JP2007123746A - 電子機器及び光送受信モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】曲げられて配置されるフレキシブル基板を、所定の曲率で保持できるようにした光送受信モジュールを提供する。
【解決手段】光送受信モジュール1Aは、光信号を送信する光送信モジュール2と、光信号を受信する光受信モジュール3と、電気信号の処理を行う回路基板4と、筐体5を備える。回路基板4はフレキシブル基板7a〜7cとリジット基板6を備えたフレックスリジット基板で、フレキシブル基板7aが光送信モジュール2と接続され、フレキシブル基板7bが光受信モジュール3と接続される。筐体5には、フレキシブル基板7a,7bの導入経路に導入部材11が取り付けられる。導入部材11は、フレキシブル基板7a,7bの復元力を利用して沿わせる第1のガイド面11aと第2のガイド面11bを備え、フレキシブル基板7a,7bの曲率を保持する。
【選択図】 図1
【解決手段】光送受信モジュール1Aは、光信号を送信する光送信モジュール2と、光信号を受信する光受信モジュール3と、電気信号の処理を行う回路基板4と、筐体5を備える。回路基板4はフレキシブル基板7a〜7cとリジット基板6を備えたフレックスリジット基板で、フレキシブル基板7aが光送信モジュール2と接続され、フレキシブル基板7bが光受信モジュール3と接続される。筐体5には、フレキシブル基板7a,7bの導入経路に導入部材11が取り付けられる。導入部材11は、フレキシブル基板7a,7bの復元力を利用して沿わせる第1のガイド面11aと第2のガイド面11bを備え、フレキシブル基板7a,7bの曲率を保持する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電気部品の間をフレキシブル基板で接続した電子機器及び光送受信モジュールに関する。詳しくは、フレキシブル基板を沿わせて湾曲させるガイド面が形成された導入部材を備えることで、フレキシブル基板の曲率を、予め定められた所定の曲率で保持できるようにしたものである。
光モジュールの規格であるXFP(10Gigabit Small Form Factor Pluggable)モジュール等では、光信号の送受信と、光電変換と、電気信号の入出力を行うため、半導体レーザ素子等を有した光モジュールと、電気信号の処理を行う回路基板等を備えた光送受信モジュールが実装されている(例えば、特許文献1参照)。
このような光送受信モジュールでは、光モジュールと回路基板の接続を、インピーダンスコントロールや実装位置精度の緩和等を目的として、フレキシブル基板で行う構成が提案されている。
光モジュールと回路基板の接続をフレキシブル基板で行う構成では、各部品の配置によってフレキシブル基板を曲げる箇所が存在することが多い。高周波対応の光送受信モジュールでは、曲げられたフレキシブル基板の曲率が許容値を下回ると、干渉等の不具合が発生する。そこで、高周波回路の特性を十分に発揮するためには、フレキシブル基板の曲率を許容値以上で一定に保持できることが望ましい。
しかし、従来の光送受信モジュールでは、フレキシブル基板をガイドするような部材は備えられておらず、フレキシブル基板の曲率を保持することができないという問題があった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、フレキシブル基板を所定の曲率で保持できる電子機器及び光送受信モジュールを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明に係る電子機器は、電気部品の間を接続するフレキシブル基板と、所定の曲率を有し、フレキシブル基板が沿わせられるガイド面が形成された誘導部材とを備え、誘導部材を、フレキシブル基板の導入経路に配置したことを特徴とする。
本発明の電子機器では、電気部品の間を接続するフレキシブル基板は、導入部材のガイド面に沿わせることで、所定の曲率を保持して湾曲する。
本発明に係る光送受信モジュールは、光電変換を行う光モジュールと、電気信号の処理を行う回路部が実装されたリジット基板に、少なくとも光モジュールと接続されるフレキシブル基板が接続された回路基板とを備えた光送受信モジュールにおいて、所定の曲率を有し、フレキシブル基板が沿わせられるガイド面が形成された誘導部材を備え、誘導部材を、フレキシブル基板の導入経路に配置したことを特徴とする。
本発明の光送受信モジュールでは、光モジュールとリジット基板の間を接続するフレキシブル基板は、導入部材のガイド面に沿わせることで、所定の曲率を保持して湾曲する。
本発明の電子機器によれば、湾曲させるフレキシブル基板の曲率を、一定に保つことができる。これにより、本発明の光送受信モジュールによれば、導入部材で規定されるフレキシブル基板の曲率を、高周波特性を損なわないような曲率に設定することにより、高周波特性を向上させることができる。
また、フレキシブル基板の曲率が小さくなることによる信号線等の断線を防ぐことができる。
更に、曲げられているフレキシブル基板の復元力を利用して、導入部材のガイド面にフレキシブル基板を沿わせることができるので、フレキシブル基板の長さのばらつきを吸収して、一定曲率を保つことができる。
以下、図面を参照して本発明の電子機器及び光送受信モジュールの実施の形態について説明する。
<第1の実施の形態の光送受信モジュールの構成例>
図1は第1の実施の形態の光送受信モジュールの一例を示す構成図で、図1(a)は光送受信モジュール1Aの平面断面図、図1(b)は図1(a)に示す光送受信モジュール1AのA−A断面図である。
図1は第1の実施の形態の光送受信モジュールの一例を示す構成図で、図1(a)は光送受信モジュール1Aの平面断面図、図1(b)は図1(a)に示す光送受信モジュール1AのA−A断面図である。
第1の実施の形態の光送受信モジュール1Aは電子機器の一例であり、電気部品であって光電変換機能を有した光モジュールとして、光信号を送信する光送信モジュール2と、光信号を受信する光受信モジュール3を備える。また、電気信号の処理を行う回路基板4と、回路基板4等を収容する筐体5を備える。
光送信モジュール2は、TOSA(Transmitter Optical SubAssembly)と称され、例えば、面発光型の半導体レーザ素子と、モニタ用のフォトダイオード等がステム部2aに実装される。ステム部2aは、半導体レーザ素子等と接続される複数本のリード2bを備え、各リード2bがステム部2aの後面から突出している。また、光送信モジュール2は、図示しない光ファイバを支持するスリーブと、集光レンズ等を有したファイバ支持筐体2cがステム部2aに取り付けられる。
光受信モジュール3は、ROSA(Receiver Optical SubAssembly)と称され、例えば、フォトダイオード等がステム部3aに実装される。ステム部3aは、フォトダイオードと接続される複数本のリード3bを備え、各リード3bがステム部3aの後面から突出している。また、光受信モジュール3は、図示しない光ファイバを支持するスリーブと、集光レンズ等を有したファイバ支持筐体3cがステム部3aに取り付けられる。
回路基板4は、リジット基板6と、フレキシブル基板7a〜7cを備え、例えばリジット基板6とフレキシブル基板7a〜7cが一体に構成されたフレックスリジット基板である。なお、回路基板4としては、リジット基板6にフレキシブル基板7a〜7cが半田付けで接続される構成でもよい。
回路基板4は、リジット基板6の一端側に、光送信モジュール2と光受信モジュール3に対応して、2本のフレキシブル基板7a,7bを備える。また、リジット基板6の他端側に、後述するホストボード等と接続されるフレキシブル基板7cを備える。
リジット基板6は、光送信モジュール2を動作させるための送信側回路部として、例えば、駆動回路であるレーザドライバIC(Integrated Circuit)や、バイアス回路、APC回路等を構成する単数あるいは複数のICチップ6a等が搭載される。また、リジット基板6は、光受信モジュール3を動作させるための受信側回路部として、増幅回路であるLA(Limiting Amplifier)−ICや、受信光パワー検出回路等を構成する単数あるいは複数のICチップ6b等が搭載される。なお、増幅回路としてLA−ICは一例で、LA−ICが搭載されない構成でもよい。
フレキシブル基板7a〜7cは、例えば、一方の面は信号配線層でマイクロストリップラインが形成され、他方の面は接地導体層で所定のGNDパターンが形成されることで、インピーダンスコントロールを行っている。そして、フレキシブル基板7aには、光送信モジュール2の各リード2bが半田付けにより接続され、フレキシブル基板7bには光受信モジュール3のリード3bが半田付けにより接続される。なお、インピーダンスこのトロールラインは、GNDパターン等によらずに形成することも可能である。
筐体5は、光送信モジュール2と、光受信モジュール3及び回路基板4が収容される。筐体5は、回路基板4を覆う金属系材料で構成された内部筐体5aと、例えばプラスチック等の樹脂系材料で構成され、内部筐体5aを覆う外部筐体5bを備える。
内部筐体5aは、回路基板4のリジット基板6全体と、光送信モジュール2及び光受信モジュール3のステム部側を少なくとも覆う大きさを有し、電磁シールドとして機能する。
外部筐体5bは、内部筐体5a全体を覆う。また、外部筐体5bは、内部筐体5aから露出した光送信モジュール2のファイバ支持筐体2cに対応してコネクタ部10aが形成されると共に、光受信モジュール3のファイバ支持筐体3cに対応してコネクタ部10bが形成される。
筐体5は、曲げられたフレキシブル基板7a,7bの形状を保持する誘導部材11を備える。誘導部材11は例えば樹脂系材料で作製され、所定の曲率を有したガイド面として、凹状の第1のガイド面11aと凸状の第2のガイド面11bが一体に形成される。
導入部材11は、フレキシブル基板7aとフレキシブル基板7bの双方をガイドできる長さを有して、光送信モジュール2へのフレキシブル基板7aの導入経路及び光受信モジュール3へのフレキシブル基板7bの導入経路となる内部筐体5aの内側に取り付けられる。
第1のガイド面11aは、フレキシブル基板7a,7bに許容される曲率以上の曲率を有した凹状の曲面で構成される。また、第2のガイド面11bは、フレキシブル基板7a,7bに許容される曲率以上の曲率を有した凸状の曲面で構成される。更に、第1のガイド面11aと第2のガイド面11bの間は、フレキシブル基板7a,7bに許容される曲率を下回るような曲率の曲面を介すことなくつながっている。
筐体5は、内部筐体5aに回路基板4のリジット基板6と光送信モジュール2及び光受信モジュール3が取り付けられ、内部筐体5aは外部筐体5bで覆われる。そして、筐体5の他端側から外部接続用にフレキシブル基板7cが露出する。
また、回路基板4のフレキシブル基板7aは光送信モジュール2に接続され、フレキシブル基板7bは光受信モジュール3に接続される。これにより、フレキシブル基板7a,7bは、リジット基板6の近くでは、誘導部材11の第2のガイド面11bに沿うことで所定の曲率で凸状に曲がり、かつ曲率が保持されると共に、光送信モジュール2a,光受信モジュール2bの手前では、誘導部材11の第1のガイド面11aに沿うことで所定の曲率で凹状に曲がり、かつ曲率が保持される。
図2は第1の実施の形態の光送受信モジュールの要部構成図である。データの伝送速度が10Gbpsを超えるような構成では、高周波特性を損なわないために、フレキシブル基板7a,7bの曲率がR0.5mm以下になることは望ましくない。フレキシブル基板7a,7bを曲げる場合は、曲率はR2mm程度で一定となっていることが望ましい。
そこで、本例では、第1のガイド面11aと第2のガイド面11bの曲率はR2mmで一定とした。
そして、フレキシブル基板7a,7bを、自身の復元力を利用して導入部材11に沿わせるために、各部品の位置関係とフレキシブル基板7a,7bの長さを以下のように設定した。
部品の位置関係としては、光送信モジュール2及び光受信モジュール3から、リジット基板6とつながるフレキシブル基板7a,7bの根元の部分までの距離L1を約6mmとした。これは、曲率R2mmの1/4円と1/2円が並ぶ長さである。
また、フレキシブル基板7a,7bの長さとしては、曲率R2mmで曲がる部分の長さ(L2+L3)を、約9.4mmとした。これは、曲率R2mmの円周の3/4円弧の長さとほぼ一致する長さである。
これにより、フレキシブル基板7a,7bを所定の形状に曲げることによる復元力で、フレキシブル基板7a,7bが誘導部材11の第1のガイド面11aと第2のガイド面11bに沿うと共に、R2mmの曲率で保持される。従って、高周波特性を損なわず、安定した通信が可能となる。
また、フレキシブル基板7a,7bの復元力を利用して、導入部材11に沿わせているので、導入部材11は、フレキシブル基板7a,7bを片面側からガイドする構成とすることができ、小型化が可能である。更に、単一の導入部材11で、フレキシブル基板7a,7bを曲げる方向を反転させて、それぞれガイドできるので、部品点数を削減し、かつ、確実に所定の曲率を保持することが可能である。
<本実施の形態の光通信装置の構成例>
次に、上述した光送受信モジュール1Aを備えた光通信装置の実施の形態としてのネットワークカードについて説明する。
次に、上述した光送受信モジュール1Aを備えた光通信装置の実施の形態としてのネットワークカードについて説明する。
図3及び図4は第1の実施の形態のネットワークカードの一例を示す構成図で、図3はネットワークカード21Aの斜視図、図4はネットワークカード21Aの側断面図である。
ネットワークカード21Aは、図1等で説明した光送受信モジュール1Aと、ホストボード22を備える。
ホストボード22は主基板の一例で、一端側に光送受信モジュール1Aが実装される。ホストボード22は、一端にベゼル22aが取り付けられ、光送受信モジュール1Aのコネクタ部10a,10bがベゼル22aに露出するように実装される。
また、ホストボード22は、他端側に例えばPHY(Physical layer)用チップ23と、MAC(Media Access Control)用チップ24等が実装される。なお、例えば、PHY用チップをホストボードに搭載せずに光送受信モジュール1Aに搭載し、光送受信モジュール1Aが直接MAC用チップ34に接続される構成でもよい。更に、ホストボード22は、一方の側端にPCI−Express等のカードエッジコネクタ25を備える。
ネットワークカード21Aでは、ホストボード22と光送受信モジュール1Aの電気的接続は、光送受信モジュール1Aに備えたフレキシブル基板7cにより行われる。フレキシブル基板7cは、例えば、ホストボード22に形成された所定の電極パッドに半田付けによって接続される。なお、ホストボード22にコネクタを備え、フレキシブル基板7cをコネクタに接続する構成としてもよい。
ネットワークカード21Aは、パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに搭載され、カードエッジコネクタ25がパーソナルコンピュータ側のコネクタと接続される。
さて、光送受信モジュール1Aは、上述したように、コネクタ部10a,10bをベゼル22aに露出させるが、コネクタ部10a,10bの端面を所定の位置に揃えるように実装すれば、外観性が向上する。但し、各部の寸法上の誤差により、光送受信モジュール1Aのホストボード22上での位置に誤差が生じる。
そこで、本実施の形態のネットワークカード21Aでは、ホストボード22と光送受信モジュール1Aの電気的接続を、光送受信モジュール1Aに備えたフレキシブル基板7cにより行うことで、光送受信モジュール1Aのホストボード22上での位置の誤差を、フレキシブル基板7cの変形で吸収する。
これにより、ネットワークカード1Aでは、光送受信モジュール1Aを、コネクタ部10a,10bの端面が所定の位置に揃うように実装することができ、外観性が向上する。
また、光送受信モジュール1Aにおいて、図1(a)に示すように、光送信モジュール2はフレキシブル基板7aでリジット基板6と接続され、光受信モジュール3はフレキシブル基板7bでリジット基板6に接続される。これにより、光ファイバのコネクタを挿抜する際の衝撃をフレキシブル基板7a,7bで吸収して、リジット基板6に伝わらないようにすることができる。
<第1の実施の形態の光通信装置の動作例>
次に、本実施の形態の光通信装置としてのネットワークカード21Aの動作について説明する。
次に、本実施の形態の光通信装置としてのネットワークカード21Aの動作について説明する。
ネットワークカード21Aは、光送受信モジュール1Aのコネクタ部10a,10bに図示しない光ファイバが接続され、外部の情報通信機器等との間でデータの送受信が光信号によって行われる。
まず、データを送信する動作について説明すると、ネットワークカード21Aは、パーソナルコンピュータ等の拡張スロットに接続されたカードエッジコネクタ25を介して、送信されるデータが入力される。
送信されるデータは、MAC用チップ24及びPHY用チップ23等により処理が行われ、フレキシブル基板7cを介して光送受信モジュール1Aの回路基板4に入力される。
光送受信モジュール1Aは、回路基板4のリジット基板6に実装されたレーザドライバIC等のICチップ6a等により、送信されるデータの処理を行い、フレキシブル基板7aを介して光送信モジュール2の図示しない面発光型半導体レーザ素子に出力する。
面発光型半導体レーザ素子は、送信されるデータに応じた電気信号を光信号に変換して出射する。これにより、面発光型半導体レーザ素子から出射された光信号は光ファイバを伝送され、外部の情報通信機器に対してデータの送信が行われる。
データを受信する動作について説明すると、ネットワークカード21Aは、外部の情報通信機器から送信され、図示しない光ファイバを伝送された光信号が、光送受信モジュール1Aの光受信モジュール3に入射する。
光受信モジュール3に入射した光信号は図示しない受光素子で電気信号に変換され、フレキシブル基板7bを介して回路基板4に入力される。光送受信モジュール1Aは、回路基板4のリジット基板6に実装された増幅回路等のICチップ6b等により受信したデータの処理を行い、フレキシブル基板7cを介してホストボード22に出力する。
そして、受信したデータは、MAC用チップ24及びPHY用チップ23等により処理が行われ、カードエッジコネクタ25を介してパーソナルコンピュータ等に出力される。
<第2の実施の形態の光送受信モジュールの構成例>
図5は第2の実施の形態の光送受信モジュールの一例を示す構成図である。なお、第2の実施の形態の光送受信モジュールにおいて、第1の実施の形態と同じ構成の部品については、同じ番号を付して説明する。
図5は第2の実施の形態の光送受信モジュールの一例を示す構成図である。なお、第2の実施の形態の光送受信モジュールにおいて、第1の実施の形態と同じ構成の部品については、同じ番号を付して説明する。
第2の実施の形態の光送受信モジュール1Bは、筐体5を樹脂で作製し、導入部材11を一体に形成した構成である。なお、図5では、電磁シールドを構成する内部筐体は図示していないが、たとえば、回路基板4のリジット基板6を覆うように、内部筐体を備えてもよい。
第2の実施の形態の光送受信モジュール1Bのように、導入部材11を筐体5と一体に形成することで、部品点数を削減できると共に、導入部材11の取付工程が削減でき、コスト削減を図ることが可能となる。
本発明は、高速で光通信を行うネットワークカード等に適用される。
1A・・・光送受信モジュール、2・・・光送信モジュール、3・・・光受信モジュール、4・・・回路基板、5・・・筐体、5a・・・内部筐体、5b・・・外部筐体、6・・・リジット基板、7a〜7c・・・フレキシブル基板、11・・・導入部材、11a・・・第1のガイド面、11b・・・第2のガイド面、21A・・・ネットワークカード、22・・・ホストボード
Claims (6)
- 電気部品の間を接続するフレキシブル基板と、
所定の曲率を有し、前記フレキシブル基板が沿わせられるガイド面が形成された誘導部材とを備え、
前記誘導部材を、前記フレキシブル基板の導入経路に配置した
ことを特徴とする電子機器。 - 前記誘導部材は、前記ガイド面が所定の曲率で凹状に湾曲させて形成され、曲げられた前記フレキシブル基板の復元力で、前記フレキシブル基板が前記ガイド面に沿わせられる
ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 前記誘導部材は、所定の曲率で凹状に湾曲させて形成された前記ガイド面が、所定の曲率で凸状に湾曲させて形成されたガイド面とつながり、前記フレキシブル基板を曲げる方向が反転される
ことを特徴とする請求項2記載の電子機器。 - 前記ガイド面は、前記フレキシブル基板に許容される曲率以上の一定の曲率を有する
ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 光電変換を行う光モジュールと、
電気信号の処理を行う回路部が実装されたリジット基板に、少なくとも前記光モジュールと接続されるフレキシブル基板が接続された回路基板とを備えた光送受信モジュールにおいて、
所定の曲率を有し、前記フレキシブル基板が沿わせられるガイド面が形成された誘導部材を備え、
前記誘導部材を、前記フレキシブル基板の導入経路に配置した
ことを特徴とする光送受信モジュール。 - 少なくとも前記回路基板を収容する筐体に、前記誘導部材を一体に形成した
ことを特徴とする請求項5記載の光送受信モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009088405A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Fuji Xerox Co Ltd | 光モジュール |
JP2012531690A (ja) * | 2010-09-23 | 2012-12-10 | インテル コーポレイション | クラスター・コンピューティング‐nicに基づくosプロビジョン |
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- 2005-10-31 JP JP2005317110A patent/JP2007123746A/ja active Pending
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