CN107526137B

CN107526137B - 光收发器

Info

Publication number: CN107526137B
Application number: CN201710475654.3A
Authority: CN
Inventors: 日野正登
Original assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2037-06-21
Also published as: JP6791470B2; US20170363820A1; CN107526137A; JP2017227727A; US10281665B2

Abstract

一种光收发器包括壳体、内盖板和外盖板。壳体包括侧部和底部。内盖板与壳体组装起来，而外盖板与壳体装配起来。与壳体一起形成腔体的外盖板借助于被插入到螺孔中的螺钉与内盖板紧固起来。

Description

光收发器

技术领域

本发明涉及一种光收发器。

背景技术

美国专利USP7,559,704的现有专利文献已公开了一种配备有光学子组件的光收发器。这里所公开的光收发器还设置有呈U字母平面形状的弹性部件，该弹性部件由主要部分以及从主要部分的各个端部中延伸出的臂部组成。光收发器还设置有壳体以及被安装在壳体内部中的电路板，这里，电路板借助于被紧固至壳体的螺孔中的螺钉来与壳体组装起来。

为了将盖板与壳体可靠地组装起来，优选地需要两个以上的螺钉。然而，在光通信系统的领域中定义且接受的多源协议(MSA)以及向系统供应部件的供应商严格地指定了光收发器的外尺寸。此外，MSA要求优越的性能和复杂的功能，这可以借助于要被安装在光收发器中的许多电气部件和光学部件来实现。因此，光收发器是复杂的，并且难以在受限尺寸的光收发器中实现这种性能和功能。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种将光学部件和电气部件封闭在腔体中的光收发器，该腔体由壳体以及与壳体紧紧地且可靠地螺纹连接起来的外盖板形成。本发明的光收发器包括壳体、外盖板和内盖板。壳体包括底部以及分别从底部的各边缘竖起的侧部。壳体形成将光学部件和电气部件封闭在内部的腔体。外盖板与壳体的侧部固定起来。外盖板还与壳体一起形成腔体。设置在外盖板内侧的内盖板被装配到壳体中。本发明的光收发器的特征在于利用螺钉将外盖板固定至内盖板。

附图说明

现在，仅参考附图通过举例来描述本发明，其中：

图1是示出了根据本发明的第一实施例的光收发器内部的透视图；

图2示出了利用螺钉可靠地组装光收发器的方法的横截面图；

图3是示出了将中间组件安装到壳体中的过程的透视图；

图4是将内盖板与壳体组装起来的方法的透视图；

图5是放大示出了在图4中呈现的凹槽和凸出部的侧视图；

图6是示出了将薄板插入到壳体中的过程的透视图；

图7是示出了将保持架插入到壳体中的过程的透视图；

图8是示出了将间隔件插入到壳体中的过程的透视图；

图9是示出了将内盖板安装到壳体中的过程的透视图；

图10是将外盖板与壳体组装起来的过程的透视图；

图11是示出了根据本发明的第二实施例的凹槽的侧视图；

图12A和图12B示出了根据本发明的第三实施例的内盖板和壳体；

图13示出了根据本发明的第四实施例的内盖板和壳体；以及

图14示出了根据本发明的第五实施例的内盖板和壳体。

具体实施方式

接下来，将参考附图对本发明的实施例进行描述。在附图的描述中，将用彼此相同或相似的附图标记或标号来表示彼此相同或相似的部件，而不做重复说明。

第一实施例

图1是示出了根据本发明的第一实施例的光收发器内部的透视图。在光通信系统中使用的光收发器1可以在电信号与光信号之间进行转换。光收发器1将沿着其纵向被插入到在主系统中准备的框架中，使得设置在光收发器的后端中的电插塞6a与被置于框架的深端中的电插座相匹配。因此，可以建立与主系统的电气通信。光收发器1设置有壳体2、外盖板3、内盖板4、光学插座5和电路板6。

图2示出了利用螺钉可靠地组装光收发器的方法的横截面图。壳体2内部封装有光学部件和电气部件。如图1和图2所示，壳体2包括底部2a以及设置在底部2a的各端部上的两个侧部2b。壳体2的前端还设置有光学插座5，这里，光学插座5在内部接纳外部光连接器。以下描述假设：设置有光学插座5的方向被认为是“前方”或“前侧”，而设置有电插塞6的另一方向被认为是“后方”或“后侧”，但这些假设不会对权利要求的解释带来影响。壳体2设置有位于光学插座5后方以及侧部2b的外表面中的凹部2c，在凹部2c中设置有将外盖板3与壳体2组装起来的凸出部2d。侧部2b的后端设置有凹槽2j，凹槽2j接纳外盖板3的后端。

外盖板3和内盖板4具有矩形平面形状。外盖板3的前部的两侧设置有腿部3a，腿部3a向下突出并包括与壳体2的凹部2c中的凸出部2d接合的孔3b。外盖板3的后端还设置有其他凸出部3d，凸出部3d向后突出并被置于壳体的凹槽2j中。

壳体2(确切的说，底部2a和侧部2b)和外盖板3形成将电气部件和光学部件封装在内部的腔体S。底部2a、侧部2b、外盖板3和内盖板4可以屏蔽腔体S，以阻止电磁干扰(EMI)噪声穿透到腔体中以及从腔体中泄漏。侧部2b与外盖板3之间设置有垫圈G，以可靠地屏蔽腔体S。

可以由树脂和/或金属制成的内盖板4可以确保用于使安装在电路板上的电气部件中所产生的热量消散至外壳体3的路径。当外壳体3由金属制成时，散热变得相当高效。内盖板4的中心设置有螺孔4b，而此外外盖板3的中心设置有孔3c，螺钉N穿过孔3c，这里，孔3c与螺孔4b对准。通过将从外盖板3的孔3c中插入的螺钉N与内盖板4的螺孔4b紧固起来，可以将外盖板3与内盖板4可靠地组装起来，并且可以将外盖板3和内盖板4与壳体2组装起来。螺钉N具有使得螺钉N的顶端N1与电路板6上的电气部件间隔开的长度。

图3是示出了被安装在光收发器1中的电路板6和光学部件的透视图。腔体S除了安装有电路板6之外还安装有光发射子组件(TOSA)7、光接收子组件(ROSA)8以及两块柔性印刷电路(FPC)板9和10。电路板6、TOSA 7、ROSA 8以及两块FPC板9和10这些部件形成中间组件M。如图3所示，TOSA 7和ROSA 8相对于光收发器1的纵向并列地布置。FPC板9将TOSA 7连接至电路板6，而另一块FPC板10将ROSA 8连接至电路板6。

ROSA 8可以将来自光收发器8的外部的光信号转换成电信号，该电信号经由FPC板10被发送至电路板6。安置在电路板6上的电路可以放大该电信号，并将该电信号经由电插塞6a输出至主系统。另一方面，从主系统经由电插塞6a提供的另一电信号进入同样安装在电路板6上的另一电路。该电路处理由此传输的电信号，并将电信号经由FPC板9输出至TOSA7。TOSA 7可以将该电信号转换成另一光信号，并经由光学插座5向外输出该另一光信号。

TOSA 7包括主体7a、从主体7a中突出的套筒7b以及作为套筒7b的一部分的凸缘。ROSA 8也包括主体8a、套筒8b和凸缘8c。套筒7b和8b的各个顶端在光学插座5中伸出，并与和光学插座5匹配的外部光连接器光耦合。凸缘7c和8c可以确定TOSA 7和ROSA 8在壳体2中的相应位置。

图4是示出了将内壳体4与壳体2固定起来的方法的透视图。壳体2的侧部2b的各个内表面中设置有凹槽20。凹槽20关于光收发器1的纵轴线形成在对称的位置。图5放大示出了凹槽20。凹槽20具有形成L字母平面形状的第一部分21和第二部分22，这里，第一部分21对应于L字母的竖直边，并从侧部2b的顶部2f延伸，而第二部分22对应于L字母的水平边。第二部分22设置有与顶部2f平行地延伸的上壁22a。第一部分21不会穿透侧部2b，但第二部分22以具有半圆形横截面的开口穿透侧部2b。

返回参考图4，内盖板4设置有具有凸出部23的侧部4a，凸出部23具有半圆形横截面且位于各个侧部4a的前端。凸出部23具有：上平面23b，其与内盖板4的主表面4c平行；以及下拱形表面23a，其具有与凹槽20的第二部分22中的开口的横截面大致配合的横截面。此外，第一部分21具有宽度B，该宽度B大于凸出部23的半径R但小于拱形表面23a的直径。因此，凸出部23可以通过如下步骤与凹槽20配合：在使拱形表面23a面向后时将凸出部23从侧部2b的顶部2f插入至第一部分21的深端，然后在追随第二部分22时旋转拱形表面23a。最后，将凸出部23置于凹槽20的第二部分22中的开口中。通过将凸出部23置于第二部分22中，使得凸出部23的拱形表面23a面向下。

接下来，将描述组装光收发器1的过程。图6是示出了将薄板H安装到壳体2中的过程的透视图。首先，该过程将薄板H插入到在侧部2b的内表面中制备的凹槽2b中。薄板H可以是导电橡胶，并设置有分别与TOSA 7的套筒7b和ROSA 8的套筒8b对应的两个孔H1。

独立于薄板H的安装，该过程可以在壳体2外准备中间组件M。具体而言，通过焊接将电路元件和部件安装到电路板6上。该过程可以在安装电路元件和部件的同时进行TOSA7和ROSA 8的光学对准，具体而言，使套筒7b和8b(确切的说，被置于套筒7b和8b中的光纤)与例如安装在相应主体7a和8a中的激光二极管(LD)和光电二极管(PD)等光学器件光学对准。最后，使由此光学对准的TOSA和ROSA经由FPC板9和10与电路板6连接。然后，该过程在将套筒7b和8b插入到薄板H中的孔H1中的同时将电路板6和中间组件M安装到壳体2中。电路板6被置于在侧部2b的内表面中制备的台阶部2h上。

然后，如图7所示，可以由SUS304和/或SUS301的不锈钢制成的保持架L将TOSA 7的套筒7b和ROSA 8的套筒8b固定在壳体2上。被置于凸缘7c和8c的后部中的保持件L将凸缘7c和8c推靠在光学插座5的后壁上，因此，可以将TOSA 7和ROSA 8固定在壳体2上的相应位置。

然后，如图8所示，该过程将间隔件30置于电路板6上。可以由树脂制成的间隔件30固有地具有弹性。因此，通过将间隔件30置于内盖板5与电路板6之间，使得当将内盖板4与壳体2组装起来时，内盖板4向下推压电路板6，这将电路板6推靠在台阶部2上。因此，电路板6被可靠地固定在壳体2中的适当位置。间隔件30还防止造成安装在电路板6上的电路部件与内盖板4发生短路。

然后，将内盖板4与壳体2组装起来。将散热膏施加在电路板6上的电路元件与内盖板4之间，在拱形表面23a面向后的同时将凸出部23插入到凹槽20中直到第一部分21的深端，在将凸出部23固定到凹槽20的第二部分22时利用凸出部23作为旋转中心旋转内盖板4直到拱形表面23面向下为止，并且使凸出部23与第二部分22中的开口配合，从而将内盖板4在间隔件30上方与壳体2可靠地组装起来。

然后，如图10所示，该过程将外盖板5与壳体2组装起来。具体而言，通过将凸出部3d的后端插入到壳体2的侧部2b的后端中的凹槽2j，使得外盖板3可以被侧部2b可靠地支撑。通过将凸出部3d作为旋转中心来向前旋转外盖板3，从而将外盖板3置于内盖板4上方。通过使壳体2的凹部2c中的凸出部2d与外盖板3的前端的腿部3a中的孔3b配合，从而将外盖板3与壳体2组装起来。然后，通过将螺钉N插入通过外盖板3中的开口3c并螺纹连接到内盖板4中的螺孔4b中来将外盖板3与内盖板4固定起来。因此，外盖板3与内盖板3被紧紧地且可靠地固定起来，并完成了组装光收发器1的过程。

接下来，将描述本光收发器1的有益效果。光收发器1包括外盖板3和内盖板4，这里，内盖板4的与壳体的侧部2b面对的侧部4a中设置有凸出部23。另一方面，侧部2b设置有接纳凸出部23的凹槽20。外盖板3通过螺钉N与内盖板4组装起来。因此，光收发器1设置有彼此螺纹连接起来的双盖板3和4，这可以可靠地密封腔体S。

可以利用内盖板4前部的凸出部23作为旋转中心来旋转内盖板4，而且还可以利用外盖板3后部的凸出部3d作为旋转中心来旋转外盖板3。此外，在凸出部23和3d之间的位置处螺钉N可以将外盖板3与内盖板4紧固起来。因此，不仅将外盖板3固定至内盖板4，而且还将盖板3和4紧紧地固定至壳体2。

也就是说，当利用外盖板3的后端作为旋转中心来旋转外盖板3并且还利用内盖板4的后端作为旋转中心来旋转内盖板4时，可能因作为旋转中心的后端至前端的尺寸长而难以阻止盖板3和4的前端震动。另一方面，本实例的光收发器1利用后端作为旋转中心旋转外盖板3但利用前端作为旋转中心来旋转内盖板4，这可以将组合盖板的两端接合起来，并消除旋转自由度。因此，可以将盖板3和4紧紧地固定至壳体2，并且可以防止在盖板3和4与壳体2组装起来之后盖板3和4震动。

壳体2的侧部2b中设置有L形凹槽20，而内盖板4设置有具有半圆形形状的凸出部23。凹槽20的第一部分21从壳体2的侧部2b的顶部2f中延伸，并且凹槽20在第一部分21的深端处设置有具有半圆形形状的第二部分22。通过如下步骤将内盖板4与壳体2组装起来：在使凸出部23的拱形部分23a面向后时将凸出部23插入到凹槽20的第一部分21中，在凸出部23到达第一部分21的深端并被置于第二部分22的半圆形开口中时，在拱形表面23a追随第二部分的拱形外表面期间旋转凸出部23。因为凸出部23具有与第二部分22中的开口的形状配合的平面形状，所以可以平稳地转动内盖板4或凸出部23。凹槽20的宽度B稍大于凸出部23的半径R但稍小于凸出部23的直径，在内盖板4被保持竖直时可以无任何问题地将凸出部23插入到凹槽20中。

第二实施例

接下来，将描述根据本申请的第二实施例的光收发器。如图11所示，第二实施例的光收发器具有如下的特征，凹槽40和被置于凹槽40中的凸出部的形状与第一实施例的凹槽20和凸出部23的形状不同。以下描述着眼于与第一实施例的对象不同的对象，并将省略与第一实施例的对象大致相同的对象。凹槽40的整体穿透壳体的侧部2b。此外，与第一实施例的凸出部23相比，第二实施例的凸出部从内盖板4的侧部中显著突出，以与凹槽40紧紧接合。也就是说，第二实施例的凸出部的高度或突出量与壳体的侧部2b的总厚度大致相当。因此，第二实施例的凸出部与凹槽40可靠地接合。

第三实施例

将参考图12A和12B对根据本申请的第三实施例的光收发器进行描述。第三实施例的光收发器设置有另一种盖板54，盖板54的外形与第一内盖板4的外形不同，并且壳体的凹槽50的形状也与第一实施例的凹槽20的形状不同。本实施例的内盖板54可以由树脂制成，并设置有形状与前者凸出部23形状不同的凸出部53。凸出部53尽管具有与上述实施例的凸出部23的半圆形横截面的外形类似的半圆形横截面的外形，但设置有与内盖板54的主表面54a成显著角度的平面53a。也就是说，第二部分52的上壁52a与第一部分51成锐角，并且凸出部53的上表面53a倾斜以遵循上述锐角。凹槽50设置有：第一部分51，其从侧部2b的顶部2f中延伸，并对应于L字母的竖直边；以及第二部分52，其被连接至第一部分51的深端，并对应于L字母的水平边。本实施例的凹槽50的特征在于：第二部分52的上壁随着向后前进而向下倾斜。

因此，因为凸出部53的上表面53a和凹槽50的第二部分52的上壁52a都倾斜，所以与上述实施例相比凸出部53一旦被置于凹槽50中之后可以彼此更可靠地接合起来。当内盖板54由树脂制成时，与凹槽50的第二部分52的上壁52a的倾斜角相比，凹槽53的上表面53a的倾斜角可以形成为缓和。当凸出部53与凹槽50接合时，上表面53a和上壁52a的该特征可以因扭曲的凸出部而产生恢复力，从而向下推压内盖板54a。

第四实施例

图13是示出了另一种内盖板64和壳体62的透视图。内盖板64的前部和后部分别设置有位于侧部中的一对凸出部64a，而壳体62的前部和后部也分别设置有位于侧部中的一对开口62a，这里，凸出部64与开口62a接合。凸出部64a的特征在于凸出部64a的高度随着向下前进而增大，而开口62a的另一特征在于开口62a的深度随着向上前进而变浅，或者侧部62b的设置有开口62的部分随着向上前进而变薄。当将内盖板64与壳体62组装起来时，凸出部64a的上表面首先滑动到壳体的侧部62b的内表面上，上表面翻过侧部62b，并且凸出部64a接合在开口62a中。

因此，即使当壳体62和内盖板64由金属制成时，第四实施例的凸出部64a和开口62的结构也可以将内盖板64与壳体62可靠地组装起来。此外，因为凸出部64a和开口62a布置在前部和后部，所以可以有效地防止内盖板64摇动。

第五实施例

图14是示出了根据本申请的第五实施例的另一种内盖板74和壳体72的透视图。本实施例的壳体72的内侧部72a设置有具有L字母平面形状的凹槽80。凹槽80设置有与L字母的竖直边对应的第一部分81以及与L字母的水平边对应的第二部分82。第一部分81形成不穿透侧部72a的凹入部，而第二部分82穿透侧部72a。第一部分81和第二部分82具有相应矩形形状。

本实施例的内盖板74设置有均具有凸出部74b的侧部74a，凸出部74b具有相应矩形形状，该矩形形状的外尺寸大致上等于凹槽80的第二部分82的外形状，但稍小于第二部分82的外尺寸或第二部分82中的开口的外尺寸。此外，凸出部74b的水平宽度稍窄于凹槽80的第一部分81的宽度。因此，内盖板74中的凸出部74b可以与凹槽80的第二部分82中的开口接合。通过将凹槽80的第一部分81中的凸出部74b插入至第一部分的深端，然后向前滑动内盖板74，使得凸出部74b可以与凹槽80的第二部分82中的开口接合。因此，可以将内盖板74与壳体72可靠且刚性地接合起来。然后，通过在使凸出部74b抵靠在第二部分82的上壁上时将螺钉N穿过外盖板3与螺孔74c紧固起来，从而可以使外盖板3借助内盖板74与壳体72紧紧地组装起来。

因此，结合附图描述了本发明的优选实例。然而，本发明不限于附图所示的这些实例。例如，一些实例着眼于盖板中的凸出部呈半圆形形状，而其他实例提供具有矩形形状的凸出部。本发明不限于这些形状。圆形、椭圆和/或三角形可以应用作为凸出部。凸出部可以具有能够与凹槽或开口接合的可选的外形。

本申请基于2016年6月21日提交的先前的日本专利申请No.2016-122902并要求该日本专利申请的优先权，上述日本专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

Claims

1.一种光收发器，包括：

壳体，其具有底部以及分别从所述底部的各个边缘竖起的侧部，所述侧部的相应内表面设置有凹槽，所述壳体形成有将光学部件和电气部件封闭在内部的腔体；

外盖板，其与所述壳体的所述侧部固定起来，所述外盖板与所述壳体一起形成所述腔体；以及

内盖板，其设置在所述外盖板的内部，所述内盖板被装配到所述壳体中并设置有凸出部，

其中，所述外盖板借助于螺钉被固定至所述内盖板，并且

所述内盖板的所述凸出部被装配到所述壳体的所述侧部的所述凹槽中，

能够利用所述内盖板前部的所述凸出部作为旋转中心来旋转所述内盖板，而且还能够利用所述外盖板后部的凸出部作为旋转中心来旋转所述外盖板，在所述内盖板的所述凸出部和所述外盖板的所述凸出部之间的位置处，所述螺钉能够将所述外盖板与所述内盖板紧固起来。

2.根据权利要求1所述的光收发器，

其中，所述凹槽均具有包括第一部分和第二部分的L字母的平面形状，所述第一部分对应于所述L字母的竖直边并从所述壳体的所述侧部的顶部延伸，所述第二部分对应于所述L字母的水平边并具有上壁，

所述第二部分具有将所述壳体的所述侧部穿透的开口。

3.根据权利要求2所述的光收发器，

其中，所述内盖板的所述凸出部具有包括拱形表面和平面的半圆形横截面，并且

所述壳体的所述侧部中的开口具有与所述凸出部的所述半圆形横截面配合的半圆形横截面。

4.根据权利要求3所述的光收发器，

其中，所述凹槽的所述第一部分的宽度均大于所述凸出部的所述半圆形横截面的半径但小于所述凸出部的所述半圆形横截面的直径，并且

所述凹槽的所述第二部分均具有与所述凸出部的平面相接触的上壁。

5.根据权利要求4所述的光收发器，

其中，所述凸出部的所述平面和所述凹槽中的半圆形的所述开口的所述上壁与所述壳体的所述底部平行地延伸。

6.根据权利要求4所述的光收发器，

其中，每个所述凹槽中的半圆形的所述开口的所述上壁均与所述凹槽的所述第一部分成锐角。

7.根据权利要求2所述的光收发器，

其中，每个所述凹槽的所述第一部分均不穿透所述壳体的所述侧部。

8.根据权利要求7所述的光收发器，

其中，每个所述凹槽的所述第一部分的深度均从每个所述侧部的所述顶部起逐渐变浅。

9.根据权利要求2所述的光收发器，

其中，每个所述凹槽的所述第一部分均穿透所述壳体的每个所述侧部。

10.根据权利要求1所述的光收发器，

其中，所述外盖板设置有供所述螺钉穿过的孔，并且所述内盖板设置有接纳所述螺钉的螺孔，并且

所述壳体包括具有纵轴线的箱体形状，所述外盖板在所述壳体的沿着所述纵轴线的一个端部处与所述壳体固定起来，所述内盖板借助于所述螺孔在所述一个端部的相反侧被装配到所述壳体中。

11.根据权利要求10所述的光收发器，

其中，所述壳体的所述侧部中设置有凹部，所述凹部位于所述壳体的固定有所述外盖板的所述一个端部的相反侧，并且

所述外盖板设置有位于所述一个端部的相反侧的腿部，所述壳体的所述侧部中的所述凹部接纳所述腿部。

12.根据权利要求11所述的光收发器，

其中，所述壳体的所述侧部中的所述凹部的内部中设置有凸出部，并且所述外盖板中的所述腿部设置有开口，所述开口接纳所述凹部中的所述凸出部。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的光收发器，还包括：

间隔件，其设置在所述电气部件上，所述内盖板设置在所述间隔件上，

其中，所述间隔件由树脂制成。

14.一种光收发器，包括：

壳体，其具有底部以及分别从所述底部的各个边缘构建的两个侧部，所述壳体形成有将光学部件和电气部件封闭在内部的腔体；

外盖板，所述外盖板的一个端部与所述壳体的所述侧部固定起来，所述外盖板与所述壳体一起形成所述腔体，所述外盖板设置有孔；

内盖板，其设置在所述外盖板的内部，并且所述内盖板的一个端部与所述壳体的所述侧部固定起来，所述内盖板设置有螺孔和凸出部，以及

螺钉，其穿过所述外盖板中的所述孔，并被接纳到所述内盖板的所述螺孔中，

其中，均与所述壳体的所述侧部固定起来的所述外盖板的所述一个端部和所述内盖板的所述一个端部将被收纳在所述内盖板中的所述螺孔中的所述螺钉置于中间，

15.根据权利要求14所述的光收发器，

其中，所述外盖板还设置有位于所述一个端部的相反侧的腿部，并且

所述壳体的所述侧部中设置有凹部，所述凹部接纳所述外盖板的所述腿部。

16.根据权利要求15所述的光收发器，

其中，所述壳体的所述侧部中的所述凹部的内部中设置有凸出部，并且

所述外盖板的所述腿部设置有开口，所述开口接纳所述凹部中的所述凸出部。