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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Verbindungselement,
das auf dem Gebiet der optischen Kommunikation für OA, FA und in Fahrzeugen
eingebauten Ausstattungen verwendet wird.
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Ein
herkömmliches
optisches Verbindungselement, das ein optisches Element enthält, kann
auf einem Substrat implementiert sein, wie es zum Beispiel in der
JP-A-2001-296455
offenbart ist. Das optische Verbindungselement ist mit einem optischen Verbindungselement
verbunden, das eine Lichtleitfaser des Gegenstücks so hält, dass man eine optische Verbindung
zwischen der Lichtleitfaser und dem optischen Element erhält.
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Bei
dieser Art eines optischen Verbindungselementes weist das optische
Element einen Kontaktierungsanschluss auf, der in einem Körperabschnitt des
optischen Elements zum Empfangen oder Aussenden von Licht angeordnet
ist. Der Körperabschnitt des
optischen Elements wird innerhalb eines Verbindungsgehäuses, in
einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche des Substrats aufgenommen
und gehalten. Anschließend
wird der Körperabschnitt
des optischen Elements verlötet
und von dort über
den Kontaktierungsanschluss mit der Leiterbahnstruktur des Substrats
verbunden.
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Bei
dem herkömmlichen
optischen Verbindungselement ist das Verbindungselement-Gehäuse so ausgeführt, dass
die Lichtleitfaser, die in dem Verbindungselement des Gegenstücks gehalten
wird, zu der von dem Substrat in einem vorbestimmten Abstand gelegenen
Position geführt
wird.
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Bei
dieser Art eines optischen Verbindungselementes weist das optische
Element einen Kontaktierungsanschluss auf, der in dem Körperabschnitt des
optischen Elements zur Aufnahme und Aussendung von Licht angeordnet
ist.
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Bei
einem solchen herkömmlichen
optischen Verbindungselement wird das optische Element mit einem
Kontaktierungsanschluss innerhalb des Verbindungselement-Gehäuses, das
auf dem Substrat implementiert und befestigt ist, an einer um einen vorbestimmten
Abstand von dem Substrat entfernten Position aufgenommen. Das optische
Element ist über
einen längeren
Kontaktierungsanschluss elektrisch mit einer Leiterbahnstruktur
des Substrats verbunden.
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Bei
dem optischen Verbindungselement existiert jedoch der längere Kontaktierungsanschluss zwischen
dem Körperabschnitt
des optischen Elements und dem Substrat, um das optische Element, das
sich innerhalb des Gehäuses
verbindet, und das Substrat außerhalb
des Gehäuses
zu verbinden. In diesem Fall ist das Auftreten bzw. Eintreten von
Rauschen von dem Kontaktierungsanschluss ein Problem.
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Wenn
ein kleineres, Oberflächen-implementiertes
optisches Element an dem optischen Verbindungselement angebracht
ist, ist das optische Element an einer in einem vorbestimmten Abstand
von dem Substrat entfernten Position aufgenommen. Daher kann der
an dem Körperabschnitt
des optischen Elements angeordnete Elektrodenabschnitt die Leiterbahnstruktur
nicht erreichen, und das oberflächen-implementierte optische
Element kann nicht auf die Leiterbahnstruktur gelötet werden,
was ein Problem darstellt.
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Hier
kann ein optisches Verbindungselement neu entwickelt werden, um
an einer Position aufgenommen und ge halten zu werden, an der ein
oberflächen-implementiertes
optisches Element auf der Oberfläche
der Leiterbahnstruktur implementiert werden kann. In diesem Fall
muss jedoch nicht nur das optische Verbindungselement, das auf der
Leiterbahnstruktur implementiert werden soll, sondern auch das optische
Verbindungselement am Gegenstück,
das damit verbunden werden soll, konstruktiv stark geändert werden.
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Ein
optisches Element kann ein kleineres, oberflächen-montiertes Element sein.
Um dies an dem oben beschriebenen optischen Verbindungselement anzubringen,
kann ein Verbindungselement-Gehäuse
verwendet werden, in dem das oberflächen-montierte optische Element
an einer Position aufgenommen und gehalten wird, wo das optische Element
auf der Leiterbahnstruktur oberflächen-montiert ist.
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Wenn
in diesem Fall eine Kraft, die das Gehäuse von dem Leiterbahnsubstrat
abhebt, auf das Verbindungselement-Gehäuse ausgeübt wird, wirkt die Kraft jedoch
direkt auf die Lötverbindung
zwischen dem optischen Element und dem Leiterbahnsubstrat. Diese
Kraft kann Probleme wie z.B. Risse in dem Lötteil verursachen.
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Aus
der
DE 100 15 867
A1 sind eine Steckerbuchse und eine Kupplung für einen
optischen Steckverbinder bekannt. Die Kupplung weist einen transparenten
Kern in einer transparenten Ummantelung auf. Der Kern enthält einen
optischen Wellenleiter und eine Linse am Ende des Wellenleiters.
Die Linse konvergiert durchgehendes Licht in/aus dem Wellenleiter.
Die Leistungsfähigkeit
der Lichtübertragung soll
bei diesem bekannten Steckverbinder verbessert sein.
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Die
EP 1 227 349 A2 ,
die auf die gleichen Anmelder zurückgeht, zeigt einen optischen
Verbinder, sowie einen Abschirmverbinder hierfür. Ein optisches Element ist
in einem Abschirmgehäuse
aufgenommen, welches wiederum in einer Ausnehmung gehalten ist,
die in einem Verbindergehäuse
ausgebildet ist. Eine metallische Wärmesenke steht in engem Kontakt
mit dem Abschirmgehäuse
und kann wärme zur
Außenseite
hin abstrahlen. Das in Kunststoff oder Kunstharz eingebettete optische
Element erfährt hierdurch
eine bessere Kühlung.
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Aus
der
EP 1 158 329 A2 ist
ein optischer Verbinder bekannt, bei dem in einem Gehäuse eine Ringwand
zur Aufnahme einer Ferrule angeordnet ist. Durch verschiedene Maßnahmen
soll ein Spiel der Ferrule innerhalb der durch die Ringwand definierten
Aufnahme verhindert werden.
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Die
DE 195 47 769 A1 zeigt
eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden von Lichtleitfaserenden
mit Sende- und/oder
Empfangselementen. Die Lichtleitfaser bzw. deren Ummantelung wird
mittels einer Verrastung an einer Aufnahme festgelegt. Die Aufnahme
wiederum ist axial verschieblich zwischen zwei Anschlägen in einem
Umgehäuse
gelagert, wobei durch entsprechende Bemessungen ein radialer Toleranzausgleich
zwischen der Aufnahme und dem Umgehäuse erfolgen kann.
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Die
DE 201 06 413 U1 zeigt
eine Anschlußfassung
mit einem Chipsitz für
einen optischen Wellenleiter. In einem Gehäuse befinden sich ein Chipaufnahmeraum
und eine Einstecköffnung
für einen Lichtwellenleiter,
die über
eine Öffnung
mit dem Aufnahmeraum in Verbindung steht. Der Chip ist entfernbar
und damit leicht austauschbar in den Aufnahmeraum einsetzbar.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein optisches Verbindungselement
bereitzustellen, das eine hervorragende Sicherungsfestigkeit in
der Abheberichtung von dem Leiterbahnsubstrat aufweist. Die vorliegende
Erfindung stellt darüber
hinaus ein optisches Verbindungselement bereit, das einen ausgezeichneten
Rauschwiderstand aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts des oben beschriebenen Problems
gemacht worden. Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung eine
Anschlussgehäusevorrichtung
für ein
Solarzellenmodul bereit, die eine erhöhte Langzeithaltbarkeit und
-zuverlässigkeit
aufweist.
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Die
Erfindung stellt ein optisches Verbindungselement bereit, das ein
Oberflächen-implementiertes
optisches Element mit einer Leiterbahnstruktur eines Leiterbahnsubstrats
elektrisch verbindet, wobei das optische Element an einer in einem
vorbestimmten Abstand von dem Leiterbahnsubstrat gelegenen Position
gehalten wird.
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Die
Erfindung stellt weiterhin ein optisches Verbindungselement bereit,
das ein optisches Element aufnimmt und auf einem Leiterbahnsubstrat
implementiert ist. Das optische Verbindungselement umfasst ein oberflächen-implementiertes optisches Element,
das einen Körperabschnitt
und einen Elektrodenabschnitt aufweist, der an dem Körperabschnitt
vorgesehen ist. Das optische Verbindungselement umfasst darüber hinaus
ein Verbindungselement-Gehäuse,
das das optische Element so aufnehmen kann, dass das optische Element
mit einer Lichtleitfaser verbunden ist. Das Verbindungselement-Gehäuse kann
ein leitendes Material enthalten.
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Die
Lichtleitfaser wird in einem optischen Verbindungselement eines
Gegenstücks,
an einer Position gehal ten, die sich in einem vorbestimmten Abstand
von der Hauptfläche
des Leiterbahnsubstrats befindet, und das optische Verbindungselement weist
eine Elementaufnahmevertiefung auf, die auf der Rückseite
eine Öffnung
aufweist. Das optische Verbindungselement umfasst einen Abdeckabschnitt zum
Verschließen
der Öffnung
auf der Rückseite
der Elementaufnahmevertiefung, und einen Kontaktierungsbügel, der
an dem Abdeckabschnitt angebracht ist. Das optische Verbindungselement
weist einen Verbindungsabschnitt auf, der elektrisch mit einem Elektrodenabschnitt
eines optischen Elements verbunden ist, der auf einer Seite der
Elementaufnahmevertiefung aufgenommen ist, und einen Lötabschnitt,
der auf der anderen Seite an die Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats
gelötet
werden kann.
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Das
optische Verbindungselement weist eine Elementaufnahmevertiefung
auf, die bodenseitig eine Öffnung
aufweist, durch die das optische Element eingeführt werden kann. Das optische
Verbindungselement umfasst darüber
hinaus einen Kontaktierungsbügel,
der an der radial inneren Oberfläche der
Elementaufnahmevertiefung angeordnet ist und der an einen Ende einen
Verbindungsabschnitt aufweist, der elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt
des optischen Elements verbunden ist, das in der Elementaufnahmevertiefung
aufgenommen ist, und der am anderen Ende einen Lötabschnitt aufweist, der an eine
Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats gelötet werden kann. Der Kontaktierungsbügel kann
einen Kraftübertragungsabschnitt
aufweisen, um den Verbindungsabschnitt gegen den Elektrodenabschnitt
des optischen Elements zu drücken.
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An
der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuse
ist ein der Verriegelung dienender Abschnitt mit einem Verriegelungsabschnitt
angeordnet, der sich in Richtung der Grundfläche erstreckt und in Eingriff
mit der anderen Hauptflächenseite
des Leiterbahnsubstrats sein kann, sowie einen Halteabschnitt zum
Halten des Verriegelungsstücks
an einer von der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses
um eine Distanz beabstandeten Position, die gleich der Dicke des
Leiterbahnsubstrats ist.
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Der
Verriegelungsabschnitt kann sich von dem Halteabschnitt in Verbindungsrichtung
eines optischen Verbindungselements des Gegenstücks erstrecken. Darüber hinaus
kann ein der Positionierung dienender Abschnitt zwischen der Grundfläche des Verbindungselement-Gehäuses und
dem Verriegelungsabschnitt vorgesehen sein.
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Das
optische Element ist auf dem Leiterbahnsubstrat implementiert. Der
Teil des Leiterbahnsubstrats, auf dem das optische Element implementiert
ist, und das optische Element sind in dem Verbindungselement-Gehäuse aufgenommen.
Das Verbindungselement-Gehäuse
kann ein leitendes Material enthalten.
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Verschiedene
beispielhafte Ausführungsformen
von Vorrichtungen, Systemen und Verfahren dieser Erfindung sind
im Folgenden ausführlich
mit Bezug auf die beigefügte
Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die ein optisches Verbindungselement gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 eine
Querschnittsansicht, die das optischen Verbindungselementes der 1 zeigt;
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3 eine
perspektivische Ansicht, die ein Verbindungselement-Gehäuse des
optischen Verbindungselementes zeigt;
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4 eine
perspektivische Ansicht, die einen Abdeckabschnitt des optischen
Verbindungselements zeigt;
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5 eine
Ansicht, die die Montage des optischen Verbindungselementes zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht, die ein weiteres optisches Verbindungselement
zeigt, das ebenfalls das Verbindungselement-Gehäuse verwendet;
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7 eine
Querschnittsansicht, die ein optisches Verbindungselement gemäß einem
Variationsbeispiel zeigt;
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8 eine
Querschnittsansicht, die die Montage des optischen Verbindungselementes
zeigt;
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9 eine
perspektivische Ansicht, die ein optisches Verbindungselement gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 eine
Querschnittsansicht, die das optische Verbindungselement zeigt;
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11 eine
Querschnittsansicht, die ein Verbindungselement-Gehäuse des
optischen Verbindungselement zeigt;
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12 eine
Querschnittsansicht, die ein optisches Verbindungselement gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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13 eine
perspektivische Ansicht zur Beschreibung eines Zustandes, in dem
das optische Verbindungselement an dem Leiterbahnsubstrat angebracht
ist;
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14 eine
Querschnittsansicht, die einen Schritt zur Implementierung und Befestigung
des optischen Verbindungselementes auf dem Leiterbahnsubstrat zeigt;
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15 eine
Querschnittsansicht, die einen weiteren Schritt zur Implementierung
und Befestigung des optischen Verbindungselements an der Leiterbahnstruktur
zeigt;
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16 eine
perspektivische Ansicht zur Beschreibung eines Zustandes, bei dem
ein optisches Verbindungselement gemäß einem Variationsbeispiel
auf dem Leiterbahnsubstrat angeordnet ist;
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17 eine
perspektivische Ansicht, die ein optisches Verbindungselement gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und ein optisches Verbindungselement
zeigt, das damit verbunden werden soll; und
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18 eine
Querschnittsansicht, die den Verbindungszustand der optischen Verbindungselemente
zeigt.
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Im
Folgenden ist ein optisches Verbindungselement gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Ein
optisches Verbindungselement 10 umfasst ein optisches Element 40 und
ist auf einem Leiterbahnsubstrat 70 implementiert. Im implementierten
Zustand kann ein optisches Verbindungselement 50, das eine
Lichtleitfaser 61 des Gegenstücks 61 hält, mit
dem optischen Verbindungselement 10 verbunden sein (siehe 2).
Das optische Verbindungselement 10 umfasst ein optisches
Element 40, ein Verbindungselement-Gehäuse 11 und einen Abdeckabschnitt 20.
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Das
optische Element 40 ist ein Lichtempfangselement (wie etwa
eine Fotodiode oder ein Fototransistor) zur Umwandlung optischer
Signale in elektrische Signale, oder ein Lichtaussendeelement (eine
Leuchtdiode oder dergleichen) zur Umwandlung elektrischer Signale
in optische Signale. Das optische Element 40 ist ein oberflächen-implementiertes
optisches Element. Das optische Element 40 weist einen
Elektrodenabschnitt 40b an einer Oberfläche eines Körperabschnitts 40a des
optischen Elements 40 auf. Insbesondere weist der Elektrodenabschnitt 40b die
Form eines dünnen
Bandes auf und ist an der hinteren, unteren Oberfläche des
Körperabschnitts 40a des
optischen Elements 40 angeordnet (siehe 2 und 5).
Gemäß dieser
Ausführungsform
weist das optische Verbindungselement 10 zwei optische
Elemente 40 auf.
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Wie
es in den 1 bis 3 und 5 gezeigt
ist, ist das Verbindungselement-Gehäuse aus Harz oder dergleichen
hergestellt und enthält
zwei Elementaufnahmevertiefungen 13, die jeweils das optische
Element 40 aufnehmen und halten können. Das Verbindungselement-Gehäuse 11 umfasst
insbesondere den Gehäusekörperabschnitt 12,
einen Buchsenabschnitt 14 und ein Verbindungsrohr 16. Der
Gehäusekörperabschnitt 12 enthält zwei
Elementaufnahmevertiefungen 13, die jeweils eines der optischen
Elemente 40 aufnehmen können.
Diese zwei Elementaufnahmevertiefungen 13 sind durch eine
Trennwand 13W (siehe 3) voneinander
getrennt.
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Jede
der Elementaufnahmevertiefungen 13 ist höher als
das optische Element 40. Die nach oben gerichtete bzw.
obere Oberfläche
der optischen Elemente 40 liegt jeweils an einer darüberliegenden, oberen
Oberfläche 13a der
Elementaufnahmevertiefungen 13 an. Demzufolge ist die nach
unten gerichtete bzw. untere Oberfläche des optischen Elements 40 von
der Grundfläche
des Verbindungselement- Gehäuses 11 (die
im Wesentlichen mit der Hauptfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 übereinstimmt) um eine vorbestimmte
Distanz beabstandet. Somit kann das optische Element 40 darin
aufgenommen werden (siehe 2). Der
Raum zwischen der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 11 und
der Grundfläche
des optischen Elements 40 ist unter Berücksichtigung eines Raumes definiert, der
für den
Kontaktierungsanschluss des optischen Elements 40 benötigt wird,
der gehalten werden soll, wenn das optische Element mit dem Kontaktierungsanschluss
innerhalb der Elementaufnahmevertiefung 13 gehalten wird
(siehe 6).
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Jedes
der optischen Elemente 40 innerhalb der jeweiligen Elementaufnahmevertiefungen 13 wird so
gehalten, dass es mit der Lichtleitfaser 61 in dem optischen
Verbindungselement 50 des Gegenstücks verbunden ist. Mit anderen
Worten, zwei Buchsenabschnitte 14 ragen in Richtung der
Vorderseite des Gehäusekörperabschnitts 12 hervor.
Jeder der Buchsenabschnitte 14 weist eine im Wesentlichen
rohrförmige
Gestalt mit einem Loch auf, durch das ein Hülsenabschnitt 55 des
optischen Verbindungselements 50 des Gegenstücks eingeführt werden
kann, und das mit der Innenseite der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 verbunden
ist. Wenn das optische Verbindungselement 10 und das optische
Verbindungselement 50 verbunden sind, befindet sich jeder der
Hülsenabschnitte 55 innerhalb
des jeweiligen Buchsenabschnitts 14 und wird in Richtung
des optischen Elements 40 der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 geführt. Wenn
jeder der Hülsenabschnitte 55 vollständig in
den jeweiligen Buchsenabschnitt 14 eingeführt ist,
liegt die Stirnfläche
des Lichtleitfasers 61 der Lichtaussende- bzw. Lichtempfangsfläche des
jeweiligen optischen Elements 40 gegenüber und ist mit diesen optisch
verbunden.
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Die
Elementaufnahmevertiefung 13 ist zur Rückseite (die Seite, die der
Seite, mit der das optische Verbindungselement 50 des Gegenstücks verbunden
ist, entgegengesetzt ist) des Verbindungselement-Gehäuses 11 geöffnet. Das
optische Element 40 wird von der Rückseite in die jeweilige Elementaufnahmevertiefung 13 so
eingeführt,
dass das optische Element 40 in einer vorbestimmten Position
aufgenommen und gehalten werden kann, in der die Licht aufnehmende
bzw. Licht aussendende Oberfläche
nach vorn weisen kann. Die Öffnungen
auf den Rückseiten
der Elementaufnahmevertiefungen 13 sind miteinander auf
der Rückseite
des Verbindungselement-Gehäuses 11 verbunden.
Der Abdeckabschnitt 20 ist an der Öffnung auf der Rückseite
angebracht.
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Der
Verbindungsrohrabschnitt 16 erstreckt sich derart, dass
er beide Buchsenabschnitte 14 von dem radial äußeren Teil
des Gehäusekörperabschnitts 12 aus
umschließt.
Der Verbindungsrohrabschnitt 16 weist eine im Wesentlichen
rohrförmige Gestalt
auf, zu dem das optische Verbindungselement 50 des Gegenstücks innen
eingepasst werden kann. Ferner ragen Schraubabschnitte 17 beidseits des
radial äußeren Teils
des Gehäusekörperabschnitts 12 hervor.
Jeder der Schraubabschnitte 17 weist ein Befestigungsloch 17h auf.
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Wie
in 1, 2, 4 und 5 gezeigt
ist, ist der Abdeckabschnitt 20 plattenartig ausgebildet,
entsprechend der Öffnung
der Rückseite der
Elementaufnahmevertiefung 13, wobei die Öffnung verschlossen
werden kann.
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Ein
Eingriffsvorsprung 21 ist an dem radial äußeren Teil
des Abdeckabschnitts 20 angeordnet (siehe 4),
und eine Eingriffsaussparung 13b, mit der der Eingriffsvorsprung 21 wechselwirken
kann, ist an dem radial äußeren Teil
der Öffnung
auf der Rückseite
der Elementaufnah mevertiefung 13 angeordnet (siehe 2, 3 und 5).
Der Eingriffsvorsprung 21 wirkt mit der Eingriffsaussparung 13b derart
zusammen, dass der Abdeckabschnitt 20 an der Öffnung der
Rückseite
der Elementaufnahmevertiefung 13 angebracht werden kann.
In diesem Zustand liegt die nach vorn gerichtete bzw. vordere Oberfläche des
Abdeckabschnitts 20 innerhalb der Elementaufnahmevertiefung 13 und
an der Rückseite
des optischen Elements 40 an, so dass der Abdeckabschnitt 20 das
jeweilige optische Element 40 innerhalb der Elementaufnahmevertiefung 13 halten
kann.
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Ein
Bügelaufnahmeschlitzabschnitt 20g ist vertikal
an der vorderen Seite des Abdeckabschnitts 20, d.h. auf
der dem optischen Element 40 gegenüberliegenden Seite, angeordnet.
Ein Kontaktierungsbügel 22 ist
an dem Bügelaufnahmeschlitzabschnitt 20g befestigt.
Der Kontaktierungsbügel 22 kann
an dem Abdeckabschnitt 20 befestigt werden, indem er in
den Bügelaufnahmeschlitzabschnitt 20g eingepasst
wird oder indem er mittels Spritzguss in den Abdeckabschnitt 20 eingebettet
wird. Die Anzahl der Kontaktierungsbügel 22 ist gleich
der Anzahl der Elektrodenabschnitte 40b beider optischen
Elemente 40.
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Der
Kontaktierungsbügel 22 wird
durch Biegen eines leitenden dünnen,
stiftförmigen
Materials aus z.B. Kupfer oder Weichkupfer gewonnen. Ein Verbindungsabschnitt 23 ist
an einem Ende vorgesehen. Der Verbindungsabschnitt 23 kann
mit dem Elektrodenabschnitt 40b des optischen Elements 40 in
Anlage gebracht werden. Ein Lötabschnitt 24 ist
an dem anderen Ende angeordnet. Der Lötabschnitt 24 kann
an die Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats 70 gelötet werden.
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Der
Verbindungsabschnitt 23 weist einen Biegekraftabschnitt 23a auf.
Der Biegekraftabschnitt 23a wird durch Biegen eines Endes
des Materials in Richtung des optischen Elements 40 und
Umbiegen des gebogenen Teils zu einer Bogenform gewonnen. Der den
Biegekraftabschnitt 23a des Verbindungsabschnitts 23 haltende
Basisendteil ist so angeordnet, dass er eng mit der Grundfläche des
Bügelaufnahmeschlitzabschnitts 20g in
Berührung
ist. Ein Endabschnitt des Kontaktierungsbügels 22 kann nicht
in Richtung von dem optischen Element 40 weg elastisch
verformt werden. Das optische Element 40 ist in der jeweiligen
Elementaufnahmevertiefung 13 aufgenommen, und der Abdeckabschnitt 20 ist
an der Öffnung
auf der Rückseite
der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 befestigt.
Somit drückt
die Oberseite des Biegekraftabschnitts 23a gegen den Elektrodenabschnitt 40b des
optischen Elements 40, und der Biegekraftabschnitt 23a wird
elastisch in eine flache Form verformt. Durch die Elastizität des Biegekraftabschnitts 23a zur
Rückführung in
die ursprüngliche
Form wird der Biegekraftabschnitt 23a gegen der Elektrode 40b gepresst
und beaufschlagt, um eine elektrische Verbindung zwischen ihnen
herzustellen.
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Der
Lötabschnitt 24 ist
zur Außenseite
des Verbindungselement-Gehäuses 11 herausgeführt, um
mit der Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats 70 verlötet zu werden.
Insbesondere erstreckt sich der Lötabschnitt 24 zur
unteren Kante des Abdeckabschnitts 20, ist an der unteren
Kante zur Rückseite
hin gebogen und erstreckt sich von der Rückseite des Abdeckabschnitts 20 nach
außen.
Das optische Verbindungselement 10 ist auf dem Leiterbahnsubstrat 70 angeordnet,
und der Lötabschnitt 24 ist
in Kontakt mit und kann gelötet
werden an eine vorbestimmte Leiterbahnstruktur auf dem Leiterbahnsubstrat 70.
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Um
das optische Verbindungselement 10 zu montieren, wird das
optische Element 40 zunächst
in die jeweilige Elementaufnahmevertiefung 13 des Verbindungselement-Ge häuses eingeführt. Anschließend wird
der Abdeckabschnitt 20 an der Öffnung der Rückseite
der Elementaufnahmevertiefung befestigt. Dadurch wird das optische
Element 40 in einer vorbestimmten Position innerhalb der
Elementaufnahmevertiefung 13 gehalten. Darüber hinaus
ist der Kontaktierungsbügel 22 elektrisch
mit dem jeweiligen Elektrodenabschnitt 40b des optischen
Elements 40 verbunden. Auf diese Weise kann das optische
Verbindungselement zusammengebaut werden.
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Um
das optische Verbindungselement 10 auf dem Leiterbahnsubstrat 70 zu
implementieren, wird der Lötabschnitt 24,
der sich zur Rückseite
des optischen Verbindungselements 10 erstreckt, entsprechend
der Position einer vorbestimmten Leiterbahnstruktur auf dem Leiterbahnsubstrat 70 angeordnet.
Darüber
hinaus wird das Befestigungsloch 17h des Schraubabschnitts 17 entsprechend
der Position des Befestigungslochs des Leiterbahnsubstrats 70 angeordnet.
Auf diese weise wird das optische Verbindungselement 10 auf
dem Leiterbahnsubstrat 70 befestigt.
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In
diesem Zustand wird der Lötabschnitt 24 an
die vorbestimmte Lötstruktur
auf dem Leiterbahnsubstrat 70 gelötet, indem zum Beispiel ein
Aufschmelzlötverfahren
verwendet wird. Anschließend wird
der Schraubabschnitt 17 mit dem Leiterbahnsubstrat 70 verschraubt.
In diesem Fall kann entweder die Verlötung oder die Verschraubung
zuerst durchgeführt
werden. Dies schließt
die Implementierung des optischen Verbindungselements 10 auf
dem Leiterbahnsubstrat 70 ab.
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Bei
dem optischen Verbindungselement 10, das den oben beschriebenen
Aufbau zeigt, ist der Verbindungsabschnitt 23 des Endes
des Kontaktierungsbügels 22,
der in dem Abdeckabschnitt 20 angeordnet ist, innerhalb
des Elementaufnahmeabschnitts 13 elektrisch mit dem Elektrodenab schnitt 40b des
optischen Elements verbunden. Der Lötabschnitt 24 an der
anderen Seite des Kontaktierungsbügels 22 kann an die
Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats 70 gelötet werden.
Daher können
das oberflächen-implementierte
optische Element 40, das in einer in einem vorbestimmten
Abstand von dem Leiterbahnsubstrat 70 liegenden Position
gehalten wird, und die Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats 70 elektrisch
verbunden werden.
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Somit
kann das optische Verbindungselement für ein oberflächen-implementiertes
optisches Element 40 hergestellt werden, indem der Aufbau
eines herkömmlichen
optischen Verbindungselementes, das dazu ausgelegt ist, den Elementkörperabschnitt
in einer von dem Substrat entfernten Position aufzunehmen und dort
zu halten, nur leicht geändert wird,
unter der Voraussetzung, dass das optische Verbindungselement ein
optisches Element mit einem Kontaktierungsanschluss umfasst. Das
optische Verbindungselement des Gegenstücks, das damit verbunden ist,
kann die gleiche Konstruktion wie das herkömmlicherweise verwendete aufweisen.
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Der
Verbindungsabschnitt 23 wird durch die elastische Rückstellkraft
des Biegekraftabschnitts 23a gegen den Elektrodenabschnitt 40b gedrückt. Daher
kann die Kontaktierung zwischen dem Verbindungsabschnitt 23 und
dem Elektrodenabschnitt 40b gewährleistet werden.
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Selbst
wenn ein optisches Element 40, das eine Größe und/oder
eine Form aufweist, die sich leicht von jenen der ursprünglich entwickelten
optischen Elemente 40 unterscheidet, in der Elementaufnahmevertiefung 13 aufgenommen
wird, kann dieser Unterschied, je nach dem Ausmaß der elastischen Verformung
des Biegekraftabschnitts 23a, absorbiert werden. Somit
kann der Verbindungsabschnitt 23 an dem Elektrodenabschnitt 40b anliegen
und mit ihm elek trisch verbunden sein. Somit kann das optische Element 40 mit
leicht unterschiedlicher Größe und/oder
Form verwendet werden.
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Insbesondere
kann der Abdeckabschnitt 20 des optischen Verbindungselements 10 durch
einen Abdeckabschnitt 120 ohne den Kontaktierungsbügel 22 ersetzt
werden. Das optische Verbindungselement 10 kann somit als
ein optisches Verbindungselement 110 für ein optisches Element 140 mit
einem Kontaktierungsanschluss 140b verwendet werden. 6 ist
eine Querschnittsansicht, die das optische Verbindungselement 110 zeigt.
Bei dem optischen Verbindungselement 110 werden das Verbindungselement-Gehäuse 11,
das den gleichen Aufbau wie das oben erwähnte Verbindungselement-Gehäuse 11 aufweist,
und der Abdeckabschnitt 120, der abgesehen von dem Kontaktierungsbügel 22 den
gleichen Aufbau wie der Abdeckabschnitt 20 aufweist, verwendet.
Das optische Element 40 weist eine Konstruktion auf, bei
der ein Kontaktierungsanschluss 40b vertikal in einem Körperabschnitt 140a eines
optischen Elements 40 angeordnet ist. Der Körperabschnitt 140a des
optischen Elements weist im Wesentlichen die gleiche Form und Größe wie der
Elementkörperabschnitt 40a auf.
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Der
Körperabschnitt 140a des
optischen Elements ist in der Elementaufnahmevertiefung 13 aufgenommen.
Der Kontaktierungsanschluss 140b erstreckt sich unterhalb
des Verbindungselement-Gehäuses 11 durch
eine Einführungsvertiefung 13h unter
der Elementaufnahmevertiefung 13. Wenn unter dieser Bedingung
der Abdeckabschnitt 120 an der Öffnung an der Rückseite
der Elementaufnahmevertiefung 13 befestigt ist, wird das
optische Element 140 in der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 aufgenommen
und gehalten.
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Um
das optische Verbindungselement 110 auf dem Leiterbahnsubstrat 170 zu
implementieren, wird der Kontaktierungsanschluss 140b durch
das in dem Leiterbahnsubstrat 70 ausgebildete Durchgangsloch
eingeführt.
Anschließend
wird der Kontaktierungsanschluss 140b mittels zum Beispiel
eines Aufschmelzlötverfahrens
auf eine vorbestimmte Leiterbahnstruktur auf der Unterseite des
Leiterbahnsubstrats 170 gelötet.
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Mit
anderen Worten, bei dem optischen Verbindungselement 10 gemäß der ersten
Ausführungsform
wird das oberflächen
implementierte optische Element 40 an einer von der oberen
Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 170 um eine vorbestimmte Distanz
entfernten Position gehalten. Folglich kann das Verbindungselement-Gehäuse 11 vorteilhafterweise als
das optische Verbindungselement 110 für das optische Element 120 mit
einem Kontaktierungsanschluss verwendet werden.
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Ein
Variationsbeispiel des optischen Verbindungselements 10 gemäß der ersten
Ausführungsform
ist im Folgenden beschrieben. 7 ist eine Querschnittsansicht,
die ein optisches Verbindungselement 210 gemäß dem Variationsbeispiel
zeigt. 8 ist eine Darstellung, die im Schnitt den Zusammenbau
des optischen Verbindungselements 210 zeigt.
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Im
Folgenden sind nur die Unterschiede zwischen dem optischen Verbindungselement 10 und dem
optischen Verbindungselement 210 beschrieben. Bei dem optischen
Verbindungselement 210 ist ein Ende des Materials des Verbindungsabschnitts 223 des
Kontaktierungsbügels 222 in
einem im Wesentlichen rechten Winkel gebogen. Das spitz zulaufende
Ende weist einen Kontakt 223a auf, der im Wesentlichen
U-förmig
gebogen ist. Der Verbindungsabschnitt 223 liegt gegenüber einer
Rückzugsvertiefung 20ga,
die in einem Bügelaufnahmeschlitz 20g eines Abdeckabschnitts 220 angeordnet
ist. Der Basisendteil des Verbindungsabschnitts 223 ist
befestigt und wird gehalten von dem Abdeckabschnitt 220.
Der Kontaktierungsbügel 222 ist
an dem Basisendteil des Verbindungsabschnitts 223 elastisch
verformt. Somit ist der Verbindungsabschnitt 223 in die
Rückzugsvertiefung 20ga rückziehbar.
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Bei
dem optischen Verbindungselement 21O ist das optische Element 40 in
dem Elementaufnahmeabschnitt 13 aufgenommen, und der Abdeckabschnitt 220 ist
an der Öffnung
auf der Rückseite
des Elementaufnahmeabschnitts 13 angebracht. Folglich wird
der Kontakt 223a gegen den Elektrodenabschnitt 40b des
optischen Elements 40 gedrückt. Der Kontaktierungsbügel 222 ist
an dem Basisendteil des Verbindungsabschnitts 223 elastisch
verformt. Somit ist der Verbindungsabschnitt 223 etwas
in die Rückzugsvertiefung 20ga zurückgezogen.
In diesem Zustand wird der Verbindungsabschnitt 223 gegen
den Elektrodenabschnitt 40b des optischen Elements 40 gedrückt, indem
die Kraft ausgenutzt wird, mit der der Basisendteil des Verbindungsabschnitts 223 versucht,
wieder die ursprüngliche
gerade Linie einzunehmen. Mit anderen Worten, der Basisendteil des Verbindungsabschnitts 223 des
Kontaktierungsbügels 222 fungiert
als Kraftübertragungsabschnitt,
um den Verbindungsabschnitt 223 an den Elektrodenabschnitt 40b zu
drücken.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist das optische Verbindungselement 10 ein sogenanntes
bipolares Verbindungselement mit zwei optischen Elementen 40.
Jedoch ist ein optisches Verbindungselement mit einem oder drei
oder mehreren Polen anwendbar.
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Nachfolgend
ist ein optisches Verbindungselement gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung beschrie ben. 9 ist eine
perspektivische Ansicht, die ein optisches Verbindungselement zeigt. 10 ist
eine Querschnittsansicht, die das optische Verbindungselement zeigt. 11 ist
eine Querschnittsansicht, die ein optisches Verbindungselement zeigt,
das kein optisches Element aufnimmt.
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Ein
optisches Verbindungselement 310 umfasst ein optisches
Element 40, das gleich aufgebaut ist wie das optische Verbindungselement
gemäß der ersten
Ausführungsform,
ein Verbindungselement-Gehäuse 311 und
einen Kontaktierungsbügel 22.
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Das
Verbindungselement-Gehäuse 311 ist aus
Harz oder dergleichen hergestellt und umfasst zwei Elementaufnahmevertiefungen 313,
die die optischen Elemente 40 aufnehmen und halten können. Insbesondere
umfasst das Verbindungselement-Gehäuse 311 einen Gehäusekörperabschnitt 312,
einen Buchsenabschnitt 314 und einen Verbindungsrohrabschnitt 316.
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Der
Gehäusekörperabschnitt 312 enthält zwei
Elementaufnahmevertiefungen 313, die jeweils eines der
optischen Elemente 40 aufnehmen können. Diese zwei Elementaufnahmevertiefungen 313 sind
durch eine Trennwandung 313W voneinander getrennt.
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Jede
der Elementaufnahmevertiefungen 313 ist höher als
das optische Element 40. Die nach oben gerichtete bzw.
obere Oberfläche
jedes der optischen Elemente 40 liegt an der darüber liegenden,
inneren Oberfläche 313a der
jeweiligen Elementaufnahmevertiefungen 313 an. Folglich
ist die Grundfläche
des optischen Elements 40 durch einen vorbestimmten Abstand
von der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 311 (die
im Wesentlichen mit der Hauptfläche
des Leiterbahnsubtrats übereinstimmt) ge trennt.
Demzufolge kann das optische Element 40 darin aufgenommen
werden. Der Raum zwischen der Grundfläche des Verbindungselement-Gehäuses 311 und
der Grundfläche
des optischen Elements 40 ist unter Berücksichtigung eines Raumes definiert, der
für den
Kontaktierungsbügel
des optischen Elements, der wie bei der ersten Ausführungsform
gehalten werden soll, erforderlich ist.
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Jedes
der optischen Elemente 40 in der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 wird
so gehalten, dass es mit der Lichtleitfaser, die in dem optischen
Verbindungselement des Gegenstücks.
gehalten wird, verbunden werden kann. Mit anderen Worten, zwei Buchsenabschnitte 314 ragen
nach vorn bzw. zur Vorderseite des Gehäusekörperabschnitts 312 vor.
Wenn das optische Verbindungselement des Gegenstücks mit dem optischen Verbindungselement 310 verbunden
ist, befindet sich jeder der Hülsenabschnitte
des optischen Verbindungselements des Gegenstücks innerhalb des jeweiligen
Buchsenabschnitts 314 und wird, wie bei der ersten Ausführungsform,
in Richtung des optischen Elements 40 der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 313 geführt. Die
Lichtleitfaser innerhalb jedes Hülsenabschnitts
ist mit dem jeweiligen optischen Element 40 optisch verbunden.
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Die
Elementaufnahmevertiefung 313 ist in Richtung der Grundfläche des
Verbindungselement-Gehäuses 311 geöffnet. Das
optische Element 40 wird von der Grundfläche her
in die jeweilige Elementaufnahmevertiefung 313 eingefügt, so dass
das optische Element 40 in einer vorbestimmten Position aufgenommen
und gehalten werden kann, in der die Lichtempfangs- bzw. Lichtaussendefläche nach
vorn weisen kann. Die vordere Fläche
in der Elementaufnahmevertiefung 313 weist einen Vorsprung 313b auf,
der sich gegenüber
der Position der Grundfläche des
in der Elementaufnahmevertiefung 313 befindlichen optischen
Elements 40 befin det. Das optische Element 40 wird
in die Elementaufnahmevertiefung 313 gedrückt, und
das optische Element 40 ist in gleitendem Kontakt mit dem
Vorsprung 313b. Demzufolge ist das optische Element 40 in
der Elementaufnahmevertiefung 313 angeordnet. Somit ist
der Bereich der vorderen Kante der Unterseite des optischen Elements 40 mit
dem Vorsprung 313b in Wechselwirkung, der an der Unterseite
des optischen Elements 40 befestigt werden kann.
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Ein
Kontaktierungsbügel 22 ist
an der radial inneren Oberfläche
jeder der Elementaufnahmevertiefungen 313 angeordnet. Insbesondere
ist ein Bügelaufnahmeschlitzabschnitt 320g vertikal
auf der Oberfläche
angeordnet, die dem Elektrodenabschnitt 40b in der radial
inneren Oberfläche
jeder Elementaufnahmevertiefung 313 gegenüberliegt,
d.h. auf der Rückseite.
Der Kontaktierungsbügel 22 ist
an dem Bügelaufnahmeschlitzabschnitt 320g befestigt.
Der Kontaktierungsbügel 22 ist
gleich aufgebaut wie der Kontaktierungsbügel 22 gemäß der ersten
Ausführungsform.
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Der
Verbindungsabschnitt 23 an einem Ende des Kontaktierungsbügels 22 ist
an einer Position angeordnet, die in Kontakt mit dem Elektrodenabschnitt 40b des
optischen Elements 40 sein kann, das in der Elementaufnahmevertiefung 313 aufgenommen
ist. Der Lötabschnitt 24 am
anderen Ende ist aus dem Verbindungselement-Gehäuse 311 herausgeführt und
ist an der radial inneren Oberfläche
der Elementaufnahmevertiefung 313 und in einer Position
und Lage befestigt, die zur Verlötung
an der Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats geeignet ist.
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Das
optische Element 40 wird durch eine Öffnung in der Grundfläche in die
Elementaufnahmevertiefung 313 gedrückt. Somit ist das obere Ende
des Biegekraftabschnitts 23a gegen die hintere Oberfläche des
optischen Elements 40 beaufschlagt, und der Biegekraftabschnitt 23a ist
ela stisch zu einer flachen Form deformiert. Wenn das optische Element 40 vollständig in
die Elementaufnahmevertiefung 313 gepresst ist, wird der
Biegekraftabschnitt 23a zusammengedrückt und mit der Elastizität des Biegekraftabschnitts 23a zur
Rückführung in
die ursprüngliche Form
gegen den Elektrodenabschnitt 40b gedrückt. Ferner, wenn das optische
Verbindungselement 310 auf dem Leiterbahnsubstrat angeordnet
ist, kann der Lötabschnitt 24 in
Kontakt mit und gelötet
an die Leiterbahnstruktur auf dem Leiterbahnsubstrat sein.
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Der
Verbindungsrohrabschnitt 316, der gleich aufgebaut ist
wie der Verbindungsrohrabschnitt 16, erstreckt sich derart,
dass er die beiden Buchsenabschnitte 314 von dem radial äußeren Teil des
Gehäusekörperabschnitts 312 umschließt. Darüber hinaus
ragen Schraubenabschnitte 317, die gleich aufgebaut sind
wie die Schraubabschnitte 17, beidseits des radial äußeren Teils
des Gehäusekörperabschnitts 312 vor.
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Das
optische Verbindungselement 310 ist wie das optische optische
Verbindungselement 10 gemäß der ersten Ausführungsform
auf dem Leiterbahnsubstrat implementiert. Bei dem optischen Verbindungselement 310,
das den oben beschriebenen Aufbau aufweist, ist der Verbindungsabschnitt 23 an einem
Ende des Kontaktierungsbügels 22 in
dem radial inneren Teil der Elementaufnahmevertiefung 313 elektrisch
mit dem Elektrodenabschnitt 40b des optischen Elements 40 in
der Elementaufnahmevertiefung 313 verbunden. Darüber hinaus
kann der Lötabschnitt 24 an
dem anderen Ende des Kontaktierungsbügels 22 an die Leiterbahnstruktur
des Leiterbahnsubstrats gelötet
werden. Somit können
das Oberflächen-implementierte
optische Element, das an einer in einer vorbestimmten Distanz von
dem Leiterbahnsubstrat liegenden Position gehalten wird, und die Leiterbahnstruktur
des Leiterbahnsubstrats 70 elektrisch verbunden werden.
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Somit
kann das optische Verbindungselement für das Oberflächen-implementierte
optische Element 40 hergestellt werden, indem ein herkömmliches
optisches Verbindungselement, das so konstruiert ist, dass der Körperabschnitt
des optischen Elements an einer Position angeordnet ist, die von dem
Substrat entfernt ist, lediglich leicht verformt wird, unter der
Voraussetzung, dass das optische Verbindungselement ein optisches
Element mit einem Kontaktierungsanschluss aufweist. Das optische
Verbindungselement des Gegenstücks,
das mit dem optischen Element 40 verbunden wird, kann gleich
aufgebaut sein wie ein herkömmliches
optisches Element.
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Wie
bei der ersten Ausführungsform,
wird bei dieser Ausführungsform
der Verbindungsabschnitt 23 gegen den Elektrodenabschnitt 40b gedrückt. Auf diese
Weise kann folglich die Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt 23 und
dem Elektrodenabschnitt 40b gewährleistet werden. Darüber hinaus kann
ein optisches Element 40, welches eine leicht unterschiedliche
Größe und/oder
Form aufweist, verwendet werden. Der Kontaktierungsbügel 22 kann die
gleiche Konstruktion aufweisen wie bei dem in den 7 und 8 gezeigten
Variationsbeispiel.
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Das
optische Verbindungselement 310 gemäß der zweiten Ausführungsform
ist ein sogenanntes bipolares optisches Verbindungselement. Jedoch sind
auch optische Verbindungselemente mit einem Pol oder drei oder mehreren
Polen anwendbar.
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Wie
oben beschrieben ist, ist bei einem optischen Verbindungselement
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Verbindungsabschnitt des Endes des Kontaktierungsbügels, das
in dem Abdeckabschnitt angeordnet ist, innerhalb der Elementaufnahmevertiefung
mit dem Elektrodenabschnitt des optischen Elements elektrisch verbunden.
Der Lötabschnitt
des anderen Endes des Kontaktierungsbügels kann mit der Leiterbahnstruktur
des Leiterbahnsubstrats verlötet
werden. Somit kann das Oberflächen-implementierte
optische Element in einer durch eine vorbestimmte Distanz von dem
Leiterbahnsubstrat entfernten Position gehalten werden, und die
Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats kann elektrisch verbunden
werden.
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Bei
einem optischen Verbindungselement gemäß der zweiten Ausführungsform
dieser Erfindung ist der Verbindungsabschnitt an dem Ende des Kontaktierungsbügels, der
in dem radial inneren Teil der Elementaufnahmevertiefung angeordnet
ist, elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt des optischen Elements
in der Elementaufnahmevertiefung verbunden. Ferner kann der Lötabschnitt
am anderen Ende des Kontaktierungsbügels mit der Leiterbahnstruktur des
Leiterbahnsubstrats verlötet
werden. Somit kann das oberflächen-implementierte
optische Element an einer durch eine vorbestimmte Distanz von dem
Leiterbahnsubstrat entfernten Position gehalten werden, und die
Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats kann elektrisch verbunden
werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird der Verbindungsabschnitt mittels des Kraftübertragungsabschnitts gegen
den Elektrodenabschnitt des optischen Elements gedrückt. Daher
kann eine Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Elektrodenabschnitt
gewährleistet
werden.
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Ein
optisches Verbindungselement gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung ist im Folgenden beschrieben. 12 ist
eine Querschnittsansicht, die ein optisches Verbindungselement zeigt. 13 ist
eine perspek tivische Ansicht zur Beschreibung eines Zustandes, in
dem das optische Verbindungselement an einem Leiterbahnsubstrat befestigt
ist.
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Ein
optisches Verbindungselement 10 umfasst ein optisches Element 40 und
ist auf einem Leiterbahnsubstrat 70 implementiert. Ein
optisches Verbindungselement 50 des Gegenstücks, das
eine Lichtleitfaser 61 hält, kann mit dem optischen
Verbindungselement 10 verbunden werden (siehe 12). Das
optische Verbindungselement 10 umfasst ein optisches Element 40,
ein Verbindungselement-Gehäuse 11 und
einen Abdeckabschnitt 20.
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Das
optische Element 40 ist ein Lichtempfangselement (wie etwa
eine Fotodiode oder ein Fototransistor) zur Umwandlung optischer
Signale in elektrische Signale, oder ein Lichtaussendeelement (wie
etwa eine Leuchtdiode) zur Umwandlung elektrischer Signale in optische
Signale. Das optische Element 40 ist ein Oberflächen-montiertes
Element, d.h. das optische Element 40 weist einen Elektrodenabschnitt 40b auf
der Oberfläche
eines Körperabschnitts 40a des
optischen Elements auf. Insbesondere ist der Elektrodenabschnitt 40b des
optischen Elements 40 als dünnes Band ausgebildet und hinten unten
an dem Körperabschnitt 40a des
optischen Elements 40 angeordnet (siehe 12).
Gemäß dieser
Ausführungsform
umfasst das optische Verbindungselement 10 zwei optische
Elemente 40.
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Das
Verbindungselement-Gehäuse 11 enthält Harz
oder dergleichen und umfasst zwei Elementaufnahmevertiefungen 13,
die jeweils ein optisches Element 40 aufnehmen und halten
können. Insbesondere
umfasst das Verbindungselement-Gehäuse 11 einen Gehäusekörperabschnitt 12,
einen Führungsbuchsenabschnitt 14 und
einen Verbindungsrohrabschnitt 16. Der Gehäusekörperabschnitt 12 umfasst
zwei Elementaufnahmevertiefungen 13, die jeweils eines
der op tischen Elemente 40 aufnehmen können. Diese zwei Elementaufnahmevertiefungen 13 sind
durch eine Trennwand 13W voneinander getrennt.
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Die
Elementaufnahmevertiefung 13 ist vorgesehen, um das optische
Element 40 aufzunehmen und zu halten, so dass das optische
Element 40 auf der oberen Oberfläche des Leiterbahnsubstrats 70, die
eine Hauptfläche
ist, Oberflächen-montiert
werden kann. Mit anderen Worten, die Höhe der Elementaufnahmevertiefung 13 ist
im Wesentlichen gleich der Höhe
des optischen Elements 40. Wenn die optischen Elemente 40 so
in den Elementaufnahmevertiefung 13 aufgenommen ist, dass
die obere Oberfläche
jedes des optischen Elemente 40 an der darüber liegenden,
inneren Oberfläche 13a der
jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 anliegen kann,
ist die Grundfläche
des optischen Elements 40 an einer Position angeordnet,
bei der die Grundfläche des
optischen Elements 40 im Wesentlichen mit der Grundfläche des
Verbindungselement-Gehäuses 11 übereinstimmt.
Wenn daher das optische Verbindungselement 10 so auf dem
Leiterbahnsubstrat 70 angeordnet ist, dass die Grundfläche des
Verbindungselement-Gehäuses 11 in
engem Kontakt mit der oberen Oberfläche des Leiterbahnsubstrats 70 sein
kann, sitzt das optische Element 40 fest auf der oberen
Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70. Somit kann der Elektrodenabschnitt 40b des
optischen Elements 40 an eine Leiterbahnstruktur gelötet werden,
die zum Beispiel durch ein Schwalllötverfahren auf der oberen Oberfläche des
Leiterbahnsubstrats 70 gebildet ist.
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Die
Elementaufnahmevertiefung 13 ist zur Rückseite (die der Seite, mit
der das optische Verbindungselement 50 des Gegenstücks verbunden
ist, gegenüberliegende
Seite) des Verbindungselement-Gehäuses 11 geöffnet. Das
optische Element 40 ist in der Elementaufnahmevertiefung 13 aufgenommen,
und die Lichtempfangsfläche
oder Licht aussendefläche
des optischen Elements 40 weist nach vorn. Somit wird der
an der Rückseite
angeordnete Öffnungsabschnitt
der Elementaufnahmevertiefung 13 mit dem Abdeckabschnitt 20 verschlossen. Das
optische Element 40 wird in einer vorbestimmten Position
innerhalb der Elementaufnahmevertiefung 13 gehalten, so
dass das optische Element 40 durch den Abdeckabschnitt
nach vorn gedrückt
wird.
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Zwei
Führungsbuchsenabschnitte 14 sind zur
Vorderseite des Gehäusekörperabschnitts 12 gerichtet.
Jeder der Führungsbuchsenabschnitte 14 ist im
Wesentlichen rohrförmig,
mit einem Loch, durch das ein Hülsenabschnitt 55 eingeführt werden
kann und das mit der Innenseite der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 verbunden
ist. Wenn das optische Verbindungselement 10 und das optische
Verbindungselement 50 verbunden sind, ist jeder der Hülsenabschnitte 55 in
den jeweiligen Führungsbuchsenabschnitt 14 eingeführt und
wird in Richtung des optischen Elements 40 in der jeweiligen
Elementaufnahmevertiefung 13 geführt. Wenn jeder der Hülsenabschnitte 55 vollständig in
den jeweiligen Buchsenabschnitt 14 eingeführt ist,
ist das vordere Ende des Lichtleitfasers 61 in Richtung
der Lichtaussendefläche
bzw. der Lichtempfangsfläche
des jeweiligen optischen Elements 40 gerichtet und mit
diesem optisch verbunden.
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Der
Verbindungsrohrabschnitt 16 erstreckt sich so, dass er
die beiden Führungsbuchsenabschnitte 14 von
dem radial äußeren Teil
des Gehäusekörperabschnitts 12 umschließt. Der
Verbindungsrohrabschnitt 16 weist im Wesentlichen die Form
eines Rohres auf, in das das optische Verbindungselement 50 des
Gegenstücks
eingepasst werden kann.
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Darüber hinaus
ragen Schraubabschnitte 17 beidseits des radial äußeren Teils
des Gehäusekörperabschnitts 12 vor.
Jeder der Schraubabschnitte 17 weist ein Befestigungsloch 17h auf.
Zwei der Verriegelung dienende Abschnitte 30 sind einteilig
an der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 11 angebracht.
Diese zwei der Verriegelung dienenden Abschnitte 30 sind
parallel und in Richtung der Breite des Verbindungselement-Gehäuses 11 in
einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet.
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Der
der Verriegelung dienende Abschnitt 30 umfasst ein Element,
das im Wesentlichen L-förmig ist
und das ein Haltestück 32 und
ein Verriegelungsstück 34 umfasst.
Das Verriegelungsstück 34 ist
ein Element, das eine im Wesentlichen quadratische Grundfläche aufweist
und sich in Richtung der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 11 erstreckt.
Das Verriegelungsstück 34 kann
anliegend an und verbunden mit der Grundfläche des Leiterbahnsubstrats 70 sein,
welche die andere Hauptfläche
ist.
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Das
Haltestück 32 ist
ein Element, das nach unten von der Grundfläche des Verbindungselement-Gehäuses 11 vorragt.
Das Haltestück 32 hält das Verriegelungsstück 34 freitragend
an einer Position, die von der Grundfläche des Verbindungselement-Gehäuses 11 um
eine Distanz entfernt ist, die der Dicke des Leiterbahnsubstrats 70 entspricht.
Mit anderen Worten, die Distanz zwischen der Grundfläche des
Verbindungselement-Gehäuses 11 und
dem Verriegelungsstück 34 ist
im Wesentlichen gleich der Dicke des Leiterbahnsubstrats 70.
Wenn die Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 11 auf
der oberen Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 liegt, liegt das Verriegelungsstück 34 an
der Grundfläche des
Leiterbahnsubstrats 70 an.
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Insbesondere
hält das
Haltestück 32 das Verriegelungsstück 34 an
dem vorderen Rand des Verriegelungsstücks 34. Somit erstreckt
sich das Verriegelungsstück 34 von
dem Haltestück 32 nach
hinten (d.h. in Verbindungsrichtung des optischen Verbindungselements 50 des
Gegenstücks).
Mit anderen Worten, das Verbindungselement-Gehäuse 11 wird entlang
der oberen Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 nach hinten (d.h. in Verbindungsrichtung des
optischen Verbindungselements 50 des Gegenstücks) geschoben.
Das Verriegelungsstück 34 kann an
einer Position angeordnet sein, an der das Verriegelungsstück 34 an
dem Leiterbahnsubstrat 70 anliegen kann.
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Die
Schritte zur Implementierung und Befestigung des optischen Verbindungselements 10 an dem
Leiterbahnsubstrat 70, das den oben beschriebenen Aufbau
aufweist, sind im Folgenden beschrieben. Zuerst wird das optische
Element 40 in der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 des
optischen Verbindungselements 10 aufgenommen, und der Abdeckabschnitt 20 wird
daran angebracht. Dann wird das optische Verbindungselement 10 so
an dem Leiterbahnsubstrat 70 angebracht, dass der hintere Teil
der Grundfläche
des optischen Verbindungselements 10 fest an der oberen
Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 zu liegen kommt und so dass
der der Verriegelung dienende Abschnitt 30 außerhalb des
Leiterbahnsubstrats 70 angeordnet werden kann, wie es in 14 gezeigt
ist. Die obere Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 weist eine erforderliche Leiterbahnstruktur 71 auf,
die mit dem Elektrodenabschnitt 40b des optischen Elements 40 verbunden
werden soll.
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Die
Grundfläche
des optischen Verbindungselementes 10 ist in verschiebbarem
Kontakt mit der oberen Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70, während das optische Verbindungselement 10 in
der Richtung, die durch den Pfeil A gezeigt ist, geschoben wird.
Die Schieberichtung A ist im Wesentlichen die gleiche wie die Verbindungsrichtung
des optischen Verbindungselements 50 des Gegenstücks.
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Wenn
das optische Verbindungselement 10 verschoben wird, gelangt
der Seitenrand des Leiterbahnsubstrats 70 zwischen die
untere Oberfläche des
Verbindungselement-Gehäuses 11 und
das Verriegelungsstück 34.
Somit kann das Verriegelungsstück 34 an
die untere Oberfläche
des seitlichen Randes des Leiterbahnsubstrats 70 in Anlage
gebracht werden.
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Darüber hinaus
wird das optische Verbindungselement 10 soweit verschoben,
bis der Seitenrand des Leiterbahnsubstrats 70 an dem Haltestück 32 anstößt, wie
es in 15 gezeigt ist. Somit ist der Elektrodenabschnitt 40b des
optischen Elements 40 auf der Leiterbahnstruktur des Leiterbahnsubstrats 70 an
einer Position angeordnet, die das Löten zum Beispiel mittels Aufschmelzlötung ermöglicht.
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Dann,
nachdem der Schraubabschnitt 17 mit einer Schraube S an
das Leiterbahnsubstrat 70 geschraubt ist, wird der Elektrodenabschnitt 40b des optischen
Elements 40 mit der Leiterbahnstruktur 71 des
Leiterbahnsubstrats 70 verlötet oder umgekehrt (d.h. die
Schraubung erfolgt nach der Verlötung).
Somit ist die Implementierung und Sicherung des optischen Verbindungselements 10 an
dem Leiterbahnsubstrat 70 abgeschlossen.
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Bei
dem optischen Verbindungselement 10, das die oben beschriebene
Struktur aufweist, kann das Verriegelungsstück 34 durch Verschieben
des Verbindungselement-Gehäuses 11 an
der unteren Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 in Anlage gebracht und mit dieser
verriegelbar verbunden werden. Daher kann eine Kraft selbst dann
von dem Verriegelungsstück 34 aufgenommen
werden, wenn die Kraft in einer Abheberichtung von dem Leiterbahnsubstrat 70 auf
das optische Verbindungselement 10 ausgeübt wird.
Die Festigkeit des optischen Verbindungselements 10 in
der Abheberichtung von dem Leiterbahnsubstrat 70 kann erhöht werden.
Daher ist die Spannung, die auf den Lötteil zwischen dem optischen
Element 40 und der Leiterbahnstruktur 71 übertragen
wird, reduziert, und Lötrisse
und dergleichen können
verhindert werden. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindung verbessert werden.
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Weil
das optische Element 40 ein Oberflächen-montiertes optisches Element
ist, kann das Verbindungselement-Gehäuse 11 problemlos
verschoben werden, wenn das optische Verbindungselement 40 in
dem Verbindungselement-Gehäuse 11 aufgenommen
ist. In diesem Fall kann das optische Verbindungselement, das ein
optisches Element mit einer Zuführung
wie bei einem herkömmlichen
Verbindungselement aufweist, nicht auf dem Leiterbahnsubstrat verschoben
werden, weil die Kontaktierung ein Hindernis darstellt.
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Darüber hinaus
erstreckt sich das Verriegelungsstück 34 von dem Haltestück 32 nach
hinten, d.h. in Verbindungsrichtung des optischen Verbindungselements 50 des
Gegenstücks.
Um daher das Verriegelungsstück 34 mit
der unteren Oberfläche des
Leiterbahnsubstrats 70 zu verbinden, wird das Verbindungselement-Gehäuse 11 auf
dem Leiterbahnsubstrat 70 nach hinten geschoben. Dabei
wird durch Anstoßen
des Haltestücks 32 an
den Rand des Leiterbahnsubstrats 70 die Kraft, die wirkt,
wenn ein optisches Verbindungselement des Gegenstücks damit
verbunden wird, von dem anstoßenden
Teil zwischen dem Haltestück 32 und
dem Rand des Leiterbahnsubstrats 70 aufgenommen. Somit
kann die äußere Kraft,
die auf das optische Element 40 und die Leiterbahnstruktur 71 wirkt,
verringert werden. Dies hat außerdem
zur Folge, dass Lötrisse
und dergleichen verhindert werden können, so dass die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindung verbessert werden kann.
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16 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein optisches Verbindungselement 110 gemäß einem Variationsbeispiel
zeigt. Bei dem optischen Verbindungselement 110 ist an
der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 11 ein
einziger der Verriegelung dienender Abschnitt 130 vorgesehen.
Der der Verriegelung dienende Abschnitt 130 ist ein im
Wesentlichen L-förmiges
Element, mit einem Haltestück 132 und
einem Verriegelungsstück 134.
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Das
Verriegelungsstück 134 ist
ein plattenartiges Element, das eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche mit
einer längeren
Seite in Richtung der Breite des Verbindungselement-Gehäuses 11 aufweist.
Ebenso wie das Verriegelungsstück 34 erstreckt
sich das Haltestück 135 von
dem Haltestück 132 in
Richtung der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 11 nach
hinten und wird nach hinten geschoben. Somit kann das Verriegelungsstück 134 in
Anlage an die untere Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 gebracht und mit dieser verbunden werden.
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Das
Haltestück 132 ist
ein Element, das von der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 11 nach
unten vorragt. Ebenso wie das Haltestück 32 wird das Verriegelungsstück 134 freitragend
an einer Position gehalten, die von der Grundfläche des Verbindungselement-Gehäuses 11 durch
eine Distanz entfernt ist, die gleich der Dicke des Leiterbahnsubstrats 70 ist.
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Der
der Verriegelung dienende Abschnitt 130 umfasst zwischen
der Grundfläche
des Verbindungselement-Gehäuses 11 und
dem Verriegelungsstück 134 einen
der Positionierung dienenden Abschnitt 136. Der der Positionierung
dienende Abschnitt 136 ist in Erstreckungsrichtung in dem
mittleren Teil des Verriegelungsstücks 134 angeordnet,
und ist einteilig mit dem Verbindungselement-Gehäuse 11, dem Verriegelungsstück 134 und
dem Haltestück 132 vorgesehen.
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Um
das optische Verbindungselement 110 an dem Leiterbahnsubstrat
zu implementieren und zu befestigen, ist ein nutartiger Verbindungsschlitz 73g, in
den der der Positionierung dienende Abschnitt 136 eingefügt werden
kann, zuvor in dem Leiterbahnsubstrat 70 ausgebildet. Wenn
das optische Verbindungselement 110 auf dem Leiterbahnsubstrat 70 verschoben
wird, wird der der Positionierung dienende Abschnitt 136 in
den nutartigen Verbindungsschlitz 73g eingeführt. Die
weiteren Schritte werden in der gleichen Weise ausgeführt wie
jene zur Implementierung und Fixierung des optischen Verbindungselements 10 auf
dem Leiterbahnsubstrat 70.
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Zusätzlich zu
den oben beschriebenen Vorteilen, kann die Positionierung des optischen
Verbindungselements 110 in Richtung der Breite bei dem optischen
Verbindungselement 110 gemäß dem Variationsbeispiel erreicht
werden, indem der der Positionierung dienende Abschnitt 136 auf
der Seite des Leiterbahnsubstrats 70 mit dem nutartigen
Verbindungsschlitz 73g verbunden wird.
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Darüber hinaus
wird das Verriegelungsstück 134 auch
durch den der Positionierung dienenden Abschnitt 136 an
einer Position gehalten, die von der Grundfläche des Verbindungselement-Gehäuses 11 um
eine vorbestimmte Distanz entfernt ist. Wenn eine übermäßige Kraft
auf das optische Verbindungselement 110 in Abheberichtung
von dem Leiterbahnsubstrat 70 ausgeübt wird, kann eine elastische
Verformung des der Verriegelung dienender Abschnitts 130 zuverlässig vermieden
werden. Daher kann die Festigkeit in Abheberichtung von dem Leiterbahnsubstrat 70 verbessert
werden.
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Gemäß der dritten
Ausführungsform
und dem Variationsbeispiel, sind die optischen Verbindungselemente 10 und 110 auf
der Seite des Leiterbahnsubstrats 70 implementiert und
befestigt. Jedoch können
die optischen Verbindungselemente 10 und 110 an
einer von der Seite des Leiterbahnsubstrats 70 verschiedenen
Position implementiert und befestigt werden.
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In
diesem Fall können
im Voraus auf dem Leiterbahnsubstrat 70 Verbindungslöcher vorgesehen
sein, durch die der Verriegelung dienende Abschnitte 30 und 130 entfernbar
eingesetzt werden können.
Anschließend,
wenn die der Verriegelung dienende Abschnitte 30 und 130 entfernbar
durch die Verbindungslöcher
eingesetzt sind, werden die optischen Verbindungselemente 10 und 110 verschoben. Somit
können
die Verriegelungsstücke 34 und 134 an dem
Umfangsrand der Verbindungslöcher
mit der Grundfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 verbunden werden.
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Gemäß der oben
beschriebenen dritten Ausführungsform
und dem Variationsbeispiel ist das optische Verbindungselement 10 ein
sogenanntes bipolares Verbindungselement mit zwei optischen Elementen 40.
Jedoch ist auch ein optisches Verbindungselement mit nur einem Pol
oder mehreren Polen anwendbar.
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Wie
oben beschrieben, kann bei einem optischen Verbindungselement der
dritten Ausführungsform
der Verriegelungsabschnitt durch Verschieben des Verbindungselement-Gehäuses auf
dem Leiterbahnsubstrat verriegelbar mit der anderen Hauptfläche des
Leiterbahnsubstrats verbunden werden. Daher kann die Stärke des
optischen Verbindungselements in Abheberichtung von dem Leiterbahnsubstrat
erhöht
werden.
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Außerdem erstreckt
sich der Verriegelungsabschnitt von dem Halteabschnitt in Verbindungsrichtung
des optischen Verbindungselements des Gegenstücks. Daher kann der Verriegelungsabschnitt durch
Verschieben des Verbindungselement-Gehäuses auf dem Leiterbahnsubstrat
in der Verbindungsrichtung des optischen Verbindungselements des Gegenstücks mit
der anderen Hauptfläche
des Leiterbahnsubstrats verbunden werden. Auf diese Weise kann die
Kraft, die wirkt, wenn ein optisches Verbindungselement des Gegenstücks angeschlossen bzw.
verbunden wird, dadurch von dem anstoßenden Teil zwischen dem Halteabschnitt
und dem Rand des Leiterbahnsubstrats aufgenommen werden, dass der Halteabschnitt
an den Rand des Leiterbahnsubstrats in Anlage gebracht wird.
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Gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung kann die Positionierung des optischen Verbindungselements
erreicht werden, indem ein der Positionierung dienender Abschnitt
mit dem Nutabschnitt des Leiterbahnsubstrats verbunden wird.
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Ein
optisches Verbindungselement gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung ist im Folgenden beschrieben. 17 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein optisches Verbindungselement gemäß einer
Ausführungsform
und ein optisches Verbindungselement des Gegenstücks, das damit verbunden ist,
zeigt. 18 ist eine Querschnittansicht,
die einen Verbindungszustand beider optischen Verbindungselemente
zeigt.
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Ein
optisches Verbindungselement 10 nimmt zwei optische Elemente 40 auf
und ist auf einem Leiterbahnsubstrat 70 implementiert.
Das optische Verbindungselement 10 kann mit einem optischen
Verbindungselement 50 des Gegenstücks verbunden werden, das zwei
Lichtleitfaser 61 aufnimmt und hält. In diesem Fall enthält das optische
Verbindungsele ment 50 des Gegenstücks zum Beispiel aus Harz oder
dergleichen, und zwei Hülsenabschnitte 55 sind zu
einem Gehäusekörperabschnitt 51 zusammenschlossen.
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Zwei
Kabelaufnahmelöcher 51h,
die Lichtleitfasern 60 halten können, sind in dem Gehäusekörperabschnitt 51 vorgesehen.
Die zwei Hülsenabschnitte 55 ragen
auf der Vorderseite des Gehäusekörperabschnitts 51 hervor.
Jeder der Hülsenabschnitte 55 weist
in Verlängerung
eines Kabelaufnahmelochs 51h ein Faseraufnahmeloch 55h auf,
das im Innern die Lichtleitfaser 61 halten kann, die am
Ende des Lichtleitfaserkabels 60 offengelegt ist. Wenn
die zwei Lichtleitfaserkabel 60, an deren Enden Lichtleitfaser 61 offengelegt
sind, von der Rückseite
des Gehäusekörperabschnitts 51 in
die Kabelaufnahmelöcher 51h eingeführt werden,
werden die an den Enden offengelegten Lichtleitfasern 61 in
den Lichtleitfaseraufnahmelöchern 55h aufgenommen
und gehalten. Die nach vorn gerichteten Teile von Abdeckabschnitten 62 sind
in den Kabelaufnahmelöchern 55h aufgenommen
und gehalten. Wenn die Lichtleitfasern 61 in den Hülsenabschnitten 55 gelegen
sind, werden die Stirnflächen
der Lichtleitfasern 61 an den spitz zulaufenden Enden der
Hülsenabschnitte 55 zu spiegelnden
Flächen
endbearbeitet.
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Ein
Schutzrohrabschnitt 52 ist an dem spitz zulaufenden Ende
des Gehäusekörperabschnitts 51 angeordnet,
wobei der Schutzrohrabschnitt 52 die Hülsenabschnitte 55 umschließt. Insbesondere
erstreckt sich der Schutzrohrabschnitt 52 von dem Hülsenabschnitt 55 zu
dem spitz zulaufenden Ende derart, dass er die Hülsenabschnitte 55 vollständig und außen umschließt. Wenn
daher das optische Verbindungselement 10 nicht damit verbunden
ist, sind die Stirnflächen
der Lichtleitfaser 61, die an den spitz zulaufenden Enden
der Hülsenabschnitte 55 offengelegt
sind, an den tiefsten Stellen in dem Schutzrohrabschnitt 52 an geordnet.
Daher kann das Auftreten von Verschleißerscheinungen der Stirnflächen der Lichtleitfaser 61 verhindert
werden.
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Ein
Sperrstück 53,
das sich mit einer Eingriffsaussparung 16a des optischen
Verbindungselements 10 in Eingriff befinden kann, ist an
dem oberen Teil des Gehäusekörperabschnitts 51 angeordnet. Das
optische Verbindungselement 10 umfasst die optischen Elemente 40 und
ein Verbindungselement-Gehäuse 11.
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Mit
anderen Worten, das optische Element 40 ist ein Lichtempfangselement
(wie etwa eine Fotodiode oder ein Fototransistor) zur Umwandlung
optischer Signale in elektrische Signale, oder ein Lichtaussendeelement
(wie etwa eine Leuchtdiode) zur Umwandlung elektrischer Signale
in optische Signale. Das optische Element 40 ist ein auf
der Oberfläche
montiertes Element, das auf der Oberfläche des Leiterbahnsubstrats 70 befestigt
ist. Gemäß der vierten
Ausführungsform
weist das optische Element 40 einen Elektrodenabschnitt 40b auf
der Oberfläche
eines Körperabschnitts 40a des
optischen Elements 40 auf.
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Insbesondere
ist der Elektrodenabschnitt 40b, der die Form eines dünnen, im
Wesentlichen L-förmigen
Bandes aufweist, an dem hinteren unteren Körperabschnitt 40a des
im Wesentlichen quaderförmigen
optischen Elements 40 angeordnet. Nachdem die Leiterbahnstruktur 71 auf
der Oberfläche
des Leiterbahnsubstrats 70 mit einer Lötpaste beschichtet ist, wird
die Lötpaste
einer Hochtemperaturatmosphäre
ausgesetzt und geschmolzen, während
das optische Element 40 auf dem Leiterbahnsubstrat 70 angeordnet
ist. Anschließend
werden der Elektrodenabschnitt 40b und die Leiterbahnstruktur 71 gelötet, und
das optische Element 40 wird auf der Oberfläche des
Leiterbahnsubstrats 70 angebracht.
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Gemäß dieser
vierten Ausführungsform
der Erfindung umfasst das optische Verbindungselement 10 zwei
optische Elemente 40. Das Verbindungselement-Gehäuse 11 nimmt
einen Implementierungsverlängerungsabschnitt 72 (der
nachstehend beschrieben ist) des Leiterbahnsubstrats 70 und
die optischen Elemente 40 in einem Zustand (Position und Stellung)
auf, in dem sie mit der Lichtleitfaser 61 des optischen
Verbindungselements 50 des Gegenstücks optisch verbindbar sind.
Das Verbindungselement-Gehäuse 11 enthält vorzugsweise
ein leitendes Harz. Das Harz enthält einen leitenden Füllstoff
oder ein leitendes Material aus Kupfer oder Legierungen aus Kupfer.
Insbesondere umfasst das Verbindungsgehäuse 11 den Gehäusekörperabschnitt 12,
den Buchsenabschnitt 14 und den Verbindungsrohrabschnitt 16.
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Zwei
Elementaufnahmeabschnitte 13, die die optischen Elemente 40 und
die Implementierungsverlängerungsabschnitte 12 des
Leiterbahnsubstrats 70 aufnehmen können, sind in dem Gehäusekörperabschnitt 12 angeordnet.
Die Elementaufnahmevertiefung 13 ist zur Rückseite
(die der Seite, mit der das optische Verbindungselement 50 des
Gegenstücks
verbunden ist, gegenüberliegende
Seite) des Verbindungselement-Gehäuses 11 geöffnet. Das optische
Element 40 und der Implementierungsverlängerungsabschnitt 72 sind
von der Rückseite
derart in die jeweilige Elementaufnahmevertiefung 13 eingefügt, dass
das optische Element 40 in einer vorbestimmen Position
aufgenommen und gehalten werden kann, in der die Lichtempfangs-
bzw. Lichtaussendefläche
nach vorn weisen kann. Das optische Element 40 in der Elementaufnahmevertiefung 13 ist von
allen Richtungen von dem Gehäusekörperabschnitt 12 umschlossen.
Wenn das optische Element 40 in der Elementaufnahmevertiefung 13 aufgenommen
ist, wird die Öffnung
auf der Rückseite
der Elementaufnahmevertiefung 13 von einem Abdeckabschnitt
verschlossen (siehe 18). Der Abdeckabschnitt 18 enthält vorzugsweise
ein leitendes Material.
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Zwei
Buchsenabschnitte 14 ragen an der Vorderseite des Gehäusekörperabschnitts 12 hervor. Jeder
der Buchsenabschnitte 14 ist im Wesentlichen rohrförmig und
mit einem Loch versehen, durch das der Hülsenabschnitt 55 eingeführt werden
kann und das mit dem Innern der jeweiligen Elementaufnahmevertiefungen 13 verbunden
ist. Wenn das optische Verbindungselement 10 und das optische
Verbindungselement 50 verbunden sind, ist jeder der Hülsenabschnitte 55 in
den jeweiligen Buchsenabschnitt 14 eingeführt und
wird in der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 in
Richtung des optischen Elements 40 geführt. Wenn jeder der Hülsenabschnitte 55 vollständig in
den jeweiligen Buchsenabschnitt 14 eingeführt ist,
weist die Stirnfläche
der Lichtleitfaser 61 zur Lichtaussendefläche bzw.
zur Lichtempfangsfläche
des jeweiligen optischen Elements 40 und ist mit diesem
optisch verbunden.
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Der
Verbindungsrohrabschnitt 16 erstreckt sich so, dass er
die Buchsenabschnitte 14 von dem äußeren Teil des Gehäusekörperabschnitts 12 umschließt. Der
Verbindungsrohrabschnitt 16 weist im Wesentlichen die Form
eins Rohres auf, in das das optische Verbindungselement 50 des
Gegenstücks eingepasst
werden kann. Ein Sperrabschnitt 16a, der mit einem Sperrstück 53 des
optischen Verbindungselement 50 des Gegenstücks verbunden
werden kann, ist auf dem oberen Teil des Verbindungsrohrabschnitts 16 angeordnet.
Wenn das optische Verbindungselement 50 in das Verbindungsrohrabschnitt 16 eingepasst
und mit ihm verbunden ist, ist das Sperrstück 53 mit dem Sperrabschnitt 16a verbunden.
Somit kann der Verbindungszustand zwischen dem optischen Verbindungselement 10 und
dem optischen Verbindungselement 50 aufrecht erhalten werden.
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Darüber hinaus
ragen die Schraubabschnitte 17 beidseits des äußeren Teils
des Gehäusekörperabschnitts 12 hervor.
Jeder der Schraubabschnitte 17 weist ein Schraubloch 17h auf.
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Das
Leiterbahnsubstrat 70 weist eine vorbestimmte Leiterbahnstruktur
mit einer aufgedruckten Schaltung bzw. Verdrahtung auf wenigstens
einer Oberfläche
auf, und elektronische Bauelemente sind auf dem Leiterbahnsubstrat 70 entsprechend
den Anforderungen implementiert.
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Zwei
Implementierungsverlängerungsabschnitte 72,
die den Elementaufnahmevertiefungen 13 entsprechen, und
zwei Befestigungsverlängerungsabschnitte 73,
die dem Schraubabschnitt 17 entsprechen, sind auf einer
Seite des Leiterbahnsubstrats 70 angeordnet. Jeder der
Implementierungsverlängerungsabschnitte 72 ist
in der jeweiligen Elementaufnahmevertiefung 13 angeordnet
und weist eine Form auf, die von der Rückseite in die Elementaufnahmevertiefung 13 eingeführt werden
kann. Die Leiterbahn- struktur 71, mit der ein Elektrodenabschnitt
Da des optischen Elements 40 elektrisch verbunden ist,
ist auf der Oberfläche
angeordnet. Jeder der Befestigungsverlängerungsabschnitte 73 weist ein
Schraubeneinführungsloch 73h auf.
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Um
das optische Verbindungselement 10 zusammenzubauen, wird
der Elektrodenabschnitt Da des optischen Elements 40 elektrisch
zum Beispiel mittels Aufschmelzlötung
mit der Leiterbahnstruktur 71 des Implementierungsverlängerungsabschnitts 72 verbunden.
Anschließend
wird das optische Element 40 auf der Oberfläche des
jeweiligen Implementierungsverlängerungsabschnitts 72 befestigt.
In diesem Zustand sind das optische Element 40 und der jeweilige
Implementierungsverlängerungsabschnitt 72 innerhalb
der Elementaufnahmevertiefung 13 angeordnet, und der Befestigungsverlängerungsabschnitt 73 ist über dem
Schraubabschnitt 17 angeordnet.
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In
diesem Zustand werden zwei Schrauben S in die Schraubeneinführungslöcher 73h der
Befestigungsverlängerungsabschnitte 73 eingeführt, und werden
mit den Schraubenlöchern 17h der
Schraubabschnitte 17 verschraubt. Darüber hinaus sind die Öffnungen
auf der Rückseite
der Elementaufnahmevertiefungen 13 durch die Abdeckabschnitte 18 verschlossen.
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Somit
ist das optische Verbindungselement 10, das auf dem Leiterbahnsubstrat 70 befestigt
ist, zusammengebaut. Das optische Verbindungselement 50 des
Gegenstücks
ist eingefügt
in und horizontal bezüglich
der Ebenenrichtung des Leiterbahnsubstrats verbunden mit dem optischen
Verbindungselement.
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Bei
dem optischen Verbindungselement 10 mit der oben beschriebenen
Struktur gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung sind das optische Element 40 und der Teil
des Leiterbahnsubstrats 70, auf dessen Oberfläche das
optische Element 40 befestigt ist, das heißt der Implementierungsverlängerungsabschnitt 72,
in dem Verbindungselement-Gehäuse 11 aufgenommen.
Daher existiert zwischen dem optischen Element und dem Leiterbahnsubstrat kein
längerer
Kontaktierungsanschluss, der das Auftreten oder Eintreten von Rauschen
wie bei dem herkömmlichen
optischen Element hervorruft. Mit anderen Worten, bei dem optischen
Verbindungselement 10 können
die Größe des Verbindungsteils
zwischen dem optischen Element 40 und den Leiterbahnen
des Leiterbahnsubstrats 70 soweit wie möglich reduziert werden, und
ein hervorragender Rauschwiderstand kann erreicht werden.
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Darüber hinaus
sind das optische Element 40, der Implementierungsverlängerungsabschnitt 72 des
Leiterbahnsubstrats 70 und der Verbindungsteil in dem Verbindungselement-Gehäuses 11 aufgenommen
und unter dem Abdeckabschnitt 18 angeordnet. Außerdem enthalten
das Verbindungselement-Gehäuse 11 und
der Abdeckabschnitt 18 ein leitendes Material wie etwa
leitendes Harzmaterial. Somit kann das Auftreten bzw. Eintreten
von Rauschen von dem optischen Element 40, dem Implementierungsverlängerungsabschnitt 72 des Leiterbahnsubstrats 70 und
dem Verbindungsteil sicher vermieden werden. Zum leichten Zusammenbau
kann das optische Element 40, das auf den Implementierungsverlängerungsabschnitt 72 oberflächen-montiert
ist, von hinten in den Elementaufnahmeabschnitt 13 eingeführt werden.
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Gemäß der vierten
Ausführungsform
ist das optische Element 40 auf der Oberfläche befestigt. Selbst
wenn ein optisches Element mit einem Kontaktierungsanschluss, d.h.
ein sogenanntes vertikal befestigtes optisches Element verwendet
wird, kann der gleiche Effekt mit der nachstehenden Konstruktion
erreicht werden. Bei dem optischen Verbindungselement sind das optische
Element 40 und der Implementierungsverlängerungsabschnitt 72,
welcher der implementierte Teil des Leiterbahnsubstrats 70 ist,
in dem Verbindungselement-Gehäuse 72 aufgenommen.
Somit kann die Größe des elektrischen Verbindungselements
(wie der Elektrodenabschnitt 40b) zwischen dem optischen
Element 40 und der Seite des Leiterbahnsubstrats 70 so
weit wie möglich reduziert
werden.
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Selbst
wenn ein optisches Element mit einem Kontaktierungsanschluss verwendet
wird, kann demnach der gleiche Effekt erzielt werden wie bei der oben
beschriebenen Ausführungsform,
die das oberflächen-befestigte
optische Element 40 verwendet, indem die Länge des
Kontaktierungs anschlusses verringert wird, und insbesondere indem
die Länge des
Kontaktierungsanschlusses so verringert wird, dass das optische
Element 40 und der implementierte Teil des Leiterbahnsubstrats 70 in
dem Verbindungselement-Gehäuse 11 aufgenommen
werden können.
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Bei
einem optischen Verbindungselement, das ein optisches Element mit
einem längeren
Kontaktierungsanschluss wie ein herkömmliches optisches Verbindungselement
aufnimmt, erstreckt sich der Kontaktierungsanschluss von dem optischen
Element in Richtung des Leiterbahnsubstrats. Somit stört der Kontaktierungsanschluss
die Verbindung mit dem optischen Verbindungselement des Gegenstücks. In
diesem Fall kann zum Beispiel eine Technologie zum Ausschneiden
des Teils des Schutzrohrabschnitts des optischen Verbindungselements
des Gegenstücks
erwogen werden, der mit dem Kontaktierungsanschluss kollidiert.
Alternativ kann eine Technologie zur Reduzierung der Länge des
gesamten Schutzrohrabschnitts erwogen werden, um die Störung durch
den Kontaktierungsanschluss zu verhindern, und zur Reduzierung der
Länge des
Hülsenabschnitts,
um Vorsprünge
von dem Schutzrohrabschnitt zu verhindern.
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Bei
der herkömmlichen
Technologie ist die Funktion zum Schutz der Stirnfläche der
Lichtleitfaser des sich verjüngenden
Endes des Hülsenabschnitts
nicht ausreichend, da ein Teil des Schutzrohrabschnitts ausgeschnitten
ist. Bei der letztgenannten Technologie muss die Länge des
Hülsenabschnitts
verringert sein. Somit erreicht das Lichtleitfaserende der Seite
des sich verjüngenden
Endes des Hülsenabschnitts
nicht das herkömmliche
optische Element. Daher muss ein Lichtführungsweg zur Verstärkung verwendet
werden, was eine Erhöhung
der Lichtverluste verursachen kann.
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Bei
dem optischen Verbindungselement 10 erstrecken sich jedoch
keine Kontaktierungsanschlüsse
von dem optischen Element 40. Ein Teil des Schutzrohrabschnitts
muss nicht aus dem optischen Verbindungselement 50 des
Gegenstücks
ausgeschnitten werden. Somit kann die Endfläche des Lichtleitfasers 61 geschützt werden.
Darüber
hinaus muss die Verbindung nicht durch die Verwendung eines Lichtführungsweges
zur Verstärkung
mit einem kürzeren
Hülsenabschnitt
gewonnen werden. Daher können
Effekte wie die Reduzierung des Lichtverlustes, die Reduzierung
der Anzahl der Komponenten, die Erhöhung des Verbindungswirkungsgrades und/oder
die Montageeffizienz und die Verringerung der Kosten erreicht werden.
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Gemäß der vierten
Ausführungsform
ist das optische Verbindungselement 10 ein sogenanntes
bipolares Verbindungselement mit zwei optischen Elementen 40,
mit denen Lichtleitfaser 61 optisch verbunden sind. Jedoch
können
auch optische Verbindungselemente 61 mit nur einem oder
mit mehreren optischen Elementen 40 angewandt werden.
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Wie
oben beschrieben ist, sind bei dem optischen Verbindungselement
der vierten Ausführungsform
ein Teil eines Leiterbahnsubstrats, wo ein optisches Element implementiert
ist, und ein optisches Element in dem Verbindungselement-Gehäuse aufgenommen.
Somit kann der Verbindungsteil zwischen dem optischen Element und
den Leitungsbahnen des Leiterbahnsubstrats, die das Auftreten oder Eintreten
von Rauschen verursachen können,
so weit wie möglich
in ihrer Größe verringert
werden. Auf diese Weise kann ein hervorragender Rauschwiderstand
erreicht werden. Das Auftreten bzw. Eintreten von Rauschen zum Beispiel
von dem optischen Element kann somit zuverlässig verhindert werden.
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Darüber hinaus
kann bei einem optischen Verbindungselement ein optisches Element,
das auf einem Implementierungsverlängerungsabschnitt implementiert
ist, zusammen mit dem Implementierungsverlängerungsabschnitt von hinten
in einen Aufnahmeabschnitt für
ein optisches Element eingeführt
werden. Somit ist die Montage vereinfacht.