DE102012200695A1

DE102012200695A1 - Elektrisch zu optisch und optisch zu elektrisch Konverter Stecker

Info

Publication number: DE102012200695A1
Application number: DE102012200695A
Authority: DE
Inventors: Tak Kui Wang; Chung-Yi Su
Original assignee: Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2012-07-26
Also published as: TW201235722A; TWI521250B; US20120189254A1

Abstract

Eine elektrisch zu optisch und optisch zu elektrisch Konverter Stecker Vorrichtung umfasst eine Stecker-förmige Gehäuseanordnung, elektrische Kontaktfinger (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66), ein im Wesentlich planares Schaltungssubstrat (126), einen optische Block (70), und eine oder mehrere optoelektronische Konvertierungsvorrichtungen, welche auf dem Schaltungssubstrat (126) angebracht sind. Die optoelektronische Konvertierungsvorrichtung hat eine Vorrichtung-optische Achse, welche normal zu dem im Wesentlich planaren Schaltungssubstrat (126) ist und welche elektrisch mit den Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66) gekoppelt ist. Der optische Block (70) hat einen Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88), welcher mit der Vorrichtung-optischen Achse ausgerichtet ist. Der optische Block (70) hat einen optischen Reflektor (90), welcher in einen optischen Pfad zwischen dem Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88) und dem faseroptischen Anschluss zum Ablenken eines optischen Signals um einen Winkel von im Wesentlichen 90 Grad zwischen dem Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88) und einem korrespondierenden faseroptischen Anschluss eingefügt ist. Eine optische Faser kann mit dem faseroptischen Anschluss gekoppelt sein.

Description

HINTERGRUND
In einem optischen Daten Kommunikationssystem ist es im Allgemeinen erforderlich, eine optische Faser an eine optoelektronische Sende-, Empfangs- oder Transceiver-Vorrichtung zu koppeln und umgekehrt die Vorrichtung mit einem elektronischen System wie zum Beispiel einem Computersystem oder einem Schaltsystem zu koppeln. Diese Verbindungen können durch ein Modularisieren der Sendevorrichtung erleichtert werden. Ein optoelektronisches Transceiver-Modul umfasst eine optoelektronische Lichtquelle, wie zum Beispiel einen Laser, und einen optoelektronische Lichtempfänger, wie zum Beispiel eine Photodiode, und kann ebenso verschiedene elektronische Schaltungen umfassen, die mit dem Laser und der Photodiode verbunden sind. Zum Beispiel können Treiberschaltungen zum Ansteuern des Lasers in Response auf elektronische Signale enthalten sein, welche von dem elektronischen System empfangen worden sind. In entsprechender Weise können Empfängerschaltungen zum Prozessieren der Signale enthalten sein, welche von der Photodiode produziert worden sind und welche die Ausgangssignale zu dem elektronischen System darstellen. Die elektronischen und optoelektronischen Vorrichtungen können auf einem kleinen Schaltungsträger oder auf einem ähnlichen Substrat innerhalb des Gehäuses des Transceiver-Moduls angebracht sein. Der Schaltungsträger oder die verbundenen Elemente können einen elektrischen Anschluss zum Anschließen des optoelektronischen Transceivers an das externe elektronische System beinhalten. Das optoelektronische Transceiver-Modul führt dann eine elektrische zu optische und eine optische zu elektrische Signal-Konvertierung durch.
Eine optische Unteranordnung kann in einem optoelektronischen Transceiver enthalten sein, um elektronische Signale zwischen optischen Fasern und dem Laser und der Photodiode zu koppeln. Eine erste Faser, welche als Sendefaser bezeichnet werden kann, ist optisch mit dem Laser gekoppelt, so dass optische Signale, die von dem Transceiver-Modul erzeugt worden sind, mittels der Sendefaser übertragen werden. Eine zweite Faser, welche als Empfangsfaser bezeichnet werden kann, ist optisch mit der Photodiode gekoppelt, so dass optische Signale, die von der Empfangsfaser empfangen worden sind, von dem Transceiver-Modul empfangen werden können.
Bei einigen Unteranordnungen beinhaltet der optische Signalpfad eine 90 Grad Krümmung. Zum Beispiel kann der oben beschriebene Schaltungsträger, auf welchem der Laser und die Photodiode angebracht sind, senkrecht oder normal zu den Achsen orientiert sein, entlang welcher die Signale mit den Enden der optischen Fasern kommuniziert werden. Der Laser emittiert das optische Sendesignal in einer Richtung, die normal zu dem Schaltungsträger ist, und die Photodiode empfängt das optische Empfangssignal aus einer Richtung, die normal zu dem Schaltungsträger ist. Die optische Unteranordnung kann enthalten eine erste Linse, welche das optische Sendesignal kollimiert, das von dem Laser emittiert worden ist, und eine zweite Linse, welche das optische Empfangssignal auf die Photodiode fokussiert. Ein Spiegel oder ein ähnliches reflektives Element in dem Transceiver-Modul kann die Signale, die von dem Laser emittiert worden sind und die von der Photodiode unter einem Winkel von 90 Grad in Bezug zu dem Schaltungsträger empfangen werden, umleiten.
Anschlusssysteme sind vorgeschlagen worden die sowohl einen optischen Signalpfad als auch einen optischen Signalpfad enthalten. Wenn der Steckeranschluss von einem solchen System in den Buchsen- oder in den Aufnahmeanschluss von einem solchen System eingesteckt wird, können optische Signale parallel mit elektrischen Signalen zwischen den Stecker- und den Buchsenanschlüssen kommuniziert werden. Es ist vorgeschlagen worden ein solches Anschlusssystem in einer Konfiguration ähnlich zu einer Universal Serial Bus (USB) Konfiguration zu schaffen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine elektrisch zu optisch und optisch zu elektrisch Konverter Stecker Vorrichtung. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Stecker-förmige Gehäuseanordnung, elektrische Kontaktfinger, ein im Wesentlich planares Schaltungssubstrat, einen optische Block, und eine oder mehrere optoelektronische Konvertierungsvorrichtungen, welche auf dem Schaltungssubstrat angebracht sind. Jede optoelektronische Signal-Konvertierungsvorrichtung hat eine Vorrichtung-optische Achse, welche normal zu dem im Wesentlich planaren Schaltungssubstrat orientiert ist und welche elektrisch über ein oder mehrere elektronische Elemente mit zumindest einigen der Kontaktfinger gekoppelt ist. Der optische Block hat einen Vorrichtung-optischen Anschluss, welcher sich neben der optoelektronischen Signal-Konvertierungsvorrichtung befindet und welcher mit der Vorrichtung-optischen Achse ausgerichtet ist. Der optische Block hat auch einen faseroptischen Anschluss, welcher senkrecht zu der Vorrichtung-optischen Achse orientiert ist. Der optische Block umfasst ferner einen optischen Reflektor, welcher in einen optischen Pfad zwischen dem Vorrichtung-optischen Anschluss und dem faseroptischen Anschluss zum Ablenken eines optischen Signals um einen Winkel von im Wesentlichen 90 Grad zwischen dem Vorrichtung-optischen Anschluss und einem korrespondierenden faseroptischen Anschluss eingefügt ist. Eine oder mehrere optische Fasern haben jeweils ein Ende, welches mit einem korrespondierenden faseroptischen Anschluss des optischen Blocks zum Kommunizieren von optischen Signalen mit einer korrespondierenden optoelektronischen Konvertierungsvorrichtung gekoppelt ist. Die optische Achse der Faser, die mit dem faseroptischen Anschluss gekoppelt ist, ist mit dem faseroptischen Anschluss ausgerichtet und daher ausgerichtet mit dem optischen Reflektor. Jede der einen oder mehreren optischen Fasern erstreckt sich zwischen dem optischen Block und dem zweiten Ende der Gehäuseanordnung, gegenüber dem Ende an welchem sich die Kontaktfinger befinden.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile werden für denjenigen, der in der Technik geübt ist, offensichtlich, wenn er die folgenden Figuren und die detaillierte Beschreibung betrachtet. Es ist beabsichtigt, dass alle diese zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile in dieser Beschreibung enthalten sind und innerhalb des Umfangs der Spezifikation liegen und durch die beigefügten Ansprüche geschützt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann besser verstanden werden mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, der Schwerpunkt liegt stattdessen auf einer klaren Illustrierung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Konverter Stecker Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Blockdarstellung der Konverter Stecker Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist.
3 ist eine perspektivische Ansicht von einem Schalenabschnitt (tray portion) der Gehäuseanordnung der Konverter Stecker Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Oberseite einer optischen Vorrichtung der Konverter Stecker Vorrichtung zeigt, die in 1 gezeigt ist.
5 ist ähnlich zu 4, wobei die Unterseite der optischen Vorrichtung gezeigt ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht des optischen Blocks der in den 4 bis 5 gezeigten optischen Anordnung, teilweise im Schnittbild entlang der Linie 6-6 von 4, um das Innere zu zeigen.
7 ist eine perspektivische Ansicht der in den 4 bis 5 gezeigten optischen Anordnung, welche an dem in 2 gezeigten Schalenabschnitt (tray portion) angebracht ist.
8 ist ähnlich zu 7, wobei die Unterseite und das Hintere der Anordnung gezeigt sind.
9 ist eine perspektivische Ansicht der optoelektronischen Anordnung der Konverter Stecker Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist.
10 ist eine perspektivische Ansicht, welche die optoelektronische Anordnung von 9 zeigt, welche optoelektronische Anordnung in der in den 7 bis 8 gezeigten Anordnung angebracht sind.
11 ist ähnlich zu 10, wobei die optoelektronische Anordnung von 9 vollständig in der in den 7 bis 8 gezeigten Anordnung angebracht ist.
12 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Anordnung von 11 zeigt, welche Anordnung innerhalb eines metallischen Abschirmabschnitts der Gehäuseanordnung angebracht ist.
13 ist ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Verfahren zum Aufbauen der Konverter Stecker Vorrichtung von den 1 bis 12 illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie in 1 illustriert, hat in einer illustrativen oder beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Konverter Stecker Vorrichtung 10 eine längliche, Stecker-förmige Form. Ein äußeres Gehäuse 12, welches aus einem geformten oder gegossenen (molded) Kunststoff- oder ähnlichem Material hergestellt ist, das einfach zu greifen ist, deckt die inneren Anordnungen ab, welche einen metallischen Abschirmabschnitt 14, der sich von einem Ende der Vorrichtung 10 erstreckt, und eine Kabelanordnung 16 umfassen, die sich von dem gegenüberliegenden Ende der Vorrichtung 10 erstreckt.
Wie in 2 illustriert, umfasst die Vorrichtung 10 einen elektrisch zu optisch Konverter 18 und einen optisch zu elektrisch Konverter 20. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 konfiguriert um in eine dazu passende Buchse (nicht gezeigt) eingesteckt zu werden, welche eine Konfiguration hat, die im Allgemeinen in Übereinstimmung mit Stecker-Konfigurationen ist, die zu der Universal Serial Bus (USB) Familie von Zwischenvorrichtungen (interdevice) Kommunikationsspezifikationen gehören. Dementsprechend umfasst die Vorrichtung 10 zwei Sätze von elektrischen Kontakten 22 und 24, die Konfigurationen haben, die im Allgemeinen in Übereinstimmung mit Stecker-Konfigurationen sind, die zu der USB Familie von Spezifikationen gehören.
Ein Satz von elektrischen Kontakten 22 kann eine Konfiguration haben und kann Signale in Übereinstimmung mit der elektrischen Kontakt-Konfiguration und einem Signal Pinbelegungsplan (signal pin-out plan) der USB-2 Spezifikation tragen. Wie auf dem technischen Gebiet verstanden wird, spezifiziert die USB-2 Spezifikation, dass der Satz von elektrischen Kontakten die folgenden Signale trägt: Die positive Polaritätsseite von einem bidirektionalen differentiellen Datensignal (DATA+), die negative Polaritätsseite von dem bi-direktionalen differentiellen Datensignal (DATA–), eine Versorgungsspannung (VCC) und ein Massepotential (GND). In der beispielhaften Ausführungsform koppelt die Vorrichtung 10 diese USB-2 Signale zwischen dem Satz von elektrischen Kontakten 22 und der Kabelanordnung 16. Das bedeutet, dass die USB-2 Signale ohne Beeinflussung durch die Vorrichtung 10 durchkommen um so eine Rückwärts-Kompatibilität mit konventionellen USB-2 Systemen zu gewährleisten.
Der andere Satz von elektrischen Kontakten 24 kann eine Konfiguration haben und kann Signale in Übereinstimmung mit der elektrischen Kontakt-Konfiguration und dem Signal Pinbelegungsplan (signal pin-out plan) der USB-3 Spezifikation tragen. Wie auf dem technischen Gebiet gut verstanden wird, spezifiziert die USB-3 Spezifikation, dass der Satz von elektrischen Kontakten die folgenden Signale trägt: Die positive Polaritätsseite eines differentiellen Datensendesignals (XMT+), die negative Polaritätsseite eines differentiellen Datensendesignals (XMT–), die positive Polaritätsseite eines differentiellen Datenempfangssignals (RCV+) und die negative Polaritätsseite eines differentiellen Datenempfangssignals (RCV–). Das differentielle Sendesignal (XMT), welches auf einem Kontaktpaar in dem Satz von elektrischen Kontakten 24 getragen wird, wird in den elektrisch zu optisch Konverter 18 eingegeben, welcher das differentielle Sendesignal in eine optische Signalform konvertiert und welcher das resultierende optische Datensendesignal über die Kabelanordnung 16 ausgibt. Ein optisch zu elektrisch Konverter 20 empfängt das optische Empfangssignal über die Kabelanordnung 16, konvertiert das optische Datenempfangssignal in eine elektrische Signalform und gibt das resultierende differentielle Datenempfangssignel (RCV) über ein anderes Kontaktpaar in dem Satz von elektrischen Kontakten 24 aus. Die Vorrichtung 10 konvertiert daher USB-3 optische Signale, die über die Kabelanordnung 16 empfangen wurden, in elektrische Signale, welche sie über den Satz von elektrischen Kontakten 24 ausgibt, und konvertiert USB-3 elektrische Signale, die über den Satz von elektrischen Kontakten 24 empfangen wurden, in optische Signale, welche sie über die Kabelanordnung 16 ausgibt.
Wie in 3 illustriert, umfasst eine Schalen-Anordnung (tray assembly) 26 in der Vorrichtung 100 einen Schale (tray) 28. Vier (elektrische) Leiter 30, 32, 34 und 36 sind innerhalb der Schale 28 gehalten und erstrecken sich über die Länge der Schale 28 von der Vorderseite (front) der Vorrichtung 10 zu der Hinterseite (rear) der Vorrichtung 10. Zum Zwecke einer Referenzierung wird hier der Ausdruck ”Vorderseite” dafür verwendet, um den Abschnitt der Vorrichtung 10 zu bezeichnen, der in eine Buchse (nicht dargestellt) hinein gesteckt wird, und der Ausdruck ”Rückseite” wird hier dafür verwendet, um den Abschnitt der Vorrichtung 10 zu bezeichnen, von dem sich die Kabelanordnung 16 erstreckt. Die Front-Abschnitte der Leiter 30, 32, 34 und 36 definieren elektrische Kontaktfinger 38, 40, 42 bzw. 44. Die Leiter 30 bis 36 und deren dazugehörige elektrische Kontaktfinger 38 bis 44 tragen die vorstehend in Bezug genommenen USB-2 Signale. In anderen Worten, die elektrischen Kontaktfinger 38 bis 44 gehören zu dem vorstehend in Bezug genommenen Satz von elektrischen Kontakten 22 (2). Ein vorderer elektrischer Kontaktblock 46 ist in der Schale 28 angebracht und hält fünf andere Leiter 48, 50, 52, 54 und 56. Die Front-Abschnitte der Leiter 48, 50, 52, 54 und 56 definieren elektrische Kontaktfinger 58, 60, 62, 64 bzw. 66. Die Leiter 48 bis 56 und deren dazugehörige elektrische Kontaktfinger 58 bis 66 tragen die vorstehend in Bezug genommenen USB-3 Signale. In anderen Worten, die elektrischen Kontaktfinger 58 bis 66 gehören zu dem vorstehend in Bezug genommenen Satz von elektrischen Kontakten 24 (2). Es sei angemerkt, dass die länglichen, blattartigen (blade-like) Formen der elektrischen Kontaktfinger 38 bis 44, welche den Satz von elektrischen Kontakten 22 und deren Anordnung zueinander in einem Seite bei Seite oder einem parallelen Array definieren, charakteristisch für einen USB Stecker sind. In gleicher Weise sind die länglichen, blattartigen (blade-like) Formen der elektrischen Kontaktfinger 58 bis 66, welche den Satz von elektrischen Kontakten 24 und deren Anordnung zueinander in einem Seite bei Seite oder einem parallelen Array definieren, charakteristisch für einen USB Stecker. Es kann ebenso angemerkt werden, dass die elektrischen Kontaktfinger 38 bis 44 im Wesentlichen innerhalb einer Ebene angeordnet sind, die parallel zu (aber mit einem Versatz, d. h. nicht koplanar mit) einer Ebene ist, in welcher die elektrischen Kontaktfinger 38 bis 44 im Wesentlichen angeordnet sind.
Wie in den 4 bis 6 illustriert, umfasst eine optische Anordnung 68 einen optischen Block und die oben in Bezug genommene Kabelanordnung 16. Der optische Block 70 kann hergestellt sein aus einem einzigen oder aus einem einheitlichen Stück aus einem geformten (molded) Kunststoffmaterial, welches eine optische Qualität aufweist und welches transparent für die Wellenlängen von Licht ist, bei denen die hier beschriebenen optischen Signale gesendet und empfangen werden (In den Figuren der Zeichnung ist der optische Block 70 zum Zwecke der Illustrierung als transparent für sichtbares Licht dargestellt). Die Kabelanordnung 16 umfasst eine Sende-optische Faser 72, eine Empfang-optische Faser 74, einen Datendraht 76 mit einer positiven Polarität (der das oben in Bezug genommene DATA+ Signal trägt), einen Datendraht 78 mit einer negativen Polarität (der das oben in Bezug genommene DATA-Signal trägt), einen Draht 80 für eine positive Versorgungsspannung (VCC) und einen Draht 82 für Masse (GND). Ein Ende der Sende-optischen Faser 72 ist (5 bis 6) in einer Bohrung in dem optischen Block 70 aufgenommen, welche einen Sende-faseroptischen Anschluss definiert. In entsprechender Weise ist ein Ende der Empfang-optischen Faser 74 in einer anderen Bohrung des optischen Blocks 70 aufgenommen, welche einen Empfang-faseroptischen Anschluss definiert. Die äußeren Mäntel der Sende-optischen Faser 72 und der Empfang-optischen Faser 74 können zwischen ihren äußersten Enden 73 und den Punkten, an denen sie in die Bohrungen einlaufen, abgemantelt werden. Die Umhüllung (cladding) an den äußersten Enden 73 der optischen Fasern 72 und 74 kann ebenso abgezogen werden um so die Faserkerne freizulegen, welche innerhalb von Bohrungen mit kleinerem Durchmesser an den Böden der größeren Bohrungen aufgenommen werden. Ein transparenter optischer Kleber kann verwendet werden um die Sende-optische Faser 72 und die Empfang-optische Faser 74 in dem optischen Block 70 zu fixieren. Wie in 6 illustriert, hat das äußerste Ende 73 der Sende-optischen Faser 72 eine Sende-optische Achse 84, welche mit dem Sende-faseroptischen Anschluss ausgerichtet ist. Auch wenn es aus Gründen der Deutlichkeit nicht dargestellt ist, hat das äußerste Ende der Empfang-optischen Faser 74 eine Empfang-optische Achse 84, welche mit dem Empfang-faseroptischen Anschluss ausgerichtet ist.
Wie in 6 gezeigt, hat der optische Block 70 einen Sende-Vorrichtung-optischen Anschluss 86 und einen Empfang-Vorrichtung-optischen Anschluss 88. Der optische Block 70 umfasst auch einen optischen Reflektor 90, welcher in einem optischen Signalpfad zwischen den oben in Bezug genommenen faseroptischen Anschlüssen und den Vorrichtung-optischen Anschlüssen 86 und 88 eingefügt ist. In der beispielhaften Ausführungsform hat der optische Reflektor 90 eine reflektierende Oberfläche, welche in einem Winkel von 45 Grad in Bezug zu den allen optischen Anschlüssen orientiert ist. Der Sende-Vorrichtung-optische Anschluss 86 ist ausgerichtet mit einer Sende-optischen Anschluss-Achse 92, und der Sende-faseroptische Anschluss ist ausgerichtet mit einer Sende-Faserachse 84, welche senkrecht zu der Sende-optischen Anschluss-Achse 92 ist. Daher werden die optischen Signale, welche in den optischen Block 70 durch den Sende-Vorrichtung-optische Anschluss 86 einlaufen, durch den optischen Reflektor 90 um einen 90 Grad Winkel in das Ende der Sende-optischen Faser 72 (entlang der Sende-Faserachse 84) in den Sende-faseroptischen Anschluss reflektiert. Es wird angemerkt, dass zum Beispiel die Sende-optischer Anschluss-Achse 92 und die Sende-Faserachse 84 einen der Signalpfade definieren, in denen der optische Reflektor 90 eingefügt ist. Ein ähnlicher Signalpfad zwischen dem Empfang-Vorrichtung-optischen Anschluss 88 und dem Empfang-faseroptischen Anschluss ist aus Gründen der der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, definiert aber einen anderen solchen optischen Pfad. In diesem anderen optischen Signalpfad ist der Empfang-Vorrichtung-optische Anschluss 88 mit der Empfang-optischen Anschluss-Achse 94 ausgerichtet. Auch wenn aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, können der Sende-Vorrichtung-optische Anschluss 86 und der Empfang-Vorrichtung-optische Anschluss 88 eine kollimierende Linse bzw. eine fokussierende Linse umfassen. Alternativ oder zusätzlich können eine kollimierende Linse und eine fokussierende Linse direkt an der reflektierenden Oberfläche des optischen Reflektors 90 ausgebildet sein.
Ein Merkmal des optischen Blocks 70, welcher nachfolgend genauer beschrieben wird, umfasst zwei zylindrische Bohrungen 96 und 98 (4 und 6) in der oberen Oberfläche des optischen Blocks 70, d. h. die Oberfläche durch welche die oben in Bezug genommenen optischen Signale gesendet und empfangen werden.
Wie in 7 illustriert, ist die optische Anordnung 68 (4 bis 5) in einer Schale 28 der Schalenanordnung 26 (3) angebracht um eine andere Anordnung 99 zu definieren. Angebracht in der Art und Weise wie gezeigt, liegt der optische Block 70 auf einem Streifen 100 (3) in der Mitte der Schale 28 auf, welche Mitte durch einen Bereich der Schale 28 zwischen zwei Einbaustellen (slots) 102 und 104 (3) definiert ist. Verschiedene Merkmale oder Noppen (nubs) 101, welche leicht oberhalb der Unterseite der Schale 28 um die Kanten des Streifens 100 herum nach oben wegstehen, helfen den optischen Block 70 grob in Position zu bringen, lassen aber trotzdem ein gewisses Maß an Spiel oder Toleranz übrig, so dass der optische Block 70 in Einklang mit einen Feinjustierungsmerkmal von dieser Ausführungsform, welches nachstehend beschrieben ist, präziser in eine ausgerichtete Position geführt werden kann. Wie nachstehend mit Bezug auf ein anderes Merkmal von dieser Ausführungsform detaillierter beschrieben wird, ermöglichen die Einbaustellen (slots) 102 und 104 dem Streifen 100 sich sehr geringfügig zu biegen oder zu krümmen.
Ein hinterer elektrischer Kontaktblock 106 ist an der Hinterseite (rear) der Schale (tray) 28 angebracht. Der elektrische Kontaktblock 106 hält vier Leiter 108, 110, 112 und 114, welche selbst-abisolierende Steckverbinder (insulation displacement connectors) 116, 118, 120 bzw. 122 umfassen, wie in 8 gezeigt. Die selbst-abisolierenden Steckverbinder 116, 118, 120 und 122 haben im Wesentlichen V-förmige Kerben, die Drähte 82, 76, 78 bzw. 80 aufnehmen oder in Eingriff bringen. Die Messerartigen Kanten der V-förmigen Kerben schneiden durch die Isolierung in den Drähten 82, 76, 78 und 80 stellen einen elektrischen Kontakt mit dem Metall der Drahtkerne her sowie die Drähte 82, 76, 78 und 80 in die V-förmigen Kerben gepresst werden. Auf ähnliche Weise werden die Enden der Leiter 30, 32, 34 und 36 in dem elektrischen Kontaktblock 106 gehalten und die Enden der Leiter 30, 32, 34 und 36 enthalten vier andere selbst-abisolierende Steckverbinder 117, 119, 121 bzw. 123. Diese anderen selbst-abisolierende Steckverbinder 117, 119, 121 und 123 schneiden auf ähnliche Weise durch die Isolierung in den Drähten 82, 76, 78 und 80 und stellen einen elektrischen Kontakt mit dem Metall der Drahtkerne her sowie die Drähte 82, 76, 78 und 80 in die V-förmigen Kerben gepresst werden. Daher stellen sowohl der Satz der selbst-abisolierenden Steckverbinder 116, 118, 120 und 122 als auch der Satz der selbst-abisolierenden Steckverbinder 117, 119, 121 und 123 einen Kontakt mit dem gleichen Satz von Drähten 82, 76, 78 und 80 her.
Der selbst-abisolierende Steckverbinder 119, der den Datendraht 76 mit der positiven Polarität (DATA+) in Eingriff nimmt, ist Teil des Leiters 32 und ist daher mit dem elektrischen Kontaktfinger 40 gekoppelt. Der selbst-abisolierende Steckverbinder 121, der den Datendraht 78 mit der negativen Polarität (DATA–) in Eingriff nimmt, ist Teil des Leiters 34 und ist daher mit dem elektrischen Kontaktfinger 42 gekoppelt. Der selbst-abisolierende Steckverbinder 123, der den Draht 80 mit der Versorgungsspannung (VCC) in Eingriff nimmt, ist Teil des Leiters 36 und ist daher mit dem elektrischen Kontaktfinger 44 gekoppelt. Der selbst-abisolierende Steckverbinder 117, der den Draht 82 mit der Erdung oder mit der Masse (GND) in Eingriff nimmt, ist Teil des Leiters 30 und ist daher mit dem elektrischen Kontaktfinger 38 gekoppelt. Der selbst-abisolierende Steckverbinder 122, der auch den Draht 80 mit der Versorgungsspannung in Eingriff nimmt, ist ein Teil des Leiters 114, welcher die Leistung für die nachstehend beschriebenen elektronischen Elemente bereit stellt. In entsprechender Weise ist der selbst-abisolierende Steckverbinder 116, der auch den Erdungsdraht 82 in Eingriff nimmt, ein Teil des Leiters 108, welcher das Erdungspotential für die elektronischen Elemente bereit stellt.
Wie in den 7 bis 8 gezeigt, erstrecken sich die Sende-optische Faser 72 und die Empfang-optische Faser 74 durch die Schale zwischen dem optischen Block 70 und der Hinterseite (rear) der Schale 28, wo sie die Schale 28 verlassen und ein Teil der Kabelanordnung 16 werden. Ein Anzahl von Führungen 125 können helfen einen Abstand zwischen den optischen Fasern 72 und 74 zu erhalten, welche Führungen 125 zu dem Abstand zwischen dem Sende-faseroptischen Anschluss und dem Empfang-faseroptischen Anschluss des Blocks passen.
Wie in 9 illustriert, umfasst eine optoelektronische Anordnung 124 eine Leiterplatte (printed circuit board) 126, welche an ihrer oberen Oberfläche angebracht verschiedene elektronische Vorrichtungen hat. Die elektronischen Vorrichtungen umfassen eine optoelektronische Lichtquelle 130, wie zum Beispiel ein Laser, und einen optoelektronischen Lichtempfänger 128, wie zum Beispiel eine Photodiode. Andere elektronische Vorrichtungen können zum Beispiel eine Leistungsregelungsschaltung 132 und einen signalverarbeitenden integrierten Schaltkreis 134 umfassen, die eine Treiberschaltung zum Ansteuern der optoelektronischen Lichtquelle 130 mit elektrischen Signalen und eine Empfängerschaltung zum Verarbeiten der elektrischen Signale umfassen, die von dem optoelektronischen Lichtempfänger 128 empfangen werden. Dies bedeutet, dass die optoelektronische Lichtquelle 130 elektrische Signale in optische Signale konvertiert und dass der optoelektronische Lichtempfänger 128 optische Signale in elektrische Signale konvertiert. Die optoelektronische Lichtquelle 130 ist an der Leiterplatte 126 in einer Orientierung angebracht, in der sie optische Signale entlang einer Sende-Vorrichtung-optischen Achse 138 emittieren kann. Der optoelektronische Lichtempfänger 128 ist an der Leiterplatte 126 in einer Orientierung angebracht, in der er optische Signale entlang der Empfang-Vorrichtung-optischen Achse 136 empfangen kann.
Die Leiterplatte 126 umfasst Leiterbahnen (circuit traces), Durchgangslöcher (vias) oder andere elektrische Signalleiter, welche zum Zwecke der Deutlichkeit nicht gezeigt sind, welche aber verschiedene oben beschriebene elektronische Vorrichtungen zusammen schalten oder miteinander verbinden. Solche Schaltverbindungen können im Einklang sein mit dem oben beschriebenen Blockdiagramm von 2, wo die optoelektronische Lichtquelle 130 und ihre verbundene Treiberschaltung den elektrisch zu optisch Konverter 18 definieren und wo der optoelektronische Lichtempfänger 128 und dessen verbundene Empfängerschaltung den optisch zu elektrisch Konverter 20 definieren. Die Leiter der Leiterplatte 126 können auch fünf elektrische Kontaktpads 140, 142, 144, 146 und 148 an der Vorderseite der Leiterplatte 126 und vier elektrische Kontaktpads 150, 152, 154 und 156 an der Hinterseite der Leiterplatte 126 umfassen. Die fünf elektrischen Kontaktpads 140 bis 148 tragen die oben in Bezug genommenen USB-3 Signale, und die vier elektrischen Kontaktpads 150 bis 156 tragen die oben in Bezug genommenen USB-2 Signale.
Eine Ausrichtungsvorrichtung, welche hier als ”Führung” (”key”) 158 bezeichnet wird, oder ein Abschnitt von einer Ausrichtungsführung ist auf der Leiterplatte 126 angebracht. Wie nachfolgend mit Bezug auf ein beispielhaftes Verfahren zum Zusammenbauen detaillierter beschrieben ist, kann die Führung 158 dazu verwendet werden, um eine präzise Platzierung der optoelektronischen Lichtquelle 130 und des optoelektronischen Lichtempfängers 128 zu unterstützen und um eine Ausrichtung derselben mit anderen Elementen zu unterstützen. Die Führung 158 umfasst zwei stabartige Höcker 160 und 162, welche in einer Richtung weg von, d. h. normal zu, der oberen Oberfläche der Leiterplatte 126 wegstehen. Wie in 10 illustriert, wenn die optoelektronischen Anordnung 126 und die Anordnung 99 zusammen angeordnet oder zusammengebaut werden, um die vollständige in 11 gezeigte Anordnung 164 zu bilden, werden die stabartigen Höcker 160 und 162 der Führung 158 in die oben in Bezug genommenen korrespondierenden zylindrischen Bohrungen 96 und 98 in der oberen Oberfläche des optischen Blocks 70 aufgenommen. Die Höcker 160 und 162 haben abgeschrägte Öffnungen, welche zusammen dazu beitragen, dass die stabartigen Höcker 160 und 162 in die zylindrischen Bohrungen 96 und 98 hinein geführt werden. Obwohl in der beispielhaften Ausführungsform diese Elemente Abschrägungen haben um sie miteinander zu führen und auszurichten, können in anderen Ausführungsformen solche Elemente andere geeignete Abschrägungen oder Konturen haben, die ähnliche Führungs- und Ausrichtungseffekte ermöglichen.
Ein Zusammenbauen oder ein Anordnen der optoelektronischen Anordnung 124 und der Anordnung 99 in der oben beschriebenen Art und Weise hilft den Sende-Vorrichtung-optischen Anschluss 86 des optischen Blocks 70 in Ausrichtung zu bringen mit der Sende-Vorrichtung-optischen Achse 138 und hilft den Empfang-Vorrichtung-optischen Anschluss 88 in Ausrichtung zu bringen mit der Empfang-Vorrichtung-optischen Achse 136. Daher dienen in der beispielhaften Ausführungsform die stabartigen Höcker 160 und 162 der Führung 158 auf der optoelektronischen Anordnung 124 als ein erster Abschnitt einer Ausrichtungsführung und zylindrische Bohrungen 96 und 98 in dem optischen Block 70 der optischen Anordnung 68 dienen als ein zweiter Abschnitt einer Ausrichtungsführung. Nichts desto trotz kann eine optoelektronische Anordnung im Einklang mit anderen Ausführungsformen jede andere geeignete Art von Aussparung oder einen anderen ersten Abschnitt einer Ausrichtungsführung umfassen, und eine optische Anordnung im Einklang mit solchen anderen Ausführungsformen kann andere geeignete Typen von Höckern oder einen anderen zweiten Abschnitt einer Ausrichtungsführung umfassen, welche in die Aussparung oder in den anderen ersten Abschnitt der Ausrichtungsführung eingreifen können. Außerdem kann, obwohl in der beispielhaften Ausführungsform die optoelektronische Anordnung 124 stabartige Höcker 160 und 162 der Führung 158 hat und die optische Anordnung 68 zylindrische Bohrungen 96 und 98 hat, in anderen Ausführungsformen eine optoelektronische Anordnung oder ein ähnliches Element eine oder mehrere Bohrungen oder andere Aussparungen haben während eine optische Anordnung oder ein ähnliches Element eine oder mehrere Höcker oder andere vorstehende oder verbindende Abschnitte hat, die in die Aussparungen eingreifen.
Beim Zusammenbauen der optoelektronischen Vorrichtung und der Vorrichtung 99 in die vollständige Anordnung 164 (11) in der oben beschriebenen Art und Weise, schnappen vier Eingreifhaken 166 entlang den Seiten der Schale 28 über die Leiterplatte 126, sowie die Leiterplatte 126 in die Schale 28 hinein gepresst wird und daher wird die Leiterplatte 126 in der Schale 28 gehalten.
In der vollständigen Anordnung 164 (11) kontaktieren elektrische Kontaktpads 140, 142, 144, 146 und 148 der Leiterplatte 126 (9) die elektrischen Kontaktfinger 58, 60, 62, 64 bzw. 66 (3 und 7). Auf ähnliche Weise kontaktieren elektrische Kontaktpads 150, 152, 154 und 156 der Leiterplatte 126 (9) die elektrischen Kontaktfinger 108, 110, 112 bzw. 114. Es wird angemerkt, dass der Kontakt zwischen dem elektrischen Kontaktfinger 114 und dem elektrischen Kontaktpad 156 die Versorgungsspannung (VCC) für die elektronischen Vorrichtungen auf der Leiterplatte 126 bereit stellt. In entsprechender Weise stellt der Kontakt zwischen dem elektrischen Kontaktfinger 108 und dem elektrischen Kontaktpad 150 das Massepotential (GND) für die elektronischen Vorrichtungen auf der Leiterplatte 126 bereit.
Wie in 12 illustriert, kann eine metallische Abschirmungsabdeckung 168 um die gesamte Anordnung 164 herum angebracht werden (nicht sichtbar in 12). Die Abschirmungsabdeckung 168 kann einen federnden Lappen (tab) 170 umfassen, welcher eine Kraft auf die untere Oberfläche der Leiterplatte 126 ausübt. Die Kraft, die von dem federnden Lappen 170 gegen die Leiterplatte ausgeübt wird, drückt die Leiterplatte 126 in Richtung des optischen Blocks 70 und hält daher die stabartigen Höcker 160 und 162 sicher innerhalb den zylindrischen Bohrungen 96 und 98 in dem optischen Block 70, so dass dabei eine relative Bewegung zwischen dem optischen Block 70 und der optoelektronischen Signal-Konvertierungsvorrichtung (d. h. der optoelektronischen Lichtquelle 130 und dem optoelektronischen Lichtempfänger 128) verhindert wird. Vier Anschläge (stops) 171, welche an den Wänden der Schale 28 positioniert sind, wirken als Anschläge, um zu verhindern, dass die Leiterplatte als Antwort auf die Kraft, die von dem federnden Lappen 170 ausgeübt wird, über Gebühr gebogen wird. Ferner, wie oben mit Bezug auf die 3 und 7 beschrieben, liegt der optische Block 70 an dem Streifen 100 an, welcher ebenso in gewissen Maßen federnd ist und sich als Antwort auf die Kraft, die von dem federnden Lappen 170 ausgeübt wird, leicht nach außen biegen kann (z. B. in der Größenordnung von Zehnen von Mikrometern (tens of microns)). Daher helfen die Kräfte, die von dem federnden Lappen 170 und dem gebogenen Streifen 100 von einander gegenüberliegenden Richtungen ausgeübt werden, eine Bewegung zwischen dem optischen Block 70 und der optoelektronischen Anordnung 124 zu verhindern. Dies hält die optoelektronische Lichtquelle 130 in optischer Ausrichtung mit dem Vorrichtung-optischen Anschluss 86 und hält den optoelektronischen Lichtempfänger 128 in optischer Ausrichtung mit dem Vorrichtung-optischen Anschluss 88.
Das äußere Gehäuse 12 (1) kann über der Abschirmungsabdeckung 168 ausgebildet sein, um die Anordnung oder den Zusammenbau der Konverter Stecker Vorrichtung 10 zu vervollständigen. Obwohl in der beispielhaften Ausführungsform die Konverter Stecker Vorrichtung 10 eine Stecker-förmige Gehäuseanordnung hat, die das äußere Gehäuse 12, die Abschirmungsabdeckung 168 und andere Elemente wie zum Beispiel die Schale 28 umfasst, kann in anderen Ausführungsformen eine Konverter Stecker Vorrichtung eine Stecker-förmige Gehäuseanordnung haben, welche eine andere geeignete Kombination von einem oder von mehreren Elementen umfasst.
Obwohl die Konverter Stecker Vorrichtung 10 oben mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist, welche die oben beschriebenen Elemente hat, sollte es verstanden werden, dass in anderen Ausführungsformen eine Vorrichtung im Einklang mit der vorliegenden Erfindung mehr Elemente, weniger Elemente und andere Elemente umfassen kann. Zum Beispiel kann eine Gruppe von zwei oder von mehr der oben beschriebenen Elemente der Konverter Stecker Vorrichtung 10 mit einem einzigen Element in einer anderen Ausführungsform einer solchen Vorrichtung korrespondieren, oder umgekehrt kann ein Element der Konverter Stecker Vorrichtung 10, welches oben als ein monolithisches/einstückiges oder als ein diskretes Element beschrieben ist, mit einer Gruppe von zwei oder von mehreren Elementen in einer anderen Ausführungsform eines solchen Vorrichtung korrespondieren.
Wie durch das Flussdiagramm von 13 illustriert, kann ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung wie die oben beschriebene Konverter Stecker Vorrichtung 10, wie folgt beschrieben werden. Wie durch den Block 172 angezeigt, können Kontaktblöcke 46 und 106 in einer Schale 28 angebracht werden oder solche Basisabschnitte der Gehäuseanordnung können auf andere Weise bereit gestellt werden. Leiter, die elektrische Kontaktfinger haben, können eingeschlossen werden in (z. B. durch Umspritzen (insert molding) oder angebracht werden an einem Abschnitt oder an mehreren Abschnitten der Gehäuseanordnung. Wie durch den Block 174 angezeigt, kann die optische Anordnung 68 in der Schale 28 angebracht werden und ihre Drähte 76 bis 82 können mit dem Kontaktblock 106 gekoppelt werden, indem sie in selbst-abisolierende Steckverbinder 116 bis 123 gepresst werden. Wie durch den Block 174 angezeigt, kann die optoelektronische Anordnung 124, welche die Leiterplatte 126 und die darauf angebrachten elektronischen Vorrichtungen aufweist, bereit gestellt werden.
Wie durch den Block 178 angezeigt, kann in dem beispielhaften Verfahren die optoelektronische Anordnung 124 (9) bereit gestellt werden, indem elektronische Vorrichtungen auf der Leiterplatte 126 angebracht oder bestückt werden, welche elektronische Vorrichtungen Treiber- und Empfängerschaltungen, die mit der optoelektronischen Lichtquelle 130 und dem optoelektronischen Lichtempfänger verknüpft sind, oder andere Schaltungen umfassen, die jedoch nicht die optoelektronische Lichtquelle 130 und den optoelektronischen Lichtempfänger selbst umfassen. Wie durch den Block 180 angezeigt, kann das Anbringen oder das Bestücken der elektronischen Vorrichtungen auf der Leiterplatte 126 herkömmliche Prozesse wie zum Beispiel ein Löten oder ein Abwaschen von überflüssigem Lotflussmittel umfassen. Wie durch den Block 182 angezeigt, kann die Führung (key) 158 nach derartigen Prozessen auf der Leiterplatte 126 angebracht werden, so dass die Führung 158 und andere Elemente, die eine Ausrichtung zwischen den optischen und den optoelektronischen Elementen betreffen können, nicht der Hitze oder anderen rauen (harsh) Effekten ausgesetzt sind, die mit derartigen Prozessen verknüpft sind und die andernfalls nachteilig die optische Ausrichtung beeinflussen können. (Es wird auch darauf hingewiesen, dass, wie durch den oben beschriebenen Block 174 beschrieben, der optische Block 70 auf ähnliche Weise nicht derartigen Prozessen ausgesetzt ist, da die Drähte 76 bis 82 anstelle eines Lötens in die selbst-abisolierenden Steckverbinder 116 bis 123 gedrückt werden). Daher können, nach solchen Prozessen und nachdem die Führung 158 auf der Leiterplatte 126 angebracht worden ist, die optoelektronische Lichtquelle 130 und der optoelektronische Lichtempfänger 128 auf der Leiterplatte 126 angebracht werden, indem Bezugsmarkierungen (fiducial markings) 183 (9) auf der Führung 158 als räumliche Referenzpunkte verwendet werden, um einen herkömmlichen Robotik maschinellem Sehen Bestückungsautomat (robotic machine vision pick-and-place machine) oder eine Drahtbondmaschine zu führen, wie durch Block 184 angezeigt. Wie in der Technik gut verstanden wird, können solche Maschinen eine Mustererkennung und ähnliche ”maschinelle Sehtechniken” verwenden, um ihre Robotik beim präzisen Platzieren von Vorrichtungen auf einer Leiterplatte und beim Drahtbonden derselben zu führen. Die optoelektronische Lichtquelle 130 und der optoelektronische Lichtempfänger 128 können Draht gebondet werden mit der Signalverarbeitenden Integrierten Schaltung 134.
Wie durch den Block 186 angezeigt, kann die optoelektronische Anordnung 124 (9), nachdem sie in der oben beschriebenen Art und Weise bereitgestellt worden ist, an der Anordnung 99 (7) angebracht werden, um die vollständige oder komplette Anordnung 164 (11) zu bilden. Wie oben beschrieben, werden beim Anbringen der optoelektronischen Anordnung 124 auf der Anordnung 99 stabartige Höcker 160 und 162 der Führung 158, welche einen ersten Abschnitt einer Ausrichtungsführung definieren, in korrespondierenden zylindrischen Bohrungen 96 und 98 in der oberen Oberfläche des optischen Blocks 70 aufgenommen, welche zylindrische Bohrungen 96 und 98 einen zweiten Abschnitt einer Ausrichtungsführung definieren. Dieses Eingreifen zwischen dem ersten Abschnitt der Ausrichtungsführung und dem zweiten Abschnitt der Ausrichtungsführung hilft einen Sende-Vorrichtung-optischen Anschluss 86 des optischen Blocks 70 in Ausrichtung zu führen oder in Ausrichtung zu bringen mit einer Sende-Vorrichtung-optischen Achse 138 und einen Empfang-Vorrichtung-optischen Anschluss 88 in Ausrichtung zu führen oder in Ausrichtung zu bringen mit einer Empfang-Vorrichtung-optischen Achse 138, wie oben beschrieben. Wie durch den Block 188 angezeigt, kann dann die Gehäuseanordnung der Konverter Stecker Vorrichtung 10 zum Beispiel durch ein Hinzufügen von anderen Elementen der Gehäuseanordnung, wie zum Beispiel der Abschirmungsabdeckung 168, dem äußeren Gehäuse 12, etc., komplettiert werden. Eine optische Ausrichtung zwischen den oben beschriebenen Elementen der optoelektronischen Anordnung 124 und der Anordnung 99 wird nicht gestört, weil kein Löten, kein Waschen oder keine andere Prozessschritte der oben beschriebenen Art durchgeführt werden, nachdem die optoelektronische Anordnung 124 und die Anordnung 99 angeordnet, zusammengefügt oder zusammengebaut worden sind.
Es sei angemerkt, dass auch wenn einige Prozessschritte oben beschrieben sind als dass sie nach anderen Prozessschritten in der beispielhaften Ausführungsform auftreten, in anderen Ausführungsformen Prozessschritte in jeder anderen geeigneten Reihenfolge auftreten können. Ferner können zusätzliche Prozessschritte oder Unter-Prozessschritte, welche vorstehend nicht beschrieben sind, einschlossen sein, wie es von Personen, die in der Technik geübt sind, verstanden wird.
Ein oder mehrere illustrative oder beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung wurden oben beschrieben. Es muss jedoch verstanden werden, dass die Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist und dass die Erfindung nicht durch die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt wird.

Claims

Eine Vorrichtung, aufweisend eine Stecker-förmige Gehäuseanordnung, welche eine längliche Form hat, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt; eine Mehrzahl von elektrischen Leitern, welche elektrische Kontaktfinger (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66) definieren, die in der Gehäuseanordnung an dem ersten Ende der Gehäuseanordnung angebracht sind; ein im Wesentlich planares Schaltungssubstrat (126), welches in der Gehäuseanordnung angebracht ist; eine Mehrzahl von elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134), welche auf dem im Wesentlich planaren Schaltungssubstrat (126) angebracht sind, wobei die Mehrzahl der elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134) zumindest eine optoelektronische Signal-Konvertierungsvorrichtung enthalten, die eine Vorrichtung-optische Achse hat, welche normal zu dem im Wesentlich planaren Schaltungssubstrat (126) ist, wobei die zumindest eine optoelektronische Konvertierungsvorrichtung elektrisch gekoppelt ist mit zumindest einigen der Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66); ein optischer Block (70), welcher in der Gehäuseanordnung angebracht ist, wobei der optische Block (70) neben der zumindest einen optoelektronischen Signal-Konvertierungsvorrichtung und ausgerichtet mit der Vorrichtung-optischen Achse einen Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88), einen faseroptischen Anschluss, welcher senkrecht zu der Vorrichtung-optischen Achse ausgerichtet ist, und einen optischen Reflektor (90) hat, welcher in einen optischen Pfad zwischen dem Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88) und dem faseroptischen Anschluss zum Ablenken eines optischen Signals um einen Winkel von im Wesentlichen 90 Grad zwischen dem Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88) und dem faseroptischen Anschluss eingefügt ist; und zumindest eine optische Faser (72, 74), welche ein Ende hat, das mit dem faseroptischen Anschluss des optischen Blocks (70) gekoppelt ist, wobei das Ende, das mit dem faseroptischen Anschluss gekoppelt ist, eine Faserachse hat, die mit dem faseroptischen Anschluss ausgerichtet ist, wobei sich die zumindest eine optische Faser (72, 74) zwischen dem optischen Block (70) und dem zweiten Ende der Gehäuseanordnung erstreckt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend einen ersten Führungsabschnitt, welcher an dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrat (126) angebracht ist, wobei der optische Block (70) einen zweiten Führungsabschnitt hat, der in den ersten Führungsabschnitt eingreift.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Gehäuseanordnung einen federnden Abschnitt hat, wobei der federnde Abschnitt eine Eingreifkraft zwischen dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt ausübt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei einer von dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt einen Höcker (160, 162) und der andere von dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt eine Aussparung aufweist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Höcker (160, 162) einen Stab aufweist, welcher ein abgeschrägtes distales Ende hat, die Aussparung eine zylindrische Kavität in dem optischen Block (70) aufweist, welche eine abgeschrägte Öffnung hat, der Stab einen Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich einem Durchmesser der zylindrischen Kavität ist, und das abgeschrägte distale Ende des Stabs in die abgeschrägte Öffnung der zylindrischen Kavität eingreift um den Vorrichtung-optischen Anschluss des optischen Blocks (70) mit der Vorrichtung-optischen Achse der zumindest einen optoelektronischen Vorrichtung auszurichten.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der optische Block (70) ein einheitliches Stück aus einem geformten optischen Material aufweist, welches für Licht transparent ist, das mit der zumindest einen optoelektronischen Signal-Konvertierungsvorrichtung verknüpft ist; und der optische Reflektor (90) eine totale interne reflektierende Linse aufweist, welche in dem geformten optischen Material ausgebildet ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das im Wesentlichen planare Schaltungssubstrat (126) eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktpads (140, 142, 144, 146, 148; 150, 152, 154, 156) aufweist, wobei die Mehrzahl von elektrischen Kontaktpads (140, 142, 144, 146, 148; 150, 152, 154, 156) in Kontakt mit Abschnitten der Mehrzahl von elektrischen Leitern steht, um die zumindest eine optoelektronische Signal-Konvertierungsvorrichtung mit zumindest einigen der Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66) zu koppeln.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Mehrzahl der elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134) zumindest eine Signalverarbeitungsvorrichtung (134) beinhaltet, welche mit der zumindest einen optoelektronischen Signal-Konvertierungsvorrichtung und mit zumindest einigen der Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66) gekoppelt ist, wobei die zumindest eine Signalverarbeitungsvorrichtung (134) eine elektrische Leistung über die Mehrzahl der elektrischen Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66) empfängt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern eine erste Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66), die in einem ersten im Wesentlichen planaren Array parallel zueinander ausgerichtet sind, und eine zweite Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (108, 110, 112, 114), die in einem zweiten im Wesentlichen planaren Array parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei das zweite im Wesentlichen planare Array nicht koplanar mit dem ersten im Wesentlichen planaren Array ist; und die erste Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66) mit der zumindest einen optoelektronischen Signal-Konvertierungsvorrichtung gekoppelt ist; und die zweite Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (108, 110, 112, 114) mit einer korrespondierenden Mehrzahl von elektrischen Drähten (76, 78, 80, 82) elektrisch gekoppelt ist, die sich aus dem zweiten Ende der Gehäuseanordnung heraus in ein Kabelbündel (16) erstrecken, welches die zumindest eine optische Faser (72, 74) beinhaltet.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei zumindest einige der Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66) in einer Universal Serial Bus Konfiguration angeordnet sind.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (108, 110, 112, 114) mit der korrespondierenden Mehrzahl von elektrischen Drähten (76, 78, 80, 82) gekoppelt ist, indem die Mehrzahl von elektrischen Drähten (76, 78, 80, 82) in einem selbst-abisolierenden Steckverbinder eingelegt ist, welcher elektrisch mit der Mehrzahl von elektrischen Leitern gekoppelt ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die zumindest eine optoelektronische Vorrichtung eine optoelektronische Lichtquelle (130) und einen optoelektronischen Lichtempfänger (128) aufweist; die zumindest eine optische Faser eine Sende-optische Faser (72) und eine Empfang-optische Faser (74) aufweist; die optoelektronische Lichtquelle (130) mit der Sende-optischen Faser (72) gekoppelt ist; der optoelektronische Lichtempfänger (128) mit der Empfang-optischen Faser (74) gekoppelt ist; und die zweite Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (108, 110, 112, 114) mit einer korrespondierenden Mehrzahl von elektrischen Drähten (76, 78, 80, 82) elektrisch gekoppelt ist, die sich aus dem zweiten Ende der Gehäuseanordnung heraus in ein Kabelbündel (16) erstrecken, welches die Sende-optische Faser (72) und die Empfang-optischen Faser (74) beinhaltet.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (10), das Verfahren aufweisend Bereitstellen einer Stecker-förmigen Gehäuseanordnung, welche eine längliche Form hat, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt; Bereitstellen einer Mehrzahl von elektrischen Leitern in der Gehäuseanordnung, wobei die Mehrzahl von elektrischen Leitern elektrische Kontaktfinger (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66) an dem ersten Ende der Gehäuseanordnung definiert; Anbringen einer optischen Anordnung in einem Abschnitt der Gehäuseanordnung, wobei die optische Anordnung einen optischen Block (70) und zumindest eine optische Faser (72, 74) hat, wobei der optische Block (70) einen Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88), einen faseroptischen Anschluss und einen optischen Reflektor (90) hat, welcher in einen optischen Pfad zwischen dem Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88) und dem faseroptischen Anschluss zum Ablenken eines optischen Signals um einen Winkel von im Wesentlichen 90 Grad zwischen dem Vorrichtung-optischen Anschluss (86, 88) und dem faseroptischen Anschluss eingefügt ist, wobei die zumindest eine optische Faser (72, 74) ein Ende hat, das mit dem faseroptischen Anschluss des optischen Blocks (70) gekoppelt ist, wobei das Ende, das mit dem faseroptischen Anschluss gekoppelt ist, eine Faserachse hat, die mit dem faseroptischen Anschluss ausgerichtet ist, wobei sich die zumindest eine optische Faser (72, 74) zwischen dem optischen Block (70) und dem zweiten Ende der Gehäuseanordnung erstreckt; und Anbringen einer optoelektronischen Anordnung in der Gehäuseanordnung, wobei die optoelektronische Anordnung ein im Wesentlich planares Schaltungssubstrat (126) und eine Mehrzahl von elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134) aufweist, welche auf dem im Wesentlich planaren Schaltungssubstrat (126) angebracht sind, wobei die Mehrzahl der elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134) zumindest eine optoelektronische Signal-Konvertierungsvorrichtung enthält, die eine Vorrichtung-optische Achse hat, welche normal zu dem im Wesentlich planaren Schaltungssubstrat (126) ist, wobei die zumindest eine optoelektronische Konvertierungsvorrichtung elektrisch gekoppelt ist mit zumindest einigen der Mehrzahl von elektrischen Kontaktfingern (38, 40, 42, 44; 58, 60, 62, 64, 66), wobei die Vorrichtung-optische Achse mit dem Vorrichtung-optischen Anschluss des optischen Blocks ausgerichtet ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Anbringen einer optoelektronischen Anordnung in der Gehäuseanordnung aufweist Eingreifen eines ersten Führungsabschnitts des im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrates (126) in einen zweiten Führungsabschnitt an dem optischen Block (70) um den Vorrichtung-optischen Anschluss des optischen Blocks in Ausrichtung zu führen mit der Vorrichtung-optischen Achse der zumindest einen optoelektronischen Vorrichtung.
Das Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Anbringen einer optoelektronischen Anordnung in der Gehäuseanordnung aufweist Erstrecken eines Höckers (160, 162), welcher einen von dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt definiert, in eine Aussparung in dem anderen von dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt, wobei der Höcker (160, 162) ein abgeschrägtes distales Ende hat und die Aussparung eine abgeschrägte Öffnung hat, die den Höcker (160, 162) aufnimmt, um den Vorrichtung-optischen Anschluss des optischen Blocks (70) mit der Vorrichtung-optischen Achse der zumindest einen optoelektronischen Vorrichtung auszurichten.
Das Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Anbringen einer optoelektronischen Anordnung in der Gehäuseanordnung aufweist: Anfügen der Mehrzahl von elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134) an das im Wesentlichen planare Schaltungssubstrat (126) indem die Mehrzahl von elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134) an dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrat (126) platziert werden und Unterziehen des im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrates (126) und der Mehrzahl von elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134) zumindest einem Hochtemperatur-Prozess; nach dem Unterziehen des im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrates (126) und der Mehrzahl von elektronischen Vorrichtungen (128, 130, 132, 134) zumindest einem Hochtemperatur-Prozess, Anbringen eines ersten Führungsabschnitts an dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrat (126); und nach dem Anbringen des ersten Führungsabschnitts an dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrates (126), Anbringen der zumindest einen optoelektronischen Signal-Konvertierungsvorrichtung an dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrat (126).
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Anbringen der zumindest einen optoelektronischen Signal-Konvertierungsvorrichtung an dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrat (126) aufweist Verwenden eines Robotik maschinellem Sehen Bestückungsautomat, welcher von einer Mehrzahl von Bezugsmarkierungen an dem ersten Führungsabschnitt geführt ist, beim Platzieren der zumindest einen optoelektronischen Konvertierungsvorrichtung auf dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrat (126).
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Anbringen einer optoelektronischen Anordnung in der Gehäuseanordnung aufweist Eingreifen eines ersten Führungsabschnitts von dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrat (126) in einen zweiten Führungsabschnitt an dem optischen Block (70), um den Vorrichtung-optischen Anschluss des optischen Blocks in Ausrichtung zu führen mit der Vorrichtung-optischen Achse der zumindest einen optoelektronischen Vorrichtung nach dem Anbringen der zumindest einen optoelektronischen Konvertierungsvorrichtung an dem im Wesentlichen planaren Schaltungssubstrat (126).
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Anbringen einer optoelektronischen Anordnung in der Gehäuseanordnung aufweist Ausüben einer Eingreifkraft von einem Abschnitt der Gehäuseanordnung zwischen dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt um eine Bewegung zwischen dem optischen Block (70) und der zumindest einen optoelektronischen Vorrichtung zu verhindern.