JP2008090232A - 光送受信器 - Google Patents

Abstract

【課題】高性能、高信頼性で安価な光送受信器を提供することにある。
【解決手段】情報システム機器と電気的に接続する接続端子５を有する回路基板２と、送受信用光ファイバに接続する光コネクタ１４と、回路基板２に搭載され、回路基板２からの電気信号を光信号に変換する発光素子を有する光送信アセンブリ３と、その光送信アセンブリ３に一端が接続され、光コネクタ１４に他端が接続される内部送信用テープファイバ１３ｔと、光コネクタ１４に一端が接続される内部受信用テープファイバ１３ｒと、回路基板２に搭載され、受信用光ファイバ１３ｒからの光信号を電気信号に変換する受光素子を有し、内部受信用テープファイバ１３ｒの他端が接続される光受信アセンブリ４とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光信号を送信及び／又は受信する光送受信器に係り、特に、ギガビットクラスのイーサネット（登録商標）信号を伝送する光送受信器に関する。

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（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）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。

この情勢の中、既に１０ギガイーサネット（登録商標）の標準化が完了し、各社から１０ギガ対応のネットワーク機器が開発されており、これに伴い、光送受信器（光モジュール）においても、中距離ネットワークを中心に伝送速度が１ギガから１０ギガへのアップグレードが始まっている。また、伝送速度が１０ギガを超える４０ギガ〜１００ギガクラスのイーサネット（登録商標）の開発・研究も始まっている。

このような光送受信器としては、送受信１ｃｈずつのＳＦＰ（Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）型光トランシーバや、４個の長波長の半導体レーザ（ＬＤ）を用いた４波ＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ−ＷＤＭ：低密度波長分割多重）のＬＸ４光トランシーバ（イーサネット（登録商標）規格の光トランシーバの一種）がある。

一例として図１４に示すような光送受信器１４１（例えば、特許文献１参照）は、リジッド基板１４２ａ〜１４２ｃと、リジッド基板１４２ａに搭載される光送信アセンブリ（ＴＯＳＡ）１４３と、リジッド基板１４２ｃに搭載される光受信アセンブリ（ＲＯＳＡ）１４４とを備え、これら複数のリジッド基板１４２ａ〜１４２ｃはフレキシブル基板１４５や２ピースコネクタを用いて接続されている。

光送信アセンブリ１４３は４個のＬＤを備え、光受信アセンブリ１４４は４個のＰＤ（フォトダイオード）を備える。この光送受信器１４１は、リジッド基板１４２ｃの他端が、情報システム機器（ネットワーク装置）に備えた電気コネクタであるカードエッジコネクタと嵌合し、光送信アセンブリ１４３および光受信アセンブリ１４４は、光ファイバによってケース１４６内を引き回され、コネクタプラグ１４７，１４８を介して外部のコネクタ付き光ファイバと接続される。

特開２００５−９９７６９号公報

しかしながら、ＳＦＰ型光トランシーバは、送受信で１ｃｈずつでチャネル数が少なく、今後望まれている多チャンネル化・高速化に対応したものではない。同様に、従来の光送受信器１４１もチャネル数が少なく、やはり今後望まれている多チャンネル化・高速化に対応したものではない。

また、従来の光送受信器１４１は、チャネル数が少ないにもかかわらず、ＬＤなどの個別素子とＷＤＭ光学部品を光送受信器１４１内でそれぞれ光ファイバと接続しているため、構成が複雑で、組み立てが難しいという問題がある。

また、従来の光送受信器１４１は、図１５に示すように、リジッド基板１４２ａに光送信アセンブリ１４３が横に並んで実装されるため、光送信アセンブリ１４３の分だけケース内１４６内で各リジッド基板１４２ａ〜１４２ｃが占有するスペースが侵食され、その結果リジッド基板１４２ａ〜１４２ｃの実装面積が小さくなる。

一方、一般的な従来の光送受信器は、電気コネクタの中心軸と光コネクタの中心軸が異なる。この光送受信器では、光送信アセンブリ、光受信アセンブリが共にレセプタクル型であるため、入出力の位置が固定され、設計の自由度が低いという問題がある。また、ケースにフェルール保持部を支持するための支持部材を高精度に作り込まなければならず、コストが高くなる問題もある。

設計の自由度が少ない問題を解決すべく、光／電気の中心軸の段差を吸収するため、回路基板としてリジッドフレキ基板（フレックスリジッドプリント配線板）を使用した光送受信器もある。しかし、リジッドフレキ基板は作り方が複雑で高価であり、製造メーカーも少ないため、光送受信器が高価になる。

また、上述した光トランシーバではないが、光ファイバをピグテール化していない一般的な従来の光送受信器では、光／電気の中心軸がずれやすく、光／電気の中心軸の段差を吸収するために、光送信アセンブリのＬＤや光受信アセンブリのＰＤのリードをリードフォーミングして回路基板に実装することがある。この場合、リード長が長くなるため、電気信号の高周波特性が悪いという問題がある。

さらに、今後望まれている多チャンネル化・高速化に対応した光送受信器では、その内部において送信側の信号が受信側の信号に干渉することで、クロストークが現在よりもさらに増えると考えられ、クロストークを極力抑えることが重要な課題である。

そこで、本発明の目的は、高性能、高信頼性で安価な光送受信器を提供することにある。

本発明は上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、情報システム機器からの複数の電気信号を光信号に変換して複数本の送信用光ファイバに送信し、複数本の受信用光ファイバからの複数の光信号を受信すると共にこれを電気信号に変換して上記情報システム機器に伝送するための光送受信器において、
上記情報システム機器と電気的に接続する接続端子を有する回路基板と、
上記送受信用光ファイバに接続する光コネクタと、
上記回路基板に搭載され、上記回路基板からの電気信号を光信号に変換する発光素子を有する光送信アセンブリと、
その光送信アセンブリに一端が接続され、上記光コネクタに他端が接続される内部送信用テープファイバと、
上記光コネクタに一端が接続される内部受信用テープファイバと、
上記回路基板に搭載され、上記受信用光ファイバからの光信号を電気信号に変換する受光素子を有し、上記内部受信用テープファイバの他端が接続される光受信アセンブリと
を備えた光送受信器である。

請求項２の発明は、上記光コネクタは、上下２段に配置した上記内部送信用テープファイバと上記内部受信用テープファイバの送受信用光ファイバ側の各端部が接続されるＭＴ光コネクタと、外部光コネクタと係合するツメ部材とからなるＭＰＯ光コネクタである請求項１記載の光送受信器である。

請求項３の発明は、上記回路基板に、上記接続端子からの距離が互いに異なるように上記光送信アセンブリと上記光受信アセンブリとを搭載した請求項１または２記載の光送受信器である。

請求項４の発明は、上記回路基板の送受信用光ファイバ側に上記光受信アセンブリを搭載し、その光受信アセンブリの奥側となる上記回路基板に上記光送信アセンブリを搭載した請求項３記載の光送受信器である。

請求項５の発明は、上記内部送信用テープファイバ及び／又は上記内部受信用テープファイバを、その長さ方向の少なくとも一部でばらした請求項１〜４いずれかに記載の光送受信器である。

請求項６の発明は、上記回路基板に、その表裏面と上記発光素子および上記受光素子の光軸とが平行となるように上記光送信アセンブリと上記光受信アセンブリを配置し、これらアセンブリと上記回路基板とをフレキ基板を介して電気的に接続した請求項１〜５いずれかに記載の光送受信器である。

請求項７の発明は、上記回路基板にくり抜き穴を形成し、そのくり抜き穴上に上記光送信アセンブリあるいは上記光受信アセンブリを配置し、上記光送信アセンブリあるいは上記光受信アセンブリと上記回路基板とを、上記くり抜き穴を挿通した上記フレキ基板で電気的に接続した請求項６記載の光送受信器である。

請求項８の発明は、上記回路基板に、その表裏面を介して上記光送信アセンブリと上記光受信アセンブリとを分離して搭載した請求項１〜６いずれかに記載の光送受信器である。

請求項９の発明は、上記回路基板は全面グランド層を有する請求項１〜８いずれかに記載の光送受信器である。

請求項１０の発明は、上記回路基板は１枚のリジッド基板からなる請求項１〜９いずれかに記載の光送受信器である。

請求項１１の発明は、上記光コネクタに、送受信用光ファイバ側に単芯分離光コネクタを有する光インターフェース部を接続した請求項１〜１０いずれかに記載の光送受信器である。

請求項１２の発明は、上記光インターフェース部は、上記光コネクタと嵌合する外部光コネクタと、その外部光コネクタに一端が接続され、他端部が単芯にばらされた外部テープファイバと、その外部テープファイバの他端に接続される上記単芯分離光コネクタとを備える請求項１１記載の光送受信器である。

請求項１３の発明は、上記光コネクタに、送受信用光ファイバ側に２芯以上をまとめた多芯分離光コネクタを有する光インターフェース部を接続した請求項１〜１０いずれかに記載の光送受信器である。

請求項１４の発明は、上記光インターフェース部は、上記光コネクタと嵌合する外部光コネクタと、その外部光コネクタに一端が接続される外部テープファイバと、その外部テープファイバの他端に接続される上記多芯分離光コネクタとを備える請求項１３記載の光送受信器である。

請求項１５の発明は、上記多芯分離光コネクタは、２芯を上下縦列にまとめた縦列２連分離光コネクタで構成され、その縦列２連分離光コネクタに接続される上記外部テープファイバは、他端部が単芯にばらされる請求項１３または１４記載の光送受信器である。

請求項１６の発明は、上記多芯分離光コネクタは、２芯以上を左右並列にまとめた並列分離光コネクタで構成される請求項１３または１４記載の光送受信器である。

本発明によれば、光送信アセンブリや光受信アセンブリにテープファイバを接続し、多芯ピグテールファイバとすることで、高性能、高信頼性な光送受信器を実現できる。

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。

図１は、本発明の好適な実施形態である光送受信器の主要部を示す斜視図、図２は図１を接続端子側から見た斜視図、図３は図２を裏面側から見た斜視図、図４は図１の側面図である。

図１〜図４に示すように、本実施形態に係る光送受信器１は、スイッチングハブやメディアコンバータなどの情報システム機器（ネットワーク装置）に挿抜自在に設けられるプラガブル多チャンネル光送受信器である。本実施形態では、送受信で合計２×１２ｃｈ、すなわち２４ｃｈタイプ、１ｃｈあたり３Ｇｂｉｔ／ｓの信号を伝送する光トランシーバの例で説明する。

この光送受信器１は、情報システム機器からの複数の電気信号を光信号に変換して伝送路としての複数本の送信用光ファイバに送信し、他方、伝送路としての複数本の受信用光ファイバからの複数の光信号を受信すると共にこれを電気信号に変換して情報システム機器に伝送する。

光送受信器１は、１枚のリジッド基板からなる短冊状の回路基板２と、その回路基板２にそれぞれ搭載される光送信アセンブリ（ＴＯＳＡ）３と、光受信アセンブリ（ＲＯＳＡ）４とを備える。

回路基板２の情報システム機器側となる他端には、情報システム機器に接続するための接続端子５を複数個形成して構成されるカードエッジ部６を設けており、そのカードエッジ部６が情報システム機器に備えたカードエッジコネクタに嵌合することで、光送受信器１の活線挿抜を可能にしている。

光送信アセンブリ３は、回路基板２からの複数の電気信号をそれぞれ光信号に変換する発光素子としてのＬＤ素子を有するＬＤモジュール７と、ＬＤ素子からの光信号を一括してそれぞれ集光する１つ（あるいは２つ以上）のレンズを有するレンズブロック８ｔと、レンズブロック８ｔに接続する１段ＭＴ光コネクタ９ｔとで主に構成される。

ＬＤ素子としては、１２個のＬＤチップをアレイ状に並べたＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）アレイを用いる。ＬＤモジュール７は、ＬＤ素子をセラミックパッケージ１０に収納して気密封止したものである。セラミックパッケージ１０の前面側には、レンズブロック８ｔが固定され、セラミックパッケージ１０の後面には、半田ボールが複数個格子状に並べて取り付けられる。つまり、セラミックパッケージ１０はＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）はんだを構成する。レンズブロック８ｔに備えるレンズには、非軸対称のトーリックレンズを用いる。

光送信アセンブリ３は、回路基板２表面の接続端子５側（光受信アセンブリ４の奥側）に、回路基板２の表裏面（図では長さ方向）にＬＤ素子の光軸が平行となるようにＬＤモジュール７を起立させた姿勢で搭載される。

セラミックパッケージ１０の後面にはフレキ基板１１ｔの一端部が接続され、そのフレキ基板１１ｔの曲げられた他端部が回路基板２上の回路パターンに接続される。フレキ基板１１ｔの他端部の表裏面には、回路基板２に接続する端子１２が複数個形成される。このフレキ基板１１ｔを介して、光送信アセンブリ３と回路基板２とを電気的に接続する。フレキ基板１１ｔの他端部の表面に形成した端子１２は、光受信アセンブリ４とフレキ基板１１ｔを電気的に接続することができるように形成したダミー端子である。

光送信アセンブリ３のレンズブロック８ｔの前面には、１段ＭＴ光コネクタ９ｔが接続され、その１段ＭＴ光コネクタ９ｔに、光送信アセンブリ３からの光信号を送信用光ファイバに伝送する内部送信用テープファイバ１３ｔの一端が接続される。１段ＭＴ光コネクタは、樹脂からなるフェルールにファイバ挿通穴を左右並列に複数個形成し、これら中空部で１本の光ファイバをそれぞれ軸合わせして保持・固定するものである。テープファイバは、単芯の光ファイバを左右並列に複数本（図では１２本）並べ、並べたファイバをテープ状にまとめたものである。

回路基板２の送受信用光ファイバ側には、送受信用光ファイバの他端に接続する光コネクタとして、オス型２段ＭＰＯ（ＭＴ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒａｂｌｅ）型光コネクタのフェルールを用いた多心一括接続）光コネクタ１４が設けられる。このオス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４は、ケース６０（後述する図６参照）に保持・固定される。

オス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４は、内部送信用テープファイバ１３ｔの他端が上段に接続されると共に、内部受信用テープファイバ１３ｒの一端が下段に接続される２段ＭＴ光コネクタ１５と、その２段ＭＴ光コネクタ１５に取り付けられ、外部光コネクタとしてのメス型２段ＭＰＯ光コネクタと係合するツメ部材（レセプタクル部）１６とからなる。

このツメ部材１６とメス型２段ＭＰＯ光コネクタの凹部とでラッチ機構を構成する。メス型２段ＭＰＯ光コネクタには、送受信用光ファイバが接続される。送受信用光ファイバとしては光ケーブルを用いてもよいし、あるいはその前段に中継用の伝送路としてテープファイバを用いてもよい。

ツメ部材１６内にメス型２段ＭＰＯ光コネクタを挿入し、ツメ部材１６内でオス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４とメス型２段ＭＰＯ光コネクタを嵌合することで、内部送信用テープファイバ１３ｔと送信用光ファイバが接続され、受信用光ファイバと内部受信用テープファイバ１３ｒが接続される。

光受信アセンブリ４は、内部受信用テープファイバ１３ｒの他端が接続される１段ＭＴ光コネクタ９ｒと、その１段ＭＴ光コネクタ９ｒが接続され、内部受信用テープファイバ１３ｒからの複数の光信号を一括してそれぞれ集光する１つ（あるいは２つ以上）のレンズを有するレンズブロック８ｒと、レンズブロック８ｒからの複数の光信号をそれぞれ電気信号に変換する受光素子としてのＰＤ素子を有するＰＤモジュール１７とで主に構成される。レンズブロック８ｒに備えるレンズには、非軸対称のトーリックレンズを用いる。

ＰＤ素子としては、１２個のＰＤチップをアレイ状に並べたＰＤアレイを用いる。ＰＤモジュール１７は、ＰＤ素子をセラミックパッケージ１０に収納して気密封止したものである。光受信アセンブリ４の姿勢は、光送信アセンブリ３と同じである。

光受信アセンブリ４は、回路基板２表面の送受信用光ファイバ側（光送信アセンブリ３の手前側）に搭載される。本実施形態では、光送信アセンブリ３と光受信アセンブリ４を、回路基板２の表面で一直線上となるように搭載した。

より詳細には、回路基板２の光受信アセンブリ４の搭載部にくり抜き穴（開口部）１８を形成し、そのくり抜き穴１８上に光受信アセンブリ４を配置し、光受信アセンブリ４と回路基板２とを、くり抜き穴１８を挿通したフレキ基板１１ｒの他端部で電気的に接続する。

本実施形態では、フレキ基板１１ｒはフレキ基板１１ｔと同じ構成である。フレキ基板１１ｒの他端部の表裏面には、フレキ基板１１ｔと同様の端子が複数個形成される。フレキ基板１１ｒでは、他端部の裏面に形成した端子がダミー端子であり、光送信アセンブリ３と電気的に接続する際に使用される。

回路基板２として多層基板を用いる場合には、そのうちの１層を全面グランド（ＧＮＤ）層（ＧＮＤのベタ層）にするとよい。この全面ＧＮＤ層、回路基板２のＧＮＤパターン、あるいは図６で後述する光送受信器１のケースに、フレキ基板１１ｔの端子１２、およびフレキ基板１１ｒの端子の一部を電気的に接続してＧＮＤする。

回路基板２と、光送信アセンブリ３と、内部送信用テープファイバ１３ｔと、内部受信用テープファイバ１３ｒと、光受信アセンブリ４と、オス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４とは、図６に示すように、横断面が略コ字状の下ケース６０ｄと横断面が略コ字状の上ケース６０ｕとからなる上下２分割のケース６０内に収納される。ケース６０はＡｌなどの放熱性が高い金属で形成される。本実施形態では、ケース６０として、業界標準（ＭＳＡ：Ｍｕｌｔｉ Ｓｏｕｒｃｅ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）のＸ２規格のケースを用いた。つまり、光送受信器１はＸ２型光トランシーバであり、名刺サイズ程度の大きさである。

光送受信器１の組み立ては、回路基板２に光送信アセンブリ３と光受信アセンブリ４を配置し、これらアセンブリ３，４と回路基板２とをフレキ基板１１ｔ，１１ｒで電気的に接続する。

他方、内部送信用テープファイバ１３ｔの一端に１段ＭＴ光コネクタ９ｔ、内部受信テープファイバ１３ｒの他端に１段ＭＴ光コネクタ９ｒ、さらに内部送信用テープファイバ１３ｔの他端を上段に配置すると共に、内部受信用テープファイバ１３ｒの一端を下段に配置して２段ＭＴ光コネクタ１５を接続したものを用意する。

光送信アセンブリ３のレンズブロック８ｔに１段ＭＴ光コネクタ９ｔを接続すると共に、光受信アセンブリ４のレンズブロック８ｒに１段ＭＴ光コネクタ９ｒを接続する。このとき、内部送信用テープファイバ１３ｔが光受信アセンブリ４を乗り越えるように、内部送信用テープファイバ１３ｔを配線する。

２段ＭＴ光コネクタ１５にツメ部材１６を取り付けてオス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４とする。その後、下ケース６０ｄに回路基板２を収納し、最後に、下ケース６０ｄ上に上ケース６０ｕをネジで取り付けると、光送受信器１が完成する。

本実施形態の作用を説明する。

まず、光送受信器１の動作を簡単に説明する。光送受信器１は、情報システム機器に光送受信器１を挿入し（後述する図１０参照）、オス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４のツメ部材１６に、送受信用光ファイバが接続されたメス型２段ＭＰＯ光コネクタを接続した状態で動作する。

情報システム機器からの１２個の送信用電気信号は、ＬＤ素子で１２個の光信号に変換され、これら光信号が内部送信用テープファイバ１３ｔを介して送信用光ファイバに送信される。他方、受信用光ファイバからの１２個の光信号は、内部送信用テープファイバ１３ｒを介して受信され、ＰＤ素子で１２個の電気信号に変換され、１２個の受信用電気信号として情報システム機器に伝送される。

本実施形態に係る光送受信器１は、光送信アセンブリ３に一端が接続され、送信用光ファイバにオス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４を介して他端が接続される内部送信用テープファイバ１３ｔと、受信用光ファイバにオス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４を介して一端が接続され、光受信アセンブリ４に他端が接続される内部受信用テープファイバ１３ｒとを備えている。

すなわち、光送信アセンブリ３や光受信アセンブリ４に接続する光ファイバをピグテールファイバにしている。言い換えれば、光出力側をピグテール化すると共に、光入力側もピグテール化している。

これにより、光送受信器１は、送受信で１ｃｈずつの従来のＳＦＰ型光トランシーバや図１４の光送受信器１４１を高集積化したものであり、今後望まれているさらなる多チャンネル化・高速化に簡単に対応できる光送受信器である。

また、光送受信器１は、光学部品と電気部品の高さ調整（光／電気の中心軸の段差）をピグテールファイバで吸収することができ、光送信アセンブリ３や光受信アセンブリ４の機械的なストレスを吸収できる。さらに、ケース６０に光送信アセンブリ３や光受信アセンブリ４のレセプタクル用加工が不要になり、加工費を安くできる。

このため、光送信アセンブリ３や光受信アセンブリ４の入出力の位置に制限はなく、設計の自由度が大きい。つまり、光送受信アセンブリの入出力位置の制約が無くなるので、光送受信器として光学特性や電気特性面で最適な構造を採用できる。したがって、ピグテール化により、光送信アセンブリ３や光受信アセンブリ４は回路基板２の自由な位置に配置できる。

また、ピグテール化により、回路基板２として１枚のリジッド基板を使用できるため、リジッドフレキ基板よりも安価に製作でき、光送受信器１が安価になる。基板製造工程も簡単になるため、リードタイムや製造時間も短くなる。

ここで、一般的な従来の光送受信器では、フェルール保持部内にスタブフェルールを備えている。スタブフェルール内のファイバはＳＭＦ（シングルモードファイバ）で長さは数ｍｍと短く、また直線構造であるため、光結合部で発生する高次モード成分を除去できない。このため、一般的な従来の光送受信器では、スタブフェルールに接続するファイバの種類（ＳＭＦやＭＭＦ（マルチモードファイバ））によって、光信号のパワーが変動してしまうという問題がある。

しかし光送受信器１では、ピグテール化により、光信号の経路の距離を取ったり、内部送信用テープファイバ１３ｔや内部受信用テープファイバ１３ｒを曲げたり（Ｒをつけたり）することで、スタブフェルールを使用する場合に問題となる高次モードを除去できる。

したがって、光送受信器１は、高性能、高信頼性で安価な光送受信器である。

光送受信器１は、回路基板３上に光送信アセンブリ３や光受信アセンブリ４を実装するため、ケース６０内で回路基板２が占有するスペースが光送信アセンブリ３や光受信アセンブリ４に侵食されず、従来の光送受信器１４１に比べ、回路基板２の実装面積が大きくなる。また、光送信アセンブリ３や光受信アセンブリ４の形状に応じて回路基板を分割する必要もなく、回路基板２として１枚のリジッド基板を使用できる。

回路基板２は、送受信用光ファイバに接続するための光コネクタとして、２段ＭＴ光コネクタ１５を備えたオス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４を有するので、内部送受信用テープファイバ１３ｔ，１３ｒを送受信用光ファイバにコンパクトにまとめて接続できる。

光送受信器１は、回路基板２の送受信用ファイバ側に光受信アセンブリ４を搭載し、その光受信アセンブリ４の奥側となる回路基板２に光送信アセンブリ３を搭載している。

このため、光送受信器１は、光送信アセンブリ３と光受信アセンブリ４が回路基板２の幅方向で重ならず、電磁波を放射しやすい光送信アセンブリ３の近傍にノイズを閉じこめることができ、光受信アセンブリ４のノイズに弱い小さな電気信号を保護できる。

したがって、光送受信器１は、今後望まれているさらなる多チャンネル化・高速化に対応した光送受信器においても、クロストークを極力抑えることができ、ＥＭＩ（電磁波障害）に強い。

また、回路基板２の奥側に光送信アセンブリ３を搭載することで、カードエッジ部６にできるだけ近づけ、情報システム機器から光送信アセンブリ３までの高速電気信号が伝送する配線を極力短くし、信号の劣化も防止できる。

上記実施形態では、回路基板２の手前側に光受信アセンブリ４、奥側に光送信アセンブリ３を搭載したが、光受信アセンブリ４に電気信号を増幅するアンプを備え、回路基板２に波形整形回路などを含む信号処理回路を備える場合には、逆に回路基板２の手前側に光送信アセンブリ３、奥側に光受信アセンブリ４を搭載してもよい。

要するに、回路基板２に、接続端子５からの距離が互いに異なるように光送信アセンブリ３と光受信アセンブリ４とを搭載すればよい。

回路基板２には、フレキ基板１１ｔ，１１ｒを介して光送信アセンブリ３および光受信アセンブリ４を電気的に接続しているため、起立した姿勢の光送信アセンブリ３および光受信アセンブリ４と回路基板２との電気的な接続を簡単に行える。

また、回路基板２の光受信アセンブリ４の搭載部にくり抜き穴１８を形成し、そのくり抜き穴１８上に光受信アセンブリ４を配置し、光受信アセンブリ４と回路基板２とを、くり抜き穴１８を挿通したフレキ基板１１ｒの他端部で電気的に接続している。

これにより、光送受信器１では、送信側の電気信号は回路基板２の表面を伝送し、受信側の電気信号は回路基板２の裏面を伝送するため、クロストークをさらに抑えることができ、ＥＭＩにより強くなる。

これに対し、回路基板２にスルーホールを形成し、送受信信号を回路基板２の表裏面で分けて流すことも考えられるが、スルーホール形成の手間がかかり、しかもスルーホールの長さだけ信号が劣化してしまう。

逆に、回路基板２の光送信アセンブリ３の搭載部にくり抜き穴を形成し、そのくり抜き穴上に光送信アセンブリ３を配置し、光送信アセンブリ３と回路基板２とを、くり抜き穴を挿通したフレキ基板１１ｔの他端部で電気的に接続してもよい。

光送受信器１では、光受信モジュール４の外形よりも若干大きくなるようにくり抜き穴を形成し、ケース６０で光受信モジュール４を固定するようにしたが、少なくともフレキ基板１１ｒを挿通できる大きさにくり抜き穴を形成すればよい。

フレキ基板１１ｔの端子１２やフレキ基板１１ｔの端子の一部は、全面ＧＮＤ層、回路基板２のＧＮＤパターン、あるいは図６のケース６０に電気的に接続してＧＮＤするため、クロストークの低減を確実に行える。特に、回路基板２に全面ＧＮＤ層を形成した場合には、この全面ＧＮＤ層が回路基板２の表裏面を隔てるシールドとなるので、さらなるクロストークの低減を実現できる。

また、内部送受信用テープファイバ１３ｔ，１３ｒがテープファイバのままでは回路基板の幅方向に対して設計の自由度が低い。そこで、図５に示すように、内部送信用テープファイバ１３ｔ及び／又は内部受信用テープファイバを、その長さ方向の少なくとも一部でばらすとよい。これにより、光送受信器１では、回路基板の長さ方向だけでなく、幅方向に対しても設計の自由度が高くなる。

次に、第２の実施形態を説明する。

図７に示すように、光送受信器７１は、回路基板２の表面に光送信アセンブリ７３を搭載すると共に、回路基板２の裏面に光受信アセンブリ７４を搭載して、回路基板２の表裏面を介して光送信アセンブリ７３と光受信アセンブリ７４とを分離して搭載したものである。

光送受信器７１では、回路基板２裏面の手前側に光受信アセンブリ７４を搭載し、回路基板２表面の奥側に光送信アセンブリ７３を搭載した。回路基板２には多層基板を用い、そのうち１層を全面ＧＮＤ層７５とした。光送信アセンブリ７３および光受信アセンブリ７４のレンズブロック７８ｔ，７８ｒは、ミラー７６を有し、光素子の出射光あるいは入射光を反射させて出入力させる反射型のレンズブロックである。

光送受信器７１は、回路基板２の表裏面に光送受信アセンブリを搭載するため、図１の光送受信器１に比べてその主要部に高さ方向のスペースが必要になる。このため、ケースとしては、図６のＸ２規格のケースではなく、ＸＥＮＰＡＫ規格のケースを用いたり、低背の（厚さが薄い）光送受信アセンブリを用いたりするとよい。

この光送受信器７１によっても、図１の光送受信器１と同じ作用効果が得られる。

第３の実施形態を説明する。

図１０に示すようなネットワーク１００に用いる従来の光送受信器１０１は、伝送路としての光送受信用光ファイバ１０２に多芯光コネクタ１０３を介して接続されることが多い。多芯光コネクタ１０３は一括接続する点についてはよいが、挿抜性が悪い、コネクタに汚れが付着しやすい、清掃が大変であるといった問題がある。

また、ユーザによっては、外の情報システム機器に光送受信器を一括接続するだけでなく、ユーザ宅ｕやビルｂに適宜分けて光送受信器を接続したい要求もある。

ネットワーク１００のように、光信号をやり取りする相手側が各チャネルで異なる場合、端末が多芯光コネクタ１０３では分岐装置１０４など、分岐するための部品が必要となる。分岐装置１０４は、多芯光コネクタ１０５、分岐部１０６、単芯光コネクタ１０７を備える必要がある。

さらに、従来の光送受信器１０１を用いると、コネクタ１０３，１０５間で０．５ｄＢ、単芯光コネクタ１０７で０．１ｄＢの伝送損失が生じ、伝送路１本あたり合計０．６ｄＢの伝送損失がある。

そこで、図８に示すように、第３の実施形態に係る光送受信器８１では、図１で説明した光送受信器１のオス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４に、送受信用光ファイバ側に複数個（図８では２４本）の単芯分離光コネクタ８２を有する光インターフェース部８３を接続した。

光インターフェース部８３は、オス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４と嵌合するメス型２段ＭＰＯ光コネクタと、そのメス型２段ＭＰＯ光コネクタに一端が接続され、他端部が単芯にばらされた外部テープファイバ８５と、その外部テープファイバ８５の他端に接続される複数個の単芯分離光コネクタ（ＳＣ光コネクタ）８２とを備える。図８では、メス型２段ＭＰＯ光コネクタは、その外周に設けられる保護部材８４内にある。

外部テープファイバ８５は、一端部が１２本の単芯光ファイバを並列に並べてなる２束のテープファイバ８５Ｔ，８５Ｒであり、他端部が各テープファイバ８５Ｔ，８５Ｒをばらした合計２４本の単芯光ファイバ８５ｔ，８５ｒである。テープファイバ８５Ｔ，８５Ｒと光ファイバ８５ｔ，８５ｒの境界部には、テープファイバ８５Ｔ，８５Ｒがばらけるのを防止する結束バンド８６が取り付けられる。

光送受信器８１では、図１の光送受信器１に、端末に単芯分離光コネクタ８２を設けた光インターフェース部８３を接続することで、光のインターフェースを多芯光コネクタではなく、単芯光ファイバのピグテール構造としている。

このため、必要数の単芯分離光コネクタ８２を相手側のコネクタに挿抜するだけで、ユーザの要求に応じて図９に示すようなネットワーク９０を簡単に構築でき、伝送路、ユーザ宅ｕ、ビルｂ、一方の情報システム機器９１Ａから他方の情報システム機器９１Ｂなどに光送受信器８１を簡単に接続できる。

ネットワーク９０は、図１０のネットワーク１００のような分岐装置１０４が不要であり、単芯分離光コネクタ８２で０．１ｄＢの伝送損失が生じるだけなので、伝送路１本あたりの伝送損失も０．１ｄＢと低損失である。

また、光インターフェース部に用いる外部テープファイバとして、全長にわたってばらしたものを使用してもよい。光インターフェース部を接続する光送受信器としては、図１の光送受信器１に限らず、多チャンネル型の光送受信器であればよい。

光送受信器８１の変形例としては、オス型２段ＭＰＯ光コネクタ１４やメス型２段ＭＰＯ光コネクタを使用せず、図１の内部送受信用テープファイバ１３ｔ，１３ｒをケース６０外まで延長し、その延長部分を外部テープファイバ８５や単芯光ファイバ８５ｔ，８５ｒとして用いてもよい。

光インターフェース部としては、図１１に示すように、送受信用光ファイバ側に２芯の単芯光ファイバを上下縦列に配置し、これをフェルール部で１つにまとめた縦列２連分離光コネクタ１１２を複数個（図１１では６個だが、実際は１２個）有する光インターフェース部１１３を用いてもよい。

縦列２連分離光コネクタ１１２に接続される外部テープファイバは、上述した外部テープファイバ８５と同じものを使用できる。

通常、通信は２本の単芯光ファイバを１セットとして行うため、縦列２連分離光コネクタ１１２を有する光インターフェース部１１３を用いると、図８の光インターフェース部８３に比べて、送受信で１セットの単芯光ファイバを挿抜しやすく、ネットワークの構築や外の端末との接続が簡単になる。

図１２に示すように、縦列２連分離光コネクタ１１２の変形例として、その側面に隣り合う縦列２連分離光コネクタ１１２同士を連結・分離するための凸部１２１と凹部１２２とを形成してもよい。これら凸部１２１と凹部１２２を必要に応じて嵌合することで、所望のチャネル数を１セットにして接続したいネットワークや外の端末とのみ光送受信器を接続できる。

また、光インターフェース部としては、図１３に示すように、送受信用光ファイバ側に２芯以上（図１３では６本だが、実際は送受信側でそれぞれ１２本）の単芯光ファイバを左右並列に配置し、これをフェルール部で１つずつにまとめた並列分離光コネクタ１３２ｔ，１３２ｒを有する光インターフェース部１３３を用いてもよい。

並列分離光コネクタ１３２ｔ，１３２ｒに接続される外部テープファイバは、通常のテープファイバである。

つまり、送受信用光ファイバ側に２芯以上をまとめた多芯分離光コネクタを有する光インターフェース部を用いれば、伝送損失の増加を抑えながら、送信側あるいは受信側をそれぞれ１セットにしてネットワークの構築や外の端末と光送受信器を接続できる。

本発明の好適な実施形態である光送受信器の主要部を示す斜視図である。 図１を接続端子側から見た斜視図である。 図２を裏面側から見た斜視図である。 図１の側面図である。 内部送受信用テープファイバの一例を示す斜視図である。 本発明の好適な実施形態を示す光送受信器の外観図である。 本発明の第２の実施形態である光送受信器の主要部を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態を示す光送受信器の外観図である。 図８に示した光送受信器を用いたネットワークの一例を示す概略図である。 従来の光送受信器を用いたネットワークの一例を示す概略図である。 縦列２連分離光コネクタの斜視図である。 縦列２連分離光コネクタの一例を示す斜視図である。 並列分離光コネクタの一例を示す斜視図である。 従来の光送受信器の分解斜視図である。 図１４に示した従来の光送受信器において、光送信アセンブリ近傍の拡大斜視図である。

符号の説明

１ 光送受信器
２ 回路基板
３ 光送信アセンブリ
４ 光受信アセンブリ
５ 接続端子
１３ｔ 内部送信用テープファイバ
１３ｒ 内部受信用テープファイバ
１４ オス型ＭＰＯ光コネクタ（光コネクタ）

Claims (16)

1. 情報システム機器からの複数の電気信号を光信号に変換して複数本の送信用光ファイバに送信し、複数本の受信用光ファイバからの複数の光信号を受信すると共にこれを電気信号に変換して上記情報システム機器に伝送するための光送受信器において、
   上記情報システム機器と電気的に接続する接続端子を有する回路基板と、
   上記送受信用光ファイバに接続する光コネクタと、
   上記回路基板に搭載され、上記回路基板からの電気信号を光信号に変換する発光素子を有する光送信アセンブリと、
   その光送信アセンブリに一端が接続され、上記光コネクタに他端が接続される内部送信用テープファイバと、
   上記光コネクタに一端が接続される内部受信用テープファイバと、
   上記回路基板に搭載され、上記受信用光ファイバからの光信号を電気信号に変換する受光素子を有し、上記内部受信用テープファイバの他端が接続される光受信アセンブリと
   を備えたことを特徴とする光送受信器。
2. 上記光コネクタは、上下２段に配置した上記内部送信用テープファイバと上記内部受信用テープファイバの送受信用光ファイバ側の各端部が接続されるＭＴ光コネクタと、外部光コネクタと係合するツメ部材とからなるＭＰＯ光コネクタである請求項１記載の光送受信器。
3. 上記回路基板に、上記接続端子からの距離が互いに異なるように上記光送信アセンブリと上記光受信アセンブリとを搭載した請求項１または２記載の光送受信器。
4. 上記回路基板の送受信用光ファイバ側に上記光受信アセンブリを搭載し、その光受信アセンブリの奥側となる上記回路基板に上記光送信アセンブリを搭載した請求項３記載の光送受信器。
5. 上記内部送信用テープファイバ及び／又は上記内部受信用テープファイバを、その長さ方向の少なくとも一部でばらした請求項１〜４いずれかに記載の光送受信器。
6. 上記回路基板に、その表裏面と上記発光素子および上記受光素子の光軸とが平行となるように上記光送信アセンブリと上記光受信アセンブリを配置し、これらアセンブリと上記回路基板とをフレキ基板を介して電気的に接続した請求項１〜５いずれかに記載の光送受信器。
7. 上記回路基板にくり抜き穴を形成し、そのくり抜き穴上に上記光送信アセンブリあるいは上記光受信アセンブリを配置し、上記光送信アセンブリあるいは上記光受信アセンブリと上記回路基板とを、上記くり抜き穴を挿通した上記フレキ基板で電気的に接続した請求項６記載の光送受信器。
8. 上記回路基板に、その表裏面を介して上記光送信アセンブリと上記光受信アセンブリとを分離して搭載した請求項１〜６いずれかに記載の光送受信器。
9. 上記回路基板は全面グランド層を有する請求項１〜８いずれかに記載の光送受信器。
10. 上記回路基板は１枚のリジッド基板からなる請求項１〜９いずれかに記載の光送受信器。
11. 上記光コネクタに、送受信用光ファイバ側に単芯分離光コネクタを有する光インターフェース部を接続した請求項１〜１０いずれかに記載の光送受信器。
12. 上記光インターフェース部は、上記光コネクタと嵌合する外部光コネクタと、その外部光コネクタに一端が接続され、他端部が単芯にばらされた外部テープファイバと、その外部テープファイバの他端に接続される上記単芯分離光コネクタとを備える請求項１１記載の光送受信器。
13. 上記光コネクタに、送受信用光ファイバ側に２芯以上をまとめた多芯分離光コネクタを有する光インターフェース部を接続した請求項１〜１０いずれかに記載の光送受信器。
14. 上記光インターフェース部は、上記光コネクタと嵌合する外部光コネクタと、その外部光コネクタに一端が接続される外部テープファイバと、その外部テープファイバの他端に接続される上記多芯分離光コネクタとを備える請求項１３記載の光送受信器。
15. 上記多芯分離光コネクタは、２芯を上下縦列にまとめた縦列２連分離光コネクタで構成され、その縦列２連分離光コネクタに接続される上記外部テープファイバは、他端部が単芯にばらされる請求項１３または１４記載の光送受信器。
16. 上記多芯分離光コネクタは、２芯以上を左右並列にまとめた並列分離光コネクタで構成される請求項１３または１４記載の光送受信器。

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