CN1421723A - 光学发送接收器模块及制造方法、使用该模块的电子器件 - Google Patents

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Abstract

在一种用于利用单芯光纤进行光发送和接收的光学发送接收器模块中，用于在发送信号光的光路和接收信号光的光路之间分隔的不透光的分隔板单元(506)固定于插座部分(508)和光发射/接收单元(505)之间，其中插座部分用于可拆卸地固定光学插头(240)，而光发射/接收单元具有定位并固定到位、且模制成一件的LED(514)和PD(515)。

Description

光学发送接收器模块及制造方法、 使用该模块的电子器件
技术领域
本发明涉及一种光学发送接收器模块以及用于能够以单芯光纤进行发送和接收的单芯双向光学发送接收器系统的电子器件。尤其是，本发明涉及一种数字通信系统，该系统能够进行诸如IEEE1394(电气和电子工程师协会1394)和USB(通用串行总线)2.0的高速传输。本发明还涉及一种制造光学发送接收器模块的方法。
背景技术
传统上，作为第一光学发送接收器模块，在日本专利公开第2001-116961号中描述了一种。在这种光学发送接收器模块中，全双工通信是通过采用屏蔽板来减小电串扰并同时采用不透光的分隔板来减小光串扰予以实现的，该不透光的分隔板抵靠光纤的端面，以便将光发射器件和光接收器件彼此分隔开。
图35A和图36A是分隔板1019的平面图，而图35B和图36B是示出该分隔板1019相对于光学插头1030的位置关系的侧视图。对于这个第一光学发送接收器模块，图35A和35B示出其中内部设置有单芯光纤1032的光学插头1030一半插入到光学发送接收模块(总体图未示出)并开始与分隔板1019形成接触的状态。图36A和36B示出其中光学插头1030完全插入光学发送接收器模块并与分隔板1019完全形成接触的状态。
图37A示出光缆的主要部件的侧视图，该光缆具有插头1030并与前述光学发送接收器模块构成光学发送接收器系统，同时图37B示出具有光学插头1030的光缆的后视图。如图37A和37B所示，光学插头1030(包括光纤)设置在光缆的每一端部处(仅示出一个端部)，并且包括光纤尖端的光学插头1030的前端具有朝向光纤长度方向(即，朝向未示出的另一光学发送接收器模块侧)倾斜的倾斜表面1030a。此外，光学插头1030设置有在水平方向上延伸的防转动键1031，并且光学发送接收器模块内部设置有与键1031配合的键槽(未示出)，以用于防止光学输入和输出特性由于光学插头1030的转动而有可能改变。
此外，作为第二种传统光学发送接收器模块，在日本公开的专利申请第2001-147349号中描述了一种。如图38所示，这种第二光学发送接收器模块采用类似于前述第一传统光学发送接收器模块的分隔板1111，其具有采用傅科棱镜(Foucault prism)1104的光学系统。由此，在第二光学发送接收器模块中，光学插头1101的光纤1102的端面抵靠分隔板1111，而光发射元件1103和光接收元件1105用模制树脂1106模制或封装。透镜部分1106a和1106b在模制树脂的模塑阶段一体形成。
在前述第一传统光学发送接收器模块中，光学插头1030具有防转动键1031。因此，除非在配装光学插头1030时键1031与光学发送接收器模块中的键槽对齐，否则光学插头1030不能插入到光学发送接收器模块中，而这不利地导致对用户不方便。然而，如果去除光学插头1030的防转动键1031来提高光学插头插入时的方便性，那么光学插头1030变得可转动。因此，如果光学插头1030相对与分隔板1019相接触的光纤端面1030a一起转动，那么将发生如下问题，即，损坏了光纤的倾斜端面1030a和/或分隔板1019。
此外，采用具有类似于第一传统光学发送接收器模块的分隔板1111的傅科棱镜光学系统的第二传统光学发送接收器模块具有如下结构，即，分隔板1111抵靠光纤1102的端面。因此，与第一传统光学发送接收器模块类似，存在如下问题，即，损坏了光纤的端面1102和/或分隔板1111。此外，在这个第二光学发送接收器模块中，光发射元件1103和光接收元件1105安装到相同的衬底1109上，但是光发射元件1103和光接收元件1105的光学位置没有相对于具有分隔板1111的光学系统加以优化。
发明内容
于是，本发明的目的是提供一种光学发送接收器模块以及利用该模块的电子器件，该模块能够通过利用不透光的分隔板以全双工通信方案进行高质量的光通信，并能够防止光纤端面和分隔板损坏，即使所插入的光学插头在该模块中转动。
本发明的另一目的是提供一种轻易制造这种模块的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种光学发送接收器模块，其具有用于发射发送信号光的光发射元件和用于接收接收信号光的光接收元件，所述模块能够借助于单芯光纤进行发送信号光的发送和接收信号光的接收，所述模块包括：
插座部分，用于可拆卸地固定设置在光纤端部的光学插头；
光发射/接收单元，其具有定位并固定到位且模制成一件的光发射元件和光接收元件；以及
不透光的分隔板单元，用于将发送信号光的光路和接收信号光的光路彼此分隔开，所述不透光的分隔板布置成固定于插座部分和光发射/接收单元之间。
根据上述结构的光学发送接收器模块，通过将用于在发送信号光的光路和接收信号光的光路之间进行分隔的不透光的分隔板单元布置成分隔板固定在插座部分和光发射/接收单元之间，抑制了发送信号光直接与光接收元件耦合，从而可以通过全双工通信方法实现高质量的光通信。并且，即使所插入的光学插头在模块内转动，也可以防止光纤端面和分隔板损坏。
在一个实施例中，光学发送接收器模块具有定位装置，该定位装置具有设置在插座部分和光发射/接收单元中的一个上的凸起以及设置在插座部分和光发射/接收单元中的另一个上的孔，并通过将凸起压配合到孔中定位光发射/接收单元。
根据这个实施例，通过将插座部分和光发射/接收单元中的一个上设置的凸起压配合到插座部分和光发射/接收单元中的另一个上设置的孔中，可以容易地提高光发射/接收单元的定位精度。
在一个实施例中，光学发送接收器模块具有防脱离装置，该防脱离装置具有设置在插座部分和光发射/接收单元中的一个上的倒钩和设置在插座部分和光发射/接收单元中的另一个上的沟槽，以通过将倒钩配合到沟槽中防止光发射/接收单元的脱离。
根据这个实施例，通过将插座部分和光发射/接收单元中的一个上设置的倒钩配合到插座部分和光发射/接收单元中的另一个上设置的沟槽中，可以改善光发射/接收单元的定位精度，并且可以容易防止光发射/接收单元与插座部分脱离。
在一个实施例中，模块具有用于驱动光发射元件的光发射元件驱动电路板、以及用于处理光接收元件的接收信号的光接收元件处理电路板。光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板以插座部分和光发射/接收单元置于其间的方式布置。
通过这种结构，两个电路板之间的距离可以形成得较大，并且这能够实现两个电路板的电磁隔离，由此可以实现具有较高信噪比的光学发送接收器模块。
在一个实施例中，光学发送接收器模块具有电路板定位装置，该定位装置具有设置在光发射元件驱动电路板中、在其相对各端部之一处的第一孔；设置在插座部分上的凸起；以及设置在光发射元件驱动电路板中、在其相对各端部的另一端处的第二孔，并且通过将插座部分的凸起压配合到光发射元件驱动电路板的第一孔中，并将光发射/接收单元的端子连续插入到光发射元件驱动电路板的第二孔中来定位光发射元件驱动电路板。
通过这种结构，光发射元件驱动电路板的机械连接和电连接可以同时实现。从而，实现了光学发送接收器模块的容易装配。
在一个实施例中，光学发送接收器模块具有设置在光接收元件处理电路板内、在其相对各端部之一处的第一孔；设置在插座部分处的凸起；以及设置在光接收元件处理电路板中、在其相对各端部中的另一个上的第二孔，并且通过将插座部分的凸起压配合到光接收元件处理电路板的第一孔中，并将光发射/接收单元的端子连续插入光接收元件处理电路板的第二孔中来定位光接收元件处理电路板。
通过这种结构，光接收元件处理电路板的机械连接和电连接可以同时实现。从而可以实现光学发送接收器模块的容易装配。
在一个实施例中，金属套外皮的屏蔽板安装到光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板的外侧。
通过这种结构，可以避免外界噪声的影响。从而，可以实现具有较高信噪比的光学发送接收器模块。
在一个实施例中，光学发送接收器模块具有金属套外皮的屏蔽定位装置，该屏蔽定位装置具有设置在插座部分的孔和分别设置在光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板处的接地部分，并通过将金属套外皮的屏蔽板的一部分插入到插座部分的孔中，且金属套外皮的屏蔽板通过焊接连接并固定到光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板的接地部分上来定位金属套外皮的屏蔽板。
通过这种结构，金属套外皮的屏蔽板的机械连接以及其对地电势的电连接可以同时实现。从而可以实现光学发送接收器模块的容易装配。
在一个实施例中，其上安装光发射元件的引线框和其上安装光接收元件的引线框布置成相应引线框的引线部分从彼此不同的一侧伸出。
通过这种结构，光发射器件的引线端子(相关引线框的引线部分)以及光接收器件的引线端子(相关引线框的引线部分)可以形成得较大。在光发射器件的引线端子与光接收器件的引线端子相互靠近的布置中，由于相邻的光发射器件和光接收器件的引线端子之间的电磁感应而造成的电磁噪声影响被认为较大。与此相反，可以通过本实施例的上述布置，减小在发送侧和接收侧的电磁噪声影响。因此，实现了具有较高信噪比的光学发送接收器模块，且该模块易于装配。
本发明还提供了一种用于制造上述光学发送接收器模块的方法，该方法包括以下步骤：
通过模制光发射元件来制造光发射器件；
通过模制光接收元件来制造光接收器件；
通过定位并固定光发射器件和光接收器件，并然后将光学元件定位并固定成分别与光发射器件和光接收器件相关联来制造光发射/接收单元；
通过树脂模制制造不透光的分隔板单元，所述分隔板单元具有不透光的分隔板；以及
将光发射/接收单元、插座部分和分隔板单元组装到一起。
这个光学发送接收器模块制造方法可以容易组装光学发送接收器模块，后者可以通过全双工通信方法进行高质量光通信。
在一个实施例中，该方法还包括以下步骤：
将光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板安装到由组装光发射/接收单元、插座组件和分隔板单元到一起的步骤而形成的组件上；以及
将金属套外皮的屏蔽板安装到组件上，该组件安装有光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板。
在一个实施例中，在制造光发射/接收单元的步骤中，屏蔽板分别安装到光发射器件和光接收器件上，安装有各自的屏蔽板的光发射器件和光接收器件通过树脂模制定位并固定到位，然后光学元件通过树脂模制分别定位并固定到已经固定的光发射器件和光接收器件上。
通过这种结构，可以提供一种容易组装并具有较高信噪比的光学发送接收器模块。
通过利用如上所述的根据本发明的光学发送接收器模块，可以实现能够通过全双工通信方案进行高质量光通信的诸如信息用品的电子器件。
通过采用上述光学发送接收器模块，可以提供一种能够通过高质量全双工通信系统进行光通信的诸如信息家庭用品的电子器件。
附图说明
从下面给出的详细描述和附图，可以更全面理解本发明，其中附图仅以说明形式给出，并因此不用来限定本发明，图中：
图1是示出根据本发明一个实施例的光学发送接收器模块制造方法的流程图；
图2是上述光学发送接收器模块的俯视图；
图3是从插头插入孔方向看到的上述光学发送接收器模块的视图；
图4是上述光学发送接收器模块的侧视图；
图5是沿着图4的线V-V截取的剖面图；
图6是示出上述光学发送接收器模块中的光学系统的放大剖面图；
图7是用于解释光发射器件的制造工序各步骤的流程图；
图8是用于解释光接收器件的制造工序各步骤的流程图；
图9A是上述光发射器件的俯视图，而图9B是上述光发射器件的侧视图；
图10A是上述光接收器件的俯视图，而图10B是上述光接收器件的侧视图；
图11是用于解释光发射/接收单元的制造工序各步骤的流程图；
图12A是其上安装有上屏蔽板和下屏蔽板的光发射器件的前视图，图12B是上述光发射器件的后视图，而图12C是从右手侧看到的图12A中的光发射器件的侧视图；
图13A是上屏蔽板的前视图，而图13B是上屏蔽板的侧视图；
图14A是下屏蔽板的前视图，而图14B是下屏蔽板的侧视图；
图15A是其上安装有上屏蔽板和下屏蔽板的光接收器件前视图，图15B是上述光接收器件的后视图，而图15C是从右手侧看到的图15A中的光接收器件的侧视图；
图16A是上屏蔽板的前视图，而图16B是上屏蔽板的侧视图；
图17A是下屏蔽板的前视图，而图17B是下屏蔽板的侧视图；
图18A是由二级树脂注模而集成的光发射/接收单元的前视图，图18B是沿着图18A的线XVIIIb-XVIIIb截取的剖面图，图18C是上述光发射/接收单元的侧视图，而图18D是上述光发射/接收单元的后视图；
图19A是发送棱柱透镜的前视图，图18B是从图19A的发送棱柱透镜上侧看到的视图；而图19C是从图19A的发送棱柱透镜右手侧看到的侧视图；
图20A是接收棱柱透镜的前视图，图20B是从图20A的接收棱柱透镜上侧看到的视图，而图20C是从图20A的接收棱柱透镜的右手侧看到的侧视图；
图21A是其中插入有上述发送棱柱透镜和接收棱柱透镜的光发射/接收单元的前视图，图21B是沿着图21A的线XXIb-XXIb截取的剖面图，图21C是光发射/接收单元的侧视图，而图21D是光发射/接收单元的后视图；
图22A是插座(jack)部分的侧视图，图22B是分隔板单元的侧视图，图22C是光发射/接收单元的侧视图，而图22D是从下侧看到的图22A的插座部分的视图；
图23是处于光学插头插入插头插入孔中的状态下的光学发送接收器模块的剖面图；
图24是用于解释制造上述分隔板单元的方法的流程图；
图25是分隔板单元的侧视图；
图26是上述分隔板单元的前视图；
图27是从右手侧看到的图26的分隔板单元的侧视图；
图28是沿着图26的线XXVIII-XXVIII截取的剖面图；
图29是光缆的侧视图；
图30是示出光学插头前端配装到分隔板单元的接合部分的孔中的状态的剖面图；
图31是其中光学插头插入插座部分内的光学发送接收器模块的剖面图；
图32A是光发射元件驱动电路板的平面图，而图32B是光接收元件放大电路板的平面图；
图33是示意性示出其中采用本发明的光学发送接收器模块的光学发送接收器系统的方块图；
图34是示意性示出其中采用本发明的光学发送接收器模块的另一种光学发送接收器系统的方块图；
图35A是第一传统光学发送接收器模块中的分隔板的平面图，而图35B是示出该分隔板相对于光学插头的位置关系的侧视图；
图36A是上述光学发送接收器模块的分隔板的平面图，而图36B是示出该分隔板相对于光学插头的位置关系的侧视图；
图37A是示出具有光学插头并与上述光学发送接收器模块构成光学发送接收器系统的光缆的主要部件的侧视图，而图37B是具有光学插头的光缆的后视图；以及
图38是第二传统光学发送接收器模块的剖面图。
具体实施方式
下面，将基于附图所示的本发明的实施例描述本发明的光学发送接收器模块和电子设备。
在解释本发明实施例中，将首先描述制造本发明的光学发送接收器模块的方法的概要，而随后描述光学发送接收器模块的构造及其制造方法的细节。
图1是示出此实施例的光学发送接收器模块的制造方法的流程图。此实施例的光学发送接收器模块根据图1的流程图制造。
首先，在步骤S1中，通过经由传递模塑法(transfer molding)封装光发射元件而制造光发射器件。
接着，在步骤S2中，通过经由传递模塑法封装光接收元件而制造光接收器件。
接着，在步骤S3中，光发射器件和光接收器件通过经历二次树脂注模而彼此集成，以用于各器件的定位和固定。
接着，在步骤S4中，通过插入作为光学元件的发送棱柱透镜和作为光学元件的接收棱柱透镜，以便通过三次树脂注模将棱柱透镜与集成的器件结合来形成光发射/接收单元。
接着，在步骤S5中，通过将光发射/接收单元与分隔板单元结合而制造组件1。
接着，在步骤S6中，通过将组件1与插座部分结合而制造组件2，其中插座部分具有插头插入孔和结合保持部分，以用于实现设置有光学插头、用于光信号传输的光纤电缆的接合和分离。
接着，在步骤S7中，通过将组件2与作为光发射元件驱动电路板的发送驱动电路板和作为光接收元件处理电路板的接收放大电路板接合而制造组件3。
此外，在步骤S8中，通过将组件3与金属套外皮的屏蔽件结合而制造光学发送接收器模块。
图2到4示出实施例的光学发送接收器模块的外部视图。图2是光学发送接收器的俯视图。图3是从插头插入孔方向看到的光学发送接收器模块的视图。图4是光学发送接收器模块的侧视图。在图2到图4中，示出了光发射/接收单元21、插座部分22、金属套外皮的屏蔽件23、插头插入孔24、外部输入/输出端子25、以及用于夹持屏蔽板的矩形孔26。
图6是示出光学发送接收器模块中的光学系统的放大剖面图。将首先描述此实施例的光学发送接收器模块的光学系统布置。在此实施例中，发光二极管(此后称为LED)34用作光发射元件，而光电二极管(此后称为PD)37用作光接收元件。
如图6所示，分隔板31布置在包括光纤44在内的光学插头30的前面。作为光学元件的棱柱透镜分成发送棱柱透镜32和接收棱柱透镜35两部分，而分隔板31布置在二者之间的边界内。这个分隔板31厚度为50μm，而其间插入分隔板31的发送棱柱透镜32和接收棱柱透镜35之间的间隔设定为100μm。分隔板31布置在光学插头30的中间位置(在包括光纤的光轴的平面内)。上述布置是将光学插头30前端的突出区域的50％设定在发送侧，而50％设定在接收侧。
根据这个实施例，LED34通过传递模塑法等用模制树脂33封装，而发送透镜39由此时使用的模制树脂设置。同样，PD37通过传递模塑法等用模制树脂36封装，而接收透镜41由此时使用的模制树脂设置。来自LED34的发射光线由发送棱柱透镜32上的聚光透镜38准直、通过发送透镜39、由棱镜部分42反射，并此后耦合到光纤44上。另一方面，由于分隔板31，从光纤44发射的一半接收光线由接收棱柱透镜35的棱镜部分43反射，此后由聚光透镜40汇聚，并经由模制树脂36的接收透镜41与接收PD37耦合。如上所述，通过在LED34和PD37以及光纤44之间插入分隔板31，发送棱柱透镜32和接收棱柱透镜35，能够通过一根光纤44进行发送和接收，即，全双工通信。
在此实施例中，LED34布置在相对于光学插头30和光纤44的前端比PD37更远的位置处。在这种情况下，从光学插头30到LED34的光发射表面之间的距离和从光学插头30到PD37的光接收表面的距离之间的差值为1.3mm。此外，发送棱柱透镜32的聚光透镜38布置在相对于光学插头30的前端比接收棱柱透镜35的聚光透镜40更远的位置处。从光纤44的前端到聚光透镜38的距离与从光纤44的前端到聚光透镜40的距离之间的差值为1mm。在此实施例中，分隔板31插在其中LED34通过传递模塑法模制的光发射器件和其中PD37通过传递模塑法模制的光接收器件之间。因此，不可能将LED34和PD37都布置在距光学插头30的中间位置小于50μm的距离处。
对于发送侧上的光学系统布置，LED34的辐射光强度随着角度增大而减弱，且峰值在光发射部分的中心处，而当光线与光学插头30的光纤的耦合以光线在发送棱柱透镜32的棱镜部分42处的弯曲更少的方式实现时，发射效率变得更高。因此，该效率随着LED34的光发射方向和光学插头30的光纤光轴的方向之间形成的角度的减小而增大。由于上述原因，可以构想到采用通过将LED34远离光学插头30的前端放置而减小LED34和光学插头30之间的角度的方法。然而，由于减小光学发送接收器模块尺寸的缘故，将LED34和PD37远离光学插头30放置由于会增大光学系统的尺寸而成为不利因素。由于上述原因，在这个实施例中，LED34布置成从光学插头30的前端到LED34的光发射部分的距离大约为4.75mm。在这种情况下，难于使从LED34发出的光线由发送透镜39完全变成平行光。因此，需要减小通过传递模塑法一体模制的发送透镜39和发送棱柱透镜32的聚光透镜38之间的间隔，由此使得光线彻底(fast)入射到聚光透镜38上。在这个实施例中，发送透镜39和聚光透镜38之间的间隔设定为50μm。
另一方面，关于接收侧上的光学系统布置，由于光学插头30的光纤的前端具有球形表面，因此，从光纤前端发射的光线趋于向中心汇聚，通过将接收棱柱透镜35的棱镜部分43布置在靠近光纤前端的位置处，以便光线在撞击到分隔板31之前由接收棱柱透镜35的棱镜部分43向接收侧弯曲，并然后借助于用来将光线通过接收透镜41与PD37耦合的接收棱柱透镜35的聚光透镜40而准直，来提高接收效率。
由于上述原因，LED34布置在相对于光学插头30的前端比PD37更远的位置处。此外，发送棱柱透镜32的聚光透镜38也布置在相对于光学插头的前端比接收棱柱透镜35的聚光透镜40更远的位置处。
如上所述，优化了LED34和PD37的光学位置。根据实施例的光学系统布置的光学模拟结果，该光学系统的发送效率为21.3％，而接收效率为31.2％，这意味着实现了较高的发送效率和接收效率。
下面，将描述制造此实施例的光发送接收器模块的工序。
图7是用于解释制造光发射器件的工序各步骤的流程图，图9A示出光发射器件的俯视图。图9B示出光发射器件的侧视图。作为此实施例的光发射器件，采用LED(发光二极管)51(如图9A所示)。
首先，在步骤S11中，光发射元件的LED51用银膏、导电树脂、铟等模接合(die-bonded)到引线框50(如图9A所示)上。引线框50通过切割或蚀刻镀银的金属板，如铜板或铁板而形成。LED51的一个电连接利用银膏、导电树脂、铟等设置在引线框50的规定位置处，由此固定LED。
接着，在步骤S12中，LED51的另一电连接通过用金线或铝线54(如图9A所示)引线接合而设置在引线框50的规定位置处。
接着，在步骤13中，所形成的组件设定在金属模具中，并通过传递模塑法用模制树脂53(如图9A和9B所示)封装。
作为制造这种光发射器件的工序各步骤中所用的树脂，使用环氧基透明材料，此时，通过利用模制树脂在相对于光发射元件倾斜的方向上一体形成具有球形或非球形表面的透镜部分52(如图9A和9B所示)，可以改善发送过程中光发射元件与光纤的耦合效率。
图8是用于解释制造光接收装置的工序各步骤的流程图。图10A是光接收器件的俯视图。图10B是光接收器件的侧视图。作为此实施例的光接收器件，采用PD(光电二极管)71(如图10A所示)。
首先，在步骤21中，PD71和第一级放大IC(此后称为前置放大器)75(如图10A所示)利用银膏、导电树脂、铟等模接合到引线框70上(如图10A所示)，与光发射器件的制造流程类似。引线框70通过切割或蚀刻镀银的金属板、如铜板或铁板而形成。PD71在其底侧的电连接以及前置放大器的接地连接利用银膏、导电树脂、铟等设置在引线框上的规定位置处，由此固定PD和前置放大器。
接着，在步骤S22中，PD71的光接收表面侧和前置放大器75通过利用金线或铝线74(如图10A所示)的引线接合而连接到引线框70的规定位置处。在这种情况下，PD的光接收表面侧电极和前置放大器的PD连接焊点通过利用导线76的引线接合而直接彼此电连接，以防止电容增大。
接着，在步骤S23中，所形成的组件设定在金属模具中，并通过传递模塑法用模制树脂73封装(如图10A和10B所示)。
作为用在制造这个光接收器件过程中所使用的树脂，可以使用环氧基透明材料。此时，通过利用模制树脂在相对于光接收元件倾斜的方向上一体形成具有球形或非球形表面的透镜部分72(如图10A和10B所示)，可以改善接收过程中光接收元件与光纤的耦合效率。虽然在此实施例中PD和前置放大器由单个芯片构成，利用单芯片结构的光电IC(OPIC、OEIC)等也是可以接受的。
图11是用于解释制造光发射/接收单元的工序各步骤的流程图。首先，在步骤31中，屏蔽板安装到光发射器件上，然后在步骤32中屏蔽板安装到光接收器件上。
接着，在步骤S33中，每个上已经安装了屏蔽板的光发射器件和光接收器件通过二次树脂注模而彼此集成为一个单元。
接着，在步骤34中，棱柱透镜插入通过二次树脂注模所获得的单元中。
接着，在步骤S35中，进行三次树脂注模，以形成透镜固定部分195，以固定该透镜，其中透镜固定部分195将在后面描述。
接着，将详细描述将屏蔽板安装到光发射器件上的步骤。
图12A到图12C是其中上屏蔽板93和下屏蔽板94安装到光发射器件91上以便覆盖该器件的组件的视图。图12A是从与模制树脂一体模制的透镜部分92的方向看到的组件的前视图。图12B是从与透镜部分92相对侧看到的组件的视图。图12C是从图12的右手侧看到的组件的侧视图。图13A是上屏蔽板93的前视图。图13B是上屏蔽板93的侧视图。图14A是下屏蔽板94的前视图。图14B是下屏蔽板94的侧视图。
为了抑制从LED产生并入射到相邻的光接收器件和用于光接收器件的放大电路上的电磁噪声的影响，图12A到12C所示的光发射器件91由如下结构屏蔽，在该结构中，该器件由作为用于去除电磁噪声的装置的铁、铜等金属板覆盖，该噪声是在光发射元件承受高速切换时从光发射元件、导线和引线端子中辐射到外侧的。
为了容易地进行组装，由铁、铜等的金属板提供的这个屏蔽板分成上屏蔽板93和下屏蔽板94两部分。上屏蔽板93具有用于覆盖除透镜部分92之外的上部的结构，并设置有孔100(如图13A所示)，用于避开透镜部分92。上屏蔽板93借助于连接端子95电接地，而下屏蔽板94借助于连接端子96电接地，抑制电磁噪声的进入。上屏蔽板93和下屏蔽板94的连接端子95和96在光发射器件91的引线端子99延伸的方向上延伸，以用于提供能够相对包括在引线端子99之内的接地端子形成连接的结构。从而，连接端子95和96电接地，以用于抑制电磁噪声的进入。上屏蔽板93和下屏蔽板94的连接端子95和96与光发射器件91的引线端子99内的接地端子(位于图12A的两侧上)的电连接通过在连接部分101处焊接(或钎焊)而形成，从而定位并固定上屏蔽板93和下屏蔽板94。
作为定位和固定上屏蔽板93和下屏蔽板94的措施，如图12A所示，通过使用于避开光发射器件91的透镜部分92的上屏蔽板93的孔100具有稍大于透镜部分92的直径的孔径，而提供了用于防止上屏蔽板93在向上、向下、向右和向左方向上移动的结构。在此实施例中，孔100具有透镜部分直径加上0.1mm的直径。此外，通过给上屏蔽板93和下屏蔽板94的连接端子95和96提供U形剖面部分97和98作为定位和固定装置，可以通过侧向固定光发射器件91的引线端子99的接地端子(位于图12A和12B的两侧上)来实现可靠定位和固定。此外，上屏蔽板93和下屏蔽板94不仅抑制电磁噪声的辐射，而且抑制来自透镜部分92之外的器件各部分的不需要的光线发射。
接着，将描述将屏蔽板安装到光接收器件上的过程。
图15A到图15C是其中上屏蔽板113和下屏蔽板114安装到光接收器件111上以便覆盖该器件的组件的视图。图15A是从由模制树脂一体形成的透镜部分112的方向看到的组件的前视图。图15B是从透镜部分相对侧看到的组件的视图。图15C是从图15A的右手侧看到的组件的侧视图。图16A是上屏蔽板113的前视图。图16B是上屏蔽板113的侧视图。图17A是下屏蔽板114的前视图。图17B是下屏蔽板114的侧视图。
为了抑制来自外侧的电磁噪声的影响，诸如来自相邻的光发射器件和用于驱动光发射器件的电子电路的外部噪声的影响，图15A到15C所示的光接收器件111由如下结构屏蔽，在该结构中，器件由作为噪声去除装置的铁、铜等金属板覆盖。
为了容易进行组装，由铁、铜等金属板提供的这个屏蔽板分成上屏蔽板113和下屏蔽板114两部分。上屏蔽板113具有覆盖除透镜部分112之外的各器件上部的结构，并设置有孔120(如图16A所示)，以用于避开透镜部分112。上屏蔽板113借助于连接端子115电接地，而下屏蔽板114借助于连接端子116电接地，抑制电磁噪声的进入。上屏蔽板113和下屏蔽板114的连接端子115和116在光接收器件111的引线端子119延伸的方向上延伸，以用于提供能够与包含在引线端子119之内的接地端子(图15A中自右手侧起第二个)形成连接的结构。从而，连接端子115和116电接地，以用于抑制电磁噪声的进入。上屏蔽板113和下屏蔽板114的连接端子115和116与光接收器件111的引线端子119内的接地端子(图15A中自右手侧起第二个)的电连接是通过在连接部分121处焊接(或钎焊)而形成的，从而定位并固定上屏蔽板113和下屏蔽板114。
作为定位和固定上屏蔽板113和下屏蔽板114的装置，通过使用于避开光接收器件111的透镜部分112的上屏蔽板113的孔120具有稍大于透镜部分112的直径的孔径，而提供了一种防止上屏蔽板113在向上、向下、向右和向左方向上移动的结构。在这个实施例中，孔120具有透镜部分112加上0.1mm的直径。此外，通过给上屏蔽板113和下屏蔽板114的连接端子115和116提供U形截面部分117和118作为定位和固定装置，可以通过横向固定光接收器件的引线端子119内的接地端子来实现可靠的定位和固定。此外，上屏蔽板113和下屏蔽板114不仅抑制电磁噪声的辐射，而且抑制不需要的光线从透镜部分112之外的器件部分入射。
接着将描述通过二次树脂注模来集成其上安装有屏蔽板的光发射器件和光接收器件的过程。
图18A是通过二次树脂注模集成的光发射/接收单元的前视图。图18B是沿着图18A的线XVIIIb-XVIIIb截取的剖面图。图18C是光发射/接收单元的侧视图。图18D是光发射/接收单元的后视图。
如图18A到18D所示，带有焊接的屏蔽板138和139的光发射器件131以及带有焊接的屏蔽板140和141的光接收器件132得以定位并固定，且光发射器件131的引线框和光接收器件132的引线框布置成延伸到彼此相对的侧面。通过将光发射器件131和光接收器件132布置成他们与引线端子133、134相对的各侧面彼此面对，光发射器件131的引线端子133和光接收器件132的引线端子134之间的间隔或空间可以形成得较大，从而可以抑制来自光发射器件131的电磁噪声对光接收器件132的影响。此外，由于光发射器件的引线端子和光接收器件的引线端子之间的电磁感应而造成的电磁噪声的影响被认为在相邻布置中较大的原因，通过上述间隔开的布置，可以使电磁噪声的影响更小。
光发射器件131和光接收器件132的定位和固定装置是通过基于光发射器件131和光接收器件的引线框的定位销孔136和137用注模树脂135进行二次树脂注模而形成的。在这个二次树脂注模阶段内，同时形成要用作定位装置的凸台销孔(boss pin hole)142和143(如图18A所示)，该定位装置用于起到用于发送的光学元件和用于接收的光学元件作用的棱柱透镜，该棱柱透镜将在后面描述。
将接着描述将棱柱透镜插入二次树脂注模所集成的光发射/接收单元内的过程。
首先将描述要插入的棱柱透镜。图19A是发送棱柱透镜的前视图。图19B是从图19A的发送棱柱透镜上侧看到的侧视图。图19C是从图19A的发送棱柱透镜的右手侧看到的侧视图。
在这个实施例中，图19A至19C所示的发送棱柱透镜161用作用于发送的光学元件。发送棱柱透镜161具有如下的结构，即，其中棱镜部分162和聚光透镜部分163结合成一个元件。发送棱柱透镜161由注模方法等形成，并需要选择具有优良耐气候性的材料用于棱柱透镜。例如，可以采用丙烯酸类、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。发送棱柱透镜161设置有凸台销钉164，该销钉在注模阶段作为用于二次注模的定位装置一体形成在与光学特性无关的部分内。此外，通过对发送棱柱透镜161的表面165和166抛光，其中表面165和166对光学特性不起作用，从而抑制了自光纤发射的光线的不需要的光发射和反射。
图20A是接收棱柱透镜的前视图。图20B是从图20A的接收棱柱透镜的上侧看到的侧视图。图20C是从图20A的接收棱柱透镜的右手侧看到的侧视图。
在这个实施例中，图20A到20C所示的接收棱柱透镜171用作接收用的光学元件。接收棱柱透镜171具有如下结构，即，其中棱镜部分172和聚光透镜部分173彼此集成。接收棱柱透镜171也是通过注模方法等形成，与发送棱柱透镜161类似，并且对于棱柱透镜需要选择优良耐气候性的材料。例如，可以采用丙烯酸类、PMMA等。接收棱柱透镜171设置有凸台销钉174，该销钉在注模阶段作为用于二次注模的定位装置而一体形成在与光学特性无关的部分内。此外，通过对接收棱柱透镜171的表面175和176抛光，这些表面175和176不起任何光学作用，从而可以抑制自光纤发射的光线的不需要的光发射和反射。
图21A是光发射/接收单元的前视图，在该单元中插入了发送棱柱透镜182和接收棱柱透镜183。图21B是沿着图21A的线XXIb-XXIb截取的剖面图。图21C是光发射/接收单元的侧视图。图21D是光发射/接收单元的后视图。
如图21A到21D所示，发送棱柱透镜182和接收棱柱透镜183通过将作为定位装置的凸台销钉184和185插入凸台销孔142和143(如图18A所示)中而固定到位，该凸台销孔在用于集成或整合光接收和发射器件的二次注模过程中形成。
如果发送棱柱透镜161和/或接收棱柱透镜171简单地插入二次注模而成的产品中，在随后的制造工序中它们有可能从组件中掉出。因此，通过三次树脂注模形成透镜固定部分195来固定透镜。
此外，在透镜固定部分195内，用作相对于后面描述的插座部分202(如图22A所示)的定位装置的销钉186和187通过一体模制而设置在两个地方。销钉186和187具有不同的销钉直径，以便在相对于插座部分202定位和固定时防止它们相对于发送侧和接收侧在错误的方向上插入。此外，由于仅仅压配合存在有插座部分202与光发射/接收单元脱离的危险，因此插座部分202设置有倒钩205(如图22A所示)，而已经经历三次树脂注模的光发射/接收单元201设置有沟槽部分194，以容纳倒钩205。插座部分202的倒钩205以及光发射/接收单元201的沟槽部分194构成了防脱离装置。在三次树脂注模阶段，通过如在二次树脂模制阶段中一样，以引线框的销孔188和189与光发射器件190及光接收器件191一起为基础进行定位来完成三次树脂注模，有可能改善定位销钉186和187相对于光发射器件190、光接收器件191以及透镜192和193、用于发送和接收的棱柱透镜182和183、以及插座部分202的定位精度；其中光发射器件190、光接收器件191和透镜192及193通过传递模塑法一体模制。
图22A是插座部分202的侧视图。图22B是分隔板单元221的侧视图。图22C是光发射/接收单元201的侧视图。图22D是图22A的插座部分202从下侧看到的视图。
如图22A到22D所示，插座部分202、分隔板单元221以及光发射/接收单元201通过将三次树脂注模而形成的光发射/接收单元201的销钉186和187插入到插座部分202内设置的销孔208内而定位来组装到一起。插座单元202具有插头插入孔(图3中由24标示)和接合保持部分，用于能够接合和分离光纤电缆(未示出)，光学插头固定到该光纤电缆上。接合保持部分设计成借助于片簧等(图22中的209)通过收缩部分(图29中的242)固定光学插头而可分离地将插入插头插入孔内的光学插头保持在插座部分202的规定位置处。此外，如上所述，由于仅仅压配合存在有光发射/接收单元从插座部分202中分离的风险，插座部分202设置有倒钩205、205，而经历三次树脂注模的光发射/接收单元201在两侧上设置有沟槽部分194，以容纳倒钩205、205，由此防止插座在拉动方向上分离。用于将发送信号光的光路与接收信号光的光路分隔开的分隔板单元221固定在插座部分202和光发射/接收单元201之间。分隔板单元221构造成借助于设置在插座部分202处的分隔板单元保持部分215和作为弹性装置的弹簧212可以在光纤的长度方向上移动。
图24示出了用于解释制造分隔板单元的方法的流程图。这个分隔板单元是通过将分隔板211与用于导引光学插头的树脂模制件213经由步骤S41中的镶嵌造型并然后压配合弹簧212而集成来制造。弹簧212可以通过镶嵌造型与树脂模制件213集成。
图23示出在光学插头240插入插头插入孔227状态下的光学发送接收器模块的剖面图。如图23所示，分隔板单元221设置有分隔板211，其定位在光发射器件222和光接收器件223之间以及发送棱柱透镜224和接收棱柱透镜225之间，且分隔板单元221还设置有接合部分214，分隔板211的一端固定于该接合部分上。用于在光纤的光轴方向上可移动地保持分隔板单元221的分隔板单元保持部分215设置在分隔板单元221的插座部分202一侧上。
图25是分隔板单元221的侧视图。图26是分隔板单元221的前视图。图27是图26的分隔板单元221从右手侧看到的侧视图。图28是沿着图26的线XXVIII-XXVIII截取的剖面图。
如图28所示的分隔板单元221的剖面图中所清楚示出的，结合部分214在中心具有大致截锥形的孔216，以平滑地容纳光学插头240的前端(如图23所示)。接合部分214还具有环形凸起217，该凸起沿径向在这个孔216的底部向内突出。这个环形凸起217的厚度小于0.4mm(0＜x＜0.4mm)。环形凸起217的厚度对应于光学插头240的前端和分隔板211的表面218(位于与孔216相对的一侧上)之间的间隔。分隔板211由大约50μm厚的磷青铜板或者不锈钢板构成，并通过镶嵌造型固定到孔216底部处的接合部分214上。分隔板211的表面218(位于与孔216相对的一侧)涂覆有光吸收材料(含碳的黑色涂料等)，其形成了一个光吸收层。此外，如图25所示的分隔板单元221的放大侧视图和图26所示的分隔板单元221的前视图中所清楚示出的，由磷青铜板、不锈钢板或铍铜板构成的片簧212在两个地方(在图26的右上侧和右下侧)通过镶嵌造型或压配合安装到接合部分214上。片簧212一直与光发射/接收单元201接触(如图23所示)，因此，接合部分214总是被弹簧212朝向插头插入孔227(如图23所示)，即，朝向光纤推动。在图23中，接合部分214可滑动地配装到插座部分202的分隔板单元保持部分215处设置的矩形孔(未示出)中。因此，如果大于弹簧212力的力作用在接合部分214上，那么固定到接合部分214上的接合部分214和分隔板211在与插头插入孔227相对的方向上(即，朝向光发射/接收单元201)移动。
此实施例的光学发送接收器模块与图29所示的光纤一起构成光学发送接收器系统。这个光缆在相对的端部(在图29中仅示出了一个端部)具有光学插头240，而光纤插入到该光学插头240中。如从图29中看到的，这个光学插头240未设置有防转动机构，并因此可以转动。在光学插头240前端处的光纤端面241a从插头(楔管)端部突出，而其径向上的外部覆盖一部分插头端面240a(见图30)。光纤端面241a为相对于光纤的光轴对称转动的曲面，并为凸面。来自该曲面的反射光的通量被放大，并因此在通过光纤传播时吸收到光纤的包层中。于是，与具有平坦端面的光纤相比，溢出光纤的反射光变少。
图30是示出光学插头240的前端配装到分隔板单元221接合部分214的孔216中的状态的剖面图。
如图30中清楚示出的，当光学插头240通过插头插入孔227放置到光学发送接收器模块中时，光学插头240的前端配装到分隔板单元221的接合部分214的孔216中，而属于插头端面240a并未由光纤端面覆盖的部分240b与接合部分214的环形凸起217的表面(接合表面)217a形成接触。结果，确定了光纤241前端与分隔板211的相对位置。此时，对应于接合部分214的环形凸起217厚度的间隙G限定于插头端面240a(由此的光纤端面241a的外边缘)与分隔板211的相对表面211a之间。由于光纤端面214a形成为凸出的，光纤端面241a和分隔板211的相对表面211a之间的间隙随着接近光纤中部而减小。然而，由于径向向内凸出的环形凸起217的存在，光纤端面不接触分隔板的相对表面。取决于光学系统结构的这个间隙G的尺寸优选地具有小于0.4mm的值(0mm＜G＜0.4mm)并尽可能小。在这个实施例中，间隙G设定为大约0.3mm。试验证明：当间隙G大约为0.3mm时，误码率(BER)可以为10-12，从而可以高效地提供一种全双工通信系统。
如从上面显而易见的，环形凸起217的厚度大于光纤241的凸面从光学插头端面240b凸出的量。此外，分隔板211的相对表面211a(面对光纤端面241a)具有线性形状，以便在模塑的接合部分214的相对表面214a(位于与表面217a相对的一侧上，以与光学插头240接合)和分隔板211的相对表面211a之间未限定间隙。
分隔板单元221的接合部分214由弹簧212朝向插头插入孔227(如图23所示)，即，朝向光学插头240推动。因此，接合表面217a总是以微小的力压靠在插头端面240a上。此外，光纤端面241a为相对于光纤241的光轴旋转对称的曲面。因此，即使光学插头240转动，光纤端面241a的形状相对于分隔板211的相对表面211a不会变化，从而间隙G保持恒定。
包括光纤241的光学插头240由于制造工艺而长度变化。因此，如果分隔板211的位置通过将分隔板单元221固定到插座部分202(如图23所示)或通过其他装置固定，那么光纤端面241a和分隔板211的相对表面211a之间的间隙可以根据光学插头240的长度而变得比设定的更大。如果光学插头240为符合EIAJ-RC5720B标准的圆形插头，那么由于制造工艺的变化而插头的长度可能在14.7和15mm之间变动。如果间隙设定为0.2mm，且分隔板211的位置根据最长的光学插头240固定，那么由于插头不同而会出现0.5mm的间隙。然而，在这个实施例的光学发送接收器模块中，分隔板单元211(更具体地说，接合部分214)的初始位置设定在可以应付有可能的最短光学插头240的长度的位置处，而分隔板单元221形成为在光纤241长度方向上可移动，且接合部分214由弹簧212的微小力抵靠插头端面240b。因此，不论插入的光学插头240的长度如何，前述间隙的间隔可以保持恒定。
此外，由于与接合表面217a接触的插头端面240b通过光学插头240的转动而在后者上滑动，因此对于接合表面217a需要较小滑动摩擦系数和优良的抗磨损性材料，诸如氟塑料和超高分子量的聚乙烯。
在分隔板单元221固定在光发射/接收单元201和插座部分202之间的结构的组件1中，分隔板211的位于与面对光纤241的相对表面211a相反一侧上的表面211b要插入到光发射/接收单元201的分隔板导引沟槽部分228(如图23所示)中。如图23所示，由于光发射器件222在光纤241的光轴方向上比光接收器件223距光纤端面间隔更远地定位，分隔板211在长度上形成为分隔板211延伸超过光发射器件222的透镜222a的底部。通过这种结构，防止了未入射到发送棱柱透镜224上的来自光发射器件222的光线直接进入光接收器件223，或者在接收棱柱透镜225上反射后再进入光接收器件223。
接着，将描述这个实施例的光发送接收器系统的工作。
图5示出在光缆两端的光学插头240分别插入到相应的光学发送接收器模块中的情况下，光学发送接收器系统一侧的主要部件的剖面图。一旦发送信号(电信号)从光学发送接收器模块20外侧经由输入/输出端子25(如图4所示)输入，作用为光发射器件的LED514由其上安装有发送驱动IC512的发送驱动电路板509驱动，从而发送信号光线(光信号)从LED5 14中发出。发送信号光线由光发射器件501的表面处形成的发送透镜516基本上准直，并然后进入发送棱柱透镜503中，由此，光线偏转光路并进入光纤241中。此时，从光纤241的靠近光学发送和接收模块的端面(以下称为“在近侧的光纤端面”)反射的发送光线穿过分隔板211和光纤端(如图30所示)之间的间隙G，并进入光接收器件502。此时，由于间隙G具有0.3mm的较小尺寸，因此，入射光的光通量足够小。
已经通过光纤传输的发送光线部分地由光纤241的远离光学发送和接收模块的端面(以下称为“在远侧的光纤端面”)反射。然而，由于远侧的光纤端面为凸面，反射光线的通量被扩大，并在通过光纤241传播的同时被吸收到包层中。结果，少量反射光从近侧的光纤端面241a溢出。
另一方面，从远侧的光纤端面发出的发送信号光入射到通信另一部分的光学发送接收器模块上。假设通信另一部分的光学发送接收器模块具有相同的构造(为此在以下描述中将使用相同的附图标记)，发送信号光首先到达分隔板211的相对表面211a(如图30所示)。然而，由于这个相对表面211a涂覆有吸收光材料(含碳的黑色涂料等)，在此不产生反射光。
随后，入射到接收棱柱透镜504上的发送信号光使其光路改变，并由光接收器件502的表面上形成的接收透镜517汇聚，以进入作用为光接收器件的PD515中。
入射光在此PD515上局部反射。然而，由于入射光倾斜入射到PD515上，光线在相对的倾斜方向上反射，并不返回发送棱柱透镜504。随后，入射到PD515上的光线光电转换为电信号，该电信号由其上安装有放大IC513的接收放大电路板510放大，并通过外部输入/输出端子25(如图4所示)作为接收信号提取到光学发送接收器模块的外部。
这个光学发送接收器系统通过利用屏蔽板抑制了电串扰，并通过利用分隔板单元506抑制了光串扰，其中该分隔板单元506具有相对于光纤端面的分隔板，且其间夹有较小的间隙。因此，实现了全双工通信方案的光发送。此外，由于间隙设置在分隔板和光纤端面之间，不会对光纤端面和分隔板造成由于光学插头240转动而引起的损坏。
下面，将描述组装光发射元件驱动电路板、光接收元件放大电路板以及金属套外皮的屏蔽件的过程。
图31是在光学插头240插入插座部分202的情况下光学发送接收器模块的剖面图。在图31中，光发射/接收单元201的光发射器件222的引线端子251插入到光发射元件驱动电路板252处设置的插入孔253中，并通过焊接电连接。同样，光发射接收单元201的光接收器件223的引线端子254插入到光接收元件放大电路板255处设置的连接孔256中，并通过焊接电连接。
图32A是光发射元件驱动电路板252的平面图。图32B是光接收元件放大电路板255的平面图。如图32A和32B所示，其上安装有光发射器件驱动IC257的光发射元件驱动电路板252在其高度方向上大致是平面的。其上安装有接收放大IC258的光接收元件放大电路板255在其高度方向上大致是平面的。光发射元件驱动电路板252和光接收元件放大电路板255组装成它们的后表面彼此相对，且在它们之间夹有组件1(光发射/接收单元201、分隔板单元221和插座部分202三个部件的组合)，并以光学插头240为中心。由此形成组件2。更具体的说，光发射元件驱动电路板252和光接收元件放大电路板255布置成每个电路板的长边平行于插头240的轴，而短边沿着插座部分202的高度方向延伸。如上所述，光发射元件驱动电路板252和光接收元件放大电路板255分别以竖直的姿态布置在光发射器件222(如图31所示)和光接收器件223与插座部分202的插头插入孔一侧之间，以便凸出区域最小，即，以便平面的光发射元件驱动电路板252和光接收元件放大电路板255的高度方向对应于插座部分202的宽度方向。通过这种布置，减小了光学发送接收器模块的长度(即，在光学插头240轴向上的尺寸)和光学发送接收模块的宽度(即，在垂直于光学插头轴线的方向上的尺寸)，由此实现了光学发送接收器模块的尺寸减小。光发射元件驱动电路板252和光接收元件放大电路板255设置有凸台销孔261和262，其中分别插有为插座部分202设置的电路板固定和定位销钉259和260(如图31所示)。光发射元件驱动电路板252的定位和固定通过首先将光发射器件222的引线端子251(如图31所示)插入电路板一端设置的相应的孔253中，然后焊接，然后将插座部分202的电路板固定和定位凸台销钉259(如图31所示)插入设置在电路板另一端处的凸台销孔261中而实现。此外，光接收元件放大电路板255的定位和固定是通过将光接收器件223的引线端子254(如图31所示)插入到电路板一端处设置的孔256中，然后焊接，并进一步将插座部分202的电路板固定和定位凸台销钉260插入到电路板另一端设置的凸台销孔262中而实现。
然后，参照图31，金属套外皮的屏蔽板263安装到组件2(设置有光接收和发射电路板的光发射/接收单元以及插座)上，以便既不受到外部噪声的影响，又不使噪声发射到外部。金属套外皮的屏蔽板263通过将金属套外皮的屏蔽板263的接合部分插入到相应的屏蔽板保持矩形孔26(如图3所示)中，然后将金属套外皮的屏蔽板分别焊接到光发射元件驱动电路板252和光接收元件放大电路板255上设置的图案264和265上而得以固定，其中，屏蔽板保持矩形孔26设置在插座部分202的四个位置内，而图案264和265作用为接地部分。通过将光发射元件驱动电路板252和光接收元件放大电路板255的焊接部分(图案264和265)接地，金属套外皮的屏蔽板263可以接地，消除了为金属套外皮的屏蔽板263单独提供接地端子的需要。虽然这个实施例采用金属套外皮的屏蔽板263，该屏蔽板的光发射侧263a和光接收侧263b彼此成一体，但是采用分成两部分的金属套外皮的屏蔽板也是可以接受的。也可以为金属套外皮的屏蔽板263单独提供接地端子。
作用为在光发射元件驱动电路板252一端设置的第一孔的凸台销孔261、作用为给插座部分202设置的凸起的电路板固定和定位凸台销钉259、作用为在光发射元件驱动电路板252相对端设置的第二孔的连接孔253、以及光发射/接收单元201的引线端子251所有一起构成电路板定位装置。此外，作用为在光接收元件放大电路板255一端设置的第一孔的凸台销孔262、作用为设置在插座部分202处的凸起的电路板固定和定位凸台销钉260、作用为在光接收元件放大电路板255相对端设置的第二孔的连接孔256、以及光发射/接收单元201的引线端子254所有一起构成电路板定位装置。
在本实施例中，定位和固定是通过将发送棱柱透镜和接收棱柱透镜处设置的凸起插入到光发射/接收单元处设置的孔内而实现的。然而，通过在发送棱柱透镜和接收棱柱透镜处设置孔，而在光发射/接收单元处设置凸起，并将光发射/接收单元的凸起插入到棱柱透镜的孔中来进行定位和固定也是可以接受的。
此外，在本实施例中，通过在插座部分处设置倒钩、在光发射/接收单元处设置沟槽，并将插座部分的倒钩配合到光发射/接收单元的沟槽内，而防止了光发射/接收单元与插座部分脱离。然而，通过在插座部分设置沟槽、在光发射/接收单元处设置倒钩、并将光发射/接收单元的倒钩配合到插座部分的沟槽中而防止光发射/接收单元脱离也是可以接受的。
本发明的光学发送接收器模块可应用于数字电视机、数字BS调谐器、CS调谐器、DVD播放机、超音频CD播放机、AV放大器、音频装置、个人计算机、个人计算机外设、移动电话、PDA(个人数字助理)等电子设备中。
例如，如图33所示，有可能利用单芯光纤电缆串联个人计算机601、电视机602、DVD播放机603、调谐器604以及家庭影院系统605，这些装置采用本发明的光学模块，由此构成了通过全双工通信方案在各装置之间进行双向光通信的光学发送接收器系统。
参照图34，如果音频系统701和个人计算机702通过IEEE1394等的电通信接口彼此连接，那么自个人计算机702产生的噪声对音频系统701造成不利影响。为了免于此影响，音频系统701可以通过光电转换器703与个人计算机704相连。在这种情况下，可以通过将个人计算机704通过电通信接口与光电转换器703相连，并将光电转换器703通过单芯光纤电缆与音频系统701相连，来实现利用本发明的光学发送接收器模块以全双工通信方案进行双向光通信的光学发送接收器系统。
虽然在本实施例中LED用作光发射元件，采用半导体激光元件作为光发射元件也是可以接受的。
本发明已经如此加以描述，但是显而易见的是本发明可以以各种形式变化。这种变化并不认为是背离了本发明的精髓和范围，并且如本领域技术人员显而易见的所有这种改进应包括在所附权利要求书的范围内。

Claims (13)

1.一种光学发送接收器模块，其具有用于发射发送信号光的光发射元件以及用于接收接收信号光的光接收元件，所述模块能够借助于单芯光纤进行发送信号光的发射和接收信号光的接收，所述模块包括：
插座部分，用于可拆卸地固定在光纤端部设置的光学插头；
光发射/接收单元，其具有定位并固定到位且模制成一件的光发射元件和光接收元件；以及
不透光的分隔板单元，用于将发送信号光的光路和接收信号光的光路彼此分隔开，所述不透光的分隔板布置成固定于插座部分和光发射/接收单元之间。
2.如权利要求1所述的光学发送接收器模块，还包括：
定位装置，该定位装置具有设置在插座部分和光发射/接收单元中的一个上的凸起以及设置在插座部分和光发射/接收单元中的另一个上的孔，并通过将凸起压配合到孔中而定位光发射/接收单元。
3.如权利要求1所述的光学发送接收器模块，还包括：
防脱离装置，该防脱离装置具有设置在插座部分和光发射/接收单元中的一个上的倒钩和设置在插座部分和光发射/接收单元中的另一个上的沟槽，以通过将倒钩配合到沟槽中防止光发射/接收单元的脱离。
4.如权利要求1所述的光学发送接收器模块，还包括：
用于驱动光发射元件的光发射元件驱动电路板；以及
用于处理光接收元件的接收信号的光接收元件处理电路板，
光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板以插座部分和光发射/接收单元置于其间的方式布置。
5.如权利要求4所述的光学发送接收器模块，还包括：
电路板定位装置，该定位装置具有设置在光发射元件驱动电路板中、在其相对各端部之一处的第一孔；设置在插座部分上的凸起；以及设置在光发射元件驱动电路板中、在其相对各端部的另一端处的第二孔，并且通过将插座部分的凸起压配合到光发射元件驱动电路板的第一孔中，并将光发射/接收单元的端子连续插入光发射元件驱动电路板的第二孔中来定位光发射元件驱动电路板。
6.如权利要求4所述的光学发送接收器模块，还包括：
设置在光接收元件处理电路板内、在其相对各端部之一处的第一孔；设置在插座部分处的凸起；设置在光接收元件处理电路板中、在其相对各端部中的另一个处的第二孔，并且通过将插座部分的凸起压配合到光接收元件处理电路板的第一孔中，并将光发射/接收单元的端子连续插入光接收元件处理电路板的第二孔中来定位光接收元件处理电路板。
7.如权利要求4所述的光学发送接收器模块，还包括：
金属套外皮的屏蔽板，其安装到光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板的外侧。
8.如权利要求7所述的光学发送接收器模块，还包括：
金属套外皮的屏蔽定位装置，该屏蔽定位装置具有设置在插座部分的孔和分别设置在光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板处的接地部分，并通过将金属套外皮的屏蔽板的一部分插入到插座部分的孔中，且金属套外皮的屏蔽板通过焊接连接并固定到光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板上来定位金属套外皮的屏蔽板。
9.如权利要求1所述的光学发送接收器模块，其中：
其上安装光发射元件的引线框和其上安装光接收元件的引线框布置成相应引线框的引线部分从彼此不同的一侧伸出。
10.一种光学发送接收器模块制造方法，用于制造如权利要求1所述的光学发送接收器模块，包括以下步骤：
通过模制光发射元件来制造光发射器件；
通过模制光接收元件来制造光接收器件；
通过定位并固定光发射器件和光接收器件，并然后将光学元件定位并固定成分别与光发射器件和光接收器件相关联来制造光发射/接收单元；
通过树脂模制制造不透光的分隔板单元，所述分隔板单元具有不透光的分隔板；以及
将光发射/接收单元、插座部分和分隔板单元组装到一起。
11.如权利要求10所述的光学发送接收器模块制造方法，还包括以下步骤：
将光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板安装到由组装光发射/接收单元、插座组件和分隔板单元到一起的步骤而形成的组件上；以及
将金属套外皮的屏蔽板安装到组件上，该组件安装有光发射元件驱动电路板和光接收元件处理电路板。
12.如权利要求10所述的光学发送接收器模块制造方法，其中：
在制造光发射/接收单元的步骤中，屏蔽板分别安装到光发射器件和光接收器件上，安装有各自的屏蔽板的光发射器件和光接收器件通过树脂模制定位并固定到位，然后光学元件通过树脂模制分别定位并固定到已经固定的光发射器件和光接收器件上。
13.一种电子器件，采用如权利要求1所述的光学发送接收器模块。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102269599A (zh) * 2010-06-02 2011-12-07 新科实业有限公司 光组件及其制造方法
CN112543035A (zh) * 2019-04-12 2021-03-23 福建星海通信科技有限公司 一种便于拆装且电连接可靠的便携式通信设备
CN113437030A (zh) * 2021-06-30 2021-09-24 李琴 一种集成电路封装板安装器

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5412069B2 (ja) * 2008-07-30 2014-02-12 矢崎総業株式会社 雌型光コネクタ及び雌型光コネクタの製造方法
US20170173441A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-22 Eric LEMIEUX Sports glove
CN111736278A (zh) * 2016-04-28 2020-10-02 苏州旭创科技有限公司 光模块
JP6780845B6 (ja) * 2016-08-05 2020-12-09 サンテック株式会社 検出装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4435928A1 (de) * 1993-10-07 1995-04-20 Hitachi Ltd Optische Sende- und Empfangsbaugruppe und optisches Kommunikationssystem, welches diese verwendet
JP3434895B2 (ja) * 1993-11-18 2003-08-11 富士通株式会社 双方向伝送用光モジュール
JPH10153720A (ja) * 1996-11-25 1998-06-09 Sony Corp 光送受信装置
US6351584B1 (en) * 1997-12-16 2002-02-26 Sony Corporation Optical transmitter-receiver and optically sending/receiving method
TW594093B (en) * 1999-10-19 2004-06-21 Terashima Kentaro Optical transmission and reception system, and optical transmission and reception module and optical cable for the system
JP3581808B2 (ja) 1999-10-19 2004-10-27 シャープ株式会社 光送受信モジュール及びそれを用いた光送受信システム
JP3430088B2 (ja) 1999-11-18 2003-07-28 シャープ株式会社 光送受信モジュール
JP3954901B2 (ja) * 2001-07-23 2007-08-08 シャープ株式会社 光伝送用ジャックモジュールおよびプラグ・ジャック式光伝送装置
EP1425619B1 (de) * 2001-09-14 2006-11-29 Infineon Technologies AG Sende- und empfangsanordnung für eine bidirektionale optische datenübertragung
JP3850743B2 (ja) * 2002-03-07 2006-11-29 シャープ株式会社 光通信モジュール、および光ファイバと光通信モジュールとの光学的結合構造
JP3787107B2 (ja) * 2002-05-20 2006-06-21 ホシデン株式会社 双方向光通信用光学部品及び光送受信器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102269599A (zh) * 2010-06-02 2011-12-07 新科实业有限公司 光组件及其制造方法
CN112543035A (zh) * 2019-04-12 2021-03-23 福建星海通信科技有限公司 一种便于拆装且电连接可靠的便携式通信设备
CN112543035B (zh) * 2019-04-12 2021-12-03 福建星海通信科技有限公司 一种便于拆装且电连接可靠的便携式通信设备
CN113437030A (zh) * 2021-06-30 2021-09-24 李琴 一种集成电路封装板安装器
CN113437030B (zh) * 2021-06-30 2022-07-12 深圳市世纪互通科技有限公司 一种集成电路封装板安装器

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