TWI521250B - 電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭 - Google Patents

Description

電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭

在一光學資料通信系統中，一般需要使一光纖耦合至一光電傳輸器、接收器或收發器裝置，且繼而使該裝置耦合至諸如一電腦系統或一切換系統之一電子系統。可藉由模組化收發器裝置促進此等連接。一光電收發器模組包含一光電光源(諸如一雷射)及一光電光接收器(諸如一光二極體)，且亦可包含與雷射及光二極體相關聯之各種電子電路。例如，可包含用於回應於自電子系統接收之電子信號而驅動雷射之驅動器電路。同樣，可包含用於處理藉由光二極體產生之信號並將輸出信號提供至電子系統之接收器電路。可在收發器模組外殼內部之一小型電路板或類似基板上安裝電子及光電裝置。電路板或相關聯之元件可包含用於使光電收發器連接至外部電子系統之一電連接器。因此，光電收發器模組執行電氣至光學及光學至電氣信號轉換。

一光學子總成可包含於一光電收發器模組中以耦合光纖與雷射及光二極體之間之電子信號。可稱為一傳輸光纖之一第一光纖係光學耦合至雷射，使得藉由收發器模組產生之光學信號經由該傳輸光纖傳輸。可稱為一接收光纖之一第二光纖係光學耦合至光二極體，使得經由該接收光纖接收之光學信號可由該收發器模組接收。

在一些光學子總成中，光學信號路徑包含一90度旋轉。例如，其上安裝雷射及光二極體之上文描述之電路板可垂直或法向於信號與光纖之諸端部通信所沿之軸而定向。雷射在法向於電路板之一方向上發射光學傳輸信號，且光二極體自法向於該電路板之一方向接收光學接收信號。光學子總成可包含準直藉由該雷射發射之光學傳輸信號之一第一透鏡及使光學接收信號聚焦於該光二極體上之一第二透鏡。收發器模組中之一鏡子或類似反射元件可以與該電路板所成之90度角度重新引導藉由該雷射發射並藉由該光二極體接收之信號。

建議連接器系統包含一光學信號路徑及一電信號路徑兩者。當此一系統之插頭連接器插入此一系統之插座或插孔連接器中時，光學信號可與該插頭連接器與插座連接器之間之電信號並行通信。建議在類似於一通用串列匯流排(USB)組態之一組態中提供此一連接器系統。

本發明之實施例係關於一種電氣至光學及光學至電氣轉換器插頭裝置。在一例示性實施例中，該裝置包含一插頭狀外殼總成、電接觸指、一實質上平面電路基板、一光學器件塊及安裝在該電路基板上之一或多個光電信號轉換裝置。每一光電信號轉換裝置具有法向於該電路基板而定向並經由一或多個其他電子元件電耦合至該等接觸指之至少一些接觸指之一裝置光學軸。該光學器件塊具有鄰近該光電信號轉換裝置並與該裝置光學軸對準之一裝置光學端口。該光學器件塊亦具有垂直於該裝置光學軸而定向之一光纖光學端口。該光學器件塊進一步包含一光學反射器，該光學反射器插入於該裝置光學端口與該光纖光學端口之間之一光學路徑中用於以大致上90度之一角度在一裝置光學端口與一對應光纖光學端口之間重新引導一光學信號。一或多個光纖之各者具有耦合至該光學器件塊之一對應光纖光學端口以使光學信號與一對應光電信號轉換裝置通信之一端部。耦合至該光纖光學端口之光纖之光學軸係與該光纖光學端口對準，且因此與該光學反射器對準。該一或多個光纖之各者自該光學器件塊延伸至該外殼總成之第二端部，該第二端部與接觸指所處之端部相對。

熟習此項技術者在檢查下列圖式及詳細描述後將明白其他系統、方法、特徵及優點。期望所有此等額外系統、方法、特徵及優點包含於此描述中、在說明書之範疇內且受隨附請求項保護。

參考下列圖式可更佳地瞭解本發明。該等圖式中之組件不必按比例繪製，相反重點在於明瞭地圖解說明本發明之原理。

如圖1中圖解說明，在本發明之一闡釋性或例示性實施例中，一轉換器插頭裝置10具有一長形、插頭狀形狀。由易於抓持之模製塑膠或類似材料製造之一外殼12覆蓋內部總成，該等內部總成包含自裝置10之一端部延伸之一金屬遮罩部分14及自裝置10之相對端部延伸之一電纜總成16。

如圖2中圖解說明，裝置10包含一電氣至光學轉換器18及一光學至電氣轉換器20。在該例示性實施例中，裝置10經組態以插入具有大致上符合屬於通用串列匯流排(USB)系列之裝置間通信規格之連接器組態之一組態之一配合插座(未展示)中。因此，裝置10包含具有大致上符合屬於USB系列之規格之連接器組態之組態之兩組電接觸件22及24。

一組電接觸件22可具有一組態並根據電接觸件組態及USB-2規格之信號接腳輸出平面圖承載信號。如在此項技術中充分瞭解，該USB-2規格指定電接觸件組承載以下信號：一雙向差動資料信號之正極性側(DATA+)、該雙向差動資料信號之負極性側(DATA-)、一電源供應電壓(VCC)及一接地電位(GND)。在該例示性實施例中，裝置10耦合該組電接觸件22與電纜總成16之間之此等USB-2信號。即，USB-2信號在無效應之情況下通過裝置10以提供與習知USB-2系統之回溯相容。

另一組電接觸件24可具有一組態並根據電接觸件組態及USB-3規格之信號接針輸出平面圖承載信號。如在此項技術中充分瞭解，該USB-3規格指定該電接觸件組承載以下信號：一差動資料傳輸信號之正極性側(XMT+)、該差動資料傳輸信號之負極性側(XMT-)、一差動資料接收信號之正極性側(RCV+)及該差動資料接收信號之負極性側(RCV-)。該組電接觸件24中之一接觸件對上所承載之差動傳輸信號(XMT)係輸入至電氣至光學轉換器18，該電氣至光學轉換器18將該差動傳輸信號轉換為一光學信號形式並經由電纜總成16輸出所得光學資料傳輸信號。一光學至電氣轉換器20經由電纜總成16接收一光學資料接收信號；將該光學資料接收信號轉換為一電信號形式；及經由該組電接觸件24中之另一接觸件對輸出所得差動資料接收信號(RCV)。因此，裝置10將經由電纜總成16接收之USB-3光學信號轉換為經由該組電接觸件24輸出之電信號，並將經由該組電接觸件24接收之USB-3電信號轉換為經由電纜總成16輸出之光學信號。

如圖3中圖解說明，裝置10中之一托盤總成26包含一托盤28。在托盤28內固定四個導體30、32、34及36，且該四個導體自裝置10前部至裝置10後部跨托盤28之長度。為參考目的，本文使用術語「前部」以指代裝置10插入一插座(未展示)中之部分，且本文使用術語「後部」以指代裝置10之電纜總成16自其延伸之部分。導體30、32、34及36之前部分分別界定電接觸指38、40、42及44。導體30至36及其等相關聯之電接觸指38至44承載上文提及之USB-2信號。換言之，電接觸指38至44屬於上文提及組電接觸件22(圖2)。一前電接觸塊46係安裝在托盤28中並固定五個其他導體48、50、52、54及56。導體48、50、52、54及56之前部分分別界定電接觸指58、60、62、64及66。導體48至56及其等相關聯之電接觸指58至66承載上文提及之USB-3信號。換言之，電接觸指58至66屬於上文提及組電接觸件24(圖2)。應注意界定該組電接觸件22之電接觸指38至44之長形、刀片狀形狀及在彼此成一並排或平行陣列中之其等配置係一USB連接器之特性。同樣，界定該組電接觸件24之電接觸指58至66之長形、刀片狀形狀及在彼此成一並排或平行陣列中之其等配置係一USB連接器之特性。亦可注意，電接觸指38至44實質上係排列在平行於電接觸指58至66實質上所排列之一平面(但是自該平面偏移，即與該平面不共面)之一平面內。

如圖4至圖6中圖解說明，一光學總成68包含一光學器件塊70及上文提及之電纜總成16。光學器件塊70可由模製塑膠材料之一單件或單體件製造，該模製塑膠材料具有光學品質且對傳輸並接收本文描述之光學信號之光之波長透明。(在繪製圖式中，為圖解之目的，將光學器件塊70描繪成對可見光透明)。電纜總成16包含一傳輸光纖72、一接收光纖74、一正極性資料導線76(承載上文描述之DATA+信號)、一負極性資料導線78(承載上文描述之DATA-信號)、一電源供應電壓(VCC)導線80及一接地(GND)導線82。傳輸光纖72之一端部係收納於(圖5至圖6)光學器件塊70中界定一傳輸光纖光學端口之一孔中。同樣，接收光纖74之一端部係收納於光學器件塊70中界定一接收光纖光學端口之另一孔中。可剝除傳輸光纖72及接收光纖74之介於其等之末端73與其等進入該等孔之諸點之間之外部護套。亦可剝除光纖72及74之末端73處之包層以曝露收納在較大孔之底部處之較小直徑孔內之光纖核心。可使用一透明光學黏著劑以將傳輸光纖72及接收光纖74固定至光學器件塊70。如圖6中圖解說明，傳輸光纖72之末端73具有與該傳輸光纖光學端口對準之一傳輸光纖軸84。雖然為明瞭之目的而未予以展示，但是接收光纖74之末端類似地具有與該接收光纖光學端口對準之一接收光纖軸。

如圖6中圖解說明，光學器件塊70具有一傳輸裝置光學端口86及一接收裝置光學端口88。光學器件塊70亦包含插入於上文提及之光纖光學端口與裝置光學端口86及88之間之一光學信號路徑中之一光學反射器90。在該例示性實施例中，光學反射器90具有經定向而與所有該等光學端口成45度之一角度之一反射表面。傳輸裝置光學端口86係與一傳輸光學端口軸92對準，且傳輸光纖光學端口係與垂直於傳輸光學端口軸92之傳輸光纖軸84對準。因此，透過傳輸裝置光學端口86進入光學器件塊70之光學信號係藉由光學反射器90以一90度角度反射至該傳輸光纖光學端口中之傳輸光纖72之端部中(沿傳輸光纖軸84)。注意，例如，傳輸光學端口軸92及傳輸光纖軸84界定其中插入光學反射器90之光學信號路徑之一者。接收裝置光學端口88與該接收光纖光學端口之間之一類似光學信號路徑由於明瞭之目的而未予以展示，但是界定另一此光學路徑。在此另一光學信號路徑中，接收裝置光學端口88與一接收光學端口軸94對準。雖然為明瞭之目的而未予以展示，但是傳輸裝置光學端口86及接收裝置光學端口88可分別包含一準直透鏡及一聚焦透鏡。替代地或此外，可在光學反射器90之反射表面上直接形成一準直透鏡及一聚焦透鏡。

在下文予以進一步詳細描述之光學器件塊70之一特徵涉及光學器件塊70之上表面(即，傳輸並接收上文提及之光學信號所透過之表面)中之兩個圓柱形孔96及98(圖4及圖6)。

如圖7中圖解說明，在托盤總成26(圖3)之托盤28中安裝光學總成68(圖4至圖5)以界定另一總成99。依展示之方式安裝，光學器件塊70擱在托盤28中間藉由兩個狹槽102與104(圖3)之間之托盤28之一區域界定之一條帶100上(圖3)。在托盤28之底部上方圍繞條帶100之邊緣輕微突出之若干特徵部或凸塊101有助於將光學器件塊70大致上導引至合適位置中但允許一些間隙或容差，使得可根據下文描述之此實施例之一精細對準特徵而將光學器件塊70更精確地導引至一對準位置。如下文關於此實施例之另一特徵進一步詳細描述，狹槽102及104容許條帶100極輕微撓曲或彎曲。

在托盤28之後部處安裝一後電接觸塊106。如圖8中所示，電接觸塊106固定分別包含絕緣位移連接器116、118、120及122之四個導體108、110、112及114。絕緣位移連接器116、118、120及122具有分別收納或接合導線82、76、78及80之大體上V形狹槽。該等V形狹槽之刀狀邊緣切斷導線82、76、78及80中之絕緣材料且在導線82、76、78及80被壓入該等V形狹槽中時與金屬導線核心電接觸。類似地，導體30、32、34及36之諸端部被固定在電接觸塊106中且分別包含四個其他絕緣位移連接器117、119、121及123。此等其他絕緣位移連接器117、119、121及123類似地切斷導線82、76、78及80中之絕緣材料且在導線82、76、78及80被壓入該等V形狹槽中時與金屬導線核心電接觸。因此，該組絕緣位移連接器116、118、120及122及該組絕緣位移連接器117、119、121及123皆與相同組導線82、76、78及80接觸。

接合正極性資料(DATA+)導線76之絕緣位移連接器119係導體32之部分且因此耦合至電接觸指40。接合負極性資料(DATA-)導線78之絕緣位移連接器121係導體34之部分且因此耦合至電接觸指42。接合電源供應電壓(VCC)導線80之絕緣位移連接器123係導體36之部分且因此耦合至電接觸指44。接合接地(GND)導線82之絕緣位移連接器117係導體30之部分且因此耦合至電接觸指38。亦接合電源供應電壓導線80之絕緣位移連接器122係提供電力給如下文所述之電子元件之導體114之部分。同樣地，亦接合接地導線82之絕緣位移連接器116係提供接地電位給該等電子元件之導體108之部分。

如圖7至圖8中所示，傳輸光纖72及接收光纖74在光學器件塊70與托盤28之後部(傳輸光纖72及接收光纖74在此處離開托盤28且成為電纜總成16之部分)之間延伸通過托盤28。若干導引件125有助於維持光纖72與74之間之一間隔，該間隔匹配塊70之傳輸光纖光學端口與接收光纖光學端口之間之間隔。

如圖9中圖解說明，一光電總成124包含其頂部表面上安裝有各種電子裝置之一印刷電路板126。該等電子裝置包含諸如雷射之一光電光源130及諸如光二極體之一光電光接收器128。其他電子裝置可包含(例如)功率調節器電路132及一信號處理積體電路134，該信號處理積體電路134包含用於用電信號驅動光電光源130之驅動器電路及用於處理自光電光接收器128接收之電信號之接收器電路。即，光電光源130將電信號轉換為光學信號，且光電光接收器128將光學信號轉換為電信號。光電光源130係在其可沿一傳輸裝置光學軸138發射光學信號之一定向上安裝於印刷電路板126上。光電光接收器128係在其可沿一接收裝置光學軸136接收光學信號之一定向上安裝於印刷電路板126上。

印刷電路板126包含電路跡線、通孔或其他電信號導體，其等由於明瞭之目的而未予以展示但使上文描述之各種電子裝置互連。此等互連可符合圖2之上文描述之方塊圖，其中光電光源130及其相關聯之驅動器電路界定電氣至光學轉換器18，且光電光接收器128及其相關聯之接收器電路界定光學至電氣轉換器20。印刷電路板126之導體亦包含在印刷電路板126之前部處之五個電接觸墊140、142、144、146及148及在印刷電路板126之後部處之四個電接觸墊150、152、154及156。該五個電接觸墊140至148承載上文提及之USB-3信號，且該四個電接觸墊150至156承載上文提及之USB-2信號。

在印刷電路板126上安裝在本文中稱為一「鍵」158或一對準鍵之部分之一對準裝置。如下文關於一例示性組裝方法進一步詳細描述，鍵158可用於輔助光電光源130與光電光接收器128之精確放置且用於輔助其等與其他元件之對準。鍵158包含在遠離(即，法向於)印刷電路板126之頂部表面之一方向上延伸之兩個柱狀突起160及162。如圖10中圖解說明，當光電總成124及總成99(圖7)被組裝在一起以形成圖11中展示之完整總成164時，鍵158之柱狀突起160及162係收納於光學器件塊70之上表面中之上文提及之對應圓柱形孔96及98中。突起160及162具有倒角端部，且圓柱形孔96及98具有一起有助於將導引柱狀突起160及162導引至圓柱形孔96及98中之倒角開口。雖然在該例示性實施例中此等元件具有有助於導引並使其等彼此對準之倒角，但是在其他實施例中此等元件可具有提供類似導引及對準效應之任何其他合適錐度或輪廓。

依上文描述之方式組裝光電總成124及總成99有助於導引光學器件塊70之傳輸裝置光學端口86與傳輸裝置光學軸138對準，且有助於導引接收裝置光學端口88與接收裝置光學軸136對準。因此，在該例示性實施例中，光電總成124上之鍵158之柱狀突起160及162用作為一對準鍵第一部分，且光學總成68之光學器件塊70中之圓柱形孔96及98用作為一對準鍵第二部分。然而，根據其他實施例之一光電總成可包含任何其他合適類型的凹部或其他對準鍵第一部分，且根據此等其他實施例之一光學總成可包含可接合凹部或其他對準鍵第一部分之任何其他合適類型的突起或其他對準鍵第二部分。又，雖然在該例示性實施例中光電總成124具有鍵158之柱狀突起160及162，且光學總成68具有圓柱形孔96及98，但是在其他實施例中一光電總成或類似元件可具有一或多個孔或其他凹部，而一光學總成或類似元件可具有可接合凹部之一或多個突起或其他突出或配合部分。

在依上文描述之方式將光電總成124及總成99組裝成完整總成164(圖11)期間，當印刷電路板126被壓入托盤28中且因此將印刷電路板126固定在托盤28中時，沿托盤28之諸側之四個接合鉤166按扣在印刷電路板126上方。

在完整總成164(圖11)中，印刷電路板126之電接觸墊140、142、144、146及148(圖9)分別接觸電接觸指58、60、62、64及66(圖3及圖7)。類似地，印刷電路板126之電接觸墊150、152、154及156分別接觸電接觸指108、110、112及114。注意，電接觸指114與電接觸墊156之間之接觸將電源供應電壓(VCC)提供至印刷電路板126上之電子裝置。同樣地，電接觸指108與電接觸墊150之間之接觸將接地電位(GND)提供至印刷電路板126上之電子裝置。

如圖12中圖解說明，在完整總成164(圖12中不可見)周圍可附接一金屬遮蔽殼體168。遮蔽殼體168可包含施加一力於印刷電路板126之底部表面上之一彈性垂片170。藉由彈性垂片170抵靠於印刷電路板126施加之力朝光學器件塊70按壓印刷電路板126，且因此將鍵158之柱狀突起160及162固定地維持在光學器件塊70中之圓柱形孔96及98中，藉此抑制光學器件塊70與光電信號轉換裝置(即，光電光源130及光電光接收器128)之間之相對運動。定位於托盤28之壁上之四個止檔171充當防止印刷電路板126回應於藉由彈性垂片170施加之力而過度撓曲之止檔。又，如上文關於圖3及圖7所描述，光學器件塊70抵靠於條帶100上，該條帶100亦有些彈性且可回應於藉由彈性垂片170施加之力而輕微向外彎曲(例如，數十微米之數量級)。因此，藉由彈性垂片170及彎曲條帶100自相反方向施加之力有助於抑制光學器件塊70與光電總成124之間之移動。此維持光電光源130與裝置光學端口86之光學對準，且維持光電光接收器128與裝置光學端口88之光學對準。

可於遮蔽殼體168上方形成外殼12(圖1)以完成轉換器插頭裝置10之組裝。雖然在該例示性實施例中轉換器插頭裝置10具有包含外殼12、遮蔽殼體168及諸如托盤28之其他元件之一插頭狀外殼總成，但是在其他實施例中，一轉換器插頭裝置可具有包含一或多個元件之任何其他合適組合之一插頭狀外殼總成。

雖然上文已關於本發明之一例示性實施例描述具有上文描述之元件之轉換器插頭裝置10，但是應瞭解，在其他實施例中根據本發明之一裝置可包含更多元件、更少元件或不同元件。例如，轉換器插頭裝置10之兩個或兩個以上上文描述之元件之一群組可對應於此一裝置之另一實施例中之一單一元件，或相反地，轉換器插頭裝置10之上文描述為一單體式或離散元件之一元件可對應於此一裝置之另一實施例中之兩個或兩個以上元件之一群組。

如藉由圖13之流程圖圖解說明，可如下般描述用於製造諸如上文描述之轉換器插頭裝置10之一裝置之一例示性方法。如藉由方塊172指示，可在托盤28中安裝接觸塊46及106，且依其他方式提供外殼總成之基本部分。具有電接觸指之導體可包含於(例如，藉由插入模製)或附接至該外殼總成之一或多個此等部分。如藉由方塊174指示，可在托盤28中安裝光學總成68並藉由將光學總成68之導線76至82壓入絕緣位移連接器116至123中而使導線76至82耦合至接觸塊106。如藉由方塊176指示，可提供包括印刷電路板126及其上所安裝之電子裝置之光電總成124。

如藉由方塊178指示，在該例示性方法中，可藉由在印刷電路板126上安裝電子裝置而提供光電總成124(圖9)，該等電子裝置包含與光電光源130及光電光接收器128相關聯之驅動器及接收器電路以及其他電路但不包含光電光源130及光電光接收器128自身。如藉由方塊180指示，在印刷電路板126上安裝該等電子裝置可包含諸如焊接及清除過量焊錫助熔劑之習知處理程序。如藉由方塊182指示，可在此等處理程序之後於印刷電路板126上安裝鍵158，使得鍵158及可影響光學及光電元件之間之對準之其他元件未經受與此等處理程序相關聯之加熱及其他惡劣影響(其等可依其他方式不利地影響鍵158及其他元件之光學對準)。(亦應注意，如藉由上文描述之方塊174指示，光學器件塊70類似地未經受此等處理程序，此係因為導線76至82被壓入絕緣位移連接器116至123中而非焊接至絕緣位移連接器116至123中)。因此，在此等處理程序後，且在印刷電路板126上安裝鍵158之後，可藉由將鍵158上之基準標記183(圖9)用作為導引一習知機器人機器視覺取置機器或一打線接合機器之空間參考點而在印刷電路板126上安裝光電光源130及光電光接收器128，如藉由方塊184指示。如在此項技術中充分瞭解，此等機器可使用圖形辨識及類似「機器視覺」技術以在一印刷電路板上精確地放置裝置及將其等打線接合期間導引其機器人。可將光電光源130及光電光接收器128打線接合至信號處理積體電路134。

如藉由方塊186指示，在依上文描述之方式提供光電總成124(圖9)後，可在總成99(圖7)上安裝該光電總成124以形成完整總成164(圖11)。如上文所述，在將光電總成124安裝至總成99上期間，鍵158之柱狀突起160及162(其等界定一對準鍵第一部分)係收納在光學器件塊70之上表面中界定一對準鍵第二部分之對應圓柱形孔96及98中。如上所述，對準鍵第一部分與對準鍵第二部分之間之此接合有助於導引光學器件塊70之傳輸裝置光學端口86與傳輸裝置光學軸138對準，且有助於導引接收裝置光學端口88與接收裝置光學軸136對準。如藉由方塊188指示，接著可藉由(例如)添加外殼總成之其他元件(諸如遮蔽殼體168、外殼12等等)而完成轉換器插頭裝置10之外殼總成。該等上文描述之元件光電總成124與總成99之間之光學對準並未受到干擾，此係因為在組裝光電總成124及總成99後未執行焊接、清洗或上文描述類型之其他處理步驟。

應注意，雖然上文將一些處理步驟描述為發生在例示性實施例中之其他處理步驟之後，但是在其他實施例中處理步驟可依任何其他合適順序發生。又，如熟習此項技術者所瞭解，可包含上文未描述之額外處理步驟或子步驟。

上文已描述本發明之一或多個闡釋性或例示性實施例。然而，應瞭解本發明係藉由隨附申請專利範圍而定義且不限於所描述之特定實施例。

10．．．轉換器插頭裝置

12．．．外殼

14．．．金屬遮罩部分

16．．．電纜總成

18．．．電氣至光學轉換器

20．．．光學至電氣轉換器

22．．．電接觸件

24．．．電接觸件

26．．．托盤總成

28．．．托盤

30．．．導體

32．．．導體

34．．．導體

36．．．導體

38．．．電接觸指

40．．．電接觸指

42．．．電接觸指

44．．．電接觸指

46．．．前電接觸塊

48．．．導體

50．．．導體

52．．．導體

54．．．導體

56．．．導體

58．．．電接觸指

60．．．電接觸指

62．．．電接觸指

64．．．電接觸指

66．．．電接觸指

68．．．光學總成

70．．．光學器件塊

72．．．傳輸光纖

73．．．傳輸光纖及接收光纖之末端

74．．．接收光纖

76．．．導線/正極性資料導線

78．．．導線/負極性資料導線

80．．．導線/電源供應電壓導線

82．．．導線/接地電位導線

84．．．傳輸光纖軸

86．．．傳輸裝置光學端口

88．．．接收裝置光學端口

90．．．光學反射器

92．．．傳輸光學端口軸

94．．．接收光學端口軸

96．．．圓柱形孔

98．．．圓柱形孔

99．．．總成

100．．．條帶

101．．．特徵部或凸塊

102．．．狹槽

104．．．狹槽

106．．．後電接觸塊

108．．．導體

110．．．導體

112．．．導體

114．．．導體

116．．．絕緣位移連接器

117．．．絕緣位移連接器

118．．．絕緣位移連接器

119．．．絕緣位移連接器

120．．．絕緣位移連接器

121．．．絕緣位移連接器

122．．．絕緣位移連接器

123．．．絕緣位移連接器

124．．．光電總成

125．．．導引器

126．．．印刷電路板

128．．．光電光接收器

130．．．光電光源

132．．．功率調節器電路

134．．．信號處理積體電路

136．．．接收裝置光學軸

138．．．傳輸裝置光學軸

140．．．電接觸襯墊

142．．．電接觸墊

144．．．電接觸墊

146．．．電接觸墊

148．．．電接觸墊

150．．．電接觸墊

152．．．電接觸墊

154．．．電接觸墊

156．．．電接觸墊

158．．．鍵

160．．．柱狀突起

162．．．柱狀突起

164．．．完整總成

166．．．接合鉤

168．．．金屬遮蔽殼體

170．．．彈性垂片

171．．．止檔

183．．．基準標記

圖1係根據本發明之一例示性實施例之一轉換器插頭裝置之一透視圖。

圖2係圖1中展示之轉換器插頭裝置之一方塊圖。

圖3係圖1中展示之轉換器插頭裝置之外殼總成之托盤部分之一透視圖。

圖4係展示圖1中展示之轉換器插頭裝置之一光學總成之頂部之一透視圖。

圖5類似於圖4，展示該光學總成之底部。

圖6係圖4至圖5中展示之沿圖4之線6-6部分切開以展示內部之光學總成之光學器件塊之一透視圖。

圖7係圖4至圖5中展示之安裝於圖2中展示之托盤部分中之光學總成之一透視圖。

圖8類似於圖7，展示該總成之底部及後部。

圖9係圖1中展示之轉換器插頭裝置之光電總成之一透視圖。

圖10係展示安裝於圖7至圖8中展示之總成中之圖9之光電總成之一透視圖。

圖11類似於圖10，展示完全安裝於圖7至圖8中展示之總成中之圖9之光電總成。

圖12係展示安裝於該外殼總成之一金屬遮罩部分內之圖11之總成之一透視圖。

圖13係圖解說明組裝圖1至圖12之轉換器插頭裝置之一例示性方法之一流程圖。

16．．．電纜總成

28．．．托盤

30．．．導體

32．．．導體

34．．．導體

36．．．導體

38．．．電接觸指

40．．．電接觸指

42．．．電接觸指

44．．．電接觸指

46．．．前電接觸塊

48．．．導體

50．．．導體

52．．．導體

54．．．導體

56．．．導體

58．．．電接觸指

60．．．電接觸指

62．．．電接觸指

64．．．電接觸指

66．．．電接觸指

72．．．傳輸光纖

74．．．接收光纖

76．．．導線/正極性資料導線

78．．．導線/負極性資料導線

80．．．導線/電源供應電壓導線

82．．．導線/接地電位導線

86．．．傳輸裝置光學端口

88．．．接收裝置光學端口

96．．．圓柱形孔

98．．．圓柱形孔

99．．．總成

106．．．後電接觸塊

108．．．導體

110．．．導體

112．．．導體

114．．．導體

125．．．導引器

166．．．接合鉤

171．．．止檔

Claims (15)

1. 一種電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其包括：一插頭狀外殼總成，其具有在一第一端部與一第二端部之間延伸之一長形形狀；複數個電導體，其等在該外殼總成之該第一端部處界定安裝在該外殼總成中之電接觸指；一實質上平面電路基板，其安裝於該外殼總成中；一第一鍵部分，其安裝在該實質上平面電路基板上；複數個電子裝置，其等安裝於該實質上平面電路基板上，該複數個電子裝置包含具有法向於該實質上平面電路基板之一裝置光學軸之至少一光電信號轉換裝置，該至少一光電信號轉換裝置電耦合至該複數個電接觸指之至少一些電接觸指；一光學器件塊，其安裝於該外殼總成中，該光學器件塊具有：一裝置光學端口，其鄰近該至少一光電信號轉換裝置且與該裝置光學軸對準；一光纖光學端口，其垂直於該裝置光學軸而定向；及一光學反射器，其插入於該裝置光學端口與該光纖光學端口之間之一光學路徑中以在該裝置光學端口與該光纖光學端口之間以大致上90度之一角度重新引導一光學信號，其中該光學器件塊具有接合該第一鍵部分之一第二鍵部分；及至少一光纖，其具有耦合至該光學器件塊之光纖光學端口之一端部，耦合至該光纖光學端口之該端部具有與該光纖光學端口對準之一光纖軸，該至少一光纖在該光 學器件塊與該外殼總成之該第二端部之間延伸，其中該外殼總成具有一彈性部分，該彈性部分在該第一鍵部分與該第二鍵部分之間施加一接合力。
2. 如請求項1之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中該第一鍵部分及該第二鍵部分之一者包括一突起，且該第一鍵部分及該第二鍵部分之另一者包括一凹部。
3. 如請求項2之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中該突起包括具有一倒角遠端之一支柱，該凹部包括該光學器件塊中具有一倒角開口之一圓柱形孔穴，該支柱具有大致上等於該圓柱形孔穴之一直徑之一直徑，且該支柱之該倒角遠端接合該圓柱形孔穴之該倒角開口以使該光學器件塊之該裝置光學端口與該至少一光電裝置之該裝置光學軸對準。
4. 如請求項1之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中：該光學器件塊包括對與該至少一光電信號轉換裝置相關聯之光透明之模製光學材料之一單體件；及該光學反射器包括形成於該模製光學材料中之一全內反射透鏡。
5. 如請求項1之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中該實質上平面電路基板包含複數個電接觸墊，該複數個電接觸墊與該複數個電導體之部分接觸以使該至少一光電信號轉換裝置電耦合至該複數個電接觸指之該至少一些電接觸指。
6. 如請求項1之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中該複數個電子裝置包含耦合至該至少一光電信號轉換裝置及該複數個電接觸指之至少一些電接觸指之至少一信號處理裝置，該至少一信號處理裝置經由該複數個電接觸指接收電力。
7. 如請求項1之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中：該複數個電接觸指包含經定向彼此平行排列在一第一實質上平面陣列中之第一複數個電接觸指及經定向彼此平行排列在一第二實質上平面陣列中之第二複數個電接觸指，該第二實質上平面陣列與該第一實質上平面陣列不共面；及該第一複數個電接觸指係耦合至該至少一光電信號轉換裝置；及該第二複數個電接觸指係電耦合至在包含該至少一光纖之一電纜束中延伸離開該外殼總成之該第二端部之對應複數個電導線。
8. 如請求項7之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中該複數個電接觸指之至少一些電接觸指係配置於一通用串列匯流排組態中。
9. 如請求項7之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中該第二複數個電接觸指係藉由接合於電耦合至該複數個電導體之一絕緣位移連接器中之該複數個電導線而耦合至對應複數個電導線。
10. 如請求項7之電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭，其中：該至少一光電裝置包括一光電光源及一光電光接收器；該至少一光纖包括一傳輸光纖及一接收光纖；該光電光源係耦合至該傳輸光纖；該光電光接收器係耦合至該接收光纖；及該第二複數個電接觸指係電耦合至在包含該傳輸光纖及該接收光纖之一電纜束中延伸離開該外殼總成之該第二端部之對應複數個電導線。
11. 一種用於製造一電氣至光學及光學至電氣轉換頭插頭之方法，其包括：提供具有延伸於一第一端部與一第二端部之間之一長形形狀之一插頭狀外殼總成；在該外殼總成中提供複數個電導體，該複數個電導體在該外殼總成之該第一端部處界定電接觸指；在該外殼總成之一部分中安裝一光學總成，該光學總成具有一光學器件塊及至少一光纖，該光學器件塊具有一裝置光學端口、一光纖光學端口及插入於該裝置光學端口與該光纖光學端口之間之一光學路徑中用於以大致上90度之一角度在該裝置光學端口與該光纖光學端口之間重新引導一光學信號之一光學反射器，該至少一光纖具有耦合至該光學器件塊之該光纖光學端口之一端部，耦合至該光纖光學端口之端部具有與該光纖光學端口對 準之一光纖軸，該至少一光纖在該光學器件塊與該外殼總成之該第二端部之間延伸；及在該外殼總成中安裝一光電總成，該光電總成包括一實質上平面電路基板及安裝在該實質上平面電路基板上之複數個電子裝置，該複數個電子裝置包含具有法向於該實質上平面電路基板之一裝置光學軸之至少一光電信號轉換裝置，該至少一光電信號轉換裝置電耦合至該複數個電接觸指之至少一些電接觸指，該裝置光學軸與該光學器件塊之該裝置光學端口對準，該實質上平面電路基板之一第一鍵部分接合該光學器件塊上之一第二鍵部分以導引該光學器件塊之該裝置光學端口與該至少一光電裝置之該裝置光學軸對準，且界定該第一鍵部分及該第二鍵部分之一者之一突起延伸進入該第一鍵部分及該第二鍵部分之另一者中之一凹部中，該突起具有一倒角遠端且該凹部具有收納該突起之一倒角開口，以導引該光學器件塊之該裝置光學端口與該至少一光電裝置之該裝置光學軸對準。
12. 如請求項11之方法，其中在該外殼總成中安裝一光學總成包括：藉由在該實質上平面電路基板上放置該複數個電子裝置及使該實質上平面電路基板及該複數個電子裝置經受至少一高溫處理程序而將該複數個電子裝置附接至該實質上平面電路基板；在使該實質上平面電路基板及該複數個電子裝置經受 至少一高溫處理程序之後，在該實質上平面電路基板上安裝一第一鍵部分；及在該實質上平面電路基板上安裝該第一鍵部分之後，在該實質上平面電路基板上安裝該至少一光電信號轉換裝置。
13. 如請求項12之方法，其中在該實質上平面電路基板上安裝該至少一光電信號轉換裝置包括藉由該第一鍵部分上之複數個基準標記導引之一機器人機器視覺取置機器在該實質上平面電路基板上放置該至少一光電信號轉換裝置。
14. 如請求項13之方法，其中在該外殼總成中安裝一光電總成包括在該實質上平面電路基板上安裝該至少一光電信號轉換裝置之後，該實質上平面電路基板之一第一鍵部分接合該光學器件塊上之一第二鍵部分以導引該光學器件塊之該裝置光學端口與該至少一光電裝置之該裝置光學軸對準。
15. 如請求項13之方法，其中在該外殼總成中安裝一光電總成包括該外殼總成之一部分在該第一鍵部分與該第二鍵部分之間施加一接合力以抑制該光學器件塊與該至少一光電裝置之間之移動。