び前記フレキシブル基板の接続部分から所定範囲内での前記フレキシブル基板の折り曲げを防止する折曲防止手段を有すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光通信装置。
【請求項4】
前記光電変換素子は、光信号から電気信号への変換を行う受光素子であり、
前記素子基板には、前記受光素子が出力する電気信号を増幅する増幅器が設けてあること
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の光通信装置。
【請求項5】
前記光電変換素子は、電気信号から光信号への変換を行う発光素子であり、
前記素子基板には、前記発光素子に接続される抵抗器が設けてあること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の光通信装置。
【請求項6】
光信号から電気信号へ又は電気信号から光信号への変換を行う光電変換素子と、
該光電変換素子が実装される素子基板と、
前記光電変換素子及び前記素子基板を収容する第1収容体と、
他部材との電気的な接続を行う接続端子が設けられた端子基板と、
該端子基板を収容する第2収容体と、
前記素子基板及び前記端子基板を電気的に接続するフレキシブル基板と
を備えること
を特徴とする光通信モジュール。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図2】
【図3】
【図4】
【公開番号】特開2013−93719(P2013−93719A)
【公開日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−234168(P2011−234168)
【出願日】平成23年10月25日(2011.10.25)
【出願人】(395011665)株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【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5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年10月25日(2011.10.25)
【出願人】(395011665)株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【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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