DE102006041379A1

DE102006041379A1 - Optical element, has adjustment mechanism, which is integrated in additional component connected with planar-optical system, and consists of fitting structure for complementary fitting structure

Info

Publication number: DE102006041379A1
Application number: DE200610041379
Authority: DE
Inventors: Claudia Bober; Manfred Jarczynski; Hans-Jürgen Dr. Schrage; Martin Dipl.-Ing. Schäfer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-03-13

Abstract

The optical element has a component which is implemented as planar-optical system and equipped with an optical interface for an optical wave guide implemented as part of a circuit card. An adjustment mechanism is integrated in additional component connected with the component, and consists of a fitting structure (15) for a complementary fitting structure. The sum of the permissible tolerances samples-out for the complementary fitting structure and the permanent connection of the additional component (11) lesser than the position tolerances, permissible for a perfect optical transmission.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement, aufweisend einen als planar-optisches System ausgeführten Baustein, der mit einer optischen Schnittstelle für einen als Teil einer Leiterplatte ausgeführten optischen Wellenleiter ausgestattet ist, und eine Justageeinrichtung zur Ausrichtung des Bauelementes gegenüber der Leiterplatte.The The invention relates to an optical component comprising one executed planar-optical system Building block with an optical interface for a formed as part of a printed circuit optical waveguide is equipped, and an adjustment device for aligning the Component opposite the circuit board.

Ein Bauelement der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise in der DE 10 2004 029 693 B3 beschrieben. Das optische Bauelement besteht aus einem Baustein, welcher als planar-optisches System ausgeführt ist. Die planar-optischen Systeme dienen normalerweise der Realisierung von elementaren Funktionen bei der optischen Signalübertragung wie z. B. einer Signalaufteilung auf mehrere Kanäle oder auch, wie im Falle der DE 10 2004 029 693 B3 der Realisierung einer Strahlumlenkung. Dabei können bevorzugt auch mehrlagige Systeme zur Anwendung kommen, bei denen mehrere planare optische Lagen aufeinander geschichtet werden. Insbesondere werden in Glas so genannte Planar-Integrated Free Space Optics (kurz PIFSO) realisiert.A component of the type specified is, for example, in the DE 10 2004 029 693 B3 described. The optical component consists of a module, which is designed as a planar-optical system. The planar-optical systems are usually used to realize elementary functions in the optical signal transmission such. B. a signal distribution to multiple channels or also, as in the case of DE 10 2004 029 693 B3 the realization of a beam deflection. In this case, it is also possible to use multilayer systems in which a plurality of planar optical layers are stacked on one another. In particular, so-called Planar Integrated Free Space Optics (PIFSO for short) are realized in glass.

Die planar-optischen Systeme im Sinne der Erfindung enthalten normalerweise keine Wellenleiter, sondern sie beruhen so zu sagen auf dem Prinzip der optischen Freiraumübertragung, welches innerhalb dieser Systeme in dem Substratmedium (z.B. Glas) angewendet wird. Die Freiraumübertragung wird durch Verwendung von funktionalen mikrooptischen Komponenten wie z.B. Mikro-Umlenkspiegel, Linsen, etc. realisiert. Damit liegt keine Wellenführung wie in einem klassischen Wellenleiter vor. Allerdings bezieht sich die Erfindung auch auf quasi erweiterte hybride planar-optische Systeme, welche zusätzlich im Glassubstrat eingebettete optische Wellenleiter (im Sinne von klassischer Wellenleitung mittels stufen- oder gradientenförmiger Brechzahländerung) enthalten und im Folgenden ebenfalls unter den Begriff der planar-optischen Systeme fallen sollen.The planar-optical systems according to the invention normally contain no waveguides, but they are based on saying so on the principle of optical free space transmission, which within these systems in the substrate medium (e.g., glass) is applied. The free space transfer is by using functional micro-optical components such as e.g. Micro-deflection mirrors, lenses, etc. realized. There is no wave guide as in a classic waveguide. However, it does the invention also to quasi-extended hybrid planar-optical Systems, which additionally in Glass substrate embedded optical waveguide (in the sense of classical Waveguide by means of step or gradient-shaped refractive index change) and also below under the concept of planar-optical Systems should fall.

Der optische Baustein gemäß DE 10 2004 029 693 B3 wird um eine Justagemarke zu einem optischen Bauelement ergänzt, welches in eine hierfür vorbereitete Öffnung einer Leiterplatte mit einem eingebetteten optischen Wellenleiter eingesetzt werden kann. Hierbei wird unter Zuhilfenahme der Justageeinrichtung in Form der Justagemarke eine optische Kontrolle der Fügebewegung beispielsweise durch ein automatisches optisches Inspiziergerät vorgenommen. Die genaue Justage erfolgt jedoch aktiv, indem der in die Leiterplatte eingebettete Wellenleiter mit einem Lichtsignal beaufschlagt wird und das nach erfolgter Strahlumlenkung aus dem optischen Bauelement ausgekoppelte Licht hinsichtlich seiner Intensität überprüft wird. Nach Erreichen der geforderten Übertragungsqualität wird das optische Bauelement mittels eines aushärtbaren Klebers in der Einbauöffnung der Leiterplatte fixiert, sodass die aktive Justage beim Betrieb des erzeugten Verbundes erhalten bleibt.The optical component according to DE 10 2004 029 693 B3 is supplemented by an alignment mark to form an optical component, which can be used in a prepared opening of a printed circuit board with an embedded optical waveguide. Here, with the aid of the adjustment device in the form of the alignment mark, an optical control of the joining movement is carried out, for example, by an automatic optical inspection device. The exact adjustment, however, takes place actively by applying a light signal to the waveguide embedded in the printed circuit board and checking the intensity of the light coupled out of the optical component after beam deflection. After reaching the required transmission quality, the optical component is fixed by means of a curable adhesive in the mounting hole of the circuit board, so that the active adjustment is maintained during operation of the composite produced.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches Bauelement anzugeben, bei dem die Montage auf einer Leiterplatte mit einer vorgegebenen Übertragungsqualität zwischen dem optischen Bauelement und einem auf der Leiterplatte ausgeführten optischen Wellenleiter vergleichsweise einfach durchführbar ist.The The object of the invention is to provide an optical component, in which the mounting on a printed circuit board with a given transmission quality between the optical device and an executed on the circuit board optical Waveguide is relatively easy to carry out.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem eingangs genannten optischen Bauelement dadurch gelöst, dass die Justageeinrichtung in ein bleibend mit dem Baustein verbundenes Zusatzbauteil integriert ist und aus einer Passungsstruktur für eine komplementäre Passungsstruktur der Leiterplatte besteht, wobei die Summe der maximal zulässigen Toleranzen für die Passungsstruktur, die komplementäre Passungsstruktur und die bleibende Verbindung des Zusatzbauteils mit dem Baustein geringer ausfallen, als die für eine einwandfreie optische Übertragung maximal zulässigen Lagetoleranzen zwischen dem Bauelement und der Leiterplatte. Als Passungsstruktur im Sinne der Erfindung soll eine geometrische Struktur verstanden werden, welche im Zusammenwirken mit einer komplementären Passungsstruktur der Leiterplatte eine Passung bildet. Hierdurch kann eine Lage des Bauelementes und der Leiterplatte zueinander im Rahmen der für die gewählte Passung zulässigen Maßtoleranzen genau definiert werden und ergibt sich bei der Montage der Bauteile automatisch (passive Justage). Die Passungsstrukturen können beispielsweise unter Berücksichtigung der Normen ISO 286-1 und ISO 286-2 für Rund- und Flachpassungen ausgelegt werden. Selbstverständlich sind auch andere Passungssysteme denkbar.These Task is according to the invention with the initially mentioned optical component achieved in that the adjustment device in a permanently connected to the block Additional component is integrated and from a fit structure for a complementary fit structure consists of the printed circuit board, the sum of the maximum allowable tolerances for the Match structure, the complementary Passungsstruktur and the permanent connection of the additional component smaller with the module, than those for a perfect optical transmission maximum permissible Positional tolerances between the component and the circuit board. When Passungsstruktur in the context of the invention is intended to be a geometric structure which are understood in conjunction with a complementary fit structure the circuit board forms a fit. This can be a location of the Component and the circuit board to each other in the context of the selected for the fit permissible tolerances be precisely defined and results automatically during assembly of the components (passive adjustment). The fit structures can be, for example, taking into account the Standards ISO 286-1 and ISO 286-2 for Round and flat fits are designed. Of course they are also other passport systems conceivable.

Durch Wahl einer geeigneten Passung, bestehend aus der Passungsstruktur des Bauelementes und einer komplementären Passungsstruktur der Leiterplatte, können die zulässigen Lagetoleranzen zwischen dem optischen Bauelement und der Leiterplatte auf ein Maß beschränkt werden, dass die maximal zulässigen Lagetoleranzen zwischen dem Bauelement und der Leiterplatte, die durch eine einwandfreie optische Übertragung vorgegeben werden, nicht überschritten werden. Bei der Festlegung der maximal zulässigen Lagetoleranzen zwischen Bauelement und Leiterplatte sind eventuelle Fertigungstoleranzen bei der Herstellung des optischen Elementes und der Leiterplatte bereits berücksichtigt. Daher müssen bei der Auslegung der Passung lediglich die maximal zulässigen Toleranzen der Passungsstruktur, der komplementären Passungsstruktur und der bleibenden Verbindung des Zusatzbauteils mit dem Baustein be rücksichtigt werden. Diese Toleranzen sind für die Herstellung des optischen Bauelementes relevant und addieren sich im ungünstigsten Falle, sodass deren Summe die maximal zulässigen Lagetoleranzen zwischen Bauelement und Leiterplatte nicht überschreiten darf.By choosing a suitable fit, consisting of the matching structure of the component and a complementary fit structure of the circuit board, the allowable positional tolerances between the optical device and the circuit board can be limited to an extent that the maximum allowable positional tolerances between the device and the circuit board by a perfect optical transmission are given, are not exceeded. In determining the maximum allowable position tolerances between the component and circuit board eventual manufacturing tolerances in the manufacture of the optical element and the circuit board are already taken into account. Therefore, only the maximum allowable tolerances of the fit structure, the complementary fit structure and the permanent connection of the additional component with the block must be taken into account when designing the fit. These tolerances are relevant for the production of the optical component and add up in the worst case, so that their sum may not exceed the maximum allowable position tolerances between the component and circuit board.

Werden die geforderten Toleranzen bei der Herstellung des Bauelementes nicht überschritten, so entsteht vorteilhafterweise ein optisches Bauelement, welches sich auf der Leiterplatte am Einbauort passiv justieren lässt. Dies bedeutet, dass durch Verbindung der Passungsstruktur mit der komplementären Passungsstruktur eine Passung entsteht, welche die Übertragung optischer Signale in der geforderten Intensität sicherstellt. Eine aktive Justage kann daher während der Endmontage unterbleiben. Hierdurch wird die Endmontage beträchtlich vereinfacht. Justageschritte werden in einen Fertigungsprozess für das optische Bauelement verlegt, während dem Justage- und Kontrollaktionen ohnehin notwendig werden. Der Prozess der Endmontage für das optische Bauelement wird jedoch entlastet und kann vorteilhaft beispielsweise durch Bestückautomaten für die Elektronikmontage durchgeführt werden, welche die geforderten Genauigkeiten für die Montage optischer Komponenten ohne passive Justageeinrichtungen im allgemeinen nicht gewährleisten können.Become the required tolerances in the manufacture of the device not exceeded, so arises advantageously an optical component, which is passively adjust on the printed circuit board at the installation site. This means that by connecting the fit structure with the complementary fit structure a fit arises, which is the transmission of optical signals in the required intensity ensures. An active adjustment can therefore be omitted during final assembly. As a result, the final assembly is considerably simplified. adjustment steps are moved to a manufacturing process for the optical component, while the adjustment and control actions are necessary anyway. The process the final assembly for However, the optical component is relieved and can be advantageous for example, by placement machines for the Electronics assembly performed which are the required accuracies for the assembly of optical components not guarantee without passive adjustment devices in general can.

Die bleibende Verbindung des Zusatzbauteils mit dem Baustein gewährleistet vorteilhaft weiterhin, dass die während der Herstellung des Bauelementes erreichte Fertigungsgenauigkeit auch über einen längeren Zeitraum z. B. nach der Demontage und erneuter Montage des optischen Bauelementes erhalten bleibt. Hierdurch können alle Justageschritte zuverlässig auf den Fertigungsprozess des optischen Bauelementes beschränkt werden, auch wenn das Bauelement mehrfach auf verschiedenen Leiterplatten montiert wird.The permanent connection of the additional component ensured with the block further advantageous that during the manufacture of the device reached manufacturing accuracy even over a longer period z. B. after the disassembly and reassembly of the optical component remains. This allows all adjustment steps reliable be limited to the manufacturing process of the optical component, even if the component several times on different circuit boards is mounted.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zusatzbauteil mindestens eine Aufnahme für eine optische Faser und/oder ein anderes optisches Bauelement aufweist. Hierdurch entstehen vorteilhaft zusätzliche Möglichkeiten einer Anbindung anderer optischer Einrichtungen wie optische Fasern oder elektrooptische Wandler. Auch diese können vorteilhaft durch eine Fertigung des Zusatzbauteils mit einer hinreichenden Fertigungsgenauigkeit ohne die Notwendigkeit einer aktiven Justage am optischen Bauelement montiert werden.According to one Embodiment of the invention, it is provided that the additional component at least one recording for an optical fiber and / or another optical component. This advantageously creates additional possibilities of connection other optical devices such as optical fibers or electro-optical Converter. These too can advantageous by a production of the additional component with a sufficient Manufacturing accuracy without the need for active adjustment be mounted on the optical component.

Bevorzugt kann die Aufnahme komplementär zu einem Steckerbauteil ausgebildet sein, mit welchem die optische Faser an dem zur Verbindung mit dem Bauelement vorgesehenen Ende ausgestattet ist. Hierbei können Steckerbauteile Verwendung finden, wie sie allgemein üblich und durch Normen vorgegeben sind. Die Anpassung der Aufnahme an solche Steckerbauteile vereinfacht vorteilhaft die Verwendung von Standardbauteilen.Prefers can complement the recording be formed to a plug component, with which the optical Fiber at the end provided for connection to the device Is provided. Here you can Plug components are used as they are commonplace and are predetermined by standards. The adaptation of the recording to such Connector components advantageously simplifies the use of standard components.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des optischen Bauelementes ist vorgesehen, dass die Passungsstruktur aus einem quaderförmigen Ansatz an dem Zusatzbauteil besteht. Der quaderförmige Ansatz gewährleistet vorteilhaft, dass in den Dimensionen des Quaders, d. h. Länge, Breite und Höhe, die jeweils zulässigen Toleranzabweichungen zwischen dem optischen Bauelement und der Leiterplatte jeweils getrennt von den anderen Dimensionen eingestellt werden können. Gemäß J. Schrage et al.: „The Optoelectronic Interface Issue in Optical Interconnects at PCB Level", Proceeding of third international DGG Symposium an Novel Optical Technologies, Würzburg, Germany, 2005 lassen sich für eine genügende Übertragungsgüte zwischen optischen Bauelementen gültige zulässige Toleranzabweichungen entnehmen. Für den Abstand zwischen den zu koppelnden Kompo nenten liegen die zulässigen Lagetoleranzen beispielsweise bei unter 50 μm. Für den Lateralversatz zwischen den zu koppelnden Komponenten wird eine höchstzulässige Abweichung von 10 μm angegeben.According to a particular embodiment of the optical component is provided that the fit structure consists of a cuboid approach to the additional component. The rectangular approach ensures advantageous that in the dimensions of the cuboid, ie, length, width and height, the respective allowable tolerance deviations between the optical component and the circuit board can be set separately from the other dimensions. According to J. Schrage et al .: "The Optoelectronic Interface Issue in Optical Interconnects at PCB Level", Proceeding of Third International DGG Symposium to Novel Optical Technologies, Würzburg, Germany, 2005 can be found for a sufficient transmission quality between optical components valid permissible tolerance deviations. For the distance between the components to be coupled, the permissible positional tolerances are, for example, less than 50 μm. For the lateral offset between the components to be coupled, a maximum permissible deviation of 10 μm is specified.

Bei einem quaderförmigen Ansatz als Passungsstruktur muss die komplementäre Passungsstruktur aus einer geeigneten quaderförmigen Vertiefung bestehen. Durch Einsetzen des Ansatzes in die Vertiefung entsteht die Passung, deren maximal zulässige Lageabweichungen jeweils von den Fertigungstoleranzen des Ansatzes bzw. der Vertiefung abhängig sind.at a cuboid Approach as a fit structure must be the complementary fit structure of a suitable cuboid Consolidation exist. By inserting the approach into the depression arises the fit, their maximum allowable positional deviations each are dependent on the manufacturing tolerances of the approach or the depression.

Alternativ ist vorgesehen, dass die Passungsstruktur aus einem stiftförmigen Ansatz an dem Zusatzbauteil besteht. Insbesondere die hierzu gehörige zylindrische Vertiefung in der Leiterplatte lässt sich vorteilhaft besonders einfach herstellen. Für die geometrischen Zusammenhänge der durch den stiftförmigen Ansatz und die zylindrische Vertiefung entstehende Passung gilt das oben Erwähnte entsprechend.alternative It is envisaged that the fit structure of a pin-shaped approach consists of the additional component. In particular, the associated cylindrical Depression in the circuit board can be especially easy to produce. For the geometric connections of the through the pen-shaped Approach and the cylindrical recess resulting fit applies the above corresponding.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn genau zwei Ansätze als Passungsstruktur vorgesehen sind. Hierdurch wird die Lage zwischen Bauelement und Leiterplatte an mehr als einem Punkt definiert, wodurch beispielsweise eine Verdrehung zwischen beiden Bauteilen besonders zuverlässig verhindert werden kann.Especially It is advantageous if exactly two approaches are provided as a fit structure are. As a result, the position between the component and circuit board defined at more than one point, causing, for example, a twist between two components can be particularly reliably prevented.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen werden, dass das Zusatzbauteil durch eine Klebeverbindung bleibend mit dem Baustein verbunden ist. Die Wahl einer Klebeverbindung hat zunächst den Vorteil, dass die Materialien des optischen Bauelementes, insbesondere Glas, und des Zusatzbauteils, insbesondere Kunststoff, frei gewählt werden können, da sich für jede Werkstoffpaarung ein geeigneter Klebstoff zur Verbindung der Bauteile untereinander finden lässt. Außerdem ermöglicht eine Klebeverbindung bis zur Aushärtung eine Korrektur der Lage des Zusatzbauteils auf dem optischen Baustein. Um die Fixierung des Zusatzbauteils nach dessen Ausrichtung möglichst schnell und zuverlässig zu gewährleisten, kann der Klebstoff beim Aushärten durch eine externe Energiequelle unterstützt werden, die in Abhängigkeit des verwendeten Klebstoffes ausgewählt werden muss (beispielsweise UV-Licht). Besonders einfach ist die Montage des Zusatzbauteils auf dem optischen Baustein dann, wenn die Klebeverbindung eben ausgebildet ist. Bei dem optischen Baustein handelt es sich ohnehin um ein planar-optisches System, welches eine ebene Fläche zur Verfügung stellt. Wird diese Fläche als Schnittstelle zum Zusatzbauteil verwendet, so kann dieses ebenfalls flach ausgebildet sein, wodurch eine ebene Klebeverbindung möglich wird. Die Ausrichtung des Zusatzbauteils muss dann vorteilhaft nur in zwei Ebenen erfolgen, da dessen Position auf dem Baustein durch Verwendung der planen Fläche bereits definiert ist. Dies vereinfacht die Justage der Position des Zusatzbauteils auf dem Baustein. Die in Relation zu den geforderten Positioniergenauigkeiten erreichbare sehr geringe Schichtdicke der Klebeverbindung ist vernachlässigbar.Furthermore, it can be advantageously provided that the additional component is permanently connected to the component by an adhesive connection. The choice of an adhesive bond initially has the advantage that the materials of the optical component, in particular glass, and the additional component, in particular plastic, can be chosen freely, since a suitable for each material pairing Find adhesive for connecting the components with each other. In addition, an adhesive bond allows a correction of the position of the additional component on the optical component until it hardens. In order to ensure the fixation of the additional component after its alignment as quickly and reliably as possible, the adhesive during curing can be supported by an external energy source, which must be selected depending on the adhesive used (for example, UV light). Particularly easy is the mounting of the additional component on the optical component, when the adhesive connection is flat. In any case, the optical component is a planar-optical system which provides a flat surface. If this surface is used as an interface to the additional component, then this may also be formed flat, whereby a flat adhesive connection is possible. The alignment of the additional component must then be advantageous only in two levels, since its position is already defined on the block by using the flat surface. This simplifies the adjustment of the position of the additional component on the block. The achievable in relation to the required positioning accuracy very small layer thickness of the adhesive bond is negligible.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Zusatzbauteil als Präzisionsfrästeil, als Kunststoff-Spritzgussteil oder als Stereolithographie-Bauteil ausgeführt ist. Hierbei handelt es sich um Fertigungsverfahren, die vorteilhaft ein besonders maßhaltiges Bauteil erzeugen können. Die Wahl des geeigneten Herstellungsverfahrens für das Zusatzbauteil hängt in erster Linie von der geplanten Stückzahl ab. Kunststoff-Spritzgussteile lassen eine hohe Stückzahl zu, wobei hochgenau gefertigte Bauteile urformtechnisch in kürzester Zeit erzeugbar sind. Die Verfahren des Präzisionsfräsens bzw. der Stereolithographie entwickeln ihre Wirtschaftlichkeit insbesondere bei kleineren Stückzahlen.Especially It is advantageous if the additional component as Präzisionsfrästeil, as Plastic injection molded part or as a stereolithography component is executed. These are manufacturing processes that are beneficial a particularly dimensionally stable Can produce component. The choice of the appropriate manufacturing process for the additional component depends first Line from the planned quantity. Plastic injection moldings leave a high quantity to, with high precision manufactured components in the shortest form Time are generated. The methods of precision milling or stereolithography develop their profitability especially for smaller quantities.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigenFurther Details of the invention are described below with reference to the drawing described. Same or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numerals and will just explained several times, how differences arise between the individual figures. It demonstrate

1 ein Ausführungsbeispiel für ein Zusatzbauteil für das erfindungsgemäße optische Bauelement als Aufsicht, 1 An exemplary embodiment of an additional component for the optical component according to the invention as a plan view,

2 bis 4 ausgewählte Schnitte durch das Zusatzbauteil gemäß 1 und ein Ausführungsbeispiel für ein planar-optisches System, auf dem das Zusatzbauteil befestigt ist, und 2 to 4 selected sections through the additional component according to 1 and an embodiment for a planar-optical system on which the auxiliary component is attached, and

5 und 6 eine Leiterplatte mit und ohne ein montiertes Ausführungsbeispiel des optischen Bauelementes als Aufsicht. 5 and 6 a circuit board with and without a mounted embodiment of the optical component as a plan view.

In 1 ist als Aufsicht ein Zusatzbauteil 11 dargestellt, wie es auf einer Oberfläche 12 (vgl. 6) eines in 1 nicht dargestellten planar-optischen Bausteins 13 (d.h. der Baustein bildet ein planar-optisches System) beispielsweise durch Verkleben montiert werden kann. Das Zusatzbauteil 11 ist als Stereolitographie-Bauteil ausgeführt. Es weist verschiedene Strukturen zur Anbindung weiterer Bauteile auf, wobei zusätzlich Aussparungen 14 in dem Zusatzbauteil vorgesehen sind, die einen eigenspannungsbedingten Verzug des Zusatzbauteils verhindern.In 1 is an additional component as a supervision 11 shown as it is on a surface 12 (see. 6 ) one in 1 not shown planar optical components 13 (ie, the device forms a planar-optical system) can be mounted, for example by gluing. The additional component 11 is designed as a stereolithography component. It has various structures for connecting other components, with additional recesses 14 are provided in the additional component, which prevent inherent distortion of the additional component.

Eine Justageeinrichtung ist durch eine Passungsstruktur 15 realisiert, welche aus zwei quaderförmigen Ansätzen besteht. Diese Passungsstruktur dient einer Montage des optischen Bauelementes, bestehend aus dem dargestellten Zusatzbauteil 11 und dem nicht dargestellten optischen Baustein 13, auf einer ebenfalls nicht dargestellten Leiterplatte 20 (5), welche hierfür eine geeignete komplementäre Passungsstruktur 16 aufweist. Ein Schnitt durch die Passungsstruktur 15 ist in 2 dargestellt, wobei 2 auch die Anbindung des Bausteins 13 an das Zusatzbauteil 11 mittels einer nicht näher dargestellten Klebeverbindung zeigt.An adjustment device is through a fit structure 15 realized, which consists of two parallelepiped approaches. This fit structure is used for mounting the optical component, consisting of the illustrated additional component 11 and the optical component, not shown 13 , on a printed circuit board, also not shown 20 ( 5 ), which for this purpose a suitable complementary fit structure 16 having. A cut through the fit structure 15 is in 2 shown, where 2 also the connection of the module 13 to the additional component 11 by means of an adhesive connection, not shown.

Weiterhin sind in dem Zusatzbauteil 11 Aufnahmen 17a für ein optisches Bauelement wie beispielsweise eine Laserdiode oder eine Fotodiode und Aufnahmen 17b für ein Steckerbauteil eines Lichtwellenleiters vorgesehen (3 und 4). Diese Aufnahmen 17a, 17b ermöglichen eine hochgenaue Anbindung der angesprochenen Bauteile an den optischen Baustein 13, wie den 3 und 4 zu entnehmen ist. Hierzu wird das Zusatzbauteil 11 in seiner Dicke komplett durchbrochen, sodass die angesprochenen optischen Wandler bzw. Wellenleiter durch die planare Oberfläche des planar-optischen Bausteins hindurch kommunizieren können. Die Lichtführung im Baustein wird nicht näher erläutert, erfolgt aber in allgemein bekannter Weise durch Vorsehen mehrer optischer Lagen in dem Baustein 13 (nicht dargestellt), wobei beispielsweise eine Strahlumlenkung oder Strahlaufteilung oder auch eine Wellenlängenseparation im optischen Baustein 13 erfolgen kann. Wichtig zum Verständnis des erfindungsgemäßen optischen Bauelementes ist es lediglich zu wissen, dass durch die Lichtführung im optischen Baustein Schnittstellen 18a, 18b (vgl. 3, 4 und 6) entstehen, die zur Einkopplung bzw. Auskopplung des im optischen Baustein 13 geführten Lichtes dienen und mit einem freien Wellenleiter 19, einem als Teil einer Leiterplatte 20 ausgeführten Wellenleiter 21 oder anderen optischen Bauelementen wie z. B. einem elektro-optischen Wandler 22 kommunizieren können.Furthermore, in the additional component 11 Recordings 17a for an optical device such as a laser diode or a photodiode and recordings 17b intended for a plug component of an optical waveguide ( 3 and 4 ). These shots 17a . 17b enable a high-precision connection of the addressed components to the optical component 13 like that 3 and 4 can be seen. For this purpose, the additional component 11 completely broken through in its thickness, so that the addressed optical transducers or waveguides can communicate through the planar surface of the planar optical component. The light guidance in the module is not explained in detail, but is carried out in a generally known manner by providing a plurality of optical layers in the block 13 (Not shown), wherein, for example, a beam deflection or beam splitting or a wavelength separation in the optical component 13 can be done. Important for understanding the optical component according to the invention, it is only to know that by the light guide in the optical module interfaces 18a . 18b (see. 3 . 4 and 6 ), which are used for coupling or decoupling in the optical component 13 serve guided light and with a free waveguide 19 one as part of a circuit board 20 executed waveguide 21 or other optical components such. B. an electro-optical converter 22 to be able to communicate.

Der freie Wellenleiter 19 gemäß 3 besteht aus einem Band, in dem exemplarisch drei Fasern 23 als optische Wellenleiter dargestellt sind. Das Band ist weiterhin in ein Steckerbauteil 24 eingebettet, welches mit seiner Geometrie genau zu der Aufnahme 17b gemäß 3 passt. Daher ist die Montage des freien Wellenleiters 19 mit seiner Stirnseite auf dem Baustein 13 unter Ausbildung einer optischen Schnittstelle 18a durch einfaches Stecken möglich. In die Aufnahme 17a gemäß 4 kann in ähnlicher Weise wie zu 3 beschrieben ein Wandler 22 eingesteckt werden, wodurch eine Schnittstelle 18b zwischen der optischen Stirnseite des Wandlers 22 und dem Baustein 13 entsteht. Handelt es sich bei dem Wandler 22 um eine Fotodiode, so wird das Licht aus dem Baustein 13 in den Wandler 22 ausgekoppelt. Handelt es sich bei dem Wandler 22 beispielsweise um eine Laserdiode, so wird deren Laserlicht über die Schnittstelle 18b in den Baustein 13 eingekoppelt. Auch die Montage des Wandlers 22 erfolgt unter Berücksichtigung von dessen Geometrie hochgenau durch eine geeignete geometrische Anpassung der Aufnahme 17a.The free waveguide 19 according to 3 consists of a band, in the example of three fibers 23 are shown as optical waveguides. The tape is still in a plug component 24 embedded, which with its geometry exactly to the recording 17b according to 3 fits. Therefore, the assembly of the free waveguide 19 with his forehead on the building block 13 forming an optical interface 18a possible by simply plugging. In the recording 17a according to 4 can work in a similar way to 3 described a transducer 22 be plugged in, creating an interface 18b between the optical end face of the transducer 22 and the building block 13 arises. Is it the converter 22 around a photodiode, so the light is out of the building block 13 in the converter 22 decoupled. Is it the converter 22 For example, to a laser diode, so the laser light through the interface 18b into the building block 13 coupled. Also the assembly of the converter 22 taking into account its geometry highly accurate by a suitable geometrical adaptation of the recording 17a ,

Der 5 lässt sich beispielhaft der Aufbau einer Leiterplatte 20 entnehmen, die zur Aufnahme eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen optischen Bauelementes (vgl. 1 bis 4) vorbereitet ist. Zu diesem Zweck ist in der Leiterplatte 20 eine Einbauöffnung 26 vorgesehen, welche in der Leiterplatte einen durchgehenden Schlitz bildet. Diese Einbauöffnung 26 schneidet weiterhin die Wellenleiter 21, sodass stirnseitige Schnittflächen zur Ein- bzw. Auskopplung des Lichtes auf beiden Seiten des Schlitzes entstehen. Weiterhin wird auf einer Seite des Randes der Einbauöffnung 26 die komplementäre Passstruktur 16 erzeugt, die aus einer quaderförmigen Aussparung besteht, welche zur Einbauöffnung 26 hin offen ist. In diese komplementäre Passungsstruktur 16 passt die Passungsstruktur 15 gemäß 1 genau hinein, sobald, wie in 6 dargestellt, das erfindungsgemäße optische Bauelement mit dem Baustein 13 und dem Zusatzbauteil 11 in die Einbauöffnung 26 eingesetzt wird. Das eingebaute Bauelement liegt mit der Oberfläche 12 des Bausteins 13 an der Seite der Einbauöffnung 26, die mit der komplementären Passungsstruktur 16 versehen ist, an, wobei im Bereich der Wellenleiter 21 die Schnittstellen 18c zur Einkopplung bzw. Auskopplung von Licht entstehen. Zu erkennen sind weiterhin an dem Zusatzbauteil 11 der Wandler 22 gemäß 4 und der freie Wellenleiter 19 gemäß 3.Of the 5 can be an example of the structure of a circuit board 20 refer to the recording of an embodiment of the optical component according to the invention (see. 1 to 4 ) is prepared. For this purpose is in the circuit board 20 a mounting hole 26 provided, which forms a continuous slot in the circuit board. This installation opening 26 continues to cut the waveguides 21 , so that frontal cut surfaces for coupling or decoupling of the light arise on both sides of the slot. Furthermore, on one side of the edge of the mounting hole 26 the complementary passport structure 16 generated, which consists of a cuboid recess, which to the installation opening 26 is open. In this complementary fit structure 16 fits the fit structure 15 according to 1 right in, as soon as, as in 6 represented, the optical component according to the invention with the block 13 and the additional component 11 in the installation opening 26 is used. The built-in component lies with the surface 12 of the building block 13 on the side of the installation opening 26 that match the complementary fit structure 16 is attached to, being in the area of the waveguide 21 the interfaces 18c arise for coupling or decoupling of light. To recognize are still on the additional component 11 the converter 22 according to 4 and the free waveguide 19 according to 3 ,

Zusätzlich zu dem Zusatzbauteil 11 kann an dem Baustein 13 auf der gegenüberliegenden Seite ein weiteres Zusatzbauteil 27 befestigt werden. Dieses kann vergleichbare Funktionen übernehmen wie das Zusatzbauteil 11, insbesondere Schnittstellen 18d zwischen den jenseitigen Teilen des Wellenleiters 21 auf der anderen Seite der Einbauöffnung 26 und weiteren nicht dargestellten Schnittstellen für freie Wellenleiter oder weiteren optischen Bauelementen bilden. Allerdings weist das weitere Zusatzbauteil 27 keine Justageeinrichtung für die Positionierung des optischen Bauelementes auf der Leiterplatte auf, um die Ausbildung von Mehrfachpassungen zu vermeiden. Die Positionierung des weiteren Zusatzbauteils wird daher indirekt über die Positionierung des Zusatzbauteiles 11 erreicht und schafft lediglich zusätzliche Anbindungsmöglichkeiten für optische Elemente, die mit dem erfindungsgemäßen optischen Bauelement kommunizieren sollen.In addition to the additional component 11 can be attached to the building block 13 on the opposite side another additional component 27 be attached. This can take on comparable functions as the additional component 11 , in particular interfaces 18d between the otherworldly parts of the waveguide 21 on the other side of the mounting hole 26 and form further interfaces, not shown, for free waveguides or other optical components. However, the other additional component has 27 no adjustment device for the positioning of the optical component on the circuit board in order to avoid the formation of multiple fits. The positioning of the additional additional component is therefore indirectly via the positioning of the additional component 11 achieved and provides only additional connectivity options for optical elements that are to communicate with the optical device according to the invention.

Claims

Optical component comprising - a device designed as a planar-optical system ( 13 ) equipped with an optical interface ( 18c ) as part of a printed circuit board ( 20 ) optical waveguides ( 21 ), and - an adjustment device for aligning the component relative to the printed circuit board, characterized in that the adjustment device in a permanent with the block ( 13 ) associated additional component ( 11 ) and from a fit structure ( 15 ) for a complementary fit structure ( 16 ) of the printed circuit board, wherein the sum of the maximum permissible tolerances for - the fit structure ( 15 ), - the complementary fit structure ( 16 ) and - the permanent connection of the additional component ( 11 ) with the module is smaller than the maximum allowable for a perfect optical transmission position tolerances between the component and the circuit board ( 20 ).

Component according to Claim 1, characterized in that the additional component ( 11 ) at least one recording ( 17b ) for an optical fiber ( 23 ) and / or has a receptacle for another optical component.

Component according to Claim 2, characterized in that the receptacle ( 17b ) complementary to a plug component ( 24 ) is formed, with which the optical fiber ( 23 ) is provided at the provided for connection to the device end.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the fit structure ( 15 ) from a cuboid approach to the additional component ( 11 ) consists.

Component according to one of claims 1 to 3 characterized in that the fit structure ( 15 ) from a pin-shaped projection on the additional component ( 11 ) consists.

Component according to claim 4 or 5, characterized in that exactly two approaches as a fit structure ( 15 ) are provided.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the additional component ( 11 ) by an adhesive connection with the building block ( 13 ) connected is.

Component according to Claim 5, characterized in that the adhesive connection is precisely on the component ( 13 ) is trained.

Component according to one of the preceding claims, characterized in that the additional component ( 11 ) is designed as a precision milled part, as a plastic injection molded part or as a stereolithography component.