DE102012200254A1

DE102012200254A1 - Optisches Verbindungssystem mit Stecker, welcher eine optische Biegung hat

Info

Publication number: DE102012200254A1
Application number: DE102012200254A
Authority: DE
Inventors: Bing Shao; Seng-Kum Chan; Ye Chen
Original assignee: Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2032-01-11
Also published as: US20120183256A1; US8469610B2; DE102012200254B4

Abstract

Ein Verbindungssystem und ein Verfahren, in welchem, wenn ein Steckerteil mit einem Aufnahmeteil verbunden ist, ein Reflektor in dem Steckerteil optische Signale zwischen einem Ende einer optischen Faser in dem Steckerteil und einem optoelektronischen Gerät umlenken kann, wie etwa eine Lichtquelle oder ein Lichtempfänger, in dem Aufnahmeteil.

Description

HINTERGRUND
In einem optischen Kommunikationssystem ist es im Allgemeinen notwendig, eine optische Faser mit einem optoelektronischen Transmitter-, Empfänger- oder Transceiver-Gerät zu koppeln und wiederum das Gerät mit einem elektronischen System, wie etwa ein Computer oder ein anderes Verarbeitungssystem, zu koppeln. Diese Verbindungen können mittels eines Modularisierens des Transceiver-Geräts erleichtert sein. Ein optoelektronisches Transceiver-Modul umfasst eine optoelektronische Lichtquelle, wie etwa ein Laser, und einen optoelektronischen Lichtempfänger, wie eine Fotodiode, und kann verschiedene elektronische Schaltung umfassen, welche mit dem Laser und der Fotodiode assoziiert ist. Zum Beispiel kann eine Treiberschaltung zum Treiben des Lasers in Antwort auf elektronische Signale, welche von dem elektronischen System empfangen sind, umfasst sein. Ähnlich kann eine Empfangsschaltung zum Verarbeiten der Signale, welche mittels der Fotodiode erzeugt sind, und zum Bereitstellen von Ausgabesignalen an das elektronische System umfasst sein. Die elektronischen und optoelektronischen Geräte können auf einer kleinen Schaltungsplatte oder einem ähnlichen Substrat innerhalb des Transceiver-Modul-Gehäuses montiert sein. Die Schaltungsplatte kann elektrische Kontakte oder Verbindungen zum Verbinden des optoelektronischen Transceivers mit dem externen elektronischen System umfassen.
In einigen modularen optoelektronischen Transceiversystemen kann ein optischer Stecker, welcher ein optisches Faserkabel terminiert, in eine Buchse (socket) in dem Transceiver-Modul-Gehäuse eingesteckt werden (plugged).
Wenn mit dem Transceiver-Modul in dieser Weise gekoppelt, sind die Enden von optischen Fasern in dem Stecker optisch mit einer (oder auf eine) Optik in dem optoelektronischen Transceiver ausgerichtet (aligned). Die Optik koppelt elektronische Signale zwischen den Fasern und dem Laser und der Fotodiode. Eine erste Faser, welche als eine Transmissionsfaser bezeichnet werden kann, ist so mit dem Laser optisch gekoppelt, dass optische Signale, welche mittels des Transceiver-Moduls erzeugt sind, über die Transmissionsfaser übermittelt werden. Eine zweite Faser, welche als eine Empfangsfaser bezeichnet werden kann, ist so mit der Fotodiode optisch gekoppelt, dass optische Signale, welche über die Empfangsfaser empfangen sind, mittels des Transceiver-Moduls empfangen werden können.
In einigen optoelektronischen Transceiver-Modulen umfasst der optische Signalpfad eine 90°-Biegung oder Richtungsänderung (turn). Zum Beispiel kann die oben beschriebene Schaltungsplatte, auf welcher der Laser und die Fotodiode montiert sind, senkrecht oder normal zu den Achsen orientiert sein, entlang welcher die optischen Signale mit den optischen Fasern in dem Stecker kommuniziert werden. Der Laser emittiert das optische Transmissionssignal in einer Richtung normal zu der Schaltungsplatte und die Fotodiode empfängt das optische Empfangssignal aus einer Richtung normal zu der Schaltungsplatte. Die oben referenzierte Optik in dem Transceiver-Modul kann eine erste Linse umfassen, welche das optische Transmissionssignal, welches mittels des Lasers emittiert ist, kollimiert und kann eine zweite Linse umfassen, welche das optische Empfangssignal auf (oder über) (upon) der Fotodiode fokussiert. Ein Spiegel oder ein ähnliches reflektives Element in dem Transceiver-Modul kann die Signale, welche mittels des Lasers emittiert sind, und mittels der Fotodiode empfangen sind, um 90°-Winkel bezüglich oder relativ zu der Schaltungsplatte umlenken (redirect).
ZUSAMMENFASSUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verbindungssystem (connection system) und ein Verfahren, in welchem, wenn ein Steckerteil mit einem Aufnahmeteil oder Empfangsteil (receptacle portion) verbunden ist oder gepaart ist (mated), ein Reflektor in dem Steckerteil Licht zwischen einem Ende einer optischen Faser in dem Steckerteil und einem optoelektronischen Gerät, wie etwa eine Lichtquelle oder ein Lichtempfänger, in dem Aufnahmeteil umlenken kann.
Der Steckerteil hat zusätzlich zu zumindest einer optischen Faser und dem Reflektor einen Stecker-optischer-Port-Bereich und einen Steckerkörper. Der Reflektor ist zwischen einem Ende der ersten optischen Faser und dem Stecker-optischer-Port-Bereich (plug optical port region) lokalisiert. Die Orientierung des Reflektors erlaubt es, Licht zwischen einer optischen Achse der Faser und dem Stecker-optischer-Port-Bereich umzulenken. Das Licht passiert durch den Stecker-optischer-Port-Bereich entlang einer Stecker-optischer-Port-Achse.
Der Aufnahmeteil hat zusätzlich zu dem optoelektronischen Gerät einen Aufnahme-optischer-Port-Bereich und einen Aufnahmekörper. Das optoelektronische Gerät hat eine Gerät-optische-Achse, welche mit (oder auf) der Stecker-optischer-Port-Achse ausgerichtet ist, wenn der Steckerteil und der Aufnahmeteil in einer verbundenen (oder zusammengesteckten) (mated) Position sind und der Stecker-optischer-Port-Bereich angrenzend an den Aufnahme-optischer-Port-Bereich ist.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile werden für einen Fachmann in der Technik nach Studium der folgenden Figuren und der detaillierten Beschreibung ersichtlich sein oder ersichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass alle solche zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile innerhalb dieser Beschreibung umfasst sind, innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung sind und mittels der angehängten Ansprüche geschützt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann besser mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen verstanden werden. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht notwendiger Weise maßstabsgerecht, Betonung wird stattdessen auf eine klare Illustration der Prinzipien der vorliegenden Erfindung gesetzt.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungssystems, welches einen Steckerteil und einen Aufnahmeteil hat, in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Draufsicht von oben des Verbindungssystems der 1, wobei der Steckerteil und der Aufnahmeteil in einer verbundenen oder gepaarten Position (mated position) gezeigt sein.
3 ist eine Draufsicht von unten des Verbindungssystems der 1, wobei der Steckerteil und der Aufnahmeteil in der verbundenen Position gezeigt sind.
4 ist eine perspektivische Ansicht des Steckerteils, welcher mit dem Aufnahmeteil in dem Verbindungssystem der 1 verbunden ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht von unten des Steckerteils des Verbindungssystems der 1.
6 ist eine perspektivische Ansicht des Aufnahmeteils der 1, wobei der Aufnahmekörper entfernt ist, um das optoelektronische Gerät und das elektronische Gerät zu zeigen, welche auf der gedruckten Schaltungsplatte montiert sind.
7 ist eine Schnittansicht, welche entlang einer Linie 7-7 von 4 genommen ist.
8 ist eine Schnittansicht, welche entlang einer Linie 8-8 von 4 genommen ist.
9 ist eine Schnittansicht, welche den Steckerteil der 6 zeigt, wenn er mit dem Aufnahmeteil der 7 verbunden ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie in den 1 und 2 illustriert ist, umfasst in einer illustrativen oder exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ein Verbindungssystem einen Steckerteil 12 und einen Aufnahmeteil 14. Obwohl in der exemplarischen Ausführungsform der Steckerteil 12 aufgefasst werden kann, eine Stecker-ähnliche Erscheinung zu haben, und der Aufnahmeteil 14 aufgefasst werden kann, eine Aufnahme-ähnliche Erscheinung zu haben, werden die Ausdrücke „Stecker” und „Aufnahme” oder „Buchse” (receptacle) nur zur Bequemlichkeit der Beschreibung benutzt. In anderen Ausführungsformen können z. B. die hierin beschriebenen Merkmale, wie etwa des Steckerteils 12, stattdessen in einem Aufbau bereitgestellt sein, welcher aufgefasst werden kann, genauer oder im größeren Detail einer Aufnahme oder einer Steckdose (socket) (z. B. mit einem Steckdose-ähnlichen Gehäuse) zu ähneln, und umgekehrt können die Merkmale, welche hierin beschrieben sind, wie etwa des Empfangsteils 14, stattdessen in einem Aufbau bereitgestellt sein, welcher aufgefasst werden kann, genauer oder im größeren Detail einem Stecker zu ähneln (z. B. mit einem Stecker-ähnlichen Gehäuse). Strukturelle Begrenzungen sollten nicht mittels der Benutzung der Ausdrücke „Stecker” und „Aufnahme” hierin mit Bezug auf die exemplarische Ausführungsform in der Erfindung abgeleitet werden. Es sollte auch bemerkt werden, dass in anderen Ausführungsformen (nicht gezeigt) ein Steckerteil und ein Aufnahmeteil innerhalb von jeweiligen Gehäusen oder anderen Strukturen montiert sein können, welche Merkmale umfassen, welche ein Verbinden oder Zusammenstecken (mating) erleichtern oder ermöglichen, umfassend z. B., Rast- oder Eingriffsmerkmale, welche erleichtern, dass der Steckerteil und der Aufnahmeteil in einer verbundenen Position beibehalten bzw. zurückgehalten werden. Solch eine Struktur, in welcher ein Steckerteil oder ein Aufnahmeteil umfasst ist, kann z. B. ein Konnektorgehäuse sein. Alternativ kann eine Struktur, in welcher ein Steckerteil und ein Aufnahmeteil umfasst ist, z. B. ein optoelektronisches-Transceiver-Modul-Gehäuse sein.
Steckerteil 12 umfasst einen Steckerkörper 16 und hält die Enden der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 zurück oder fest. Obwohl in der exemplarischen Ausführungsform der Steckerkörper 16 die Enden von vier optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 hält, kann in anderen Ausführungsformen solch ein Steckerkörper die Enden von mehr oder weniger solchen optischen Fasern halten. Die Enden der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 können innerhalb entsprechender Gräben oder Kerben (grooves) (nicht gezeigt) in einer Trog-ähnlichen zurückgesetzten Bereich (recessed area) 26 in dem Steckerkörper gehalten sein. Das Ende jeder der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 kann von ihrer äußeren Hülle oder Ummantelung (sheats) befreit sein (stripped), um dadurch das Faserende zu exponieren, und das äußerste Faserende kann von seinem Mantel oder seiner Verkleidung (cladding) befreit sein, um dadurch den Faserkern zu exponieren. Der zurückgesetzte oder ausgenommene Bereich 26 kann mit einem geeigneten Material, wie etwa Expoxidharz 28, gefüllt sein, um die Enden der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 zu sichern. Die extremen Faserenden (d. h. die exponierten Kerne) der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 grenzen an das Hintere eines Reflektors 30 (2) an, welcher in dem Steckerkörper 16 gebildet ist. Der Brechungsindex des Reflektors 30 kann mit dem Brechungsindex jeder der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 übereinstimmen, um eine optische Kopplung zu begünstigen. Die Positionierung des extremen Endes jeder der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 unmittelbar angrenzend an, d. h. anliegend (abutting) an Reflektor 30 begünstigt auch eine optische Ausrichtung mit den (oder auf die) Linsenelementen (unten beschrieben) von Reflektor 30. Es sollte bemerkt werden, dass der Steckerkörper 16 und sein Reflektor 30 aus optisch transparenten Materialien (d. h. transparent für Wellenlängen, welche mittels der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 im Betrieb übertragen werden) hergestellt sein können. Zum Beispiel kann ein formbarer oder gießbarer optischer Thermoplast, wie etwa ULTEN^®-Polyetherimid von SABIC (formals General Electric Plastics Division) geeignet sein. Epoxidharz 28 kann ähnlich transparent sein.
Aufnahmeteil 14 umfasst einen Aufnahmekörper 32, welcher auf der oberen Oberfläche eines gedruckte-Schaltungsplatte-Substrats 34 montiert ist. Wie in 3 illustriert ist, umfasst die untere Oberfläche des gedruckte-Schaltungsplatte-Substrats ein Feld von elektrischen Kontakten 36, wie etwa eine Kugelgitteranordnung (ball-grid array) (BGA). Aufnahmekörper 32 kann aus einem transparenten, gießbaren oder formbaren optischen Thermoplasten, wie etwa das oben referenzierte ULTEM^® Polyetherimid, gefertigt sein.
Wie in 4 illustriert ist, können der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 dadurch verbunden oder zusammengesteckt werden (mated), dass der Steckerteil 12 zu dem Aufnahmeteil 14 in der Richtung, welche durch die Pfeile in 4 angezeigt sind, bewegt wird, bis der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 die verbundene Position (1 und 2) erreichen. (In anderen Ausführungsformen kann es jedoch bequemer sein oder gleich bequem sein, einen Aufnahmeteil zu einem Steckerteil hin zu bewegen). In der verbundenen oder zusammengesteckten Position wird eine Zunge oder Lasche 38 (tongue), welche sich von dem Rest des Steckerkörpers 16 erstreckt, in einer Ausnehmung oder Einkerbung (recess) 40 in dem Oberen des Aufnahmekörpers 32 empfangen. Man bemerke, dass der Steckerteil 12 zu dem Aufnahmeteil 14 hin zu der verbundenen oder zusammengesteckten Position in einer Richtung im Allgemeinen entlang einer Steckachse (mating axis) 42 bewegt werden kann. Nichtsdestotrotz können in anderen Ausführungsformen solch ein Steckerteil und ein Aufnahmeteil in irgendeiner anderen geeigneten Weise zusammengesteckt oder verbunden werden, wie etwa dadurch, dass der Steckerteil in einer Richtung senkrecht zu der, welche in 4 gezeigt ist, derart bewegt wird, dass die Zunge oder eine ähnliche Struktur in eine Aufnahme oder in eine ähnliche Empfangsstruktur in dem Aufnahmekörper abgesenkt wird. Es sollte bemerkt werden, dass, obwohl in der exemplarischen Ausführungsform ein mechanisches Eingreifen (engagement) zwischen dem Steckerteil 12 und dem Aufnahmeteil 14 mittels einer Zunge 38 bereitgestellt ist, welche innerhalb der Ausnehmung 40 hinein passt, in anderen Ausführungsformen solch ein mechanisches Eingreifen in irgendeiner anderen geeigneten Weise bereitgestellt sein kann. Zum Beispiel kann in anderen Ausführungsformen ein Aufnahmeteil eine mechanisch verbindende oder steckende Struktur umfassen, welche verschieden von einer Ausnehmung ist, und der Steckerteil kann eine mechanisch verbindende Struktur umfassen, welche verschieden von einer Zunge ist. Zusätzlich werden in der exemplarischen Ausführungsform zwei Protuberanzen 44, welche sich von dem Aufnahmekörper 32 erstrecken, in entsprechenden Bohrungen oder Löchern 45 (bores) (5) in dem Steckerkörper 16 empfangen, um eine Ausrichtung zwischen dem Steckerteil 12 und dem Aufnahmeteil 14 zu unterstützen, wenn zusammengesteckt oder verbunden.
Wie in 6 illustriert ist, sind auf der oberen Oberfläche des gedruckte-Schaltungsplatte-Substrats 34 eine erste optoelektronische Lichtquelle 46, eine zweite optoelektronische Lichtquelle 48, ein erster optoelektronischer Lichtempfänger 50 und ein zweiter optoelektronischer Lichtempfänger 52 montiert. Die optoelektronischen Lichtquellen 26 und 48 können z. B. Vertical-Cavity-Surface-Emitting-Lasers (VCSELs) sein. Die optoelektronischen Lichtempfänger 50 und 52 können z. B. Fotodioden sein. Obwohl in der exemplarischen Ausführungsform der Aufnahmeteil 14 zwei Lichtquellen 46 und 48 und zwei Lichtempfänger 50 und 52 umfasst, kann in anderen Ausführungsformen ein Aufnahmeteil mehr oder weniger solche optoelektronische Kommunikationsgeräte umfassen. Ein integrierte-Schaltung-Chip 54 ist auch auf der oberen Oberfläche des gedruckte-Schaltungsplatte-Substrats 34 montiert. Obwohl aus Zwecken der Klarheit nicht gezeigt, verbinden elektrische Zwischenverbindungen, wie etwa gedruckte-Schaltungsplatte-Bahnen, -Vias, und -Drähte, etc. die optoelektronischen Lichtquellen 46 und 48 mit dem integrierte-Schaltung-Chip 54 und verbinden den integrierte-Schaltung-Chip 54 mit einem elektrischen Kontaktfeld 36 (3) sowie verbinden optoelektronische Lichtempfänger 50 und 52 mit dem integrierte-Schaltung-Chip 54. Der integrierte-Schaltung-Chip 54 kann eine Treiberschaltung (nicht gezeigt) umfassen, welche die optoelektronischen Lichtquellen 46 und 48 in Antwort auf elektrische Eingabesignale treibt, welche von dem elektrischen Kontaktfeld 36 empfangen sind. Ähnlich kann der integrierte-Schaltung-Chip 54 Empfangsschaltung (nicht gezeigt) umfassen, welche Ausgabesignale an das elektrische Kontaktfeld 36 in Antwort auf ein optisches Signal bereitstellt, welches mittels der optoelektronischen Lichtempfänger 50 und 52 empfangen ist.
Wie in 7 bis 9 illustriert ist, können, wenn der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 zusammengesteckt sind, optische Signale (z. B. digitale Daten repräsentierend) zwischen dem Steckerteil 12 und dem Aufnahmeteil 14 kommuniziert werden. Optische Fasern 18 und 20 können als empfangsoptische Fasern bezeichnet werden, da der Aufnahmeteil 14 optische Signale durch sie empfangen kann, wenn der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 verbunden oder zusammengesteckt sind. Ähnlich können die optischen Fasern 22 und 24 als transmissionsoptische Fasern bezeichnet werden, da der Aufnahmeteil 14 optische Signale durch sie transmittieren kann, wenn der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 verbunden oder zusammengesteckt sind. Wie z. B. in 8 illustriert ist, passiert Licht, welches mittels der optoelektronischen Lichtquelle 46 entlang einer erste-Lichtquelle-(Gerät)-optische-Achse 56 emittiert ist, durch eine Kollimationslinse 58, welche in dem Aufnahmekörper 32 gebildet ist. Man bemerke, dass die optoelektronischen Lichtquellen 46 und 48 und die optoelektronischen Lichtempfänger 50 und 52 sowie der integrierte-Schaltung-Chip 54 auf einem gedruckte-Schaltungsplatte-Substrat 34 innerhalb einer Kavität 60 in dem Aufnahmekörper 32 montiert sind.
Der Lichtstrahl oder das optische Signal, welches mit mittels der optoelektronischen Lichtquelle 46 entlang der erste-Lichtquelle-optische-Achse 56 emittiert ist, passiert auch durch eine planare Oberfläche 62 (8) in der Ausnehmung 14 des Aufnahmekörpers 32. Der Teil oder der Bereich der planaren Oberfläche 62, durch welchen der Lichtstrahl passiert, definiert einen Aufnahme-optischer-Port-Bereich. Die planare Oberfläche 62 ist bei einem schiefen Winkel bezüglich der erste-Lichtquelle-optische-Achse 56 orientiert. Diese schräge (sloping) oder geneigte Orientierung der planaren Oberfläche 62 bezüglich der erste-Lichtquelle-optische-Achse 56 ist nützlich, weil sie eine unerwünschte Reflexion von Umgebungslicht verhindert, wenn die Ausrichtung zwischen der optoelektronischen Lichtquelle 46 und der Kollimationslinse 58 entlang der erste-Lichtquelle-optische-Achse 56 von einem Punkt oberhalb der Oberseite oder des Oberen des Aufnahmeteils 14 während einer Herstellung des Aufnahmeteils 14 visuell inspiziert wird. Zum Beispiel kann Herstellungspersonal den Aufnahmeteil 14 unter ein Mikroskop platzieren und die Ausrichtung zwischen der optoelektronischen Lichtquelle 46 und der Kollimationslinse 58 durch das Mikroskop betrachten. Der Winkel 66, mit welchem die planare Oberfläche 62 des Aufnahmekörpers 32 geneigt ist, ist in 8 in Bezug auf die Steckachse 42 gezeigt. Der Winkel 66 ist kleiner als 90° und vorzugsweise kleiner als ungefähr 15°. Ähnlich ist der Winkel 68, bei welchem eine ähnliche planare Oberfläche 64 des Steckerkörpers 16 geneigt ist, in 7 in Bezug auf eine erste-Transmissionsfaser-optische-Achse 70 gezeigt, welche die Achse repräsentiert, entlang welcher Licht durch das extreme Ende der optischen Faser 18 kommuniziert wird. Die komplementären Winkel 66 und 88 assistieren dabei, den Steckerteil 12 mit dem Aufnahmeteil 14 zusammenzustecken, da die planare Oberfläche 62 die planare Oberfläche 64 angrenzt, wenn der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 in der verbundenen oder zusammengesteckten Position sind (9). Man bemerke, dass die erste-Transmissionsfaser-optische-Achse 70 parallel zu der Steckachse 42 ist, wenn der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 in der zusammengesteckten Position sind. Man bemerke auch, dass die erste-Lichtquelle-optische-Achse 56 senkrecht, d. h. bei einem 90°-Winkel zu der Steckachse 42 orientiert ist.
Wenn der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 in der zusammengesteckten Position sind, trifft der oben referenzierte kollimierte Lichtstrahl oder das optische Signal, welches mittels des Aufnahmeteils 14 entlang der erste-Lichtquelle-optische-Achse 56 emittiert ist, auf und passiert durch die planare Oberfläche 64 (7) entlang einer Stecker-optischer-Port-erste-Transmissions-Achse 80. Der Teil oder der Bereich der planaren Oberfläche 64, durch welcher der Lichtstrahl passiert, definiert einen Stecker-optischer-Port-Bereich. Wenn der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 in der zusammengesteckten Position sind, sind der Stecker-optischer-Port-Bereich und der Aufnahme-optischer-Port-Bereich angrenzend (adjacent) zueinander. Man bemerke, dass, wenn der Steckerteil 12 und der Aufnahmeteil 14 in der zusammengesteckten Position sind, die Stecker-optischer-Port-erste-Transmissions-Achse 80 koaxial mit der erste-Lichtquelle-optische-Achse 56 ist. Reflektor 30 ist so zwischen den Enden der optischen Fasern und dem Stecker-optischer-Port-Bereich gestellt, um den Lichtstrahl abzulenken. Ein totale-interne-Reflexion-(TIR)-Spiegel 72, welcher auf einer Oberfläche des Reflektors 30 gebildet ist, in dem Steckerteil 12 reflektiert oder lenkt um den Lichtstrahl bei 90° in das Ende der optischen Faser 18 entlang der erste-Transmissionsfaser-optische-Achse 70. Der TIR-Spiegel 72 lenkt nicht nur den Lichtstrahl um, sondern kollimiert ihn auch. Obwohl in der exemplarischen Ausführungsform der Reflektor 30 einen TIR-Spiegel 72 umfasst, welcher den Lichtstrahl mittels totaler interner Reflexion umlenkt, kann in anderen Ausführungsformen ein Reflektor irgendeinen anderen geeigneten Typ eines optischen Merkmals zum Umlenken des Lichtstrahls umfassen. Zum Beispiel kann ein Reflektor eine reflektive planare Oberfläche haben, welche bei einem 45°-Winkel zu dem Lichtstrahl orientiert ist.
Andere Lichtstrahlen oder optische Signale werden zwischen dem zusammengesteckten Steckerteil 12 und Aufnahmeteil 14 in derselben oder in einer ähnlichen Weise kommuniziert, wie dieser, welche oben mit Betrachtung der Transmission des optischen Signal beschrieben ist, welches mittels der optoelektronischen Lichtquelle 46 emittiert ist. Ein Lichtstrahl, welcher mittels der optoelektronischen Lichtquelle 48 entlang einer zweite-Lichtquelle-optische-Achse 73 (6) emittiert ist, passiert auch durch die planare Oberfläche 62 des Aufnahmeteils 14 (d. h. in dem Aufnahme-optischer-Port-Bereich). Dieser Lichtstrahl setzt sich durch die planare Oberfläche 64 des Steckerteils 12 (d. h. in dem Stecker-optischer-Port-Bereich) entlang einer Stecker-optischer-Port-zweite-Transmissions-Achse 75 (5) fort, wird mittels eines anderen solchen TIR-Spiegels 74 (2) auf der Oberfläche des Reflektors 30 reflektiert, und wird so um 90° in das Ende der optischen Faser 20 entlang einer zweite-Transmissionsfaser-optische-Achse 77 (2) umgelenkt. Ähnlich wird ein Lichtstrahl, welcher von dem Ende der optischen Faser 22 entlang einer erste-Empfangsfaser-optische-Achse 79 (2) emittiert ist, mittels noch eines anderen solchen TIR-Spiegels 76 (2) reflektiert und so um 90° durch die planare Oberfläche 64 des Steckerteils 12 (d. h. in dem Stecker-optischer-Port-Bereich) entlang einer Stecker-optischer-Port-erste-Empfangsachse 81 (5) umgelenkt. Dieser Lichtstrahl setzt sich durch die planare Oberfläche 62 des Aufnahmeteils 14 (d. h. in dem Aufnahme-optischer-Port-Bereich) entlang einer erster-Lichtempfänger-optische-Achse 83 (6) fort und trifft auf den optoelektronischen Lichtempfänger 50. Ähnlich wird ein Lichtstrahl, welcher von dem Ende der optischen Faser 24 entlang einer zweite-Empfangsfaser-optische-Achse 85 (2) emittiert ist, mittels noch eines anderen solchen TIR-Spiegels 78 (2) reflektiert und somit um 90° durch die planare Oberfläche 64 des Steckerteils 12 (d. h. in dem Stecker-optischer-Port-Bereich) entlang einer Stecker-optischer-Port-zweite-Empfangsachse 87 (5) umlenkt. Dieser Lichtstrahl setzt sich durch die planare Oberfläche 62 des Aufnahmeteils 14 (d. h. in dem Aufnahme-optischer-Port-Bereich) entlang einer zweiter-Lichtempfänger-optische-Achse 89 (6) fort und trifft auf den optoelektronischen Lichtempfänger 52.
Obwohl aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt, umfasst der Aufnahmekörper 32 eine andere Kollimationslinse ähnlich zu der Kollimationslinse 58, welche mit der (oder auf die) optoelektronischen Lichtquelle 50 zum Kollimieren von Licht ausgerichtet ist, welches mittels der optoelektronischen Lichtquelle 50 emittiert ist. Ähnlich, obwohl aus Zwecken der Klarheit nicht gezeigt, umfasst der Aufnahmekörper 32 zwei zusätzliche Fokussierungslinsen, welche in Struktur auch ähnlich zu der Linse 58 sind und welche mit dem (oder auf den) optoelektronischen Lichtempfänger 48 bzw. 52 zum Fokussieren von Licht auf die optoelektronischen Lichtempfänger 48 und 52 ausgerichtet sind.
Aufnahmeteil 14 kann auf einer externen Schaltungsplatte 90 (1) mittels Lötens eines elektrischen Kontaktfeldes 36 an ein entsprechendes Feld von Pads auf der externen Schaltungsplatte montiert sein. Die externe Schaltungsplatte kann ein Teil eines ersten Geräts oder eines Systems, wie etwa ein Computer, sein. Ähnlich kann ein zweites Gerät oder System, wie etwa ein Computerperipheriegerät, mit den distalen Enden (nicht gezeigt) der optischen Fasern 18, 20, 22 und 24 gekoppelt sein. In Betrieb kann das erste Gerät optische Signale zu dem zweiten Gerät über die optischen Fasern 48 und 50 transmittieren und kann optische Signale von dem zweiten Gerät über die optischen Fasern 52 und 54 empfangen. Die Weise, in welcher Daten zwischen solchen Geräten unter Benutzung von optischen Signalen in dieser Weise kommuniziert werden können, ist in der Technik gut verstanden und wird daher hierin nicht beschrieben. Die optischen Fasern 48 und 52 dienen als ein erster bidirektionaler optischer Datenkommunikationskanal und die optischen Fasern 50 und 54 dienen als ein zweiter bidirektionaler optischer Datenkommunikationskanal. In anderen Ausführungsformen können jedoch weniger oder mehr Kanäle und entsprechend mehr oder weniger optische Fasern, optoelektronische Geräte, etc. vorgesehen sein.
Eine oder mehrere illustrative Ausführungsformen der Erfindung sind oben beschrieben worden. Es wird jedoch verstanden, dass die Erfindung mittels der angehängten Ansprüche definiert ist und nicht auf die spezifischen beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist.

Claims

Verbindungssystem, aufweisend: einen Steckerteil, welcher einen Stecker-optischer-Port-Bereich, einen Steckerkörper, ein Ende einer optischen Faser und einen Reflektor aufweist, wobei der Reflektor zwischen einem Ende der optischen Faser und dem Stecker-optischer-Port-Bereich angeordnet ist, wobei der Reflektor orientiert ist, um Licht zwischen einer Faser-optische-Achse der optischen Faser und einer Stecker-optischer-Port-Achse in dem Stecker-optischer-Port-Bereich umzulenken; und einen Aufnahmeteil, welcher einen Aufnahme-optischer-Port-Bereich, einen Aufnahmekörper und zumindest ein optoelektronisches Signalkommunikationsgerät aufweist, wobei das optoelektronische Signalkommunikationsgerät eine Gerät-optische-Achse hat, wobei die Geräte-optische-Achse auf die Stecker-optischer-Port-Achse ausgerichtet ist, wenn der Steckerteil und der Aufnahmeteil in einer verbundenen Position sind und der Stecker-optischer-Port-Bereich angrenzend an den Aufnahme-optischer-Port-Bereich ist.
Verbindungssystem gemäß Anspruch 1, wobei eine planare Oberfläche des Aufnahmekörpers angrenzend an das optoelektronische Signalkommunikationsgerät den Aufnahme-optischer-Port-Bereich definiert und wobei die Gerät-optische-Achse die planare Oberfläche bei einem schiefen Winkel schneidet, und/oder wobei eine planare Oberfläche des Steckerkörpers den Stecker-optischer-Port-Bereich definiert und wobei die planare Oberfläche des Steckerkörpers die planare Oberfläche des Aufnahmekörpers angrenzt, wenn der Steckerteil und der Aufnahmeteil in einer verbundenen Position sind, und/oder wobei der Steckerteil in dem Aufnahmeteil entlang einer Steckachse aufgenommen ist, wobei die Steckachse parallel zu der Faser-optische-Achse ist, wobei die planare Oberfläche des Steckerkörpers von der Steckachse um einen Stecker-Oberfläche-Winkel, welcher nicht Null ist, verschieden ist, und wobei die planare Oberfläche des Aufnahmekörpers von der Steckachse um einen Aufnahme-Oberfläche-Winkel komplementär zu dem Stecker-Oberfläche-Winkel verschieden ist.
Verbindungssystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: die planare Oberfläche des Aufnahmekörpers eine Wand einer Ausnehmung in dem Aufnahmekörper ist; und die planare Oberfläche des Steckerkörpers eine Wand einer Zunge des Steckerkörpers ist und wobei die Zunge in der Ausnehmung des Aufnahmekörpers empfangen ist, wenn der Steckerteil und der Aufnahmeteil in einer verbundenen Position sind.
Verbindungssystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Reflektor ein totale-interne-Reflexion-Element aufweist, und/oder wobei der Reflektor orientiert ist, um das Licht bei einem Winkel von 90° umzulenken.
Verbindungssystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Aufnahmeteil ein Substrat aufweist, wobei das optoelektronische Signalkommunikationsgerät auf dem Substrat montiert ist und wobei der Aufnahmekörper auf dem Substrat montiert ist, und/oder wobei der Aufnahmekörper auf einer oberen Oberfläche des Substrats montiert ist und wobei die untere Oberfläche des Substrats ein Feld von elektrischen Kontakten umfasst.
Verbindungssystem, aufweisend: einen Steckerteil, welcher einen Stecker-optischer-Port-Bereich, einen Steckerkörper, ein Ende einer Transmission-optische-Faser, ein Ende einer Empfang-optische-Faser und einen Reflektor aufweist, wobei der Reflektor zwischen dem Ende der Transmission-optische-Faser und dem Stecker-optischer-Port-Bereich und zwischen dem Ende der Empfang-optische-Faser und dem Stecker-optischer-Port-Bereich angeordnet ist, wobei der Reflektor orientiert ist, Licht zwischen einer Transmission-Faser-optische-Achse der Transmission-optische-Faser und einer Stecker-optischer-Port-Transmission-Achse in dem Stecker-optischer-Port-Bereich umzulenken und Licht zwischen einer Empfang-Faser-optische-Achse der Empfang-optische-Faser und einer Stecker-optischer-Port-Empfang-Achse in dem Stecker-optischer-Port-Bereich umzulenken; und einen Aufnahmeteil, welcher ein Substrat, einen Aufnahmekörper, welcher auf dem Substrat montiert ist, eine optoelektronische Lichtquelle, welche auf dem Substrat montiert ist und eine Lichtquelle-optische-Achse hat, einen optoelektronischen Lichtempfänger, welcher auf dem Substrat montiert ist und eine Lichtempfänger-optische-Achse hat, und einen Aufnahme-optischer-Port-Bereich, welcher mittels einer planaren Oberfläche des Aufnahmekörpers angrenzend an die optoelektronische Lichtquelle und den optoelektronischen Lichtempfänger definiert ist, aufweist, wobei die Lichtquelle-optische-Achse und die Lichtempfänger-optische-Achse die planare Oberfläche des Aufnahmekörpers bei einem schiefen Winkel schneiden, wobei die Lichtquelle-optische-Achse auf die Stecker-optischer-Port-Transmission-Achse ausgerichtet ist und wobei die Lichtempfänger-optische-Achse auf die Stecker-optischer-Port-Empfang-Achse ausgerichtet ist, wenn der Steckerteil und der Aufnahmeteil in einer verbundenen Position sind und die planare Oberfläche des Steckerkörper die planare Oberfläche des Aufnahmekörpers angrenzt.
Verfahren zum Benutzen eines Verbindungssystems, welches einen Steckerteil und einen Aufnahmeteil aufweist, wobei der Steckerteil einen Stecker-optischer-Port-Bereich, einen Steckerkörper, ein Ende einer optischen Faser und einen Reflektor aufweist, wobei der Reflektor zwischen dem Ende der optischen Faser und dem Stecker-optischer-Port-Bereich angeordnet ist, wobei der Aufnahmeteil einen Aufnahme-optischer-Port-Bereich, einen Aufnahmekörper und zumindest ein optoelektronisches Signalkommunikationsgerät aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Bewegen eines des Steckerteils und des Aufnahmeteils in eine verbundene Position mit dem anderen des Steckerteils und des Aufnahmeteils, wobei eine Gerät-optische-Achse des optoelektronischen Signalkommunikationsgeräts auf die Stecker-optischer-Port-Achse des Steckerteils ausgerichtet ist, wenn der Steckerteil und der Aufnahmeteil in der verbundenen Position sind; und mittels des Reflektors Umlenken von Licht zwischen einer Faser-optische-Achse der optischen Faser und der Stecker-optischer-Port-Achse.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Licht entlang der Gerät-optische-Achse bei einem schiefen Winkel durch eine planare Oberfläche des Aufnahmekörpers angrenzend an das optoelektronische Signalkommunikationsgerät transmittiert wird, welches den Aufnahme-optischer-Port-Bereich definiert.
Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei eine planare Oberfläche des Steckerkörpers den Stecker-optischer-Port-Bereich definiert, und wobei Bewegen eines des Steckerteils und des Aufnahmeteils in eine verbundene Position mit dem anderen des Steckerteils und des Aufnahmeteils ein Bewegen eines des Steckerteils und des Aufnahmeteils bezüglich zu dem anderen des Steckerteils und des Aufnahmeteils, bis die planare Oberfläche des Steckerkörpers die planare Oberfläche des Aufnahmekörpers angrenzt, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei Bewegen eines des Steckerteils und des Aufnahmeteils in eine verbundene Position mit dem anderen des Steckerteils und des Aufnahmeteils ein Bewegen eines des Steckerteils und des Aufnahmeteils bezüglich des anderen des Steckerteils und des Aufnahmeteils entlang einer Steckachse parallel zu der Faser-optische-Achse aufweist, während sich eine der planaren Oberfläche des Steckerkörpers und der planaren Oberfläche des Aufnahmekörpers der anderen der planaren Oberfläche des Steckerkörpers und der planaren Oberfläche des Aufnahmekörpers bei einem Winkel bezüglich der Steckachse, welcher nicht Null ist, annähert.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei Bewegen des einen des Steckerteils und des Aufnahmeteils in eine verbundene Position mit dem anderen des Steckerteils und des Aufnahmeteils ein Bewegen eines des Steckerteils und des Aufnahmeteils bezüglich des anderen des Steckerteils und des Aufnahmeteils aufweist, bis eine Zunge, welche sich von dem Steckerkörper erstreckt, in eine Ausnehmung in dem Aufnahmekörper aufgenommen ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei das Umlenken von Licht zwischen einer Faser-optische-Achse der optischen Faser und der Stecker-optischer-Port-Achse mittels des Reflektors ein Umlenken des Lichts mittels eines totale-interne-Reflexion-Elementes aufweist, und/oder wobei das mittels des Reflektors Umlenken von Licht zwischen einer Faser-optische-Achse der optischen Faser und der Stecker-optischer-Port-Achse aufweist, dass der Reflektor das Licht bei einem Winkel von 90° umlenkt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die optische Faser eine Transmission-optische-Faser ist, wobei der Steckerteil ferner ein Ende einer Empfang-optische-Faser aufweist, wobei das optoelektronische Signalkommunikationsgerät eine optoelektronische Lichtquelle aufweist und wobei der Aufnahmeteil ferner einen optoelektronischen Lichtempfänger aufweist, wobei der Reflektor Licht, welches mittels der optoelektronischen Lichtquelle entlang einer Lichtquelle-optische-Achse ausgesendet ist, in ein Ende der Transmission-optische-Faser umlenkt, und wobei der Reflektor Licht, welches von dem Ende der Empfang-optische-Faser ausgesendet ist, in den optoelektronischen Lichtempfänger entlang der Lichtempfänger-optische-Achse umlenkt.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Reflektor Licht, welches mittels der optoelektronischen Lichtquelle ausgesendet ist, durch eine planare Oberfläche des Aufnahmekörpers, welche den Stecker-optischer-Port-Bereich definiert, entlang einer Lichtquelle-optische-Achse umlenkt, welche bei einem schiefen Winkel bezüglich der planaren Oberfläche des Aufnahmekörpers orientiert ist, und wobei der Reflektor Licht, welches von einem Ende der Empfang-optische-Faser ausgesendet ist, durch die planare Oberfläche des Aufnahmekörpers, welche den Empfang-optischer-Port-Bereich definiert, entlang einer Lichtempfänger-optische-Achse umlenkt, welche bei einem schiefen Winkel bezüglich der planaren Oberfläche des Aufnahmekörpers orientiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, ferner aufweisend: Kommunizieren von elektrischen Signalen zwischen der optoelektronischen Lichtquelle, einem integrierte-Schaltung-Gerät des Aufnahmeteils und einem Feld von elektrischen Kontakten des Aufnahmeteils; und Kommunizieren von elektrischen Signalen zwischen dem optoelektronischen Lichtempfänger, dem integrierte-Schaltung-Gerät des Aufnahmeteils und dem Feld von elektrischen Kontakten des Aufnahmeteils.