CN101027586B - 光学收发器模块 - Google Patents

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Abstract

简言之,根据本发明的一个实施例,用于光学元件和光纤之间的光学链路的模块组件可以包括第一框(210)以及耦合至引线框(212)的第二框(214)。第二框包括一对孔(226),而第一框包括一对柱(310)。这些孔可以用作将一个或多个光学部件放置在引线框和第二框上的图案识别标志。此外,柱与孔的相配可用于提供依靠该相配的光学链路的光学路径与光学部件的对齐。光纤耦合至第一框内的小孔(224)。

Description

光学收发器模块
附图描述
在说明书的结论部分中特别指出并明确声明了本发明的主题。然而通过参考随后的详细描述并结合阅读附图可以最佳地理解关于组织和操作方法的本发明及其目的、特征和优点,附图中:
图1是根据本发明一个实施例的信息处理系统的框图;
图2是根据本发明一个实施例的用于根据本发明一实施例的光学收发器的模块组件的上部分解图;
图3是根据本发明一个实施例的用于根据本发明一实施例的光学收发器的模块组件的下部分解图;
图4根据本发明一个实施例是根据本发明一实施例的模块组件的分解图;
图5是根据本发明一个实施例的已组装模块组件的立体图;
图6是根据本发明一个实施例的已组装模块组件的立视图。
应该认识到为了图示的简单明了,在各图中示出的元素无需按比例绘出。例如,为了清楚可以相对于其他元件夸大某些元素的尺寸。此外,在认为合适的情况下,各标号在各图中重复以指示对应的或类似的元素。
详细描述
在随后的描述中将阐明许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而本领域普通技术人员应该理解,无需这些具体细节也可以实践本发明。在其他实例中,未对公知的方法、过程、组件和电路做出详尽描述以免淡化本发明的主题。
在随后的描述和权利要求书中,可以使用术语“耦合的”、  “连接的”及其派生词。在特定的实施例中,“连接的”可用于指示两个或多个元件彼此直接物理或电接触。“耦合的”则意味着两个或多个元件直接物理或电接触。然而耦合还可意味着两个或多个元件没有彼此直接接触,但仍然彼此协作或相互作用。
现参考图1,将描述根据本发明一个实施例的信息处理系统。如图1所示,信息处理系统100可以包括诸如笔记本计算机的笔记本基座等基座外壳110,以及可以是笔记本的液晶显示器(LCD)面板的显示器外壳112。基座外壳110和显示器外壳112可任选地经由铰链114耦合。在本发明的一个实施例中,信息处理系统100可以是其中基座外壳110包括含有处理器、存储器、存储、总线、输入/输出(I/O)系统、电池和电源系统、无线局域网(WLAN)无线电等等的系统板(未示出)的笔记本、膝上型或写字板个人计算机(PC)系统。在这一实施例中,显示器外壳112可以包括液晶显示器(LCD)或者另外的有机或基于聚合物的显示器,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。通常情况下,信息处理系统100不限于任何特定的设计或形状因素,并且一般可以是其中可利用光学链路的任何设备、结构或装置。
在本发明的一个实施例中,例如在显示器外壳112包括LCD的实施例中,显示器外壳112还可以包括背光灯和背光灯转换器116用于LCD的照明。背光灯和背光灯转换器116可以经由连接器118耦合至基座外壳110。类似地,各种低速信号可经由例如可以是电链接的链路126在基座外壳110和显示器外壳112之间传输。可以经由链路126传输的信号的示例可包括送至麦克风、扬声器等及来自它们的音频信号。诸如视频信号等较高速信号可以经由光学链路124从笔记本外壳110传输至显示器外壳。在本发明的一个具体实施例中,经由链路126传输的较低速信号也可替代地经由光学链路120传输,由此消除或降低了对链路126的利用或需求。在本发明的一个特定实施例中,显示器外壳112可以包括用于发射和接收无线电信号的天线,所述信号例如可以是向基础架构系统内的无线局域网(WLAN)接入点或自组织(ad-hoc)系统内的另一WLAN设备发送并从中接收信号的WLAN信号、与蜂窝电话基站通信的蜂窝电话信号、其中信息处理系统可以从宇宙飞船丛中的一个或多个宇宙飞船中接收信号的全球定位系统(GPS)信号等等。在这一安排中,用于这一系统的信号也可以经由光学链路120传输,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。
光学链路120可以包括置于基座外壳110内的第一光电收发器122以及置于显示器外壳112内的第二光电收发器124。信息可以通过将电信号转换成光学信号并使用已调制光波经由光学链路120传输信号而在基座外壳110和显示器外壳112之间传输。在一个实施例中,光学链路120可以是将信息从基座外壳110传输至显示器外壳112或从显示器外壳112传输至基座外壳的单向链路。在另一实施例中,光学链路120可以是信号经单个光学传输介质或经由一个或多个传输介质同时双向传输以提供使信息从基座外壳110传输到显示器外壳112以及从显示器外壳112传输到基座外壳110的双向链路,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。
在本发明的一个实施例中,信息处理系统100可以是笔记本样式或写字板PC样式的计算机,而在另一实施例中,信息处理系统100可以是蜂窝电话或个人数字助理(PDA)样式的系统,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。显示器外壳112相对于基座外壳110的位置可经由铰链114的枢轴作用来调整,例如在典型的笔记本计算机的蛤壳式排列内或在其中铰链可以提供包括但不限于可转动和可枢转移动的额外程度的移动的写字板PC样式的系统内,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。
现参考图2,将讨论用于根据本发明一实施例的光学收发器的模块组件的上部分解图。如图2所示,模块组件200包括第一框210、第二框214和引线框212。模块组件200可以在图1的收发器122和124中的一个或两者内使用,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。引线框212可由金属形成,并且可以包括诸如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)等用于发送光学信号的激光二极管216,或者可以另外地包括用于接收光学信号的检测器正-本征-负(PIN)二极管218。在另一个实施例中,引线框212可以同时包括激光二极管216和检测器PIN二极管218用于光学信号的发送和接收,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。引线框212可以包括支持电子信号向光学信号的转换、光学信号向电子信号的转换以及其他相关功能的电子部件220。引线框包括将收发器模块耦合至其他电子设备的一根或多根引线214。
第一框210可由为其提供结构和特征的模制塑料组成。类似地,第二框214可由模制塑料组成,其中第一框210和第二框214可由引线框214模塑成型以得到如图5和图6所示的完整模块组件。第一框210可以包括形成于其上以与设置在用于光纤链路(未示出)的连接器内的容纳孔相配的柱222。第一框210内可以形成孔224以允许发自或发往此光纤连接器内的光纤链路的光学信号传播通过第一框210。第二框214可以包括在其上模塑成型以容纳如图3所示位于第一框210的表面上的对应柱310的一个或多个孔。
现参考图3,将讨论用于根据本发明一实施例的光学收发器的模块组件的下部分解图。如图3所示,位于第一框210的表面上的柱310对应于位于第二框214上的孔226,从而在将模块组件200组装成如图5和图6所示的完成形状时提供第一框210和第二框214的对齐。在本发明的一个实施例中,孔226可以包括形成于第二框214上的一个或多个空腔、凹槽或凹口,并且通常可以是与形成于第一框210上的阳性结构相配的阴性结构,另外,孔226或柱310可以一个在第一框210上而另一个在第二框214上,或同时位于第一框210或第二框214上,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。此外,在本发明的一个实施例中,一个或多个孔226可以在第一框210或第二框214之一或两者内至少部分地凹入而无需完全穿透第一框210或第二框214,或者这些孔也可以完全穿透第一框210或第二框,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。除了可提供第一框210和第二框214的对齐之外,柱310和孔226的排列还可以提供穿过第一框210的光纤链路的传输路径618与位于引线框214上的激光二极管216和检测器PIN二极管218,以及可被置于在如图6所示并参考其描述的光学传播路径618内的任何透镜610或614或任何反射器612的对齐,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。此外,孔226还可用于激光二极管216、检测器PIN二极管218和其他电子部件220的精确管芯附连。
现参考图4,将讨论根据本发明一个实施例的模块组件的分解图。在图4所示的实施例中,示出第二框214与引线框212共同模塑成型。在这一实施例中,孔226可被用作用于激光二极管216和/或检测器PIN二极管218的精确管芯附连及机械对齐的图案识别标志。在此种排列中,孔226可以作为用于将光学部件布置到共同模塑成型或模塑成型的引线框212和第二框214上的机械视觉对齐引导。此外,这些孔226与柱310组合可以用作第一框210的透镜610与激光二极管216和/或检测器PIN二极管218的对齐,使得在第一框210与第二框214组装在一起时光学传输路径618可以与透镜610和激光二极管216和/或检测器PIN二极管218对齐,如图6所示。于是,柱310和孔226用于经由相配将光学传输路径618、透镜610和激光二极管216和/或检测器PIN二极管218在预定容差内对齐,该容差可经由柱310和孔226的容差以及使用作为图案识别标志的孔226为参考来放置光电部件的容差来控制。可以使用注模工艺或类似的模塑成型技术来制造第一框210和第二框214。在本发明的一个实施例中,对第二框226可以实现孔226的尺寸和孔226的位置的+/-3μm的容差。类似地,可以实现第一框210上柱310的位置精确性的+/-3μm的容差,并且可以实现柱310的尺寸的+/-3μm容差,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。
现参考图5,将讨论根据本发明一个实施例的已组装模块组件的立体图。如图5所示,完成的模块组件200可以通过将第一框210耦合至第二框214和引线框212来形成,在耦合中的对齐可以经由柱3 10与孔226的相配来实现。该已组装模块组件200能够容纳光学连接器(未示出),该光学连接器可包括将光学信号发射至在第一框210内形成的孔224的多模光纤电缆,或者该光纤电缆可以接收从第一框的孔224中发射出的光学信号,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。
现参考图6,将讨论根据本发明一个实施例的已组装连接器组件的立视图。如图6所示,光学信号可被发送到模块组件的第一框210中,或者可以从连接器组件的第一框210中发送。光学信号可以沿着光学传输路径618并且通过置于第一框内的透镜610和614,并且光学信号的方向可以由置于第一框210内的反射器612弯曲,其中光学信号在图6所示的实施例中被弯曲了90度,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。在此排列中,第二框的孔226和第一框的柱310在柱310与孔226相配时提供了光学传输路径618与透镜610和激光二极管218和/或检测器PIN二极管218的对齐,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。
在本发明的一个特定实施例中,模块组件200能够以如下方式组装。首先,激光二极管216和/或检测器PIN二极管218可以使用作为图案识别标志的孔226管芯附连至第二框214和引线框212的组合上。在图2、图3、图4、图5和图6所示的实施例中,孔226通常可以是圆形,而柱310通常可以是圆柱形。然而孔226和柱310的形状可以是任何合适的形状,例如椭圆形、正方形、长方形等等,并且柱和孔的数目可以是一个或一个以上,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。例如,单个正方形孔和柱可以同时提供位置对齐和转动对齐。在本发明的一个实施例中,光电部件的管芯附连可以在+/-5μm的容限内实现,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。
在管芯附连光电部件之后,通过将第二框的孔226与第一框的柱310相配接合来将第一框210与第二框214与引线框212组装在一起。所涉及的容限的所得的均方根在+/-8μm内,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。在一个具体实施例中,例如此处光学链路120的光纤线路是多模光纤,则可获得+/-10μm的容限并且位于多模光纤的容限规格之内,虽然本发明的范围在这一方面不受限制。
虽然用某些程度的细节描述了本发明,但是应该认识到本领域普通技术人员可以对其中的元件做出修改而不背离本发明的精神和范围。应该相信本发明的光学收发器模块以及其许多附带优势可从在前描述中理解,并且显而易见的是可以对其部件做出形式、构造和排列上的各种改变而不背离本发明的范围和精神或牺牲其全部材料优势,以上所述的形式仅是其说明性的实施例并且不会对其做出实质性的改变。所附权利要求旨在包含并包括这些改变。

Claims (23)

1.一种用于光学路径的对齐的装置,包括:
用于容纳光纤的第一框,所述第一框具有置于所述第一框的底侧上的柱;以及
包括具有置于其上的至少一个光学部件的引线框的第二框,所述第二框具有在所述第二框的底侧上形成的孔,所述孔用于当所述第一框与所述第二框组装在一起时与所述第一框的柱相配,其中与所述第二框组装的所述第一框形成连接器的一侧;
其中所述柱与所述孔的相配提供了当所述第一框在所述第二框内组装时所述光纤的光学路径与所述至少一个光学部件的对齐,
其中所述至少一个光学部件的光学路径垂直于所述光纤的光学路径。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述柱包括一个或多个柱,而所述孔包括一个或多个孔。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述孔用作用于放置被置于所述引线框上的所述至少一个光学部件的图案识别标志。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述光纤是多模光纤,所述对齐在所述多模光纤的容限规格内。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述光学部件是激光二极管、透镜、反射器和光学检测器中的至少一种。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述光学部件是半导体激光器和检测器PIN二极管中的至少一种。
7.一种用于光学路径的对齐的装置,包括:
用于容纳光纤的第一框,所述第一框具有在所述第一框的底侧上形成的孔;以及
包括具有置于其上的至少一个光学部件的引线框的第二框,所述第二框具有置于所述第二框的底侧上的柱,所述柱用于当所述第一框在所述第二框内组装时与所述第一框的孔相配,其中与所述第二框组装的所述第一框形成连接器的一侧;
其中所述柱与所述孔的相配提供了当所述第一框与所述第二框组装在一起时所述光纤的光学路径与所述至少一个光学部件的对齐,
其中所述至少一个光学部件的光学路径垂直于所述光纤的光学路径。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述柱包括两个或更多的柱,而所述孔包括两个或更多的孔。
9.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述光纤是多模光纤,所述对齐在所述多模光纤的容限规格内。
10.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述光学部件是激光二极管、透镜、反射器和光学检测器中的至少一种。
11.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述光学部件是半导体激光器和检测器PIN二极管中的至少一种。
12.一种用于光学路径的对齐的装置,包括:
包括处理器的基座外壳;以及
包括显示器的显示器外壳;
其中所述处理器经由光学链路向所述显示器提供视频信号,所述光学链路经由与所述基座外壳和所述显示器外壳中的至少一个相连的连接器组件连接至所述基座外壳和所述显示器外壳,所述连接器组件包括:
用于容纳光纤的第一框,所述第一框具有置于所述第一框的底侧上的柱;以及
包括具有置于其上的至少一个光学部件的引线框的第二框,所述第二框具有在所述第二框的底侧上形成的孔,所述孔用于当所述第一框与所述第二框组装在一起时与所述第一框的柱相配,其中与所述第二框组装的所述第一框形成连接器的一侧;
其中所述柱与所述孔的相配提供了当所述第一框在所述第二框内组装时所述光纤的光学路径与所述至少一个光学部件的对齐,
其中所述至少一个光学部件的光学路径垂直于所述光纤的光学路径。
13.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述柱包括两个或更多的柱,而所述孔包括两个或更多的孔。
14.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述孔用作用于放置被置于所述引线框上的所述至少一个光学部件的图案识别标志。
15.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述光纤是多模光纤,所述对齐在所述多模光纤的容限规格内。
16.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述光学部件是激光二极管、透镜、反射器和光学检测器中的至少一种。
17.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述光学部件是垂直腔表面发射激光器和检测器PIN二极管中的至少一种。
18.一种用于光学路径的对齐的装置,包括:
包括处理器的基座外壳;以及
包括显示器和天线的显示器外壳;
其中所述处理器经由光学链路向所述显示器提供视频信号,并且其中由所述天线接收的信号经由所述光学链路被传输至所述处理器,所述光学链路经由与所述基座外壳和所述显示器外壳中的至少一个相连的连接器组件连接至所述基座外壳和所述显示器外壳,所述连接器组件包括:
用于容纳光纤的第一框,所述第一框具有置于所述第一框的底侧上的柱;以及
包括具有置于其上的至少一个光学部件的引线框的第二框,所述第二框具有在所述第二框的底侧上形成的孔,所述孔用于当所述第一框在所述第二框内组装时与所述第一框的柱相配,其中与所述第二框组装的所述第一框形成连接器的一侧;
其中所述柱与所述孔的相配提供了当所述第一框与所述第二框组装在一起时所述光纤的光学路径与所述至少一个光学部件的对齐,
其中所述至少一个光学部件的光学路径垂直于所述光纤的光学路径。
19.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述柱包括一个或多个柱,而所述孔包括一个或多个孔。
20.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述孔用作用于放置被置于所述引线框上的所述至少一个光学部件的图案识别标志。
21.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述光纤是多模光纤,所述对齐在所述多模光纤的容限规格内。
22.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述光学部件是激光二极管、透镜、反射器和光学检测器中的至少一种。
23.如权利要求18所述的装置,其特征在于,所述光学部件是垂直腔表面发射激光器和检测器PIN二极管中的至少一种。
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