JP2828220B2

JP2828220B2 - 電子光学的アセンブリ

Info

Publication number: JP2828220B2
Application number: JP4411891A
Authority: JP
Inventors: ニコラス・コンスタンチン・アーバニタキス; ビンセント・ジョセフ・ブラック; リチャード・アール・コルレイ、ジュニア; リチャード・ジェラルド・ノーラン; レオナード・セオドア・オルソ豆ジュニア
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1991-02-18
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: EP0448989A1; CA2036959A1; DE69114161D1; BR9101185A; CA2036959C; JPH0730133A; US5005939A; EP0448989B1; DE69114161T2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子光学的なデータ
の伝送に関するものであり、特に、電子光学的なデータ
の伝送をするための電子光学的アセンブリに関するもの
である。これをより詳細にいえば、この発明は、情報処
理システム（コンピュータ）等において用いるための、
このようなアセンブリに関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】情報処理システムの製造業者
およびその利用者は、データ情報を伝送するための手段
として、光学的ファイバを用いることに強い関心をもっ
てきている。光学的ファイバを用いる上で、他の種類の
伝送メディア（例えば、電気的な配線）を超える利点は
よく知られている。例えば、光学的システムは電磁的な
干渉に対する抵抗が極めて高いものであるが、このよう
な電磁的な干渉は電気的なケーブルを用いるシステムに
悪影響をおよぼすことがある。これに加えて、光学的シ
ステムは既知の電気的システムに比べて安全であると考
えられている。その理由は、権限のない者が、検知され
ることなしに、光学的ファイバのタッピングまたはアク
セスをすることは極めて困難であるためである。

【０００３】更に知られているように、光学的ファイバ
によるデータ情報の伝送は、単一または多数のファイバ
のヨリ線（ストランド）を用いてなされている。そし
て、これらのファイバの各々は内部の円形のガラス・コ
アとその外周に被覆されたクラッドとを有しており、該
クラッドの屈折率は前記コアの屈折率とは異なるもので
ある。光の伝送は、コアに添って、また、クラッドで内
部屈折をしてなされる。現在知られている情報処理シス
テムにおいて用いられる伝送ライン（例えば、光学的フ
ァイバ）は、単一のファイバまたは複数（束）のこのよ
うなファイバが保護用の外装内に収容されたものであ
る。これも知られているように、これらのファイバは種
々のファイバの光学的コネクタ・アセンブリに結合され
て、コンピュータ内で選択された態様において用いられ
る。

【０００４】以下に規定されるように、この発明で説明
される電子光学的アセンブリは、ファイバ光学的手段
（例えば、光学的ファイバ）と導電回路部材（例えば、
プリント回路板）との間での双方向のデータ伝送をする
ものであって、前記の導電回路部材はより大規模な全体
的な情報プロセッサ（コンピュータ）の一部をなすもの
で良い。このために、この発明によればファイバ光学的
な通信装置を電気的な情報処理装置とリンクする働きが
なされ、従って、光学的ファイバ伝送に関連した利点
（例えば、上述されたような）が得られる。

【０００５】光学的ファイバ手段（例えば、ケーブル）
と電子的回路との間での接続をするための種々の手段の
諸例は、米国特許第４，２７３，４１３号（ベンディク
セン外（Ｂｅｎｄｉｋｓｅｎｅｔａｌ））、同第
４，５４７，０３９号（キャロン外（Ｃａｒｏｎｅｔ
ａｌ））、同第４，６４７，１４８号（カタギリ（Ｋ
ａｔａｇｉｒｉ））、および、同第４，７０７，０６７
号（ヘイバーランド外（Ｈａｂｅｒｌａｎｄｅｔａ
ｌ））に示されている。

【０００６】以下に認められるように、この発明の電子
光学的アセンブリに含まれている２−パーツ式のハウジ
ングには、その中に複数の受け入れセクションを備えた
ベース部分が含まれている。そして、該受け入れセクシ
ョンの各々は、２個の電子光学的デバイス（トランスミ
ッタまたはレシーバ）の一方をその中に備えるように設
計されている。このために、該ハウジングによれば、そ
れに結合されている光学的ファイバ（典型的には、適当
なコネクタ内に収容されている）に関してこれらのデバ
イスの正確な位置合わせを確実にするとともに、アセン
ブリ内の残余の内部部品についても同様にする。また、
該ハウジング内にある基板（例えば、セラミック）には
２個の回路区域が含まれており、このセクションの各々
はそれぞれの電子光学的デバイスに対して電気的に接続
されて、それらに関して選択された機能を果たすように
されている。そして、この基板は電気的回路部材（例え
ば、プリント回路板）に対して電気的に結合されるよう
に適合されており、このために、その電子光学的な接続
が完全なものにされる。このように規定されたこの発明
の構成は比較的簡単なものであり、また、その組み立て
が比較的容易なものである（従って、大量生産に容易に
適応できる）。そして、その構成のために、比較的高い
周波数で（例えば、約５メガヘルツから約２ギガヘルツ
までのレンジ内で）動作することができる。

【０００７】上述された利点についての特徴およびその
他の利点についての特徴をもたらす電子光学的アセンブ
リは、当該技術における重大な進歩に寄与するものと確
信される。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従って、この発明の主要
な目的は、データ伝送の技術を向上させることにあり、
特に、光学的ファイバと電気的処理用構成部品との間で
のデータ伝送を含む技術を向上させることにある。

【０００９】この発明のより特定な目的は、上で引用さ
れた幾つかの利点と、この明細書を読むことから認識で
きるその他の利点とを備えた電子光学的アセンブリを提
供することにある。

【００１０】この発明の一態様によれば、ファイバ光学
的手段（例えば、光学的ファイバ部材）と電気的回路部
材（例えば、プリント回路板）との間で、双方向のデー
タ伝送をするための電子光学的アセンブリが提供され
る。そして、このアセンブリには次の諸手段が含まれて
いる。即ち、その中にコンセントのような第１および第
２の受け入れセクションを備えたベース部分と、該ベー
ス部分に取り付けられるためのカバー部分とを含んでい
るハウジング、電気的なデータ信号を受け入れるため
に、および、これらを光学的なデータ伝送信号に変換す
るために、該ハウジングの該第１の受け入れセクション
内に配置されている第１の電子光学的デバイス（例えば
トランスミッタ）、光学的なデータ伝送信号（ファイバ
光学的手段からの）を受け入れるために、および、これ
らを電気的なデータ信号に変換するために、該ベース部
分の第２の受け入れセクション内に配置されている第２
の電子光学的デバイス（例えばレシーバ）、および、該
ハウジング内で双方の電子光学的デバイスに関して配置
されている基板部材、が含まれている。該基板部材
（例えばセラミック）には２個の回路区域が含まれてい
る。そして、その第１のものは第１の電子光学的デバイ
スに対して電気的に接続されて、これに電気的なデータ
信号を供給するようにされており、また、その第２のも
のは第２の電子光学的デバイスに対して電気的に接続さ
れて、変換された電気的なデータ信号をこの第２のデバ
イスから受け入れるようにされている。

【００１１】

【実施例】この発明をより良く理解するため、その他の
目的、利点および可能性とともに、添付の図面に関連し
て、以下の説明がなされる。

【００１２】図１には、この発明の一実施例による電子
光学的アセンブリ１０が示されている。アセンブリ１０
は、規定されているように、ファイバ光学的手段１１と
電気的回路部材（例えば、プリント回路板１５）との間
で、双方向のデータ伝送をすることが可能なものであ
る。そして、アセンブリ１０それ自体によれば、光学的
入力が加えられる光学的手段１１と、変換された光学的
信号が処理される導電体との間の相互接続がなされる。
例えば、回路部材１３は、この分野で知られているタイ
プの、より大規模な情報処理システム（コンピュータ）
の一部を形成することができる。この回路部材１３は、
既知の接続手段（例えば、ゼロ挿入力型の回路板コネク
タ）によって、このようなプロセッサの残余の電気的回
路に対して電気的に接続されている。更に規定されるよ
うに、アセンブリ１０によれば、光学的手段１１からの
光学的入力を受け入れて、後続の処理操作（例えば、回
路部材１３が電気的に接続されているプロセッサによ
る）のために、この入力を電気的信号に変換するように
される。更に、アセンブリ１０に設けられている手段に
よれば、プロセッサからの電気的信号が光学的信号に変
換され、光学的手段１１を通して送出される。

【００１３】アセンブリ１０には、２分割構成のハウジ
ング１７が含まれている。ハウジング１７は、好適に
は、金属性のもの（例えば、ステンレス・スチール、ア
ルミニュームまたは銅）であり、また、ベース部分１９
およびこのベース部分１９に対して固定されるように設
計されたカバー部分２１が含まれている（例えば、第３
図および第４図を参照）。実質的に方形の構成をなして
いるベース部分１９には、実質的に半円筒の構成をなし
た一対の受け入れセクション２３および２５が含まれて
いる。これらの受け入れセクションの各々はそれぞれの
電子光学的デバイスに適応するように設計されており、
このために、該デバイスを計画的に配置して、ハウジン
グ１７内での正確な位置合わせの形式になるようにされ
ている。特に、アセンブリ１０が、デュプレックス式の
光学的手段に対して光学的に結合されようとするときに
は（第２図）、このような位置合わせは必須なことと考
えられる。また、このような位置合わせは、この発明の
これらのデバイスと基板部材（２７）との間の、確実か
つ堅固な電気的接続を保証するためにも重要であると考
えられる。ベース部分１９は、第４図に示されているよ
うに、アセンブリ１０がそれに連結されているときに
は、回路板１５の上部表面１６上に留まるように設計さ
れている。前述されたように、部分１９における例示の
受け入れセクションの各々は、実質的に半円筒の構成の
ものである。更に、これらの受け入れセクションは、互
いに実質的に平行に位置するようにされており、また、
ベース部分１９内で僅かに間隔をおかれている。これも
前述されたように、各受け入れセクションは、この発明
による電子光学的デバイスの一方がその中に配置される
ように設計されている。これらのデバイスは、図中で
は、数字３１および３３によって表されている。各デバ
イスには、図示されているように、その外側ハウジング
のための実質的に円筒状の容器が含まれており、また、
その中には、必要とされる機能を満足のいくように果た
すための、所要の構成部品（図示されない）が含まれて
いる。第１図において、受け入れセクション２３内で配
置されるように設計されているデバイス３１は、基板２
７上でのそれぞれの回路からの電気的データ信号を受け
入れ、これらの電気的信号を光学的データ信号に変換し
て、それに対して接続されたそれぞれの光学的ファイバ
部材３７’を通して伝送するように適合されている。こ
のような光学的ファイバ部材は、該当の技術分野におい
て現用されているものであれば良く、また、これの上部
に含まれている適当なコネクタ端部３９’は、デバイス
３１の突出端部４１に対して固定される（例えば、その
上にネジ込まれる）ように適合されている。かくして、
この光学的ファイバ構成部品についてのこれ以上の説明
は必要ではないと考えられる。ただし、ここで理解され
ることは、このような構成部品に含まれる少なくとも１
個の光学的ファイバの中には端部セクション（例えば、
フェルール）４３’が備えられており、その設計は、内
部のそれぞれの要素に関して正確な位置合わせをもっ
て、デバイス３１内で計画的な配置をするようにされて
いる。

【００１４】このようにすることにより、デバイス３１
はトランスジューサとしての作用をして、基板２７から
の電気的信号を所望の光学的データに変換し、ファイバ
３７’を通して送出するようにする。この機能によりデ
バイス３１は、光学的ファイバ３７’を通しての光学的
信号のトランスミッタとしての作用をする。デバイス３
１は、好適には、いずれも既知の構成である発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）またはレーザ（図示されない）からなる
ものである。代表的には、このタイプの完成した電子光
学的デバイスに含まれているものは、発光装置を構成す
るダイ（半導体小片）、該エミッタを機械的に支持する
ためのヘッダ、ＬＥＤまたはレーザによって発生された
光出力の焦点を結ぶためのレンズ、および、適当な電気
的接続部（図においては導電ワイヤ５１として例示され
ている）である。ここで理解されるように、デバイス３
１は、これらの導電ワイヤ（例えば、銅）によって、基
板２７上の回路に対して電気的に接続されている。デバ
イス３１は、回路部材１５が接続された情報システムか
らの並列データを受け入れるように特に設計されてお
り、この並列データは適当な直列化手段（図示されな
い）により直列化され、これに次いで、ワイヤ５１によ
りデバイス３１に対して加わるようにされている。デバ
イス３１と回路部材１５の一部を形成する回路との間の
電気的な相互接続（第５図を参照）は、基板２７によっ
てなされる。これをより詳細にいえば、基板２７には２
個の回路区域６１および６３が含まれていて、その各々
には適当な回路および個別のデバイスが含まれており、
その一部としての少なくとも１個の半導体チップ６５が
含まれている。各回路区域６１および６３の回路は、そ
れぞれの導電ピン６９に対して電気的に接続されてい
る。これらのピンは基板の下部から突出しており、ま
た、後述されるような態様で回路板１５に対して電気的
に接続されるように設計されている。

【００１５】従って、第１の回路区域６１の回路は、板
１５内のそれぞれの回路をデバイス３１の導電配線部５
１に対して適切に接続する作用をするものである。そし
て、この配線部は、好適には、基板２７の上部表面上
で、また、区域６１内で見出されるような、適当な回路
要素（例えば、導電パッド７１）に対して固定されてい
る。更に詳細にいえば、配線部５１の各突出端部はこれ
らのパッドにハンダ付けされて、適当な電気的接続がな
されている。第５図には、このようなパッドの一例も示
されている。

【００１６】かくして、ここで認められることは、ハウ
ジング１７のベース部分は、対応の光学的ファイバに関
してだけではなく、堅固な電気的接続がそこでなされる
ように基板のそれぞれの回路区域（６１）上で指定され
た箇所に関しても、デバイス３１の正確な位置合わせの
作用をするということである。また、このハウジング
は、隣接のデバイス３３に関して、デバイス３１の相対
的位置合わせの作用もする。

【００１７】第１図において更に示されているように、
アセンブリ１０に更に含まれている第２の電子光学的デ
バイス３３は、第１のデバイス３１と同様に、この発明
のハウジングのベース部分１９内に確実に位置付けられ
ており、また、（配線部５１を通して）基板２７の第２
の回路区域（６３）に対して電気的に接続されるように
設計されている。デバイスの配線部５１と区域６３にお
けるそれぞれの回路との間のこのような電気的接続は、
好適には、デバイス３１の配線部５１に対するものと同
様な態様をもって達成される。回路区域６３の回路は、
区域６１のそれと同様に、部材２７の誘電性基板（例え
ば、セラミック）の上部表面に配置されており、また、
区域６１のそれと同様な態様をもって、導電ピン６９に
対して電気的に結合されている。かくして、これらのピ
ンも、基板部材２７のこの点における回路を、板１５内
の、または板１５上の対応の回路と電気的に接続させる
ために用いられる。デバイス３３は、第２の光学的ファ
イバ３７からの光学的データ信号を受け入れるために設
計されている。そして、光学的ファイバ３７’と同様
に、これにはコネクタ３９またはこれと同様のものがそ
の端部に含まれており、また、デバイス３３の容器３５
内で正確に位置合わせされるための突出端部（フェルー
ル）４３が含まれている。ファイバ３９’の接続端部区
域も、容器３５の突出端部４１に堅固に取り付けられる
（例えば、上部にネジ込まれる）ように設計されてい
る。この端部４１は、デバイス３１に対する端部４１と
同様に、収容部である２分割のハウジング１７の周辺部
から僅かに突出している。この伸長については、第４図
において最も良く認められる。

【００１８】デバイス３３の内部に含まれているもの
は、検出器としての機能を果たすダイ、機械的な支持の
ためのヘッダ、該デバイスのダイ上に光学的入力の焦点
を結ぶためのレンズ、および、前述された電気的接続を
するための突出配線部５１である。ここで用いられるダ
イは、デバイス３１において用いられるダイと同様に、
（説明される機能に依存して）ホトンの放出または検出
をするための、シリコンまたはガリウムのヒ化物を含
む、任意の適当な材料をもって構成することができる。
このような構成部品は該当の技術分野では知られている
ものであるから、これ以上の説明は必要としないと確信
する。特に、それぞれのダイは前述のヘッダ部材上に配
置することが可能であり、また、これに対して接続さ
れ、および／または、これから突出する突出配線部５１
を含むことができる。このために、デバイス３３は、デ
バイス３１におけるようなトランスジューサであること
に加えて、（ファイバ部材３７からの）光学的データ信
号のレシーバとしての機能を果たすものであり、また、
該光学的ファイバからのこれらの入来信号を電気的デー
タ信号に変換して、セラミック基板部材２７の第２の回
路区域６３に対する通過（伝送）の機能を果たすもので
ある。好適には、デバイス３３の内部回路に更に含まれ
ているものは、後続の伝送に先だって、比較的弱い電気
的信号を増幅するための増幅回路である。更に、これら
の信号は、板１５を通って並列のデータ出力をもたらす
ために、（図示されない適当な回路によって）並列化さ
れるものでもある。このような増幅および並列化は、既
知の電気的な構成部品を用いて達成できることであるか
ら、これ以上の説明は不要であると確信する。しかしな
がら、ここで理解されるべきことは、ここでの回路、と
りわけ並列化の部分は、この発明の基板上の第２の回路
区域６３の回路上に配置することが可能であり、また、
当該回路の一部をなすことができるものである。本質的
にいえば、基板２７の受信区域および送信区域の双方に
おいて用いられる回路は、他の個別の能動的な構成部品
および選択された集積回路の構成部品とともに、受動的
な構成部品を含むように構成することができる。デバイ
ス３３における好適な受信用の構成部品はホトダイオー
ドであるが、その幾つかは該当の技術分野では知られて
いるものであり、これらについての付加的な説明は不要
であると考えられる。

【００１９】第２図には、この発明の別の実施例による
電子光学的アセンブリ１０’が示されている。アセンブ
リ１０’には、第１図においてアセンブリ１０に対して
示された多くの同様な構成部品が含まれており、このた
めに、これらの構成部品には同様な付番がなされてい
る。アセンブリ１０’は、図示されているように、デュ
プレックス型のファイバ光学的コネクタ７２を受け入れ
るように特に適合されている。特にコネクタ７２は一対
の光学的ファイバ（例えば、３７および３７’のような
ファイバ）をその中に収容するための共通コネクタとし
て作用するものである。そして、これら一対の光学的フ
ァイバの各々は、電子光学的デバイス３１および３３の
それぞれ１個に対して電気的に接続されるように設計さ
れている。このために、双方のファイバは共通の外装７
３内に収容されている。この共通の外装７３は共通ハウ
ジング７５の後方セクションから突出しているものであ
る。ハウジング７５の前方端部には２個の突出フェルー
ル７７を認めることができるが、これらの各々の内部に
はそれぞれに１個の光学的ファイバが含まれている。こ
のタイプの共通コネクタは該当の技術分野では知られて
いるものであり、これ以上の説明は不要であると確信す
る。第２図および第３図に示されている共通コネクタ７
２にも、（後での規定の目的のために）その対向する側
面にラッチ・セグメント７９が含まれている。共通コネ
クタ７２を収容するために、この発明のハウジング１７
には実質的に箱（ボックス）状の構成の伸長セクション
８１（第２図および第３図）が含まれており、これの設
計は、組み立てられたハウジング１７の対応する端部セ
クションに（伸長クリップセクション８３を用いて）取
り付けられるようにされている。この配列は第３図にお
いて最も良く示されている。また、第３図にも示されて
いるように、伸長セクション８１は回路板１５に対して
直接取り付けることができるから、この発明のこの部分
での堅固さを付加するようにされる。その動作において
は、それぞれのフェルール７７の各々が位置合わせ部９
１（第２図では２個示されている）内に挿入されるま
で、共通コネクタ７２が伸長セクション８１の端部内に
挿入される（第２図における矢印を参照）。これらのフ
ェルールは空洞セクション９１を通って、位置合わせさ
れた態様で、デバイス３１および３３の空洞状の開放端
部４１内に挿入される。

【００２０】個別のファイバ部材３７および３７’が共
通コネクタ内に含まれていないときに、これらの部材を
収容するために伸長セクション８１を用いることも、こ
の発明の範囲内のことである。従って、組み立てられる
ときにハウジング１７が作用することは、デバイス３１
および３３を正確に位置合わせすること、および、その
中に挿入される対応の共通コネクタの位置合わせを確実
にすることの双方である。コネクタ７２の最終的な保持
はラッチ７９を用いてなされるが、このラッチは伸長セ
クション８１の端部内の対応のスロット９３に係合して
いる。セクション８１が回路板１５に対して取り付けら
れないように、該伸長セクション８１を回路板１５の外
部周辺を超えて伸長させることも、この発明の範囲に入
れることができる。このような配列においては、ハウジ
ング１７が（基板２７を介して）板に固定されるだけ
で、板のスペースについてより大幅な利用が許容され
る。

【００２１】第４図には、第１図におけるアセンブリ１
０について、大幅に拡大された断面図が立面として示さ
れている。ここで理解されることは、この断面は第２図
における実施例にも当てはまるということである。ただ
し、伸長セクション８１は示されていない。この第４図
において、ハウジング１７のカバー部分２１はベース部
分１９に対して固定されているものとして示されてい
る。そして、電子光学的デバイスの一方（３１）が、ベ
ース部分（１９）およびカバー部分２１の内部周辺によ
って規定される受け入れセクション２３内に固定的に配
置されている。このために、ベースおよびカバーの双方
には整合用の半円筒状の凹部が含まれており、ハウジン
グが組み立てられるときに、デバイス３１および３３の
双方を配置する（保持する）ように、該ハウジング内で
実質的に円筒状の開口部を規定するための作用をする。
カバー２１は、適当な接着剤（例えば、導電エポキシ）
を用いてベース部分１９に固定することができる。好適
には、カバーはベースに対して溶接またはハンダ付けさ
れる。そのように取り付けられたときには、ハウジング
１７のこれら２個の部分は内部室９５の周囲の封止を形
成するが、この内部室に配置されているものは、この発
明による基板と回路、および、その上に搭載された各種
の組み合わせからなる電子的な構成部品（例えば、ダ
イ）である。このような構成部品によって発生された熱
の適当なシンク操作をするために、カバー部分２１に
は、ヒート・シンク手段９７（例えば、複数の間隔をお
かれた直立型のフィン９９）が、その中に含まれている
ものとしても示されている。上述されたように、ハウジ
ング２１（？）は金属材料（例えば、アルミニューム、
銅およびステンレス・スチール）のものでもあるから、
有効なヒート・シンク操作が更に効果的になる。第４図
においても認められるように、基板部材２７は、ベース
部分１９の内部下方周辺部に形成された段部１００上に
設置されている。かくして、この段部は平板状のセラミ
ック基板部材２７の底の部分をその上に確実に定着させ
る作用をする。これに加えて、封止材（図示されない）
も好適に用いられて、この発明におけるこの部分を封止
するようにされる。例えば、このような封止材は、段部
１００およびその上に配置される平板状のセラミック基
板上に初期的に配置することができる。これも第１図、
第２図および第４図において認められるように、段部１
００はベース部分１９内の方形の開口部１０１を規定す
るものである。この開口部を通る基板部材２７の導電ピ
ン６９（方形のパターンで配列されている）は突出し
て、板１５における対応の開口部１１０、または、板の
上部表面に設けた導電パッドに対して取り付けられた
（例えば、ハンダ付けされた）表面に位置するようにさ
れる。このようなパッドは銅であれば良い。

【００２２】第１図、第２図、第４図および第６図を対
比すると、この発明に更に含まれるものとして示されて
いるものは、回路区域６１と６３との間のセラミック基
板２７上に配置された無線周波数（ＲＦ）シールド部材
１０３である。第６図において最も良く認められるよう
に、このシールド１０３にはフレキシブルな（曲線状
の）上部部分１０５が含まれていて、カバーがベース部
分１９に取り付けられるときに、ハウジング１７の該カ
バー部分２１に係合するようにされている。このため
に、該フレキシブルな部分１０５は双方のハウジング部
分における寸法上の許容限度に適応して、この発明のア
センブリの実現を更に助長している。この発明のアセン
ブリの動作の間に、シールド１０３は回路区域６１と６
３との間のＲＦ干渉を実質的に防止する作用をしてい
る。更に、このシールドは、基板部材２７の１本または
複数本の突出ピン６９に対して電気的に接続されること
ができる。そして、このピンは接地に対して（例えば、
板１５内の接地平面に対して）電気的に結合されて、こ
の発明の金属ハウジング１７も電気的に接地するように
されている。このようにして、シールド１０３によれ
ば、この発明に対して２重の機能（ＲＦシールド操作お
よび電気的な接地操作）が付与される。

【００２３】第５図には、この発明による使用のための
基板および電気的回路部材の一例を指示する、大幅に拡
大された断面図が示されている。この第５図において示
されているように、基板２７に含まれているものは、前
述されたような、その中に固定的に配置されたピン６９
を有する実質的に平板状のセラミック基板部材１０９で
ある。第５図では２本のピンだけが表されているけれど
も、他の何本かのものが好適に用いられることが理解さ
れる。この発明の一例においては、全体で約１５０本の
ピンが部材２７のために使用された。ただし、その他の
数量が可能であることから、このことはこの発明を限定
することを意味してはいない。各ピン６９は好適には銅
であって、板１５の対応の開口部１１０に挿入されて
（そして、例えばハンダ付けで接続されて）いる。この
ような開口部は、プリント回路板の技術において知られ
ているように、メッキ貫通ホール式のもので良い。従っ
て、このピンは、第５図において指示されているよう
な、多層構造の中で見出される回路のそれぞれの層に対
して電気的に結合させることができる。例えば、第５図
において左側にあるピン６９がパワー・ピン（適当な電
源に接続されている）であるときには、このピンは、多
層板１５において見出される関連のパワー平面１１３に
接続されることになる。ピン６９が信号ピン（例えば、
第５図における右側のピン）として作用するときには、
このピンは、これも板１５の多層構造において見出され
るそれぞれの信号平面１１５に対して電気的に接続され
ることになる。ここで理解されるべきことは、上述のこ
とは単なる例示的な表現事項であって、代替的な層（お
よびその数）や関連の構造を、ここに示されている多層
板のために使用できるということである。従って、ここ
に示されている構成はこの発明を限定する意味のもので
はない。

【００２４】ここで用いられているピンなる術語は、異
なる構成の他の導電要素（例えば、それぞれの回路部材
に対してハンダ付けされ、または、同様な接続のために
適合されているパッド形状の端子であって、他のパッド
形状の導体を含み、基板２７の上部表面上に配置される
もの）と同様に、ここに示された金属要素を含むことを
意味するものである。このようなパッド形状の端子は、
銅その他の良好な導電材であれば良い。

【００２５】第５図に更に示されているように、セラミ
ック基板部材２７の上部表面には、その上に導電回路１
１２が含まれている。この回路を構成することができる
ものは、第１の導電層１１９（例えば、これは接地平面
として作用できる）、この接地平面１１９の上に実質的
に配置されている第２の誘電層（例えば、ポリイミド）
１２１、および、第２の（または上部の）導電層１２３
である。層１２３を構成することができるものは、それ
ぞれのデバイスに対する幾つかの個別の回路化部分（信
号ライン）、および、基板部材２７（および上述された
もの）の一部をなす他の構成部品である。従って、第５
図に示されている各ピンは、好適には、所望の機能に依
存して、分離して間隔をおかれた導体１２３に対して電
気的に接続されている。セラミック基板上の多層回路の
使用は該当の技術分野では知られていることであり、こ
れ以上の説明は不要であると確信する。ここで理解され
ることは、この技術はこの発明のものを生産するときに
直接用いることが可能であり、このようなものの製造を
促進するということである。また、第５図にも示されて
いるように、ピンの各々には好適には実質的に球根状の
構成のヘッド部分１２５が含まれており、適当な導体材
料（例えば、ソルダ１２７）によって、それぞれの分離
した上部導体１２３に対して電気的に接続されている。

【００２６】また、ここで理解されることは、この発明
のものは多層回路に対する必要なしで完全に生産するこ
とが可能であって、その最も広い概念においては、基板
部材２７に対する適当な電気的接続をするためには、単
一の導電層の使用を必要とするだけである。しかしなが
ら、そのより大きい能力のために、上記の多層化技術が
好適なものである。接地層１１９を含んでいるこのよう
な導電層は、銅またはその合金（例えば、クロム−銅−
クロム）から構成することができる。前述されたよう
に、このような材料は該当の技術分野では知られてお
り、更にこの説明をすることは不要であると確信する。

【００２７】アセンブリ１０内の回路に対する（例え
ば、外部の電気的なノイズからの）増強した静電的な放
電（ＥＳＤ）および／または電磁的な干渉（ＥＭＩ）の
保護のためには、セラミック基板２７の底部表面におい
て付加的な接地平面（例えば、実質的に個体銅層の形式
において）を設けることができる。

【００２８】第７図に示されている代替的な手段は、基
板部材２７の上部表面において、電子光学的デバイスの
一つ（例えば、３１）を関連の回路（図示されない）と
電気的に接続するためのものである。この実施例におい
て、デバイスの導電配線部はフレキシブルな誘電体（例
えば、ポリイミド）内に収容されて、フレキシブルなテ
ープ部材１３１を形成するものとして示されている。テ
ープ部材１３１の中には間隔をおかれた配線部（例え
ば、銅）１３３が含まれている。配線部１３３に含まれ
ている露出端部の部分１３５は、電子光学的デバイスの
それぞれの導体（図示されない）、および、基板２７の
上部表面上に配置されているもの（例えば、導体パッド
７１）に接続され（例えば、ハンダ付けされ）ている。
かくして、この発明のアセンブリを容易に実現するため
の別の手段が呈示される。ここでも理解されることは、
第７図に示されているようなテープ部材を用いて、デバ
イス３１および３３の双方が接続できるということであ
る。また、テープ１３１によれば、露出導体ワイヤがこ
の発明のこの場所で用いられたときに生じ得るような電
磁的干渉を著しく減少するように作用する。第７図にお
いて示されているように収容された導電配線部１３３
は、この発明において用いられる残りの種々の電子的構
成部品について、その動作特性に顕著な悪影響をおよぼ
す程には、このような干渉を生じることがない。第７図
（と第１図および第２図）には３本の導体１３３が示さ
れているだけであるが、この発明はこの数には限定され
ないことが理解される。例えば、テープ１３１のような
フレキシブルなテープを用いるときには、４本の導体を
用いることができる。そして、これらに含まれるもの
は、フラットなテープ内の実質的に中心部に配置された
アノード導体とカソード導体、および、これらに平行に
延びている一対の接地導体であり、各接地はテープの外
部周辺側に添って配置されている。また、テープ部材は
多層構造のものであっても良く、少なくとも１個の接地
層がその一部として含まれており、これによって、テー
プ部材１３１内の導体に対する増強したＥＳＤ／ＥＭＩ
の保護を付与するようにされている。これに加えて、第
１図および第２図に示されている実施例においては、各
デバイスに対して２本の導電ワイヤ５１だけを用いるこ
とも可能であって、これらはアノード導体およびカソー
ド導体としてだけ機能するものである。各デバイスの導
電（金属）ケーシング３５に対する接地操作は、各デバ
イスについて内部的になされる。そして、このケーシン
グは金属ハウジング１７のために電気的に接地されてい
る。即ち、このハウジングに対して各ケーシングが電気
的に接続されて、接地されている（デバイスの導電ハウ
ジングは、その中に配置されたときにハウジングと物理
的に接触している）。

【００２９】

【発明の効果】このようにして示され、説明された電子
光学的アセンブリは、比較的高い周波数（例えば、約５
メガヘルツから約２ギガヘルツまで）において動作する
ことが可能であり、適当なファイバ光学的手段と関連の
電気的回路部材（例えば、その内部に電気的に絶縁され
た回路の層を有する多層プリント回路板）との間で、効
果的な双方向のデータ伝送をするようにされる。この発
明の２つの例においては、それぞれに、約２００メガヘ
ルツおよび約１．１ギガヘルツの周波数が観測された。
このようにして規定されたこの発明は、高い能力の動作
をすることが可能であり、また、大量生産にも容易に適
応することができる。これにより、最終的な製品を最低
のコストで生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による電子光学的アセンブ
リの分解斜視図であり、ここでのアセンブリは２個の光
学的ファイバ部材と電気的回路部材との間での相互接続
が可能なものとして示されている。

【図２】この発明の他の実施例による電子光学的アセン
ブリの分解斜視図であり、このアセンブリは、内部に２
個の光学的ファイバの構成部品を含んでいる共通の光学
的コネクタを受け入れるように適合されたものとして例
示されている。

【図３】組み立てられた形式で、また、電気的回路部材
（例えば、プリント回路板）配置されたものとしての、
図２の電子光学的アセンブリの部分的な斜視図である。

【図４】図１における電子光学的アセンブリの、断面お
よび拡大したスケールでの側立面図であり、電気的回路
部材上に搭載されたアセンブリのハウジングを示すもの
である。

【図５】この発明の電子光学的デバイスの一方と、この
発明のハウジング内に含まれている基板部材との間で
の、この発明によって提供される電気的接続を例示す
る、著しく拡大したスケールをもって断面にされた側立
面図である。基板と電気的回路部材との間の電気的接続
も示されている。

【図６】この発明の基板上において用いられる無線周波
数（ＲＦ）シールド手段を例示するための、また、この
発明のハウジングのカバー部分にこのシールド手段を係
合するやり方を例示するための、断面にされ著しく拡大
したスケールにされた部分図である。この図には、この
発明のシールド手段とこの発明の基板の一部を形成する
回路との間の電気的接続も例示されている。

【図７】この発明において用いられる電子光学的デバイ
スと、この発明の基板部材の一部を形成する回路との間
での、電気的な接続の一変形を例示するための、著しく
拡大したスケールにされた部分図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ビンセント・ジョセフ・ブラックアメリカ合衆国テキサス州オースチン、エンチャンテッド・ロック・コープ 10912番地 (72)発明者リチャード・アール・コルレイ、ジュニアアメリカ合衆国ケンタッキー州レキシントン、ジューラス・ドライブ886番地 (72)発明者リチャード・ジェラルド・ノーランアメリカ合衆国ニューヨーク州ビンガムトン、プロスペクト・アベニュー137番地 (72)発明者レオナード・セオドア・オルソ豆ジュニアアメリカ合衆国バージニア州センタービル、ブルックメア・ドライブ番地なし (56)参考文献特開昭54−48416（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的ファイバと電気的回路部材との間で
双方向のデータ伝送を行うための電子光学的アセンブリ
であって：電気的なデータ信号を受け入れるための導電ワイヤ、前
記電気的なデータ信号を光学的なデータ信号に変換して
放射するための発光装置、および、前記光学的なデータ
信号を前記光学的ファイバに結合する接続部を有する単
体としての第１の電子光学的デバイス；光学的なデータ信号を受け入れて前記光学的なデータ信
号を電気的なデータ信号に変換する変換装置、前記電気
的なデータ信号を与えるための導電ワイヤ、および、前
記変換装置を前記光学的ファイバに結合する接続部を有
する単体としての第２の電子光学的デバイス；前記第１の電子光学的デバイスおよび前記第２の電子光
学的デバイスの外形の一部にそれぞれ適合する形状の第
１および第２の受け入れセクションならびに中央の開口
部を備えたベース部分と、前記ベース部分に取り付けら
れるためのカバー部分とを含み、前記カバー部分が前記
ベース部分に取り付けられたときに前記第１および第２
の電子光学的デバイスを前記受け入れセクションに閉じ
込めるハウジング；および前記ハウジング内で前記第１
および第２の電子光学的デバイスに隣接して配置され、
かつ前記電気的回路部材に対して電気的に結合するよう
に適合されている基板部材であって、前記基板部材は第
１および第２の回路区域を含んでおり、前記第１の回路
区域は前記電気的なデータ信号を供給するために前記第
１の電子光学的デバイスの導電ワイヤに電気的に接続さ
れ、また、前記第２の回路区域は前記電気的なデータ信
号を受け入れるために前記第２の電子光学的デバイスの
導電ワイヤに電気的に接続されている、前記基板部材；を有し、前記ベース部分の前記開口部はその周縁に段部を含んで
おり、前記基板部材は前記段部に対して固定されて、前
記開口部に対する封止をするようにされており、前記基板部材は前記開口部を通して前記電気的回路部材
に電気的に結合されて成る、電子光学的アセンブリ。
【請求項２】前記基板部材は複数本の導電性ピンを含ん
でおり、前記ピンは前記開口部を通して伸長して、前記
電気的回路部材内のそれぞれの回路に対して電気的に結
合するように適合されている、請求項１に記載の電子光
学的アセンブリ。
【請求項３】前記基板部材は封止材によって前記段部に
対して固定されている、請求項１に記載の電子光学的ア
センブリ。
【請求項４】前記第１の電子光学的デバイスには外部容
器と前記容器から伸長した端部とが含まれており、前記
容器は前記ハウジングの前記第１の受け入れセクション
内に固定的に配置されている、請求項１に記載の電子光
学的アセンブリ。
【請求項５】前記ファイバ光学的手段には一対の光学的
ファイバ部材が含まれており、前記第１の電子光学的デ
バイスの前記伸長している端部は前記光学的ファイバ部
材の一方と光学的に結合されるように適合されて、前記
電気的なデータ信号から変換された前記光学的なデータ
信号を前記光学的ファイバ部材に供給するようにされて
いる、請求項４に記載の電子光学的アセンブリ。
【請求項６】前記第２の電子光学的デバイスには外部容
器と前記容器から伸長した端部とが含まれて、前記第２
の電子光学的デバイスの前記容器は前記ハウジングの前
記第２の受け入れセクション内に固定的に配置されてお
り、前記第２の電子光学的デバイスの前記伸長している
端部は前記光学的ファイバ部材の他方と光学的に結合さ
れるように適合されて、前記光学的なデータ信号を受け
入れるようにされており、この信号が前記第２の電子光
学的デバイスで前記電気的データ信号に変換するように
されている、請求項５に記載の電子光学的アセンブリ。
【請求項７】前記電子光学的アセンブリの前記ハウジン
グには、前記ベース部分およびカバー部分に隣接してい
る伸長セクションが更に含まれている、請求項６に記載
の電子光学的アセンブリ。
【請求項８】前記一対の光学的ファイバ部材は共通コネ
クタ内に含まれており、前記ハウジングの前記伸長セク
ションは前記共通コネクタを受け入れるように適合され
ている、請求項７に記載の電子光学的アセンブリ。
【請求項９】前記伸長セクションは前記ハウジングの前
記ベース部分およびカバー部分に接続されている、請求
項７に記載の電子光学的アセンブリ。
【請求項１０】前記伸長セクションは前記電気的回路部
材に固定されるように適合されている、請求項９に記載
の電子光学的アセンブリ。
【請求項１１】前記基板部材にはその上のシールド手段
が含まれており、前記シールド手段は前記基板の前記第
１および第２の回路区域の間に配置されて、その間での
シールド操作をするようにされている、請求項１に記載
の電子光学的アセンブリ。
【請求項１２】前記シールド手段にはフレキシブルな上
部部分が含まれていて、前記カバー部分が前記ベース部
分に取り付けられるときに、前記ハウジングの前記カバ
ー部分と係合するようにされている、請求項１１に記載
の電子光学的アセンブリ。
【請求項１３】前記シールド手段は前記電気的回路部材
内の電気的接地回路に対して電気的に接続されており、
これによって、前記アセンブリの動作中は前記ハウジン
グを電気的に接地するようにされている、請求項１２に
記載の電子光学的アセンブリ。
【請求項１４】前記基板における前記第１および第２の
回路区域の各々は、複数本の導電ワイヤによって、それ
ぞれに、前記第１および第２の電子光学的デバイスに対
して電気的に接続されている、請求項１に記載の電子光
学的アセンブリ。
【請求項１５】前記複数本の導電ワイヤの各々は、フレ
キシブルな誘電材内に含まれており、これによってフレ
キシブルなケーブルを形成するようにされている、請求
項１４に記載の電子光学的アセンブリ。
【請求項１６】前記電気的回路部材には、電気的に分離
された回路の層をその中に含んだ多層の回路部材が含ま
れている、請求項１に記載の電子光学的アセンブリ。
【請求項１７】前記ハウジングの前記カバー部分はその
中にヒート・シンク要素が含まれている、請求項１に記
載の電子光学的アセンブリ。
【請求項１８】前記ヒート・シンク要素の各々は直立型
フィンである、請求項１７に記載の電子光学的アセンブ
リ。